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

характера (объем взрываемой массы, число скважин и зарядных камер), данные по параметрам буровзрывных работ (дпаметр и глу-

•бина скважин, число скважин, длина заряда, масса заряда по сква­ жинам и камерам); схемы фактического расположения скважпы с откорректированными геолого-маркшейдерскими данными (масштаб 1 : 200 или 1 : 500); схемы взрывной сети (прокладка ДШ или элек­ тромагистрали, места установки патронов-боевиков, пиротехнических реле к. з. д. ш. и источника тока, величина интервалов замедления и очередность взрывания); схемы вентиляции (с указанием движения ■свежей и исходящей струй воздуха).

В распорядке проведения массового взрыва указывают: порядок, ■сроки и лиц, ответственных за доставку ВМ, заряжание, монтаж и проверку взрывной сети, проветривание после взрыва, расстановку постов и т. д.

Для руководства работами по подготовке и производству массо­ вого взрыва назначают ответственного за взрыв (начальника участка где производят взрыв или главного инженера шахты).

Технический расчет, распорядок проведения и календарный гра-

•фик производства массового взрыва утверждается главным инжене­ ром шахты.

Специальный проект массового взрыва состоит из: горнотехнп- ■ческой характеристики района взрыва; расчетных показателей массового взрыва, организационно-технических мероприятий по под­ готовке и проведению массового взрыва. К проекту прилагается графический материал и распорядок проведения взрыва.

Горнотехническая характеристика района взрыва содержит опи- ■сание системы разработки, размеров элементов блока, состояния зарядных камер и взрывных скважин, площади обнажения потоло­ чин и висячего бока, состояние смежных блоков (устойчивость ыеждукамерных потолочин и горных выработок), а также топогра­ фию местности и наличие поверхностных и подземных сооружений.

Расчетные показатели массового взрыва выполняют аналогично расчетным показателям при типовом проекте массового взрыва.

Организационно-технические мероприятия по подготовке и про­ ведению массовых взрывов должны содержать: мероприятия, обес­ печивающие безопасность работ при доставке, транспортированпп и хранении ВВ: маршруты по доставке ВМ, организацию работ по

.доставке ВМ, заряжанию скважин (зарядных камер) и монтажу взрывной сети; мероприятия по локализации ударной воздушной волны; места устройства погрузочных площадок на поверхности и места хранения ВВ в районе массового взрыва; безопасные расстоя­ ния на период заряжания, монтажа взрывной сети и взрыва; районы опасной зоны, в пределах которой на период заряжания прекра­ щаются взрывные работы, организацию работ по заряжанию с ука­ занием способа и очередности заряжания; расчеты сейсмически безопасных расстояний, опасной зоны на поверхности и опасной .

•зоны по воздействии ударной воздушной волны.

К проекту массового взрыва прилагается графический материал:

476

общий план поверхности, на котором должны быть нанесены опасная зона на период взрыва и посты охранной зоны;

планы и разрезы междукамерных целиков и потолочин с указа­ нием места расположения скважинных зарядов;

планы верхнего и нижнего откаточных горизонтов с нанесением опасной зоны на время заряжания и мест расположения постов; схема вентиляции с указанием движения струи воздуха после

массового взрыва; общая схема взрывной сети.

В случае расположения важных объектов в зоне сейсмического действия взрыва прилагаются геологические разрезы по линии объект — заряд с указанием структуры горных пород.

В распорядке проведения массового взрыва предусматривается круг обязанностей и персональная ответствённость должностных лиц, осуществляющих все мероприятия, связанные с подготовкой и проведением массового взрыва, сроки осуществления отдельных стадий работ по подготовке и производству массового взрыва, по­ рядок прекращения работ перед взрывом и вывода рабочих из шахты за пределы опасной зоны, порядок допуска рабочих на подземные работы после взрыва.

Кроме того, в распорядке указываются: дата и время производства взрыва;

фамилия и должность ответственного и технического руководи­ теля взрыва (ответственным обычно назначается главный инженер рудника или его заместитель, а техническим руководителем взрываглавный инженер шахты или его заместитель);

место нахождения ответственного руководителя перед производ­ ством и в момент взрыва;

лица надзора, ответственные за доставку ВВ и заряжание сква­ жин;

порядок охраны ВВ на весь период доставки, хранения на местах работ и на период заряжания;

начало и окончание работ по заряжанию; взрывники и инженерно-технические работники, осуществляющие

монтаж взрывной сети; начало и окончание работ по монтажу взрывной сети;

опасная зона в шахте на время заряжания, монтажа взрывной сети и взрыва;

ответственный за вывод людей с подземных работ и с поверхност­ ных сооружений, входящих в опасную зону;

ответственный за выставление постов охраны опасной зоны на поверхности;

местонахождение постов охраны, порядок их выставления и сигнализация;

срок и ответственный за вывоз остатков ВВ на расходный склад ВМ (при необходимости).

477

С распорядком проведения массового взрыва ответственный руководитель взрыва знакомит всех указанных в нем лиц под рас­ писку. Дополнительные организационно-технические мероприятия по безопасности работ при осуществлении массовых подземных взры­ вов заключаются в следующем:

1. Заряжание скважин и зарядных камер разрешается после уборки оборудования и создания предохранительных устройств п после письменного подтверждения начальников участков, что люди, не связанные с производством взрывных работ, удалены на безопасное расстояние.

2.Перед началом работ лицам, ответственным за заряжание, выдают выкопировки проекта с таблицей раскладки зарядов ВВ. Лица, ответственные за заряжание, производят учет ВМ, передают остатки ВМ по смене и докладывают руководителю взрыва (ответ­ ственному за взрыв) о числе заряженных скважин (зарядных камер, шпуров), о расходе и остатке ВМ.

3.Технический руководитель взрыва или ответственные за за­

раскладки зарядов ВВ — § 22 инструкции) фактически уложенное количество ВВ в каждую скважину (камеру) и все другие изменения

потклоненпя от технического расчета (специального проекта).

4.При механизированном заряжании должны выполняться сле­ дующие условия:

заряжание необходимо производить зарядчиками, допущенными к промышленному применению Госгортехнадзором СССР;

кработе на зарядчике допускаются взрывники, прошедшие специальную подготовку.

места работы зарядчиков должны быть хорошо освещены; запрещается производить ремонт зарядчиков на месте заряжания

пвблизи мест хранения ВВ;

при подготовке ВВ к заряжанию при помощи зарядчиков необхо­ димо тщательно оберегать их от засорения песком и буровой ме­ лочью;

запрещается пользоваться просыпавшимся и засоренным ВВ при использовании пневмозарядчиков;

максимальное давление в зарядном агрегате и магистральном трубопроводе не должно превышать допустимое, предусмотренное паспортом зарядчика;

перед механизированным заряжанием скважин последние необ­ ходимо очищать от бурового шлама, чтобы обеспечить проходимость става транспортных труб или шланга в скважину. Патрон-боевик

вскважину необходимо досылать вручную;

5.Список рабочих, назначенных для выполнения работ по до­ ставке ВВ, подъему и зарядке, утверждается техническим руково­ дителем взрыва по представлению начальников участков. Все рабо­ чие, занятые на доставке ВВ и заряжании, перед пуском к работе должны быть проинструктированы с соответствующим оформлением

478

в «Журнале по учету прохождения инструктажа по технике без­ опасности»;

6. Соединение проводов электродетонаторов и электрозажигательных патронов, укладка патронов-боевиков и подсоединение инициатора к сети детонирующего шнура разрешается только после окончания заряжания скважин (зарядных камер, шпуров) и удале­ ния людей, не связанных с монтажом взрывной сети, на безопасное расстояние. При массовых взрывах по обрушению потолочин, междукамерных целиков и висячего бока залежи перед началом укладки патронов-боевиков или перед подсоединением инициатора к сети детонирующего шнура все люди, не связанные с монтажом взрывной сети, должны выводиться из шахты на поверхность. Начальники участков, отделов и служб, а при необходимости и руководители смежных шахт письменно подтверждают о выводе людей за пределы опасной зоны.

7. Не позднее чем за двое суток до массового взрыва ставятся в известность органы Госгортехнадзора СССР. В тех случаях, когда требуется выселение людей из населенных пунктов, о массовом взрыве ставятся в известность председатель городского, районного или поселкового совета и начальник милиции.

Допуск людей в шахту с единой схемой вентиляции (кроме участ­ ков взрыва) производят только после проверки состояния выработок отделениями ВГСЧ, восстановления во всех выработках шахты нормальной рудничной атмосферы, но не ранее чем через 2 ч после взрыва.

На участок взрыва рабочие допускаются только после восстано­ вления на нем нормальной рудничной атмосферы, приведения выра­ боток в безопасное состояние и проверки состояния выработок отде­ лениями ВГСЧ, но не ранее чем через 8 ч после взрыва. Разрешение на допуск людей для работы в районе взрыва выдается ответственным руководителем после получения данных от ВГСЧ о состоянии выра­ боток. В первую рабочую смену после взрыва начальники участков или их помощники лично проверяют состояние забоев на участке.

Выработки в районе массового взрыва и выработки, примыкающие к нему, в первое время, продолжительность которого после взрыва устанавливается главным инженером шахты, должны находиться под строгим контролем ПВС. Сменный надзор должен систематпчески контролировать рудничную атмосферу при помощи индика­ торов. При обнаружении содержания ядовитых газов выше нормы необходимо вывести людей из забоя и поставить в известность нача­ льника участка, начальника вентиляпии и главного инженера шахты.

Предполагаемая зона обрушения поверхности (по маркшейдер­ ским данным) должна быть ограждена от допуска в нее людей как во время взрыва, так и после него до окончательной посадки пород поверхности.

После выпуска руды из камер (блоков) все технико-экономиче­ ские показатели по массовому взрыву заносятся в таблицу и дается

479

общая оценка взрыва. Результаты по проведенным массовым взрывам систематически рассматриваются и принимаются решения по уточне­ нию параметров и дальнейшему совершенствованию буровзрывных работ.

§ 109. Метод котловых зарядов

Метод котловых зарядов является разновидностью метода шпу­ ровых и скважинных зарядов. Сущность этого метода отбойки заклю­ чается в том, что в донной части шпура или скважины путем неодно­ кратного взрывания небольших зарядов ВВ образуются расшире­ ния — котлы для размещения в них усиленных зарядов ВВ. Приме­ нение котловых зарядов позволяет уменьшить объем буровых работ, отнесенный к единице объема заряда ВВ.

Этот метод обычно применяют при отсутствии мощного бурового парка п при наличии сильнотрещпноватых пород.

Однако производство неоднократных взрываний, требующее про­ ветривания выработки после каждого взрыва, а также значительные затраты труда на образование котла и необходимость производства дополнительного дробления вследствие того, что при этом способе отбойки руды качество дробления ухудшается, ограничивают при­ менение метода котловых зарядов на подземных работах.

Величину котлового заряда определяют по формуле

<?« = дЩ , кг<

где q — удельный расход ВВ, кг/м3; T'Fp — расчетная л. и. с. Расстояние между котловыми зарядами принимают в пределах

(0,8-|-1,4) И7Р, в зависимости от требуемой степени дробления. Величину прострелочного заряда для создания котла опреде­

Заряжать скважины для повторной прострелки разрешается не раньше чем через 15 мин для аммонитов и не раньше чем через 30 мин для остальных ВВ.

Как правило, первую прострелку скважины ведут натренирован­ ными ВВ, а последующие — россыпными ВВ.

§ 110. Метод камерных зарядов

Сущность метода камерных зарядов заключается в разрушении горного массива взрыванием сосредоточенных зарядов большой массы, закладываемых в заранее пройденные специально для этих целей зарядные камеры (рис. 258).

480

Этот метод получил распространение при подземной разработке крепких и весьма крепких руд. По характеру производимого разру­ шения различают метод массового обрушения и метод взрывов на выброс.

В подземных условиях метод массовых обрушений применяют как для отбойки руды в очистных камерах, так и для обрушения междукамерных целиков, потолочин и погашения пустот.

Ведение взрывных работ методом камерных зарядов представляет особую сложность, так как при этом приходится оперировать боль­

шие. 258. Схема расположения минных камер при отбойке руды

камерными зарядами на:

шим количеством ВВ, что требует более точных расчетов параметров взрыва.

Работы по заряжанию камер сводятся к доставке и укладке ВВ в камеру. Заряжание обводненных камер производят с предвари­ тельной гидроизоляцией боковых пород камеры или ВВ. Для гидро­ изоляции ВВ пакеты, мешки и другую тару с ВВ опускают на не­ сколько секунд в ванну с расплавленным гудроном или другим водо­ изолирующим составом.

Взрывать камерные заряды разрешается только при условии использования электрического способа с применением детонирующего шнура. Для гарантии взрыва камерные заряды снабжаются двумя боевыми зарядами, один из которых подключают к дублирующей взрывной сети. В качестве забойки используют породу, полученную при проходке подготовительных выработок и минных камер.

§ ill . Метод наружных зарядов

Сущность метода наружных (накладных) зарядов состоит в том, что определенное количество ВВ размещают на поверхности взры­ ваемого объекта. Этот метод является самым простым и применяется главным образом для дробления негабаритных кусков породы, полу­ ченных при взрыве скважинных или камерных зарядов (рис. 259, а), а также при ликвидации зависаний н заторов руды при выпуске

(рис. 259, б).

Рис. 259. Взрывание наружным зарядами:

1 — заряд ВВ; 2 — забойка; 3 — зажигательная трубка; 4 — шест

Поскольку заряд в данном случае касается разрушаемого объекта только с одной стороны, метод наружных зарядов не экономичен, так как требует в 10—12 раз большего расхода ВВ на дробление 1 м3 породы, чем при взрывании внутренними зарядами, помещен­ ными в шпурах пли скважинах. Для обеспечения лучшего дробления негабаритного куска ВВ следует располагать не кучей, а в виде плоского заряда толщиной не менее 1,5—3,0 см, покрытого забойкой со всех сторон.

Прп подземной разработке дробление крупных кусков руды или породы обычно производят непосредственно в рудоспусках, где эти куски застревают при выпуске. В таких случаях наружный заряд ВВ укрепляют на деревянном шесте, помещая его под застряв­ шие куски, или, если куски застряли снизу, прикрепляют к куску глиной.

Наружные заряды взрывают обычно огневым способом. Приме­ няют также детонирующий шнур и электровзрывание. При взрыва­ нии наружных зарядов большое значение имеет забойка, увеличение толщины которой существенно увеличивает эффект взрыва. Для обеспечения высокого эффекта взрыва толщина забойки должна превышать толщину заряда не менее чем в 4—5 раз. Критерием качества взрывания негабаритных кусков породы и йалунов является достаточное их дробление с развалом на месте, без разброса.

482

Величину наружного заряда определяют по формуле, учитыва­ ющей объем взрываемого куска,

QH= qnV, кг,

где д„ — удельный расход ВБ, принимаемый в зависимости от кре­ пости пород и длины ребра негабарита (табл. 92), кг/м3; V — объем разрушаемого куска, м3.

Более точно величину наружного заряда можно определить по формуле

гДе (1н. р — расчетный удельный расход, кг/м3; Ъ— ширина куска, м; с — толщина куска, м; &вв — коэффициент, учитывающий тип ВБ, равный для аммонитов 1, для детонитов 1,2, для скального аммо­ нита 1,4; К шп — переходный линейный коэффициент, учитывающий соотношения размеров кусков, равный 1,3.

Расчетные значения для удельного расхода ВВ для различных пород по шкале проф. М. М. Протодьяконова имеют следующие значения:

В последнее время за рубежом для наружных зарядов стали применять специальные плоские заряды пластичных ВВ. Такие заряды, называемые пластырными, плотно прижимают к поверх­ ности куска, что повышает эффект взрыва. Кроме того, в качестве наружных зарядов применяют кумулятивные заряды различных конструкций, позволяющие более направленно использовать энер­ гию взрыва.

§ 112. Влияние параметров отбойки руды на результат взрыва

При подземной добыче руды одним из основных факторов, влия­ ющих на производительность труда, является степень дробления или измельчения. Выход крупных кусков из камеры ограничивается размерами выпускных устройств и применяемыми транспортными средствами. На современных подземных рудниках величина допу­ стимого размера куска — кондиционного, куска колеблется от 200 до 900 мм.

G увеличением числа некондиционных кусков в отбитой руде резко возрастает объем работ по их вторичному дроблению на гори­ зонте выпуска, что обусловливает снижение производительности

.выпуска.

Принятые параметры отбойки руды, диаметр и сетка расположе­ ния скважин, удельный расход и тип ВВ существенно влияют на качество отбойки и, в частности, на выход негабаритных кусков в отбитой руде. Выбор параметров отбойки, обеспечивающих наилуч­ шее дробление руды, зависит в значительной степени от правильной оценки свойств разрушаемого массива.

В малотрещиноватых породах увеличение удельного расхода ВВ на отбойку позволяет снизить выход негабарита, однако дальней­ шее увеличение удельного расхода ВВ не оказывает существенного влиянпя на степень дробления. На Тырныаузском руднике при от­ бойке крепких руд минными (камерными) зарядами при удельном расходе ВВ 1,5—2,1 кг/м3 выход негабарита составлял 25—30%,

апри отбойке скважинными зарядами с меньшим удельным расхо­ дом ВВ 0,9—1,0 кг/м3 — только 10—15%. При этом удельный рас­ ход ВВ на вторичное дробление в первом случае составлял 1,2 кг/м3,

аво втором — 0,4—0,6 кг/м3.

Врудах сильнонарушенных, трещиноватых с изменением удельного расхода ВВ выход негабарита изменяется значительно меньше. Так, в условиях Норильского рудника увеличение удель­ ного расхода ВВ с 0,35 до 1,07 кг/м3 дало снижение выхода негаба­ рита с 19 до 13%. В условиях апатитового рудника нм. Кирова изме­ нение высоты подэтажа при минной отбойке от 7 до 12 м при увели­ чении заряда ВВ в 3—4 раза не повлияло на выход негабарита.

На том же руднике увеличение расстояния между скважинами

в1,6 раза при одинаковом удельном расходе ВВ также не дало уве­ личения выхода негабарита. Удельный расход ВВ на отбойку в пер­ вом случае при л. н. с. 3,6 м составил 0,292 кг/т, во втором случае при л. н. с. 5,7 м — 0,234 кг/т, расход ВВ на вторичное дробление соответственно составил 1,25 и 0,120 кг/т.

Отбойка крепкой трещиноватой руды минными зарядами и сква­ жинами диаметром 72 мм в условиях Норильского рудника также не дает существенного изменения выхода негабарита (рис. 260, а), тогда как в мало нарушенном естественными трещинами массиве изменение параметров отбойки существенно влияет на качество дро­ бления руды взрывом (см. рис. 260, б). Это объясняется тем, что

484

ударная волна и продукты взрыва теряют часть энергии, встречая на своем пути нарушения, которые являются экранирующими по­ верхностями. Чем больше л. и. с. и расстояние между зарядами и чем чаще расположены трещины, тем большее число экранирующих поверхностей встречается на пути движения ударной волны, тем большая часть энергии взрыва теряется в местах нарушения и неодно­ родностей. Размер кусков в этих условиях определяется размерами естественной трещиноватости.

а

Рис. 260. Кривые гранулометрического состава отбитой руды дл я пород:

а— трещиноватых; б — монолитных

При взрывании малонарушенного массива ударные волны рас­ пространяются по нему, производя относительно равномерное дроб­ ление с постепенным увеличением крупности кусков от заряда к периферии. Для снижения выхода негабарита в этих условиях следует увеличивать удельный расход ВВ.

Вспльнонарушенных рудах можно снизить выход негабарита, применяя комплекс мероприятий (мощные ВВ, оптимальный интер­ вал замедления, увеличение размеров кондиционного куска) и при­ спосабливая к этим размерам выпускные и транспортные устройства— подъем и подземные дробилки.

Вмонолитных рудах с / = 16-f-20 целесообразно применять сближенную сетку скважин при уменьшенных диаметрах.

Руды, сплошность которых нарушена большим количеством есте­ ственных трещин различного направления, при взрывной отбойке разрушаются на куски, размер которых предопределяется распо­ ложением естественных нарушений. В этом случае влиять на ка­ чество отбойки изменением параметров буровзрывных работ практи­ чески очень трудно. В таких условиях целесообразно применять скважины большого диаметра.

При эксплуатации тонких жил выбор оптимальных параметров буровзрывных работ приобретает особое значение, так как при этом затрагиваются вопросы разубоживания полезного ископаемого.

485