книги из ГПНТБ / Миндели, Э. О. Разрушение горных пород учебное пособие

возможность переуплотнения и увлажнения под избыточным давле­ нием (типа скального аммонита № 1), или обычные ВВ, помещаемые в герметичные пластиковые оболочки.

При гидровзрывании применяют фронтальную и фланговую схемы отбойки угля. При ф р о н т а л ь н о й с х е м е (рис. 230) шпуры глубиной от 3 до 6 м пробуривают на расстоянии до 6 м, а при ф л а н ­ г о в о й с х е м е (рис. 231) работы ведут с помощью глубоких скважин, пробуриваемых параллельно очистному забою. Фланговая

дой от рудничной атмосферы. Производительность струга при гидро­ взрывном ослаблении угольного массива возрастает в 2—2,5 раза по сравнению с работой струга в неослабленном массиве.

При выемке угля на пластах, подверженных внезапным выбро­

переходе геологических нарушений и зон, наиболее опасных по вне­ запным выбросам угля и газа, а также при вскрытии пластов гор­ ными выработками.

Сотрясательное взрывание — это способ подготовки пластов, подверженных внезапным выбросам угля и газа, для последующей выемки путем «встряхивания» массива. В результате воздействия взрыва на массив происходит снятие предварительных напряжений и дегазация пласта и, как следствие, нарушение его сплошности.

Особенностью этого способа взрывания является разрушение пласта в глубине массива на расстоянии 8—10 м от забоя путем взры­ вания зарядов в удлиненных шпурах.

425

При камуфлетно-сотрясательном взрывании применяют предохранительные ВВ, допущенные для взрывания на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа. Инициирование зарядов можно осуществлять электродетонаторами мгновенного и короткозамедлен­ ного действия прп общем интервале замедлений не более 130 мс. Распределение замедлений электродетонаторов в шпурах должно быть таким, чтобы исключался подрыв одного заряда другим.

4--6м

Рис. 230. Фронтальная схема отбойки угля

Рис. 231. Фланговая схема отбойки угля прп гпдровзрывании:

Для электродетонаторов разрешается пропуск только одной ступени замедления (25 мс). При этом совместно с электродетонато­

рами мгновенного действия можно применять замедления 50, 75, 100 мс.

426

Удельный расход ВВ при камуфлетио-сотрясательном взрывании в зависимости от крепости угля имеет следующие значения:

При камуфлетно-сотрясательном взрывании необходимо соблю­ дать следующие условия:

Рис. 232. Схема расположения шпуров в очистном забое при каму­

флетно-сотрясательном взрывании для пластов мощностью:

а — более 1 м; б — менее i м; 1—4 — скважипы

вначале необходимо производить одновременное взрывание заря­ дов камуфлетных н сотрясательных шпуров, после чего отбойку угля производить одним сотрясательным взрыванием, при этом оставляется незаряжаемый запас камуфлетных шпуров длиной 4— 5 м;

камуфлетные шпуры перед каждым сотрясательным взрыванием на всю длину необходимо забивать глиной и песком;

камуфлетно-сотрясательное взрывание необходимо применять не только в местах геологического нарушения, но и не менее чем 15 м до и после него.

Схемы расположения шпуров в очистном забое при камуфлетносотрясательном взрывании показаны на рис. 232.

Взрывание камуфлетных зарядов производят, как правило, в скважинах диаметром 43—45 мм, глубиной не менее 8—10 м. Расположение скважин, в зависимости от мощности пласта, прини­ мается однорядное или двухрядное.

Основным преимуществом этого способа взрывания на опасных по выбросу пластах является снижение вероятности внезапных вы­ бросов при последующей выемке угля и повышение безопасности ведения работ. Кроме того, при этом способе благодаря внутримассивному рыхлению пласта обеспечивается увеличение произ­ водительности выемочных машин.

427

Технология взрывных работ отличается от обычной лишь тем, что расположение скважин аналогично расположению шпуров в про­ ходческом забое. Проходку верхних ниш производят при помощи ВВ VI класса и средствами беспламенного взрывания.

§ 103. Буровзрывные работы в очистных забоях мощных пластов

Расположение шпуров в очистных забоях с машинно-взрывной выемкой обычно принимают в зависимости от мощности и угла паде­ ния пласта, крепости угля, устойчивости боковых пород, преду­ преждения возможности подрыва зарядов соседних шпуров.

Число рядов шпуров принимают в зависимости от мощности пласта (два-три ряда и более). При прочной связи между пластом и породами кровли или почвы шпуры располагают ближе к кровле или почве пласта. Минимальное расстояние от почвы или кровли определяется возможностью бурения ручным электросверлом и со­ ставляет примерно 0,2—0,25 м. В случаях явно выраженного кон­ такта или слабой связи боковых пород с пластом угля заряды ВВ располагают от этих плоскостей на расстоянии 0,5—0,8 м. При мало­ устойчивой кровле шпуры верхнего ряда размещают таким образом, чтобы после взрывания зарядов этих шпуров в кровле оставалась пачка угля, не поврежденная взрывом. Практически это достигается

Рис. 233. Схема от­

бойки угля зарядами в скважинах малого диаметра

а —■на шахте «Пионер»; б — на шахте № 56 по пласту Внутреннему; в— на шахте № 56 по пласту Характерному

А

428

429

тем, что, в зависимости от крепости угля, верхний ряд шпуров бурят иа расстоянии 0,5—1,3 м от кровли.

Расход ВВ на 1 т добычи в этих условиях составляет 0,116 кг при машинно-взрывной выемке и 0,240 кг при взрывной выемке.

Взрывная отбойка угля в мощных пластах осуществляется раз­ личными способами. Наиболее распространенным является метод отбойки скважинами уменьшенного диаметра, который в основном применяют иа крутых пластах с углом падения от 55 до 90°, мощ­ ностью до 4 м, при устойчивых боковых породах. Пласты должны иметь достаточно выдержанные элементы залегания: ие должно быть резких перегибов, сбросов, пережимов и других нарушений, исключающих возможность бурения скважин.

Скважины располагают по восстанию пласта параллельно пло­ скости очистного забоя и бурят с параллельного штрека на вентиля­ ционный. Устья сквозных скважин сверху и снизу забивают глиня­ ной забойкой на длину, равную ширине вынимаемой ленты — 0,5—- 1,5 м. Заряд в скважинах — сплошной, состоит из патронов предо­ хранительных ВВ.

На рис. 233 показаны схемы отбойки угля зарядами в скважинах малого диаметра на шахтах Кузбасса.

Типовой паспорт буровзрывных работ для предварительного ослабления угольного массива при подэтажиой выемке угля (рис. 234) предусматривает, что шпуры в каждой заходке располагают веером в два поперечных ряда с расстоянием между рядами 2 м. Глубина шпуров 2—4 м. Шпуры располагают таким образом, чтобы заряды, расположенные со стороны предыдущей заходки, находились бы от ее забоя не ближе чем на 0,5 м с учетом тройного запаса требу­ емой минимальной л. н. с. При взрывании всей группы шпуровых зарядов целик угля в сторону предыдущей заходки не разрушается, предохраняя от разрушения новую заходку. В этом заключается принцип взрывания в закрытой заходке. При этом способе должно строго соблюдаться условие — до начала взрывания в новой за­ ходке нужно полностью обрушить предыдущую, при этом в забое не должно быть каких-либо пустот, в которых возможно скопление метана.

П р и щ и т о в о й с и с т е м е р а з р а б о т к и с о б р у ­ ш е н и е м н а м о щ н ы х п л а с т а х , опасных по прорывам глины и пульпы от профилактических мероприятий с вышележащих горизонтов, используются сосредоточенные минные заряды для разрушения пород кровли.

Объем породы в целике, необходимый для создания над щитом предохранительной подушки, определяют по формуле

где Vn — объем взрываемой породы (в целике), м3; 1Щ— длина щита, м; тпв — вынимаемая мощность пласта, м; К п — коэффициент разрыхления взрываемой породы; hu — высота подушки, м; —

430

высота надщитового целика, м; К у — коэффициент разрыхления угля; ton — максимально допустимая величина опережения щита у вися­ чего бока пласта относительно щита лежачего бока (для наклонных щитов), м.

Коэффициенты разрыхления пород имеют следующие значения:

Массу камерных зарядов определяют по формуле

<?,< = # '% кг,

где q — удельный расход ВВ, кг/м3; Wv — расчетная л. и. с.,

W p = V T n, м,

Удельный расход ВВ в зависимости от крепости пород имеет следующие значения:

В зависимости от размера щита по простиранию пласта, расчет­ ная линия сопротивления камерного заряда не должна превышать при размере щита 18 м — 15 м, при 24 м — 18 м и при 30 м — 21 м.

Необходимый объем зарядной камеры рассчитывается по формуле

где Vk — объем зарядной камеры, м3; а — коэффициент заряжания, равный 1,3 при натренированных ВВ и 1,5 при россыпных (в мешках); Q — масса заряда ВВ, т; Д — плотность заряжания ВВ, т/м3.

Заряжание зарядных камер в шахтах, опасных по метану или пыли, производят предохранительными ВВ. Заполнение ходков и рассечек забоечным материалом производят только в горизонталь­ ных участках, примыкающих к зарядам. В качестве забоечного материала используют кирпич. Непосредственно у зарядов ВВ вы­ кладывают стенку из мешков с инертной пылью. Затем рассечку заполняют плотной кирпичной кладкой (рис. 235). В каждый заряд помещают по два боевика. Перед укладкой боевиков всех людей (кроме занятых на заряжании) с участка, где производят взрыв, и с соседних с ним участков, выводят в безопасную зону, устано­ вленную проектом взрыва.

Разрушенные взрывом породы кровли перепускаются вслед за щитом и образуют надежную породоугольную подушку, которая изолирует щит от прорыва глины с вышележащего выработанного пространства и тем самым обеспечивает безопасные условия труда под щитом.

432

В случаях невозможности заложения ходка из-под щита восста­ ющий ходок проводят непосредственно с вентиляционного штрека, остальные работы выполняют аналогично.

При отработке угольных пластов на небольшой глубине от поверх­ ности в случаях, если боковые породы не обрушаются при наличии больших пустот в выработанном пространстве, производят искус­

Р и с. 235, Схема расположения подготовительных выработок при миннокамер­ ном способе разрушения кровли над щитом:

1 — заряд BB в минной камере; 2 — расчетный контур воронки обрушения; 3 — щит; 4 —

Образование котла в скважине осуществляется путем последова­ тельного простреливания ее зарядами ВВ массой 30, 90, 150 и 230 кг. В результате простреливания образуется котловая полость диаме­ тром до 1,3 м, в которой помещается заряд аммонита ПЖВ-20 мас­ сой 1100 кг, рассчитанный только на частичное рыхление пород, без их выброса. Скважину на высоту 40 м засыпают инертной пылью, шлаком и грунтом.

Взрывные работы по углю при щитовой и слоевой выемках осу­ ществляют с использованием в качестве второй обнаженной пло-

а

Рис. 236. Схема расположения шпуров в щитовых забоях

при мощности пласта:

а — 4 м; б — 8,5 м

скости откосы углеспускных печей и стенок выработок. В первой серии под щитом взрывают шпуровые заряды, предназначенные для расширения и углубления воронок вокруг печей и проходов между секциями. Последними взрывают шпуровые заряды, расположенные у висячего и лежачего боков пласта и в торцах щита по периметру (рис. 236). Этот способ взрывной отбойки угля характеризуется сле­ дующими показателями:

-------- Зм------------

5

Рис. 237. Схема расположения шпуров прп открытии «окон»:

н ы м и с л о я м и , отрабатываемыми в нисходящем порядке, при мощности вынимаемого слоя от 3,5 м и выше предусматривается бу­ рение четырех шпуров, угол наклона которых к горизонтальной плоскости 90°, к вертикальной — 80—70°.

При взрывной выемке мощных пластов на отдельных шахтах Карагандинского бассейна принята следующая технология: для создания второй обнаженной поверхности по длине лавы при помощи взрывных работ устраиваются так называемые «окна» (рис. 237),