9.4. Параметри та конструкції свердловинних зарядів

Ефективність процесу подрібнення порід на кар’єрах залежить від правильного вибору параметрів вибухових свердловинних величин, параметрів зарядів, типу ВР, яке застосовується та ін. До основних параметрів вибухових свердловин (рис. 9.2) відносяться: глибина L c , діаметр d c і кут нахилу свердловини, величина перебуру, маса заряду.

Глибина свердловини з висотою уступу Н у і кутом нахилу до горизонту пов’язані співвідношенням:

де n  – перебур свердловини, м.

Перебур свердловини необхідний для якісного руйнування і більш повного виймання породи в підошві уступу і складає n  = (10…15)d c , м. При багаторядному вибуху в міцних породах

береться .

Рис. 9.2. Конструкція свердловини для БПР

Діаметр свердловини визначається діаметром бурового інструмента і залежить від масштабу гірничих робіт і пов’язаною з ним потужністю гірничого й транспортного обладнання. Він вибирається на підставі техніко-економічних розрахунків. З діаметром свердловини пов’язана її місткість

де – щільність заряджання вибухових речовин (ВР) у свердловині ( = 0,9…1,6 кг/дм 3 ).

За величиною кута нахилу свердловини до горизонту розрізняють горизонтальні, похилі і вертикальні свердловини. На сьогодні на кар’єрах застосовують переважно вертикальні свердловини.

Маса заряду ВР у свердловині визначається за формулою:

де q П – проектна питома витрата ВР, кг/м 3 ; V П – об’єм породи, що підривається зарядом, м 3 ; k 1 – коефіцієнт, що залежить від важкості підривання породи в масиві: для легко-, середньо- і важковибухових порід дорівнює, відповідно, 0,65; 0,8 і 1;0.

Проектна питома витрата ВР визначається за дослідними даними в умовах даного кар’єру на основі фактичної витрати ВР або розраховується на основі еталонної витрати ВР.

Для заряджання свердловин як вибухові речовини на кар’єрах використовують сипучі гранульовані ВР (алюмотол, гранулотол, грамонали, грануліти, зерногрануліти, ігданіти) і водонаповнені ВР (акватоли, іфзаніти), інколи – порошкоподібні ВР (амоніти, амонали, детоніт). Ефективність і область застосування різноманітних ВР залежать від міцності, в’язкості і заводненості порід, тріщинуватості масиву, наявності мерзлоти та інших чинників.

9.5. Керування процесом вибухового подрібнення порід

При проведенні підривних робіт на кар’єрах виділяють процеси подрібнення і переміщення гірських порiд енергією вибуху та допоміжні процеси. Допоміжні процеси при підриванні свердловинних зарядів включають: завантаження і розвантаження на складах

вибухових матеріалів (ВМ), підготовку компонентів і виготовлення найпростіших ВР (типу ігданіта, іфзаніта та ін.), транспортування їх.

Для того, щоб вирішити питання керування процесом вибухового подріблення масиву гірських порід, необхідно якомога повніше вивчити властивості масиву і в першу чергу його опір вибуховим навантаженням. Повна енергія вибуху в різних випадках витрачається неоднаково. В перший момент вибуху заряду ВР навколо нього утворюється декілька зон деформації породного масиву: зона стиснення (подрібнення), зона тріщиноутворення і зона струсу. Дві

перші разом утворять зону регульованого подрібнення. В практиці прагнуть збільшити цю зону, підбираючи відповідні параметри підривання.

Ефективність керування процесом подріблення порід залежить від правильного вибору параметрів вибухових свердловин, конструкції і величини заряду, розташування свердловин в межах блоку, що підривається, порядку підривання окремих зарядів та від типу ВР.

Конструкційно свердловинні заряди ВР можуть бути суцільними і розподіленими. Конструкція останніх полягає в тому, що між окремими частинами заряду залишені повітряні проміжки, що сприяє поліпшенню подрібнення в породах легко висаджуваних і середньо висаджуваних.

Розташування свердловин на уступі в межах блоку, що підривається, може бути однорядним (рис. 9.3, а) і багаторядним (рис. 9.3, б в). Основними параметрами серії свердловин, що підриваються, є: відстань між свердловинами а в ряді, відстань між рядами свердловин б і лінія опору по підошві уступу W. Величини а і б підбирають таким чином, щоб забезпечити в блоці, що підривається, рівномірний розподіл ВР і досягнути найбільш повного подрібнення масиву. Ці параметри залежать від вибуховості порід, діаметра свердловин, їх кута нахилу, висоти уступу, необхідної кускуватості, схеми підриву.

Якість подрібнення порід, форму розвалу підірваної породи і підробку підошви уступу визначає порядок підривання, а він може бути миттєвим (інтервал між підривами  = 0), уповільненим ( < 0, 25) і коротко уповільненим ( = 0,005...0,25 с). Найбільш ефективним вважається коротко уповільнене підривання (КУП) як при однорядній, так і при багаторядній схемі підривання. При однорядному КУП застосовується почергова, через свердловину, хвильова схема

комутації зарядів (рис. 9.4, a, б, в), при багаторядному КУП – порядова, з поздовжнім, поперечним і діагональним врубами (рис. 9.4, г, д, е).

Найбільший ефект досягається при багаторядному КУП. Врубові схеми дають можливість створювати додаткові вільні поверхні, сприятливі зіткненню кусків в процесі вибуху, що забезпечує краще подрібнення.

Керування процесами вибухового подрібнення гірських порід зводиться до отримання оптимальних параметрів розвалу підірваної гірської маси. До основних параметрів розвалу відносяться його ширина В і висота Н Р , що залежать від властивостей гірських порiд в масиві, величини зарядів, схеми їхнього розташування і порядку підривання.