7. Безполум’яне висаджування

Для підвищення безпеки робіт з відбійки вугілля в особливо складних і небезпечних умовах замість ВР використовують високий тиск інертних газів чи повітря, що проникають у вибійну частину шпура зі спеціальних металевих патронів.

Патрон кардокс (рис. 4.16) являє собою порожній сталевий циліндр 1, що має з одного боку зарядну 2, а з іншого – розрядну 3 голівки. Зарядна голівка служить для наповнення циліндра рідинною вуглекислотою (СО₂), а розрядна – для викиду в шпур газоподібної вуглекислоти під великим тиском. Порожня внутрішня частина циліндра 1 відділена від розрядної головки диском 4 з м'якої сталі товщиною 2...3 мм. У циліндрі розміщений нагрі-вальний патрон 5 (60...120 г займистого складу) з електро-запалювачем 5 і туди подається рідинна вуглекислота.

Рис. 4.16 – Конструкція патрона кардокс: 1 – порожній сталевий циліндр; 2 – зарядна голівка; 3 – розрядна голівка; 4 – сталевий диск; 5 – нагрівальний патрон; 6 – електрозапалювач

При запаленні нагрівального патрону рідинна вуглекислота перетворюється в газоподібну і тиск починає збільшуватися. Коли він досягає 170...240 МПа, сталевий диск 4 зрізується, газ крізь отвори в розрядній голівці заповнює шпур і відбиває вугілля. При навантаженні вугілля патрони з нього витягають і доставляють на зарядну станцію. Параметри патронів: довжина 1,2...1,6 м; діаметр 44...64 мм; маса до 12 кг; заряд вуглекислоти 1,0...2,7 кг. Циліндр витримує до 200 висаджень.

Патрон гідрокс має конструкцію, аналогічну патрону кардокс. Замість рідинної вуглекислоти як газовиділяюючої речовини використовують суміш аміачної селітри, нітрату магнію і деревного борошна. При нагріванні утворюється 60...70 % водяної пари і 30...40 % вуглекислого газу й азоту. При цьому тиск піднімається до 160...180 МПа. Випускають два типорозміри патронів: 1) діаметр 48 мм, довжина 1210 мм, заряд газовиділяюючої суміші 190 г; 2) діаметр 53 мм, довжина 1320 мм, заряд газовиділяюючої суміші 270 г.

Патрон аеродокс (рис. 4.17) складається з порожнього сталевого циліндра (труби) 1, розрядної голівки 2 з вихлопними вікнами 3, штуцера 4 і запірного диска 5. Заклавши патрон у шпур так, щоб він виглядав на 0,2...0,8 м, з'єднують його спеціальним шлангом з повітропроводом і подають стиснене повітря під тиском 70...78 МПа. При тиску 60...70 МПа запірний диск зрізується, стиснене повітря викидається через вихлопні вікна в шпур і відбиває вугілля. Для підриву наступного шпуру треба вставити новий запірний диск. Довжина патрона 1,8...3 м, діаметр 64 мм. Повітря стискується компресором продуктивністю не менш 2,5 м³/хв.

Рис. 4.17 – Конструкція патрона аеродокс: 1 – порожній сталевий циліндр; 2 – розрядна голівка; 3 – вихлопні вікна; 4 – штуцер; 5 – запірний диск

Тема 5. Лекція №5. Дія вибуху заряду вибухової речовини у гірській породі

1. Класифікація зарядів вибухових речовин

За способом прикладання до об'єкта, що руйнується, заряди поділяють на зовнішні (накладні) і внутрішні. Заряд називають зовнішнім, якщо він прикладений до поверхні об'єкта, що руй-нується, внутрішнім, якщо він вміщений усередині середовища, що руйнується. В останньому випадку в масиві (об'єкті), що підлягає руйнуванню, створюють поглиблення (шпур, свердловину, камеру й ін.), у яке вміщують заряд ВР, розташований у такий спосіб усередині об'єкта, що підривається. Поглиблення роблять з таким розрахунком, щоб тільки частина їх була зайнята зарядом, а частину, що залишається, вільну від заряду, використовують для вміщення набійки.

Зовнішні (накладні) заряди застосовують для дроблення негабаритних блоків, а внутрішні при розпушуванні гірських порід з використанням шпурових чи свердловинних зарядів, а також при будівництві каналів, канав, траншів, тощо.

За побудовою (структурою, внутрішнім станом) заряди розді-ляють на суцільні і розосереджені.

Суцільним називають заряд, не розділений на окремі частини проміжками, чи заряди, які складаються з декількох прилеглих один до одного патронів ВР, розосередженим – заряд, окремі частини якого (яруси) розділені проміжками із пластичних чи сипучих твердих матеріалів, води, повітря і т.д.

Ініціювання окремих ярусів здійснюється прокладкою ДШ уздовж заряду ВР чи розміщенням у кожнім з них електро-детонатора.

Суцільні заряди застосовують, наприклад, при проведенні гірничих виробок звичайним підриванням. Застосування розосере-джених зарядів ВР із повітряними проміжками – один з ефективних способів регулювання ступеня дроблення гірських порід вибухом на відкритих роботах. Його наукові основи і технологічні рішення розроблені в ІГС ім. О.О. Скочинського під керівництвом академіка М.В. Мельникова і професора Л.М. Марченко.

У вугільних шахтах, небезпечних щодо газу чи пилу, розосереджені заряди з проміжками з піщаноглиняної суміші допускається застосовувати в породному вибої виробок, у яких не виділяється метан, і тільки у врубових шпурах, а також при розкритті викидонебезпечних пластів струсним підриванням.

За формою (конфігурацією) заряди розділяють на зосереджені і подовжені.

Зосереджені заряди за формою наближаються до кулі, кубу. До них відносять також заряди, що мають форму паралелепіпеда чи циліндра, якщо їх довжина не перевищує чотирьох-п'яти розмірів у поперечнику.

Подовжені (колонкові) заряди мають циліндричну форму, дов-жина їх більш ніж у 4…5 раз перевищує розмір у поперечнику.

При підривних роботах зосереджені заряди розміщують у камерах чи “котлах” і тому їх називають камерними чи котловими, подовжені – у шпурах і свердловинах і тому їх називають шпуровими, чи свердловинними, чи просто циліндричними.

Залежно від форми і величини заряду ВР, а також способу розміщення його щодо масиву, який руйнується, розрізняють нас-тупні методи підривних робіт: шпуровий; свердловинних зарядів; камерних (котлових) зарядів; зовнішніх (накладних) зарядів.

Практично єдиним методом підривних робіт у вугільних шахтах є шпуровий. Залежно від розміру зарядів і глибини розташування їх від поверхні (три перші з перерахованих методів ведення підривних робіт) можливі два види їхньої дії: внутрішній і зовнішній.