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

Практика эксплуатации тонких жил показывает, что оптимальная глубина шпуров должна составлять 1,5—2,0 м при диаметре шпу­ ров 26 мм, патронов — 22 мм. В жилах мощностью 0,4—0,5 м за­ ряды ВВ диаметром 27 и 32 мм следует располагать зигзагообразно по жиле.

В жилах мощностью от 0,1 до 1,8 м при увеличении отношения л. н. с. к диаметру заряда выше оптимальной величины происходит уменьшение ширины выемочной щели, которое сопровождается ча­ стыми прострелами и неполной отбойкой руды от контактов. Увеличе­ ние л. н. с. при зигзагообразном расположении шпуров способствует более интеисивному образованию выемочной щели по сравнению с расположением шпуров по средней лпнпи рудного тела. Удельный расход ВВ с увеличением л. н. с. уменьшается до некоторого предела. В тонких жилах (до 0,3 м) увеличение л. и. с. и диаметра заряда приводит к увеличению разубоживания полезного ископаемого.

Использование энергии ВВ для доставки руды возможно при разделке днища по всей площади лежащего бока. Это может быть оправдано лишь при отработке рудных месторождений мощностью 20 м и более, так как система требует проведения большого объема выработок.

Система разработки с доставкой руды взрывом была предложена п впервые применена в 1954 г. на руднике Миргалимсай для повыше­ ния эффективности эксплуатации наклоннопадающих рудных тел. Сущность системы заключается в том, что доставка руды, не сполза­ ющей в обычных условиях до рудовыпускных отверстий вследствие недостаточности угла падения, производится за счет взрывания системы зарядов. Опыт применения данной системы разработки показал, что она приемлема при углах падения рудного тела более 35° п расстоянии доставки руды до 50—70 м.

Г л а в а XXVII

ВЗРЫВНАЯ ОТБОЙКА ГОРНЫХ ПОРОД НА КАРЬЕРАХ

§ ИЗ. Скважинные заряды

Технология взрывной отбойки руды и пород на открытых разра­ ботках включает методы скважинных (вертикальных, наклонных), котловых, камерных и шпуровых зарядов.

Наиболее распространенным как в нашей стране, так и за рубе­ жом является метод отбойки зарядами в вертикальных скважинах различного диаметра. Скважины бурят рядами на некотором расстоя­ нии от кромки уступа. Глубина скважин, как правило, превышает высоту уступа на величину перебура. Различают однорядное и много­ рядное взрывание. Число рядов зависит от типа погрузочно-транс­ портного оборудования и принятой технологии. Диаметр скважин зависит от крепости взрываемых пород, высоты уступа, расстояния

486

Существует небольшое число мелких предприятий, где еще при­ меняют шпуровой метод отбойки.

Скважинные заряды по конструкции разделяются на трн группы (рис. 261). К первой группе относятся заряды, в которых эффект взрыва регулируется за счет пространственного расположения скважин и рассредоточением зарядов в них (рис. 261, а, б, в, г). Ко второй группе относятся заряды, эффект взрыва в которых можно менять путем подбора ВВ, расположения инициатора, сближения скважин. К ним также относят и комбинированные скважинные заряды (рис. 261, д, е, ж, з). К третьей группе относятся скважинные заряды, в которых управление действием взрыва достигается за счет пзменения формы зарядной камеры (рнс. 261, и, к, л, м).

При взрывании скважинных зарядов на уступе бывают случаи, когда одновременно взрывается несколько сотен тонн ВВ. Произ­ водство такого массового взрыва осуществляется по специальному проекту буровзрывных работ (БВР), который включает вводную часть, содержащую основные данные о взрыве, характеристику по­ род, место взрыва и его описание, технологию буровых работ и сред­ ства бурения скважин, их глубину, расположение и направление, технологию взрывных работ (тип применяемого ВВ, метод взрыва­ ния, конструкцию заряда, величину заряда, метод расчета охраны близко расположенных зданий и сооружений от действия взрывной волны и разлета кусков разрушаемой породы, схему взрывной сети, ее расчет и монтаж, охрану ВМ на блоке, сигнализацию и охрану опасной зоны производства взрывных работ); распорядок проведе­ ния взрыва и выполнения отдельных операций по времени, назначе­ ние ответственных лиц за выполнение каждой операции; акт готов­ ности блока к заряжанию; графический материал — план располо­ жения скважин в масштабе 1 : 500, схему монтажа взрывной сети, конструкцию заряда, конструкцию боевика.

Проект БВР на открытых работах составляется техническим отделом рудника (карьера), согласовывается с исполнителями и утверждается главным инженером рудника (карьера).

Область применения скважинной отбойки на открытых работах практически неограничена и не зависит от горно-геологических и горнотехнических условий. Этот метод применяют как на очистных, так и на вскрышных работах. Для лучшей проработки подошвы уступа скважины бурят на 1,0—1,5 м ниже фактической подошвы уступа.

К взрывной отбойке горной массы на открытых горных работах предъявляют следующие требования:

минимальный выход негабарита, что предопределяет эффективное использование погрузочных и транспортных средств, при этом

максимальный размер куска не должен превышать А к 0,8 У Ук, м, где Ук — емкость ковша экскаватора, м3;

487

максимальный объем взорванной горной массы, обеспечивающий бесперебойную работу погрузочных машин;

минимальный развал взорванной горной массы; безопасность

инизкую стоимость взрывных работ.

Взависимости от направления бурения скважин различают два метода скважинной отбойки — вертикальными и наклонными сква­ жинами.

Параметры отбойки вертикальными скважинами. С целью обеспе­ чения действия взрыва в нужном направлении необходимо выдер­ жать условие Wo П у. Наилучших результатов достигают при

Wp = (0,8-MD,9) Ну, при этом длина забойки скважины должна быть больше л. н. с. Длину перебура скважин принимают в преде­

где а — расстояние между скважинами, м; т — коэффициент сбли­

жения скважин.

Величину скважинного заряда определяют в зависимости от диа­ метра скважины и величины забойки по формуле

При многорядном взрывании скважины располагают в шахмат­ ном порядке, при этом соблюдается условие, чтобы расстояние междзг отдельными скважинами в разных рядах не превышало расстояния между скважинами в первом ряду, т. е.

Wp = a sin 60° = 0,87а.

Параметры отбойки наклонными скважинами. При этом методе отбойки скважины бурят параллельно откосу уступа, что позволяет повысить эффективность взрыва, получить равномерное дробление горной породы, хорошую проработку подошвы уступа за счет неизменной л. н. с. по всей длине скважины. Применять этот метод целесообразно при разработке слабоустойчивых пород при ограниченной площади для размещения разрушенной породы и при использовании небольших экскаваторов.

Величину л. н. с. определяют по формуле

WH= Ъsin а,

где Ъ — расстояние от оси скважины до бровки устзша, м; а — угол откоса уступа, принимаемый равным 60—65°.

Длина скважины до подошвы уступа

7 _ Ну

1 sin а

489

СО

Применение наклонных скважин для отбойки горной массы на открытых работах является прогрессивным методом, однако область его применения пока еще ограничена из-за отсутствия средств для бурения наклонных скважин диаметром 150 мм и более, имеющих производительность, равную производительности станков СБШ-250, применяемых для бурения вертикальных скважин.

До настоящего времени на открытых горных работах скважины заряжали вручную. Создание простейших россыпных ВВ типа игданита,зериогранулита, водонаполненных акватолов и других позво­ лило механизировать этот процесс и сейчас на открытых работах получили широкое применение зарядные машины СУЗН-5, «Аква- тол-1», «Акватол-2» и др. (рис. 262) Для забойки скважин также при-, меняются специальные забоечные машины типа МЗС-1.

Техническая характеристика зарядных и забоечных машин, применяемых в горнорудной промышленности, приведена в табл. 93.

§ 114. Производство взрывных работ методом камерных зарядов ВВ

Применение метода камерных зарядов на открытых горных рабо­ тах обусловливается теми же горно-геологическими и горно-техни- ческимп условиями, что и при подземной разработке полезных иско­ паемых.

Для размещения камерных зарядов в подошве уступа проходят

от величины зарядов и устойчивости взрываемых пород.

Высота уступа должна быть не менее 12—15 м при угле откоса уступа не менее 50° отношение л. н. с. к высоте уступа принимают

'493

Расстояние между зарядами в ряду при взрывании: мгновенном

а = (0,8-f-1,0) W p\

короткозамедленном

a = (l,0-M,4)T*V

Масса одиночного камерного заряда рыхления

Минные штреки из штольни или шурфа проходят параллельно линиям подошвы уступа. Расположение зарядных камер может быть однорядное и многорядное.

При многорядном расположении камер расстояние между вторым и последующим рядами (РЛС) не должно превышать 0,9РРр.

При гидротехнических и транспортных сооружениях (каналов, плотин, дамб, дорог и др.) широко используют метод камерных за­ рядов для отсыпки дамб, плотин посредством перемещения взрывом больших объемов (сотен, а иногда даже миллионов кубических ме­ тров) породы. При производстве выемок под каналы или дороги используют метод выброса взорванной породы.

В отечественной практике метод камерных зарядов с направлен­ ным взрывом получил широкое применение. Организации Союзвзрывпрома провели большое число взрывов с направленным переме­ щением горной массы. Одним из примеров таких взрывов может служить крупнейший по своим масштабам взрыв в 1966 г. в ущелье Медео под Алма-Атой, где двумя направленными взрывами (в пер­ вом было взорвано 5300 т, а во втором — более 3000 т) было пере­ мещено более 4 млн. м3 горных пород, образовавших дамбу шириной более 400 м и высотой 60—80 м, преградившую путь селевым по­ токам, постоянно угрожавшим столице Казахстана.

При одновременном взрывании сближенных камерных зарядов происходит усиленный выброс, при котором куски взорванной породы

494

получают поступательное движение по некоторым траекториям и сталкиваются друг с другом, вследствие чего дальнейший полет их происходит по вертикальным равнодействующим (рис. 264). Среда, поднявшись вверх, давлением газов с силой разбрасывается

Достижение глубины выемки, равной глубине заложения заряда, обеспечивается применением зарядов, рассчитанных при значениях п > 2 . Такие заряды, будучи взорваны в скальных грунтах, дают выемку глубиной, равной глубине заложения заряда. В мягких грун­ тах эти заряды проявляют некоторое действие вглубь, за счет чего

котлованов, канав и т. и. при глубине выемок от 4 до 30 м и более. Расчет зарядов при взрывах на выброс производят по формулам

М. М. Борескова и Г. И. Покровского [(XXI.5) и (XXI.6).

В зависимости от проектной ширины выемки применяют одноряд­ ное или многорядное расположение зарядов, в последнем случае заряды располагают в шахматном порядке. При однорядном располо­ жении зарядов ширина выемки поверху равна раствору воронки соответствующего заряда выброса. При многорядном расположении ширину выемки подсчитывают по формулам:

поверху

ab = 2nW + Ъ (п3 — 1);]

понизу

я„ = Ь ( п 3 — 1 ),

где п — показатель действия взрыва; W — л. н. с.; b — расстояние между рядами зарядов; 7г3 — число рядов зарядов.

Подготовительными выработками при взрывании на выброс слу­ жат шурфы, на дне которых под прямым углом проводят горизонталь­ ные выработки, а из последних проходят камеры необходимого объ­ ема. При значительной глубине выемки (при большой л. н. с.) целесообразнее проводить из одного шурфа горизонтальные выра­ ботки в обе стороны, а в каждой из них проходить зарядную камеру.

495

рельеф местности неровный (косогоры или крутые склоны). При взрыве однорядных зарядов выемка имеет ограниченную ширину и грунт из нее выбрасывается на обе стороны примерно в одинаковых количествах. При многорядном расположении зарядов можно полу­ чать выемки большей ширины, но при этом целесообразно создавать направленность взрыва за счет разновременности взрывания рядов за­ рядов. Число зарядов в этом случае должно быть нечетным. Обычно применяют трехрядное расположение зарядов, причем в первую очередь взрываются заряды двух крайних рядов и во вторую оче­ редь — заряды среднего ряда. Замедление между очередями прини­ мают 2—3 с с таким расчетом, чтобы взрыв второй очереди произошел в тот момент, когда грунт, поднятый взрывом зарядов первой очереди начинает терять свое поступательное движение. В этот момент взры­ ваются заряды среднего ряда, рассчитанные при большей величине показателя действия взрыва, взрыв которых поднимает и выбрасы­ вает массу грунта, расположенную над зарядами, и одновременно отбрасывает в обе стороны падающую массу грунта, поднятую взрывом зарядов первой очереди. При таком способе получается выемка большей ширины, чем при одновременном взрыве всех рядов зарядов.

Односторонний направленный выброс заключается в том, что главная часть взорванного взрывом грунта (до 80%) выбрасывается в заранее определенную сторону. Это позволяет использовать метод взрывов на выброс для образования траншей, проходимых по краю месторождения полезного ископаемого. При использовании этого принципа основная масса выбрасываемой взрывом пустой породы ложится на нерабочий борт карьера, поэтому в дальнейшем исклю­ чается необходимость ее уборки при развертывании фронта очистных работ.

Направление выброса достигается путем применения двух или трех рядов зарядов с созданием л. н. с., направленной в заранее намеченную сторону. На рис. 265 показано двухрядное расположе­

496