3. Расчет скважинных зарядов.

Линия сопротивления по подошве по наибольшему расстоянию, преодолеваемому зарядом, м

, (5.1)

где β – угол наклона скважины к горизонту (60, 75, 90 град.); К_в – коэффициент, учитывающий взрываемость пород в массиве (табл. 5.4); γ – плотность породы (табл. 5.1); m – коэффициент сближения зарядов; К_ВВ – переводной коэффициент от граммонита 79/21 к выбранному В (табл. 5.3); d_с – диаметр скважины, м, ∆ - плотность заряжания ВВ в скважине, кг/м³ (табл. 5.3).

Таблица 5.4. – Коэффициенты для расчета параметров скважинных зарядов.

Коэффициент	Породы
	Легковзрываемые f до 6	Средневзры-ваемые f = 6-12	Трудновзрываемые f более 12
Сближения зарядов m	1,1 – 1,2	1,0 – 1,1	0,85 – 1,0
Учитывающий взрываемость пород Кв	1,2	1,1	1,0
Зависящий от взрываемости пород Кз	5 – 6	3 – 4	1,5 – 2,5

ЛСПП должна быть проверена по условию безопасного ведения буровых работ у первого ряда скважин, т. е. W ≥ W_б, м

W_б = δ_п + h∙(ctg α – ctgβ) , (5.2)

где W_б – значение ЛСПП по условию безопасного бурения первого ряда скважин, м; δ_п – ширина возможной призмы обрушения (табл. 5.5), α – угол откоса рабочего уступа, град (табл. 5.5).

Таблица 5.5. – Ширина призмы обрушения (по Гипроруде), м

Коэффициент крепости по шкале проф. М.М. Протодъяконова	Высота уступа, м
	10	12	15	20
2 – 4	4	5	6	8,5
5 – 9	3	3	3,5	4,5
10 – 14	3	3	3	4
15 – 20	3	3	3	4

Если условие W ≥ W_б не выполняется, то принимают следующие решения:

1. переходят на бурение наклонных скважин;

2. выбирают более мощные ВВ или ВВ с увеличенной плотностью заряжания;

3. увеличивают диаметр скважины;

4. применяют парно-сближенные скважины.

Затем заново проверяют условие.

Параметры размещения заряда в скважине

Длина скважины, м

(5.3)

где l_пер – величина перебура скважины, м.

l_пер = (0,1÷0,25) h (5.4)

где h – высота уступа, м.

Принять конструкцию заряда ВВ. В обводненных скважинах применяют сплошной колонковый заряд, в сухих – рассредоточенный воздушным промежутком.

Длина заряда, м

l_ВВ = L_скв – l_з – l_пр , (5.5)

где l_з – длина забойки, м; l_пр – длина воздушных промежутков, м.

l_з = (15÷20)∙d_скв (5.6)

Верхний предел относят к сильнотрещиноватым породам, нижний – к весьма крупноблочным, крепким породам.

l_пр = (8÷12)∙d_скв (5.7)

Параметры сетки скважин

Расстояние между скважинами

а = m∙W, (5.8)

Расстояние между рядами скважин

b = а – при квадратной сетке скважин; (5.9)

b = 0,85∙а – при шахматной сетке скважин. (5.10)

Масса заряда ВВ.

Необходимая масса скважинного заряда Q_з¹, исходя из объема породы, взрываемой зарядом, рассчитывается для первого ряда скважин, кг

Q_з¹ = q_п∙V = q_п∙h∙W∙a, , (5.11)

где V – объем породы, разрушаемой зарядом в первом ряду скважин, V = h∙W∙a; q_п – удельный расчетный расход ВВ, кг/м³ (табл. 5.6).

Необходимая масса скважинного заряда Q_з², исходя из объема породы, взрываемой зарядом, рассчитывается для второго и последующего рядов скважин, кг

Q_з² = q_п∙V = q∙h∙b∙a, (5.12)

где V – объем породы, разрушаемой зарядом во втором и последующих рядах скважин, V = h∙b∙a

Таблица 5.6. – Удельный расход граммонита 79/21 для пород различной трещиноватости и крепости, кг/м³

Степень трещиноватости	Коэффициент крепости пород
	2 – 5	6 – 10	11 – 18
I	0,3	0,35	0,45
II	0,4	0,5	0,6
III	0,65	0,75	0,9
IV	0,85	0,9	1,0
V	1,0	1,0	1,2

Масса заряда в скважине по условию вместимости в скважину, кг

Q_скв = Р∙l_ВВ, (5.13)

где Р – количество ВВ, размещаемое в 1 м скважины, кг/м³

, (5.14)

где d_скв – диаметр скважины, дм.

Необходимо проверить вместимость заряда в скважине:

Q_скв ≥ Q_з¹

Q_скв ≥ Q_з² (5.15)

При несоблюдении условия (5.15) корректируют сетку скважин, увеличивают диаметр скважин, пересматривают выбор типа ВВ, а затем повторяют расчет.

Для правильного выбора параметров сетки скважин приравнивают выражение (5.13) к выражениям (5.11) и (5.12) и получают расстояние а.

Р∙l_ВВ = q_п∙h∙b∙a. (5.16)

(5.17)

b=а – при квадратной сетке скважин, м;

b=0,85∙а – при шахматной сетке скважин, м.

Определяют массу скважинного заряда по формулам 5.11 и 5.12.

Корректируют длину заряда и длину забойки.

Выбирают схему коммутации:

- рис. 5.1 – для системы инициирования с помощью ДШ;

- рис. 5.2 – для системы инициирования СИНВ.

Рекомендации:

- для легковзрываемых пород – порядные схемы продольными и поперечными рядами;

- для пород средней трудности взрывания – порядные поперечными рядами;

- для трудновзрываемых пород – врубовые.

Методика расчета системы инициирования с помощью ДШ

Оптимальный интервал замедлении, мс

=k·W, (5.18)

где k – коэффициент, зависящий от взрываемости пород (k=1,5 – 2,5 для трудновзрываемых, k=3-4 – для средневзрываемых k=5 – 6 – для легковзрываемых).

При многорядном взрывании интервал замедления увеличивают на 25 %.

По величине  подбирают ближайшее пиротехническое реле РП из ряда: 20, 35, 50 мс.

Расчет количества СИ

Длина ДШ на блок, м

L_ДШ=L_маг+L_{ДШ блок}+ N_скв·(l_скв+l₁+l₂), (5.19)

где L_маг – длина ДШ от места укрытия взрывников до блока, м; L_{ДШ блок} – длина ДШ на блоке, м; N_скв·- количество скважин в блоке, шт.; l_скв – длина скважины, м; l₁ – длина ДШ, необходимого для присоединения промежуточного детонатора (l₁=1 м); l₂ – длина ДШ, необходимого для соединения концевиков ДШ в скважине с ДШ на блоке, м (l₂=1м).

Количество ЭД

Для взрыва используют два ЭД.

Количество РП.

Количество РП определяют по схеме взрывания, учитывая дублирование РП.

Количество промежуточных детонаторов

Выбирают промежуточный детонатор (патроны Аммонита 6 ЖВ либо тротиловые шашки). Определяют количество промежуточных детонаторов на скважину (при глубине скважины боле 15 м обязательно дублирование, при использовании рассредоточенного заряда – количество промежуточных детонаторов два). Определяют массу промежуточного детонатора в зависимости от массы заряда.

Масса ВВ в ДШ, кг

Q_ДШ= L_ДШ·q_ДШ (5.20)

где q_ДШ – масса ВВ в 1 м ДШ (q_ДШ = 0,15 кг/м).

Методика расчета системы инициирования с помощью СИНВ

Расчет времени замедления.

При использовании комбинации СИНВ-П и СИНВ-С необходимо рассчитать время замедления каждой скважины в зависимости от применяемой схемы.

СИНВ-П содержит поверхностный микрокапсюль с замедлителем, помещенным в корпус. СИНВ-С – скважинный детонатор.

Время замедления поверхностных волноводов СИНВ-П составляет 9, 17, 25, 42, 67, 100, 150 мс.

Время замедления скважинных волноводов составляет 100, 500 мс.

В проекте приводят две схемы: 1 – схема соединения волноводов; 2 – схема времени замедления поверхностных волноводов. Время замедления первой скважины составляет 0 мс. На рис. 5.3 приведен пример расчета времени замедления.

Время замедления рассчитывают по формуле 5.18.

Расчет количества СИ.

Для осуществления взрыва с помощью СИНВ необходимы следующие СИ:

СИНВ-Старт – 1 шт (длина зависит от расстояния на котором находятся взрывники в укритии);

СИНВ-П (9, 17, 25, … мс) – количество определяют в зависимости от схемы взрывания;

СИНВ-С (100, 500 мс) – количество определяют в зависимости от числа скважин в блоке и количества промежуточных детонаторов на скважину).

Промежуточные детонаторы – количество рассчитывают аналогично системе инициирования с ДШ.

Рисунок 5.1. – Типовые схемы инициирования зарядов системой инициирования с детонирующим шнуром: а – порядная; б – порядная поперечными рядами; в – порядная врубовая; г – врубовая с трапециевидным врубом

Рисунок 5.2 – Типовые схемы инициирования зарядов низкоэнергетической системой инициирования СИНВ: а – порядная; б – порядная поперечными рядами; в – врубовая с клиновым врубом; г – комбинированная

Рисунок 5.3. – Пример расчета времени замедления при использовании СИНВ-П со временем замедления 25 мс и СИНВ-С (100 мс)

Порядок выполнения работы

После ознакомления с теоретическими сведениями на основании исходных данных по варианту задания (табл. 5.7) выполнить расчет параметров БВР:

1. Обосновать выбор типа ВВ.

2. Определить параметры БВР.

3. Выбрать схему коммутации.

4. На блоке (согласно варианту) нанести расположение скважин и схемы коммутации зарядов, в зависимости от системы инициирования.

5. Составить проект массового взрыва, используя приложения 1 – 3.

6. Составить корректировочный расчет, из условия, что две скважины полностью осыпаны и взрывчатое вещество, не вошедшее в эти скважины распределяется по соседним скважинам.

7. Оборудование: экскаватор ЭКГ-10, буровой станок СБШ (диаметр долота указать в зависимости от диаметра скважины).

Таблица 5.7. – Исходные данные.

Вари-ант	Характеристика пород			Высота уступа, м	Диаметр скважи-ны, мм	Состояние скважины	Вид блока рис. 5.1.	Lбл Длина блока, м	Аб Ширина буровой заходки, м	Система инициирования
	Коэффициент крепости по шкале проф. М.М. Протодъяко-нова	Категория трещи-новатости	Плот-ность, т/м3
1	9	I	2,5	10	250	Сухие	рис.1	100	30	ДШ
2	11	II	2,6	15	216	Обвод	рис.2	200	50	СИНВ
3	15	III	2,7	10	270	Сухие	рис.3	140	35	ДШ
4	12	IV	2,8	12	260	Обвод	рис.4	150	40	СИНВ
5	8	V	3,1	20	250	Сухие	рис.5	100	45	ДШ
6	7	I	3.0	20	320	Обвод	рис.6	120	50	СИНВ
7	16	II	2,9	20	150	Сухие	рис.1	100	40	ДШ
8	18	III	2,5	12	190	Обвод	рис.2	180	40	СИНВ
9	17	IV	2,7	15	150	Сухие	рис.3	150	45	ДШ
10	10	V	2,8	15	270	Обвод	рис.4	120	45	СИНВ
11	13	I	3,0	15	250	Сухие	рис.5	150	30	ДШ
12	9	II	2,6	10	216	Обвод	рис.6	100	30	СИНВ
13	11	III	3,1	10	250	Сухие	рис.1	180	40	ДШ
14	15	IV	2,7	10	250	Обвод	рис.2	150	50	СИНВ
15	12	V	2,5	12	270	Сухие	рис.3	200	55	ДШ
16	8	I	2,6	12	270	Обвод	рис.4	150	50	СИНВ
17	7	II	2,7	12	216	Сухие	рис.5	150	40	ДШ
18	16	III	2,8	15	190	Обвод	рис.6	180	45	СИНВ
19	18	IV	3,1	15	150	Сухие	рис.1	200	50	ДШ
20	17	V	3.0	12	250	Обвод	рис.2	220	55	СИНВ
21	10	I	2,9	10	216	Сухие	рис.3	250	35	ДШ
22	13	II	2,5	10	270	Обвод	рис.4	100	45	СИНВ
23	15	III	2,7	20	250	Сухие	рис.5	120	50	ДШ
24	17	IV	2,8	20	270	Обвод	рис.6	150	30	СИНВ
25	11	V	3,0	20	270	Сухие	рис.1	180	40	ДШ
26	9	I	2,6	15	216	Обвод	рис.2	150	50	СИНВ
27	12	II	3,1	12	250	Сухие	рис.3	200	55	ДШ
28	16	III	2,7	10	250	Обвод	рис.4	210	35	СИНВ
29	18	IV	3,0	20	150	Сухие	рис.5	120	40	ДШ
30	8	V	2,7	15	270	Обвод	рис.6	150	30	СИНВ

Рисунок 5.4. – Вид взрывного блока.

Контрольные вопросы:

1. Какими условиями отличается «Типовой проект производства буровзрывных работ» отличается от «Проекта на массовый взрыв»?

2. Какие исходные данные используют при проектировании взрывных работ на карьере?

3. Какие параметры рассчитывают в «Проекте на массовый взрыв»?

4. Какие материалы входят в графическую часть «Проекта на массовый взрыв»?

5. В чем состоит организация проведения массового взрыва?

6. Какие меры безопасности должны соблюдаться при проведении взрывных работ на карьере?

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1