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

на одной из антрацитовых шахт выход антрацита класса +100 мм увеличился на 50—55% за счет снижения штыба (мелочи) класса — 6 мм на ту же величину.

Если при этом учесть, что отпускная цена антрацита крупностью более +100 мм составляет25,2руб., а 1 т штыба — 9,6 руб., то при­ менение патронов гидрокс позволяет в этих условиях получить значительный экономический эффект.

Производительность патрона гидрокс с зарядом массой 270 г при одной свободной поверхности достигает 0,3—0,4 т на взрыв.

а

Рис. 244. Схема расположения шпуров прп отбойке патронами гпд-

рокс:

а — при наличии двух плоскостей обнажения; б — при одной плоскости

обнажения

При образовании второй обнаженной поверхности эффективность отбойки повышается и производительность за взрыв достигает 0,7— 0,8 т. При трех обнаженных поверхностях, например прп наличии горизонтального вруба, производительность патрона резко увели­ чивается п превышает 1,5 т за взрыв. Приведенные данные по проивводптельностп заряда за взрыв относятся к наиболее тяжелым усло­ виям разработки маломощных угольных пластов (0,9—1,5 м).

На рис. 244 показаны типовые схемы расположения шпуров при пспользованпп патронов гидрокс прп одной п двух плоскостях обнажения.

При более благоприятных условиях, в особенности при трех обнаженных поверхностях, производительность патрона за взрыв увеличивается и при мощности пласта более 3 м достигает 4—5 т.

В качестве примера применения беспламенного взрывания в дру­ гих областях народного хозяйства страны можно привести опыт внедрения патронов гидрокс на строительстве Братской ГЭС при прокладке траншеи для кабелей и котлованов под опоры высоко­ вольтных линий электропередач. Применение в этих условиях буро­ взрывных работ с использованием обычных ВВ было невыгодно. Для хранения ВВ необходимы специальные охраняемые передвиж­ ные складские помещения, штат обученных квалифицированных

446

мастеров-взрывныков. Все это дополняется весьма затруднительной доставкой ВВ по бездорожью от базисных складов к месту работы.

В связи с этим все земляные работы по проведению и сооружению траншей, котлованов, канав приходится производить вручную с предварительным оттаиванием грунта путем его прогревания. Указанный способ выемки мерзлого грунта особенно в зимних усло­ виях неэкономичен и малопроизводителен. В этих условиях были применены патроны гидрокс В-2 с массой заряда БВ-48 270 г.

х0,75 м) при объеме вынимаемого грунта, равном 6,7 м3. Всего иа выемку котлована бурили 19—20 шпуров (около 25 м). Средняя произ­ водительность патрона за взрыв составляла около 0,33 м3. В целом применение патронов гидрокс на сооружении котлованов дало зна­ чительный экономический эффект по сравнению с показателями, полученными при сооружении котлованов таких же размеров вруч­ ную (50% стоимости сооружения котлована).

Порядок снаряжения металлического патрона гидрокс. Заряд вводят в гильзу патрона. В прорезь муфты вставляют металлический срезной диск. Диск зажимают разрядной головкой, так чтобы он был плотно зажат между торцом разрядной головки и упорным кольцом муфты. Провода электротермического элемента с предва­ рительно надетой на них резиновой пробкой конической формы пропускают через центральное отверстие в зарядной головке, а пробку плотно вставляют в гнездо зарядной головки, после чего последнюю завинчивают в гильзу на всю резьбу до упора. Выве­ денные концы проводов от электротермического элемента при­ соединяют к взрывной сети.

Снаряженный металлический патрон гидрокс вводится в пробу­ ренный шпур разрядной головкой, при этом его недосылают до дна шпура иа 20—25 см. Применять кувалды, молотки п другие пред­ меты для принудительного ввода патрона в шпур запрещается.

Для инициирования зарядов при использовании в шахтах, опасных по газу или пыли, разрешается применять только низко­ вольтные взрывные приборы. Запрещается применять металлические патроны гидрокс, нагревшиеся при производстве работ до темпера­ туры 60° С.

В случае отказа к патрону разрешается подходить лицу, про­ изводящему взрывные работы, только по истечении 15 мин с момента подачи импульса электрического тока на заряд.

К отказавшему патрону следует подходить сбоку от шпура с про­ тивоположной стороны предполагаемого отрыва угля. Вначале не­ обходимо выдвинуть патрон из шпура ие более чем на 10—15 см. В случае отсутствия признаков нагретости корпуса патрон следует повернуть при помощи стержня предохранительным отверстием от себя и отвинтить зарядную головку до освобождения предохранительного отверстия из-под уплотнения для выпуска газа. После полного вы­ пуска остатков газа в атмосферу патрон извлекают из шпура.

447

В случае признаков высокой степени нагрева корпуса патрона его следует оставить в шпуре до полного охлаждения, после чего приступать к извлечению п разрядке патрона.

Запрещается нагревание металлического патрона, снаряженных зарядом, с целью облегчения вывинчивания переходной муфты или головки.

Отбойку гидроксом производят рабочие очистного или подгото­ вительного забоя, имеющие удостоверение на право ведения работ по отбойке угля средствами беспламенного взрывания.

2. КАРДОКС

Принцип действия патронов кардокс основан на быстром пере­ ходе в газообразное состояние жидкой углекислоты, заключенной

Рис. 246. Нагревательный элемент патрона кардокс:

в стальном цилиндре, прп сообщении ей определенного количества тепла нагревательным элементом.

При температуре —56,5° С углекислота представляет собой твер­ дое вещество, при температуре до +31,5° С — газ или жидкость в зависимости от давления, а прп температуре -f-31,5° G углекислота всегда находится в газообразном состоянии. Температура +31,5° С и давление 75,2 кгс/смг являются критическими. Если поднять тем­ пературу выше +31,5° при данном давлении, жидкая углекислота

448

поглощающей влагу иэ проходящего по ней газа. Задержанная влага скапливается на дне трубки осушителя и удаляется через отводной вентиль.

Рядом с регулирующим вентилем б расположен манометр низкого давления. Холодильник 7 представляет стальной цилиндр, внутри которого проходят два змеевика, служащих для охлаждения жидкой углекислоты, поступающей в патрон 14.

J

Двухступенчатый компрессор 8 приводится в действие электро­ двигателем мощностью 4—5 кВт. Компрессор повышает давление углекислоты с 12 до 70 кгс/см2.

Сепаратор (маслоотстойник) 9 предназначен для улавливания капелек масла, находящихся во взвешенном состоянии в нагретом газе, выходящем из компрессора. Принцип действия этого устройства

410

заключается в снижении скорости и изменении направления проте­

женный в воду, служит для охлаждения разогретой после сжатия углекислоты и ее конденсации. Конденсированная углекислота накапливается в ресивере 11, представляющем собой стальной ре­ зервуар, нз которого жидкая углекислота равномерно подается в устройство для наполнения патронов. "Установка для наполнения патронов углекислотой включает зарядный блок для закрепления патронов 12 с двумя вентилями высокого и низкого давления 13.

При снаряжении патрона отвинчивается зарядная и разрядная головки, удаляется оставшаяся от предыдущего взрыва часть сре­ зывающего диска. Затем в зарядную головку со вставленным в нее нагревательным элементом с воспламенителем, завинчивают в гильзу патрон кардокс. В гильзу патрона вставляют новый срезывающий диск п навинчивают разрядную головку.После этого патрон кардокс устанавливают в зарядный блок и через зарядный клапан заполняют необходимым количеством жидкой углекислоты. Снаряженные па­ троны кардокс доставляют на участок партиями в вагонетках или на специальных платформах.

Технология бурения шпуров, заряжания и взрывания при при­ менении патронов кардокс такая же, как и при патронах гидрокс.

Производительность патронов кардокс на 15—20% выше по сравнению с патронами гидрокс того же типоразмера, т. е. равных диаметров и длин.

Отбойка патронами кардокс эффективна с точки зрения работо­ способности, но неприемлема из-за несовершенства технологии про­ цесса снаряжения патронов углекислотой, необходимости транспор­ тирования заряженных патронов в шахту и выдачи из шахты исполь­ зованных патронов для зарядки, что является трудоемкой работой, н, кроме того, при транспортировании заряженных патронов в шахту имеют место утечки углекислоты, что делает патроны кардокс не­ пригодными даже для отбойки угля. Эксплуатация патронов кар­ докс требует большой численности обслуживающего персонала в за­ рядной станции и для сопровождения патронов к месту работ.

3. АЭРДОКС

Отбойка угля сжатым воздухом высокого давления (аэрдокс) технически и экономически целесообразна в шахтах сверхкатегорных и III категории по газу и опасных по пыли при высокой кон­ центрации очистных и подготовительных работ и в труднопроветриваемых выработках шахт, поставляющих промышленности сортовые угли.

Принцип действия патронов аэрдокс заключается в мгновенном высвобождении сжатого воздуха высокого давления из металли­ ческого нневмопатрона в шпур. Превращение потенциальной энер­ гии в полезную механическую работу происходит без изменения

химического состава рабочего тела (воздуха), в связи с чем происхо­ дящий процесс относят к взрыву физического порядка.

Технологическая схема отбойки угля сжатым воздухом высокого давления показана на рис. 249. Сжатый воздух, вырабатываемый компрессором высокого давления (800—900 кгс/см2), поступает в магистральный трубопровод, проложенный по горным выработкам, откуда по гибким бронированным шлангам подается в пневмопатрон.

Р и с . 249. Технологическая схема отбойки угля сжатым воздухом высокого

давления:

Регулировку подачи воздуха в магистральную и забойную сеть и да­ лее в пневмопатроны осуществляют при помощи магистральных, забойных и отбойных вентилей.

Компрессорная станция (рис. 250) состоит из компрессора высо­ кого давления КВД-3/800 и пульта управления, включающего пуско­ вую измерительную и регулирующую аппаратуру. Размещается станция в отдельном помещении на поверхности шахты либо в околоствольных выработках на свежей струе. Количество воздуха, про­ ходящего через подземную камеру компрессора, должно быть не менее 280—300 м3/мин.

452

Компрессор при расположении на поверхности охлаждается про­ тонной водой, в шахте — циркуляционной водой.

Магистральный трубопровод (рис. 252) состоит из: бесшовных стальных труб из легированной стали с наружным диаметром 25 мм и толщиной стенок 4,5 мм, длиной 6 м (ГОСТ 8734—60); соедини­ тельных муфт и фланцевых соединений для осуществления раз­ личных ответвлений воздухопровода; медных прокладок; магистраль­ ных вентилей.

В комплект магистрального трубопровода входят также медные трубы с наружным диаметром 9 мм и толщиной стенок 2,5 мм. Сред­ няя длина медных труб принята 15 м. Магистральный трубопровод прокладывают по основным горным выработкам (штреки главного направления, бремсберги, уклоны и т. п.).

Рекомендуется длину шахтной магистрали между компрессорной и забоем принимать не менее 500 м. При длине трубопровода менее 500 м необходимо иметь дополнительную емкость в виде воздухо­ сборников для обеспечения нормальной работы пневмопатронов.

Забойное оборудование состоит из забойного и отбойного венти­ лей, гибких бронированных шлангов, медного трубопровода. На рис. 253 показана технологическая схема воздухопроводной комму­ никации в очистном забое длиной 130 м.

Забойный вентиль, как правило, устанавливают в конце сталь­ ной воздухопроводной магистрали, подводящей сжатый воздух к очистному забою. Соединение забойного вентиля со стальной маги­ стралью осуществляют при помощи отрезка стальной трубы длиной 300 мм, фланцевых соединений и медной прокладки.

Забойный трубопровод соединяют с забойным вентилем при по­ мощи отрезков медного трубопровода длиной 6 м с внешним диа­ метром 9 мм и толщиной стенки 2,5 мм, для соединения используют нажимную гайку и вкладыш.

Длина забойного трубопровода при длине очистного забоя 130 м составляет примерно 135—140 м, включая трубопровод из гибких бронированных шлангов длиной до 125 м. Наличие забойного трубо­ провода такой длины позволяет производить отбойку сжатым воз­ духом в любом месте очистного забоя без наращивания трубопровода в течение 4—5 суток (при среднесуточном подвигании очистного забоя — 1,0—1,2 м).

К медному трубопроводу, соединенному с магистральным, подсо­ единяют бронированные гибкие шланги при помощи соединитель­ ных муфт. Бронированные шланги имеют внешний диаметр 17 мм, внутренний — 4,5 мм.

При использовании в очистных забоях двух пневмопатронов каждый из них должен управляться самостоятельными отбойными

454