6.5 Контурное взрывание

При проведении горных выработок одновременно ставятся две противоположные задачи. С одной стороны, необходимо получить интенсивное дробление породы для эффективной работы погрузочных машин, с другой – обеспечить выполнение следующих требований:

• соблюдение проектного сечения выработки;

• исключение нарушений массива за контуром.

Опыт ведения буровзрывных работ показывает, что коэффициент излишка сечения, представляющий отношение площади поперечного сечения выработки к проектному, составляет в среднем 1,15 –1,20, что значительно превышает допустимое значение по СниПу.

Установлено, что проектные размеры сечения выработок лучше всего выдерживаются при применении контурного взрывания.

Контурным взрыванием называется способ ведения взрывных работ, обеспечивающий получение ровных поверхностей выработок при незначительном нарушении сплошности пород законтурной части массива. Он заключается в специальном подборе диаметра, конструкции, величины и расположения зарядов по контуру выработки и выборе типа взрывчатого вещества, средств и очередности взрывания.

Эффективность контурного взрывания зависит от многих горно-технических и горногеологических факторов. Для каждого конкретного случая проходки имеется определенная комбинация параметров буровзрывных работ, обеспечивающая наибольший эффект контурного взрывания.

Основываясь на результатах теоретических и производственных исследований на кафедре «строительства шахт и подземных сооружений» Дон ГТУ разработана методика расчета параметров и контурного взрывания, изложенная ниже. Параметры буровзрывных работ, рассчитанные по этой методике, обеспечивают проведение горных выработок с минимальными переборами пород и нарушениями законтурной части массива.

Для уменьшения концентрации энергии взрывчатого вещества на один погонный метр заряжаемой части шпура в оконтуривающих шпурах следует применять заряды уменьшенного диаметра (28- 32мм).

Расчет параметров контурного взрывания производят в следующем порядке:

1. Определяют количество оконтуривающих шпуров N_ош в зависимости от сечения выработки вчерне (S) и коэффициента крепости породы (ƒ) по формулам, представленным в таблице 6.3.

Таблица 6.3 – Формулы для расчета количества шпуров

Sвч, м2	Диаметр зарядов ВВ в оконтуривающих шпурах
	28 мм	32 мм
7,2	Nош= (6.21)	Nош= (6.22)
9,0	Nош= (6.23)	Nош= (6.24)
11,4	Nош= (6.25)	Nош= (6.26)
14,1	Nош= (6.27)	Nош= (6.28)

Эти зависимости применены для расчета N_ош в породах с коэффициентом крепости ƒ = 4-12 при применении аммонита Т-19. Поправочные коэффициенты для аммонита № 6-ЖВ – 0,8, для детонита М-0,6.

Количество оконтуривающих шпуров при применении зарядов уменьшенного диаметра увеличивается с уменьшением диаметра патрона ВВ. Практически увеличение N_ош не превышает 5-6 шпуров.

2. Расстояние между оконтуривающими шпурами (а) определяется по формуле:

а = ,м (6.29)

где В – ширина выработки по почве,м. В знаменателе N_ош уменьшено на единицу, так как контур выработки не замкнут.

3. Устанавливается коэффициент сближения зарядов (m). Для монолитных пород m = 0,8. В слоистых породах m изменяется от 0,7 до 1,1 в зависимости от ориентирования слоев относительно линий зарядов оконтуривающих шпуров. При направлении слоистости перпендикулярно линии зарядов m следует принимать ближе к меньшему пределу, при слоистости, параллельно линии зарядов, m = 1,0-1,1. При известных упругих свойствах среды m можно определить по формуле

m ≤ , (6.30)

где V_тр – скорость развития трещины, м/с;

с – скорость распространения волны напряжений, м/с.

4. Линия наименьшего сопротивления для зарядов оконтуривающих шпуров находится по формуле

W = , м. (6.31)

5. Выбор оптимальной длины оконтуривающего шпура производится в соответствии с формулой

= + , м, (6.32)

где - длина заходки, м;

- величина перебура, определяемая по формуле

= k · , м, (6.33)

где k – коэффициент пропорциональности, k = 0,22 –0,4;

S₀ = aW – площадь забоя, приходящаяся на один оконтуривающий шпур.

6. Величина заряда в оконтуривающем шпуре рассчитывается по уравнению

q_ош = 0,785( - 0,5) d_з²Δ, кг; (6.34)

где d_з – диаметр заряда, м;

Δ – плотность патронирования, кг/м³.

7. Расход ВВ на цикл в оконтуривающих шпурах будет равен

Q_ош =N_ош· q_ош, кг. (6.35)

Поскольку угловые оконтуривающие шпуры по почве работают в наиболее тяжелых условиях, то следует в них применять ВВ стандартного диаметра, т.е. то, которое применяется во врубовых и вспомогательных шпурах. Тогда расход ВВ уменьшенного диаметра на цикл будет равен

Q_ош = (N_ош –2) · q_ош, кг. (6.36)

8. Расчет параметров взрывных работ для площади забоя S_з разрушаемой внутренними шпурами (врубовыми и вспомогательными) производится по известным методикам. Схема расположения вспомогательных шпуров должна обеспечивать одинаковое по всему периметру значение линии наименьшего сопротивления оконтуривающих шпуров.

Общее количество шпуров N на цикл определяется по формуле

N = N_ош + N_в, (6.37)

а расход ВВ в патронах стандартного диаметра будет равен

Q_в = q_в (N_в +2), кг, (6.38)

где q_в – величина заряда во врубовом (вспомогательном) шпуре.