Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Полосин-Никитин, С. М. Механизация дорожных работ учебник

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
15.06 Mб
Скачать

§ И. МЕХАНИЗАЦИЯ ДОБЫЧИ КАМНЯ

Горные работы на карьерах камня делятся на две группы:^горнокапиталь­ ные и добычные. Горнокапитальные работы, связанные с устройством карьера, включают осушение участка, организацию транспорта, снятие вскрышного слоя, устройство выездных траншей и др. Добычные работы представляют собой coboj

купность основных и вспомогательных работ по добыче непосредственно горной породы: бурение и заряжание шпуров и скважин, производство взрыва, отгрузка взорванной породы на транспортные средства, дробление негабаритных материа­ лов, устройство отвалов. Вспомогательные работы включают энергоснабжение, водопонижение и осушение участков, на которых производится добыча камня, устройство связи и канализации, ремонт и профилактику машин и энергосетей, устройство временных подъездных путей, геологоразведочные работы и доставку

различных материалов и запасных частей.

и растительного слоев

К вскрышным работам относятся удаление верхнего

и наносной

(пустой) породы

или выветрелого слоя. Для

вскрышных работ

ис­

пользуют те

же машины, что

и при производстве земляных работ, выбирая

их

в зависимости от толщины растительного слоя или пустой породы, группы грун­ тов. Растительный слой удаляют в вал и хранят для использования при рекуль­ тивации карьера и для планировки откосов (обкладки грунтом). Пустую породу отвозят в пониженные места местности, используют для засыпки оврагов, по­

стройки временных дорог.

Завершив вскрышные работы, разрабатывают разрезную и капитальную траншеи для создания первоначального фронта работ на уступе и транспортиро­ вания добываемой породы от забоя к поверхности карьера. Уступом называют пласт горной породы в карьере, разрабатываемый самостоятельно комплектом машин. Высота его не должна превышать высоту резания экскаватора, за исклю­ чением случаев разработки развалов взорванной скальной породы (рис. 3.1, а, б), где она может превышать ее на 25—30% . Число уступов определяют по формуле

тг = H K: h y ,

где Я к — полная мощность (высота) разрабатываемой горной породы; hy — вы­

сота уступа.

Если не применяют взрывное рыхление, высоту уступа ограничивают макси­ мальной высотой резания экскаватора; при взрыве — полуторной высотой мак­ симальной высоты резания экскаватора; при разработке пород драглайном или роторным экскаватором — максимальной глубиной или высотой резания экска­ ватора. В зависимости от рабочих размеров экскаватора и характера взрывных

а)

6)

Рис. 3.1. Параметры уступа и элементы карьера:

а — параметры уступа

в

плане; б — элементы

карьера;

в — форма

развала

после

взрыва;

Я к

— глубина карьера;

П — ширина

рабочей

1,

2, 3,

площадки; А — ширина заходки;

4 — порядок заходок

(проходок); h y —

высота уступа

50

работ (при двухрядном взрывании скважин) высота уступа (по Н. В. Мельни­ кову) равна (в м)

hr =

0

,7 а ] / (sin a sin р ): k pi (1 + т)") sin (а — р) ,

 

где а = 0 ,8 ( В + Е )

— ширина развала породы после взрыва, м; В — радиус реза­

ния экскаватора,

м;

Е — наибольший радиус разгрузки экскаватора, м;

а — угол

откоса уступа, град;

(3 — угол откоса развала взорванной породы, град;

кр — ко­

эффициент разрыхления породы; г\ — отношение линии наименьшего сопротивле­

ния первого ряда скважин к высоте уступа, обычно равное 0,55— 0,70 (для усло­ вий мгновенного взрывания; ц" — отношение расстояния между рядами скважин

к линии наименьшего сопротивления, обычно равное 0,75— 0,70 (для условий мгновенного взрывания).

Выгодно разрабатывать высокие уступы, так как повышается эффективность буро-взрывных работ, сокращается число передвижек экскаватора, упрощается транспортная схема карьера, сокращаются затраты труда. Ширина заходки за­ висит от типоразмеров экскаваторов и вида породы. В скальных породах шири­ на ее равна 1,5— 2,5 радиуса резания экскаватора. Для создания широкого фронта работ при одновременной работе нескольких экскаваторов заходки могут быть разделены на ряд блоков-захваток. Уступ разрабатывают последовательны­ ми параллельными полосами-заходками (проходками). Заходки — это часть слоя, длина L и высота которого йу соответствуют длине и высоте уступа, а ширина А

зависит от применяемого способа рыхления и выемки породы. Часть заходки по ее длине (см. рис. 3,1), разрабатываемая самостоятельными средствами отбойки, называется блоком. Та часть заходки по ее длине, которая подготовлена для раз­

работки,

носит

название

фронта работы уступа, другая,

неподготовленная

часть — запасным

фронтом

работ. Ширина заходки А зависит

от типоразмера

экскаватора.

 

 

 

 

При

разработке мягких

и рыхлых пород без применения

взрывных

работ

Л = 1,5 В

(вм), где В — радиус резания экскаватора на горизонте установки экска­

ватора.

 

 

 

 

 

При

разработке скальных пород с применением взрывных

работ при

двух­

рядном расположении скважин A=h.yr\'(l + f\") м, при однорядном A = hyr\'. Ширина рабочих площадок П уступов зависит от размеров и расстановки на

рабочей площадке основного экскаватора, а также от необходимых размеров полосы для прохода автомобилей и устойчивости рабочего борта карьера.

Интенсивность отработки уступа определяется суточным продвиганием за­

боя Уз.с и годовым продвиганием фронта Уф.г.

 

 

Из .с = Осут : Ahy , м/су тки;

Пф.г =

Qr(W : l0li м/год,

;где <2сут и <3г0д — суточная и годовая выработки

экскаватора,

м3/сутки; 10

длина блока, м.

 

 

 

Б у р о в з р ы в н ы е р а б о т ы . Задача

буровзрывных работ

на карьерах —

равномерное дробление горных пород с обеспечением крупности кусков, отвечаю­ щих требованиям производства. Создание запаса взорванной породы, соблюдение заданных параметров развала породы способствует высокопроизводительной ра­ боте транспортных и погрузочных машин. Подготовка горной породы к взрыву состоит из бурения шпуров диаметром йш до 50 мм, глубиной hm до 5 м и сква­ жин hc> 5 м, d0 = 100—300 мм. Шпур и скважины — искусственно пробуренные

углубления в массиве камня. Бурение шпуров и скважин механизировано. Буре­ ние шпуров и скважин производят выше и ниже подошвы уступа. Недобур — расстояние между уровнем подошвы уступа и дном скважины, находящимся выше подошвы уступа. Длина недобура зависит от физико-механических свойств взрываемой породы, диаметра заряда, мощности ВВ:

= = (3 -г- 12) d 3a p .

К недобуру шпуров и скважин прибегают в легко разрушаемых мягких поро­ дах, при наличии мягких рыхлых пород под разрушаемым твердым пластом или ясно выраженном напластовании пород при раздельной выемке полезных иско­

51

 

паемых и необходимости

сохра­

 

нения подошвы выемки от раз­

 

рушения взрывом.

 

 

 

 

Перебур (рис.

3.2) — часть

 

скважины или шпура, пробу­

 

ренная

ниже подошвы

уступа.

 

Перебур

служит для усиления

 

действия взрыва в нижней час­

 

ти скважины, обеспечивая ров­

 

ный отрыв породы от подошвы

 

уступа. Для скважинных заря­

 

дов

трудновзрываемых

пород

 

/п= 12-Н15 d3ap;

в

средневзры-

 

ваемой /п=9ч -10 d3ар. По отно­

 

шению к величине линии сопро­

 

тивления по подошве Wп длина

 

перебура /п = (0,10— 0,33).

 

 

В

практике

взрывных ра­

 

бот

наиболее часто

используют

 

классификацию

горных

пород

 

проф. М. М. Протодьяконова, в

Рис. 3.2. Взрывание скважинными зарядами

которой

в качестве

эталона за

единицу

крепости

принят пре­

 

дел

прочности

’ при

сжатии

(табл. 6), равный 100 кгс/см2. Скважины бывают вертикальные и направленные —

наклонные.

направления скважин — один из важных вопросов, решаемых

при

Выбор

проектировании буро-взрывных работ.

 

 

 

 

Станки

для наклонного бурения сложнее,

чем для бурения вертикальных

скважин. Вместе с тем направленные скважины

имеют большие преимущества

перед вертикальными: при проходке наклонной

скважины

параллельно

откосу

уступа линия наименьшего сопротивления (л. н.

с.) будет

постоянной.

При

их

взрывании значительно снижается выход негабарита и на 16—20% увеличивается выработка экскаватора, л. н. с. — кратчайшее расстояние от центра или оси за­ ряда до обнаженной поверхности — меньше линии наименьшего сопротивления по подошве (л. с. п.). При размещении зарядов в наклонных скважинах л. н. с. и л. с. п. почти равны. Величина л. н. с. зависит от диаметра заряда, свойств по­ роды, высоты и угла откоса уступа. Условно л. н. с. обозначают буквой Wp.

Линия расчетного сопротивления (л. р. с.) — расстояние от центра или оси заряда до обнаженной поверхности — один из важных параметров для расчета зарядов. Для скважинных и шпуровых зарядов при двух обнаженных поверхно­ стях за л. р. с. для первого ряда принимают линию сопротивления по подошве, для последующих рядов — расстояние между рядами скважин или шпуров.

Л. с. п. — расстояние от оси или центра заряда до обнаженной плоскости на уровне подошвы уступа. При высоте уступа Я у и расстоянии от оси скважин до бровки уступа В величина л. с. п. (в м)

Wn — b + Ну ctg а .

С увеличением высоты уступа величина л. с. п. возрастает, а с уменьшением угла наклона откоса уступа л. с. п. увеличивается. Между Wn и Wр существует

зависимость

W a — W p- s i n а .

Наклонное бурение имеет недостатки: ухудшается работа бурового инстру­ мента, несколько осложняется зарядка скважины ВВ. Последний недостаток устраним при механизированном заряжении скважины. Промышленность присту­ пила к массовому изготовлению станков для наклонного бурения, что значитель­ но улучшит показатели добычи горной породы.

Очистку скважин от буровой мелочи наиболее целесообразно производить водой, это улучшает условия труда и увеличивает стойкость бурового инструмен-

52

 

 

 

Т а б л иц а 6

Категория

Степень крепости

Порода

Коэффициент

породы

породы

крепости

 

1

I

п

ш

Ш-а

I V

I V - a

V

V-a

V I

V I - a

V I I V I I - a

V I I I

I X

X

2

В высшей степени крепкие

Очень крепкие

Крепкие

»

Довольно крепкие

То же

Средние

»

Довольно мягкие

То же

Мягкие

»

Землистые

Сыпучие

Плывучие

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

4

Наиболее крепкие, плотные и вяз-

20,0

кие кварциты и базальты. Исключи­

 

тельные по крепости другие породы

 

Очень крепкие гранитовые породы.

15,0

Кварцевый

порфир.

Очень

крепкий

 

гранит.

Кремнистый

сланец.

 

Менее

 

крепкие, чем указанные выше, квар­

 

циты. Самые крепкие песчаники и из-

 

вестняки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10, 0

Гранит плотный и гранитовые по­

роды. Очень крепкие песчаники и из-

 

вестняки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Известняки (крепкие).

Некрепкий

8 ,0

гранит. Крепкие песчаники. Крепкий

 

мрамор. Доломит

 

 

 

 

 

 

 

Обыкновенный песчаник

 

 

 

 

6 ,0

Песчанистые

сланцы.

Сланцеватые

5 ,0

песчаники

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Крепкий глинистый сланец. Некреп­

.4,0

кий песчаник и известняк.

Мягкий

 

конгломерат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разнообразные сланцы (некрепкие).

3 ,0

Плотный мергель

 

 

 

 

 

 

 

Мягкий сланец. Очень мягкий из-

2 ,0

вестняк, мел, каменная соль, гипс.

 

Мерзлый грунт. Обыкновенный мер-

 

гель. Разрушенный песчаник, оцемен-

 

тированная галька и хрящ, каменный

 

грунт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Щебенистый

грунт.

Разрушенный

1 , 5

сланец. Слежавшаяся

галька

 

н

ще­

 

 

бень. Отвердевшая глина

 

 

 

 

 

Глина

(плотная). Глинистый

грунт

1,0

Легкая

песчанистая

глина,

 

лёсс,

 

0 ,8

гравий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Растительная

земля.

Торф,

легкий

0 ,6

суглинок,

сырой песок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Песок,

осыпи,

мелкий

гравий,

на-

0 ,5

сыпная земля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Плывуны.

Болотистый

 

грунт.

Раз­

 

0 ,3

жиженный лёсс и другие разжижен­ ные грунты

П р и м е ч а н и е . Разрушенные, выветрелые, трещиноватые породы можно относить к категориям с более низким коэффициентом крепости. Так, трещинова­ тый гранит, являясь твердым, в то же время разбит трещинами. Для бурения шпуров следует брать f = 10, для взрывных работ соответственно меньший, т. е. 6 или 7.

53

та. Для работы при отрицательных температурах в станках предусмотрена воз­

можность сухого улавливания пыли.

Станки ударно-вращательного бурения с погружными пневмоударниками предназначены для бурения крепких пород. Рабочим органом служит пневмоудар­ ник, навинчиваемый на трубчатые буровые штанги и погружаемый в скважину по мере ее углубления. Скважины очищаются от буровой мелочи отработавшим воздухом. Погружной ударник следует непосредственно за коронкой. Диаметр скважин — в пределах 100— 150 мм.

Эффективно бурение станками с погружным пневмоударником. Они имеют большую скорость, чем ударно-канатные. Можно бурить скважины в крепких породах от 0 до 90° к горизонту, отсутствует необходимость в подвозке тяжелого инструмента и снабжении водой. Бурение возможно в породах с коэффициентом крепости до 10— 16.

Станки шарошечного бурения также предназначены для бурения крепких пород ( f= 6— 14). Рабочим органом служит шарошечное долото, привинчиваемое

на нижний конец бурового стана. Поступая от компрессора в скважину, сжатый

воздух охлаждает долото и,

выходя из скважины по

затрубному пространству

с большой скоростью (18— 20

м/сек), выносит буровую

мелочь. Эти станки обла­

дают высокой скоростью, превышающей в 3—4 раза скорость станков канатно­ ударного бурения, не требуются вода и тяжелые долота. Можно регулировать осевое давление на буровой инструмент и число оборотов в широких пределах, подбирать оптимальные режимы работы в разных горногеологических условиях. К недостаткам можно отнести: большую массу станков, связанную с необходи­ мостью иметь определенную величину осевого давления, недостаточную стойкость шарошек и большой их расход. Возможно бурение вертикальных и наклонных скважин диаметром 150—Э20 мм в породах крепостью от 6 до 14—.16 по шкале М. М. Протодьяконова. При шарошечном бурении горные породы разрушаются благодаря сложному воздействию долота: удару, резанию, смятию.

Вращательное бурение скважин шнековыми станками удобно в породе кре­ постью менее 6. Скважины бурят диаметром 110— 150 мм. Бурение допустимо в породах с коэффициентом крепости меньше 6, например в мягких известняках, некрепких песчаниках.

Для получения скважин диаметром 100— 150 мм в породах, равнозначных по прочности каменному углю, целесообразны станки шнекового вращательного бурения. Они в 3—4 раза производительнее станков ударно-канатного бурения. Ими можно бурить вертикальные, горизонтальные и наклонные скважины, стои­ мость бурения невысокая, обслуживание несложное, отсутствует потребность в воде для очистки скважины от мелочи, которая выносится шнеком на поверхность забоя. К недостаткам такого бурения относятся высокая стоимость резцов, арми­ рованных пластинками твердого сплава, быстрая изнашиваемость его и в связи с этим ограниченность применения, возможность обвала стенок скважин в тре­ щиноватых породах.

Термическое бурение применяют главным образом в породах, имеющих крем­ нистое основание и крепость 14—4.6 по М. М. Протодьяконову. Порода в основном разрушается за счет термических напряжений, возникающих вследствие неравномерного нягревания отдельных слоев и изменения структуры кварца под воздействием горячих газов, образующихся при сгорании топлива и истекающих из сопла со сверхзвуковой скоростью. Для бурения применяют горелку реактив­ ного _типа, в которую подают смесь кислорода и керосина. Горелка охлаждается водой, которая под воздействием высоких температур переходит в пар, вынося­ щий на поверхность продукты разрушения породы.

Разновидность термического бурения пород любой крепости — бурение тер­ модинамической активной струей плазмотрона [3.9].

Выбор бурового станка представляет сложную задачу, решать которую сле­ дует с учетом свойств породы, способов взрывных работ, их объема.

З а р я ж а н и е с к в а ж и н и ш п у р о в . Пробуренные шпуры и скважины заряжают взрывчатыми веществами ВВ. Наиболее распространены (90%) аммиачно-селитренные ВВ Ас, основной составной частью которых является аммиачная селитра. Большинство их сравнительно безопасно в обращении, легко

поддается различной

технологической обработке, имеет невысокую стойкость

для их приготовления

имеются практически неограниченные ресурсы. К недо­

54

статкам ВВ Ас относятся гигроскопичность, слеживаемость, низкая водоустойчи­ вость, невысокая плотность при ручном заряжании, недостаточная чувствитель­ ность к начальному импульсу, особенно при переувлажнении. По характерным свойствам ВВ Ас разделяются на несколько групп: акваниты, акватолы, аммона­

лы, аммониты, гранулиты, детониты, динамоны, зерногранулиты, игданиты (96% гранулированной селитры и 4% солярового масла).

Одна из основных групп аммиачно-селитренных ВВ представляет собой меха­ ническую смесь аммиачной селитры со взрывчатыми нитросоединениями и не­ взрывчатыми горючими добавками. В качестве взрывчатых нитросоединений используют порошкообразный тротил, гексоген, динатронафталин, которые вводят для повышения мощности и чувствительности ВВ. Горючими невзрывчатыми до­ бавками являются древесная мука, мука сосновой коры и др. Их вводят для улучшения структуры аммонитов против слеживаемости, в качестве горючего материала. ВВ выпускают в порошкообразном, патронированном виде. К группе ВВ Ас относятся аммоналы — механическая смесь кристаллической селитры, тро­ тила и алюминиевого порошка или их сплавов. Промышленность изготавливает эти ВВ порошкообразными и литыми.

Аммиачная селитра NH4NO3 (нитрат аммония) получается взаимодействием

аммиака на азотную кислоту. Широко используется в сельском хозяйстве как удобрение. А с — взрывчатый кристаллический порошок белого цвета, легко рас­ творяется в воде с поглощением тепла, плавится при 145— 160°, малочувстви­ телен к внешним воздействиям, является слабым ВВ и сильным окислителем. При взрыве 1 г Ас выделяется 0,2 г кислорода. Для снижения слеживаемости проводят гранулирование Ас или вводят добавки-нитраты кальция и магния, фуксин, апа­ тит или фосфоритную муку.

Взрыв характеризуется очень быстрым переходом потенциальной энергии ВВ в кинетическую, сопровождается повышенным давлением на окружающую среду (скальную породу) и звуковым эффектом. Взрыв ВВ происходит вследствие одно­ временного сталкивания огромного количества активных молекул, обладающих запасом энергии, которая обеспечивает непрерывность протекания взрывчатой реакции по массе вещества. Каждое вещество имеет в своем составе активные молекулы, количество которых резко возрастает с увеличением температуры и давления. При взрыве на небольшом участке ВВ количество активных молекул увеличивается в миллион раз, выделяемая при их столкновении энергия образует ударную и детонационную волну. Для производства взрыва рассчитывают заряд ВВ, подготовленный к взрыву в шпуре или скважине.

М е т о д в з р ы в н ы х р а б о т — система приемов и способов подготовки

зарядных камер, размещение и взрывание ВВ, обеспечивающих заданный горно­

технический эффект. Зарядная камера — искусственная полость

в горных поро­

дах. в которой размещается заряд ВВ. Такой камерой служат

шпур, скважина,

рукав, котловые полости в шпурах и скважинах. Перед вводом

ВВ все виды за­

рядных камер проверяют, обязательно измеряя их размеры. Объем зарядных камер подсчитывают как объем геометрических тел. Объем шпуров и скважин подсчитывают по объему цилиндра

где I — длина, d ■— диаметр шпура или скважины.

При значительной величине сосредоточенных зарядов объем зарядной камеры

определяют по формуле (в м3)

 

 

 

 

 

 

 

 

^ з а р = {Q:

v t

 

 

где

Q — масса

заряда, т;

Д — плотность

ВВ

в заряде, т/м3; Kv — коэффи­

циент,

зависящий

от способа

крепления

зарядной

камеры и условий

заряжания

'от 1,1 до 1,8).

 

 

 

 

 

 

Метод камерных зарядов

(рис. 3.3,

а)

применяют, когда высота

уступа не

менее 12—Т5 м, а его угол не менее 50°. Этот метод дает значительный выход не­ габарита, при нем трудоемки подготовительные работы, возникают значительные сейсмические колебания, сложно ликвидируются отказы. Метод комбинированных зарядов (рис. 3.4, б) обеспечивает равномерное дробление пород и преодоление

55

1

Рис. 3.3. Расположение зарядов:

1 — штольня; 2 —- зарядная камера; 3 — забойка; 4 — ДШ; 5 — патрон-боевик

больших сопротивлений по подошве. Метод котловых зарядов — с простреливанием шпуров (скважин) применяют для преодоления больших сопротивлений по подошве уступа и при взрывах на выброс. Метод малокамерных зарядов при­ меняют при высоте уступов до 8 м на слабо механизированных карьерах, при выполнении эпизодических работ и отсутствии буровых станков. Метод скважин­ ных зарядов (рис. 3.3, б) применяют при диаметре скважин 75—300 мм, в отдель­

ных случаях до 400 мм. Глубина скважин зависит от высоты уступа и величины перебура и достигает 70— 80 м при взрывании высоких уступов. Величину сква­ жинного заряда определяют по формуле'

Q = qWnaHy;

a — m.Wp\ й = 0,85И7р,

где q — удельный расход ВВ, кг/м3; Wn — л.

н. с., м; а — расстояние между

скважинами

в ряду,

м; Я у — высота уступа, м;

т — относительное

расстояние

между скважинами;

Wp — л. р. с.; Ь — расстояние между рядами скважин.

Для расчета Wu используют формулу (в м)

 

 

 

r

I(= [ / о ,56/>2 + 4mqpHyl — 0,75/?] :2m qH y ,

 

где р — вместимость скважины, кг/м.

 

 

Величина

Wp

должна удовлетворять условию Wp> / / yc tg a + c

(с ^ З м —

безопасное расстояние от бровки уступа до оси скважины).

 

Метод шпуровых зарядов (рис. 3.3, в) применяют при взрыве уступов не­

большой высоты — до 5 м. Метод шпуровых зарядов состоит в равномерном и мелком дроблении взрываемых пород, в возможности применения в любых горно­ геологических условиях, простоте, высокой маневренности. Недостатки его — в большом объеме, бурения, высокой стоимости работ, необходимости заряжания и взрывания большого числа шпуров. Масса шпурового заряда подсчитывается по формуле (в кг)

Wp = 0,87 У р ' : mq,

где р' — вместимость 1 м шпура, кг/м; q — удельный расход ВВ; а — рас­ стояние между шпурами в ряду; И7Р — линия сопротивления; a=m W p, т = = 0,9— 1,6 — относительное расстояние между шпурами; Wv= b : 0,85 (b — расстоя­

ние между рядами шпуров); Д — плотность заряжания, кг/дм3; Д = 0,9 кг/дм3 при ручном заряжании, а при механическом — 1,0— 1,2 кг/дм3.

56

6)

77ШШ //a\v/A'

 

7

!

4

-

 

 

U

Рис. 3.4. Способы взрывания

BB:

/ — источник тока; 2 — электродето­ натор; 3 — детонирующий шнур; 4 — ВВ; 5 — тротиловая шашка; 6 — пат­

рон-боевик;

7 — промежуточный

де­

тонатор из

аммонита; 5 — заряд

зерногранулита; 9 — ЗД-8-56;

10 —

ЭДКЗ-1—25

мсек;

11 — ЭДКЗ-2

50 мсек; 12 — мостик накаливания; 13 — капсюль-детонатор; 14 — элек­ тропровод; 15 — огнепроводный шнур; 16 — зажигательный состав

■ Применяют заряды ВВ с воздушными промежутками — рассредоточенные, что повышает использование энергии взрыва для разрушения пород. Для создания воздушных промежутков применяют приспособление из двух деревянных дисков, скрепленных деревянной стойкой. Воздушные промежутки ослабляют первона­ чальный динамический удар взрыва на массив, что способствует более равномер­ ному дроблению породы и уменьшению ширины развала.

Примерный расчет скважинных зарядов, рассредоточенных воздушными про­ межутками, уточняемый для оптимальных результатов опытными взрывами: 1) определяют величины скважинного заряда; 2) вычисляют массу нижней части

заряда (в кг): Qi = (0,6-^-0,7)

Q; ,3)

находят

величину

воздушного промежутка

(в м): Лв.п =(0,17—0,35) /3; 4)

определяют длину заряда

(в м): /3=<2 : р; 5) исхо­

дя из глубины скважины L вычисляют длину забойки (в м ):

^заб ~ ^

(^з

л вп)-

 

Рассредоточенные заряды с воздушными промежутками (рис. 3.3, г) значи­

тельно повышают равномерность дробления, в 1,2— 2 раза, снижают выход нега-

57

баритных кусков (в отдельных случаях до нуля) и на 15— 20% уменьшают удель­ ный расход В В.

После заряжания скважин (шпуров) ВВ делается забойка скважин, чтобы увеличить сопротивление выходу газов, образующихся при взрыве. Забойка так­ же способствует более полной детонации ВВ в заряде, увеличению продолжитель­ ности действия продуктов детонации на взрываемую среду, ослабляет воздушную ударную волну, способствует уменьшению разлета кусков породы. В качестве за­ боечного материала используют песок, глину, смесь песка с глиной, буровую мелочь. Наиболее эффективен сыпучий материал, имеющий небольшую влаж­ ность. В ряде случаев таким забоечным материалом служит вода.

Для механизации заряжания ВВ типа игданитов, гранулитов, зерногранулитов и водонаполненных смесей применяют зарядные машины УПЗМ-2. ВВ пода­ ются в них пневмоили гидротранспортом. Механическое заряжание повышает плотность ВВ в зарядах, что способствует сокращению буровых работ и более эффективному использованию энергии ВВ.

Объем сыпучего забоечного материала для скважин и шпуров рассчитывают по формуле (в м3)

^ з = я < 4 (с).: 4 (l'3NKl),

где U — средняя длина забойки в шпуре или скважине, м; Ki — коэффициент

запаса, учитывающий потери забоечного материала при транспортировании и за­ бойке (/С!=:1,15— 1,20); N ■— число'взрываемых зарядов.

С п о с о б ы и с р е д с т в а в з р ы в а н и я з а р я д о в В В. На карьерах применяют несколько способов взрывания. Огневой способ прост; стоимость не­ большая, характеризуется большой опасностью, возможностью повреждения огнепроводного шнура и зарядов, не допускает одновременное взрывание группы зарядов и проверку по приборам качества подготовки взрыва, требует присут­ ствия взрывника при зажигании шнуров. Взрывание осуществляется при помощи капсюля-детонатора КД и огнепроводного шнура (ОШ), который имеет сердцевину из опрессованного дымного пороха, горящего с постоянной скоростью 0,01

или 0,05 м/сек (рис. 3.4, в).

Огневое взрывание включает изготовление зажигательных трубок, патроновбоевиков, заряжание и забойку шпуров (скважин). При огневом взрывании сноп искр ОШ возбуждает КД, от взрыва которого детонирует заряд ВВ. Этот способ применяют для взрывания одиночных зарядов или для последовательного бзрывания серии зарядов.

Капсюль-детонатор (рис. 3.4, г) состоит из гильзы с запрессованным ком­

бинированным зарядом из инициирующих и бризантных ВВ для возбуждения детонации. В качестве первичных инициирующих ВВ в КД используют гремучую ртуть, азид свинца, тенерес. В качестве вторичных — высокочувствительные бри­ зантные ВВ: тетрил, гексоген, ТЭН. Первичные инициирующие ВВ запрессовы­ вают в чашечку под давлением 250— 300 кгс/см2, вторичные — до оптимальной плотности, при которой достигается их наибольшее инициирующее действие. Для детонации низкочувствительных ВВ, таких, как аммиачная селитра, игданиты, акватолы, гранулиты, не детонирующие от взрыва КД, применяют промежу­ точный детонатор— заряд ВВ, детонирующий от КД, ЭД или ДШ.

ДШ передает детонацию от КД миллиэлектродетонатора (ЭД) к заряду ВВ (см. рис. 3.4, б). Он состоит из плотной взрывчатой сердцевины, обычно изготов­

ляемой из кристаллического гранулированного ТЭНА, и водоизолирующей обо­ лочки. Для взрывания в сухих и влажных условиях используют ДШ-А, в обвод­ ненных ДШ-В. Скорость детонации — 6000 м/сек. При взрыве ДШ осуществляется комплекс операций: резка шнура, присоединение ЭД или КД к магистрали ДШ, производство взрыва и осмотр его результатов. Заряды детонируют обычно от петли или узла ДШ, а также от боевика с ДШ.

Огневой метод взрыва с ДШ безопасен и прост, допускает одновременное взрывание большой серии зарядов, обладает высокой маневренностью, позволяет взрывать заряды любой конструкции в сухих и обводненных условиях, безопасен по отношению к блуждающим токам. К его недостаткам относится невозмож­ ность проведения пробной проверки правильности монтажа сети, высокая стои­ мость ДШ, недостаточная стойкость в воде и в зарядах с нефтепродуктами, а также к низким температурам.

58

Для контроля за временем при воспламенении зажигательных трубок, вве­ денных в заряды взрывником, используют контрольную трубку (К Т ). Примене­ ние ее обязательно при огневом взрывании пяти и более зарядов. КТ поджигают первой и укладывают не менее чем в 5 м от заряда, зажигаемого первым, но не на пути отхода взрывника в безопасное место. Во избежание попадания мелких осколков для контрольной трубки используют КД в бумажной гильзе. При взрывании контрольной трубки взрывник должен немедленно уйти в укрытие независимо от наличия неподожженных зарядов ВВ.

Электродетонатор — соединение капсюля-детонатора с электровоспламените­ лем в одной гильзе для инициирования заряда ВВ (рис. 3.3, д ) . При прохожде­

нии электрического тока мостик накаливания электровоспламенителя мгновенно нагревается, вызывает вспышку зажигательного состава, от которого мгновенно загорается воспламенительный состав. Луч пламени воспламенительной головки вызывает взрыв детонатора. ЭД изготавливают мгновенного, короткозамедлен­ ного и замедленного действия; время срабатывания — 2— Ю мсек.

Электрическое взрывание (рис. 3.4, а) представляет собой комплекс опера­

ций, включающий проверку и подбор ЭД по сопротивлению, изготовлению боеви­

ков с ЭД, заряжание скважин,

монтаж

электровзрывной

сети, подключение ее

к источнику тока, производство

взрыва,

осмотр места

взрыва. Техническими

средствами и средствами взрывания при электровзрывании служат проводник электрического тока, источники тока, контрольные электроизмерительные прибо­ ры, ЭД. Этот же способ допускает мгновенное, короткозамедленное и замедлен­ ное взрывание, он менее опасен для взрывника, чем огневой способ. К недостат­ кам его следует отнести необходимость прекращения работы всех машин на период монтажа электровзрывной сети и производства взрыва в пределах опас­ ной зоны, возможность преждевременного взрыва от блуждающих токов, необ­ ходимость в мощных источниках тока и в точных электроизмерительных прибо­ рах, потребность в тщательном выполнении работ при монтаже электровзрывной сети.

Бескапсюльное взрывание — один из способов инициирования зарядов ВВ без размещения в них КД или ЭД. Заряд ВВ инициируется детонирующим шну­ ром, детонация которого вызывается взрывом КД или ЭД.

Боевик-патрон ВВ или часть заряда ВВ соединяют с инициатором взрыва. В качестве инициатора используют зажигательную трубку, ЭД или ДШ. Боевик служит для надежной детонации всего заряда ВВ. При огневом взрывании боеви­ ки изготовляют путем ввода КД зажигательной трубки в патрон. Для этого в патроне ВВ делают углубление диаметром 8— 9 мм, в него на всю длину гильзы вставляют КД. В сырых и обводненных местах место ввода КД в патрон под­ вергают гидроизоляции при температуре не более 60°. При дублировании при всех способах взрывания в заряд вводят два боевика.

Для подачи электрического тока к заряду ВВ используют взрывные машины конденсаторного типа (рис. 3.5, е) или динамо-электрические, а также электро­

сеть общего назначения напряжением 220—380 В.

Короткозамедленное взрывание (КЗВ) — взрывание зарядов ВВ в опреде­ ленной последовательности через заданные интервалы времени, не превышающие 500 мсек, в течение которых используются остаточные напряжения во взрывае­ мой породе, вызванное взрывом предыдущих зарядов. При дроблении большин­

ства

50

крепких пород методом скважинных зарядов замедление составляет

10—

мсек.

Электроогневое взрывание представляет собой способ взрывания зарядов ВВ

при помощи капсюля-детонатора, огнепроводного шнура или электровоспламени­ теля.

Вторичное дробление — дробление негабарита. Техническими условиями на взрывные работы установлены обязательные размеры кусков взорванной породы

(по размеру ребра Ь,

м). При погрузке

одноковшовым экскаватором

с ковшом

 

 

 

3

 

емкостью q м3 b не должно превышать 0,7-—0,8 г

д'э'Если погрузка горной массы

затруднена, Ь должно

быть не более

 

зг

 

(0,5— 0,6)1

Емкость кузова автомобиля

 

пределах Ь <

 

3 у------------------

 

 

должна находиться в

0 ,5

Г Па_с .

При дроблении или

погрузке

59

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ