Горные породы как объект разрушения взрывом

Горные породы при разработке подвергаются разрушению. Разрушение горных пород имеет место при их бурении, взрывании, экскавации из массива. Эффективность разрушения горных пород во многом определяется их свойствами. К важнейшим свойством, определяющим эффективность разрушения относятся:

1. Крепость горных пород.

2. Буримость горных пород.

3. Трещиноватость.

4. Взрываемость.

Термин крепость горных пород ввёл профессор Протодъяконов. Он предложил классификацию горных пород по крепости. Под крепостью горной породы мы будем понимать её способность сопротивляться одной её части от другой при приложении внешних сил. Протодъяконов предложил разделять все горные породы по коэффициенту крепости который представляет собой : отношение предела прочности сжатия к ста (кг*с/см²). Если измерать в МПа, то . Все горные породы Протодъяконов разделил на десять классов и пять подклассов, присвоив каждому классу определённое значение коэффициента крепости. Значение коэффициента крепости изменяется в широких пределах от 0,3(болотистый грунт) до 20 и выше(граниты, доломиты[8], глинистый грунт [1]).

Буримость – способность горной породы сопротивляться проникновению в неё бурового инструмента. Буримость оценивают по скорости бурения или времени бурения одного метра скважины или шпура. Среди известных классификаций наибольшее распространение получила шкала СНиП-IV-2-82 (строительные нормы и правила). В соответствие с этой классификацией все горные породы делятся на категории. Обозначим категорию породы по СНиП буквой «F». Существует взаимосвязь между коэффициентом крепости и группой породы по СНиПу: .

Трещиноватость: для её характеристики используется показатель, который называется удельная трещиноватость. Удельная трещиноватость – число трещин на поверхности массива, приходящееся на 1м отрезка, проведённого в произвольном направлении. В зависимости от удельной трещиноватости межведомственной комиссией по взрывному делу была разработана так называема временная классификация горных пород по трещиноватости, в соответствии с которой:

	Среднее расстояние между трещинами	Удельная трещиноватость
I	<0,1	>10
II	0,1 – 0,5	2 – 10
III	0,5 – 1,0	1 – 2
IV	1 – 1,5	0,65 – 1
V	>1,5	<0,65

Взрываемость – способность породы сопротивляться её разрушению взрывом. Она оценивается количеством взрывчатого вещества, необходимого для разрушения одного кубического метра породы до заданной крупности. Удельный расход взрывчатого вещества – это количество взрывчатого вещества называется удельным расходом взрывчатого вещества. Существуют различные классификации пород по взрываемости в которых горные породы делятся на классы в зависимости от величины удельного расхода взрывчатого вещества q.

Способы бурения скважин и шпуров

1. Классификация способов бурения.

Под процессом бурения понимается разрушение породы буровым инструментом и вынос на поверхность разрушенной породы из создаваемой полости. Для того что бы разрушить породу взрывом и рационально использовать энергию взрыва на разрушение породы(не направлять её в воздух) в горной породе создаются специальные полости которые носят названия шпуров или скважин. Шпур – это цилиндрическая полость диаметр которых менее 75 мм а глубина не более 5 м. Скважина – это цилиндрическая полость в горной породе у которой глубина более 5 м или диаметр более 75 мм. Верхний предел диаметра взрывных скважин 320 – 400 мм, с возможным расширением нижней части до 600 – 700 мм. Основными элементами скважины и шпура являются:

РИСУНОК

1. Устье; 2. Стенка; 3. I-I Забой; 4 II-II Дно. Основными способами бурения взрывных скважин и шпуров являются механические способы. Основные способы:

1. Вращательное бурение.

2. Ударное бурение (ударно-поворотное).

3. Ударно-вращательное.

4. Вращательно-ударное (шарошечное).

Весьма незначительны объём скважин бурится огневым или термическим и комбинированным способом.

18.02.08