книги из ГПНТБ / Шепелев С.Ф. Газовость промышленных взрывчатых веществ на рудниках

Г л а в а I V

ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОЦЕНКИ ГАЗОВОСТИ ВВ НА ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ КАЗАХСТАНА

Встречающееся многообразие горно-геологических и горнотехнических условий, а также использование новых взрывчатых веществ затрудняют выбор расчетной величи­ ны газовости ВВ при проектировании проветривания на различных рудниках. Поэтому исследования в этой обла­ сти проводятся во многих научных учреждениях и на про­ изводстве.

Газовость ВВ, применяющихся на рудниках Ачисайского полиметаллического комбината

Работы по определению газовости ВВ, применяющих­ ся на рудниках Ачисайского полиметаллического комби­ ната, ранее не проводились, не считая незначительного числа опытов применительно к игданитам при их вне­ дрении.

В январе — феврале 1968 г. сотрудниками лаборато­ рии проветривания ИГД АН КазССР были проведены спе­ циальные исследования по установлению величин газово­ сти ВВ на руднике Западном, причем опыты осуществля­ лись в рудном и породном забоях.

Опыты по породе проводились в блоке 331 и по руде — в 337 (Север). Влажность воздуха на месте замеров состав­ ляла 90—92%. Горные породы — сильно доломитизированные известняки массивной и комковатой текстуры с крупнозернистой структурой. Породный массив пронизан кальцитовыми пропластками различного направления. Коэффициент крепости по шкале М. М. Протодьяконо-

ва — 14.

Руда — баритизированные известняки массивной текстуры. Структура среднезернистая с бедным вкрапле­ нием оруденения с прослойками глинистых пропластков.

92

Руды сильно трещиноватые с коэффициентом крепо­ сти — 10— 12.

Пробы отбирались в трех сечениях по длине выработ­ ки и по высоте. Взрывание осуществлялось огневым спосо­ бом, поэтому дополнительно определялась газовость ОШ, которая в пересчете на условную окись углерода состави­ ла 1,2 л/м.

Для экспериментирования по установлению газовости были приняты все ВВ, применяющиеся на рудниках АПК: детонит 10А, детонит 6А, аммонит 6ЖВ, аммонал ВА-4, аммонит 9-68.

пять — в рудных. В последнем случае газовость ВВ опре­ делялась для шпуровых и накладных зарядов. При всех опытах длина шпуров была равна 1,8 м, а объем опытной камеры в рудном штреке — 136,6 м3.

В таблице 5 приведены основные результаты этих опы­ тов.

Из сопоставления результатов экспериментов прежде всего следует, что при взрывании накладных зарядов газо­ вость ВВ резко повышается за счет увеличения окислов азота, в то время как количество окиси углерода (СО) остается приблизительно тем же. Это указывает на роль среды при образовании окислов азота.

Отклонение величины газовости различных ВВ при взрывании в шпурах от ее среднего значения составляет около 10%, а для накладных — 33%, что можно объяс­

93

нить только неодинаковыми условиями расположения за­ рядов. Это в какой-то мере подтверждают данные, полу­ ченные на рудниках Текелийского комбината.

Газовость ВВ в породном штреке определялась только для шпуровых зарядов, так как случаи дробления негаба­ рита в таких условиях довольно редки. Длина шпуров оставалась такой же, как и в рудных забоях. Объем изо­ лированной камеры был равен 172,8 ж3. Результаты экс­ периментальных наблюдений в породных забоях сведены в таблицу 6.

Из сравнения этих данных с результатами, получен­ ными в рудных забоях видно, что газовость всех ВВ здесь несколько выше, что обусловливается различной геологи­ ческой характеристикой блоков.

Экспериментальная оценка газовости ВВ на предприятиях Лениногорского полиметаллического

комбината

Большую работу по определению газовости ВВ на Лениногорском комбинате в начале 60-х годов проделал А. Г. Алексеев. Однако за истекший период произошли значительные изменения в ассортименте ВВ, применяемых в подземных условиях, а переход горных работ на рудни­ ках на нижележащие горизонты привел частично к изме­ нению горно-геологических характеристик пород. Кроме того, А. Г. Алексеевым определялось количество выделяю­ щихся ядовитых газов при взрывании 1 кг ВВ только в по­ родах крепости 18—20 по М. М. Протодьяконову.

Для уточнения значения газовости ВВ, применяемых в настоящее время на комбинате, сотрудниками лаборато­

94

рии проветривания ИГД АН КазССР с помощью работни­ ков ЛПК и 30-го отряда ВГСИ были проведены экспери­ менты по определению газовости аммонала ВА-8. Опыты проводились на северо-восточной залежи 11-го горизонта Лениногорского рудника при проходке разведочного квер­ шлага и 23-го штрека. Разведочный штрек проходился по агломератовым туфам — вулканогенной породы, состоя­ щей из остроугольных обломков, размером от нескольких миллиметров до 20 см. Состав обломков различный: квар­ цевые фельдит-порфиры, роговики, серицито-кварцевые породы. Количество обломков около 50%. Цементирую­ щей породой служит аллевронелит окремненный. Кре­ пость пород по М. М. Протодьяконову 16—18. Общая дли­ на квершлага более 500 м. Штрек 23 проходился по кремнистым алевронелитам мелко- и тонкообломочной породы преимущественно кремнистого состава слоистой текстуры. Крепость пород 14—16. Общая длина штрека 160—170 м. Газовость ВВ определялась камерным спосо­ бом для шпуровых зарядов с глубиной шпуров 1,7 м. Сред­ нее сечение квершлага и штрека в местах замера газовости равнялось 8,84 м2. Пробы в обоих случаях отбирали в трех сечениях по длине камер и в двух — по высоте. Ре­ зультаты анализов газовых проб приведены в таблице 7.

Приведя все компоненты ядовитых газов к условной окиси углерода, подсчитываем общее количество выделив­ шихся в атмосферу ядовитых газов, а затем и газовость ВВ. Полученные данные для шпуровых зарядов сведены в таблицу 8, где даны и некоторые технические характери­ стики взрывов.

95

Таблица 8

и общий объем выделившихся ядовитых газов в атмосфе­ ру составляют сумму выделившихся при сгорании ОШ и взрыве ВВ. Газовость же ВВ дана в чистом виде. Как вид­ но, полученные результаты очень близки по зеличине, что обусловлено большой однотипностью взрываемых пород по горно-геологическим характеристикам. Однако полу­ ченная величина газовости ВВ примерно в 1,4 раза боль­ ше, чем рекомендуемая для расчетов проветривания (40 л/кг). Это значит, что потребное количество воздуха для проветривания этих забоев и аналогичных им по гор­ нотехническим условиям значительно занижено.

Определение газовости ВВ на рудниках Зыряновского свинцового комбината

На рудниках Зыряновского комбината применяется преимущественно камерная система разработки, поэтому газовость ВВ устанавливалась как для скважинных, так и для шпуровых зарядов. Опыты по определению газовости ВВ для шпуровых зарядов проводились в породных и руд­ ных забоях.

Количество выделившихся ядовитых газов определя­ лось для всех ВВ, которые применяются на рудниках ЗСК: аммонала ВА-8; скального аммонита № 1; гранулита АС-8 при средней длине шпуров 1,4—1,5 м (табл. 9).

Опыты по руде осуществлялись на буровом ярусе 8-го горизонта Крючковской линзы. Структура руды полосча­ тая, аллотноморфнозернистая. Минералогический состав руды: сфалерит, галенит, халькопирит, пирит, тетраэдрит. Нерудные породы включают хлорит, серицит, кальцит, кварц, мусковит, реже барит и полевые шпаты. Забой раз­ бит тектоническими трещинами широтного простирания, большая часть из которых пологого падения 130— 140°. Забой сухой, обводненности не наблюдалось. Крепость руд

96

вычислить газовость гранулита. Тогда без учета альдеги­ дов Ь = 41,3 л/кг.

В породных забоях величина газовости ВВ определя­ лась в Южном штреке 9-го горизонта Маслянской про­ мышленной зоны. Штрек проходился по окремненным се­ рицито-хлоритовым сланцам темного цвета, которые раз­ биты трещинами на отдельные блоки. Крепость их по шка­ ле М. М. Протодьяконова /= 1 0 , иногда встречалась (до 10%) вкрапленность микрокварцитов серого цвета с крепостью /= 1 2 —14. Наблюдалась также незначитель­ ная минерализация в виде галенита, сфалерита, халько­ пирита, пирита. Породы сухие и со слабовыраженной тре­ щиноватостью. Полученные экспериментальные данные показаны в таблице 10.

Описанным выше методом была вычислена газовость гранулита АС-8, которая составила 28,7 л/кг.

Следует учитывать, что во всех таблицах данные по СО уел приведены с учетом газовости ОШ, а в графе «Со­ держание ядовитых газов» таблицы 10 она не исключена.

На ЗСК газовость определялась также для скважин­ ных зарядов, которые используются при массовых взры­ вах. В этом случае применяли бескамерный метод с пробоотбооом через определенные промежутки времени.

Окись углерода определялась экспрессным линейно-ка­ лориметрическим методом, который основан на цветной реакции окиси углерода с йодноватым ангидридом, ' рас­ творенным в серном ангидриде. Пробы на окислы азота

набирались в стеклянные емкости. После обработки ре­ зультатов строились кривые изменения концентрации ядо­ витых газов в переводе на СОусл в зависимости от коли­

чества прошедшего воздуха.

Опыты проводились при взрывании в 10-й камере ЮгоВосточной залежи 6 гор. + 32 м, руды которой представле­ ны в основном окремненными серицито-хлоритовыми слан­ цами и в меньшей степени — сплошными сульфидными рудами. В серицито-хлоритовых сланцах встречается не­ большая вкрапленность кварцкарбонатовых пород. Оруде­ нение в серицито-хлоритовых сланцах представлено в виде неравномерной гнездовой вкрапленности галенита, сфале­ рита, халькопирита, пирита. Падение пород южное под.

углом 60—70°.

Трещиноватость в сланцах выражена слабо. Сплошные сульфидные руды расположены в верхней границе каме­ ры и разбиты серией трещин преимущественно пологопа­ дающих и горизонтальных.

Коэффициент крепости по шкале М. М. Протодьяконова сплошных сульфидных руд —10—12, серицито-хлори­ товых сланцев — 10. Обводненность руд средняя.

Всего при массовом взрыве было отбито около 2000 м3 горной массы. При этом использовано 2568 кг аммонала ВА-8. Общий объем ядовитых газов в пересчете на СО усЛ!

составил 47 ж3. Зная количество взрываемого ВВ, можно получить газовость аммонала ВА-8, в этом случае равной 18,3 л/кг, что меньше, чем для шпуровых зарядов. Это, повидимому, происходит вследствие увеличения работы,,

98

производимой ВВ при взрыве, а также большого объема газа, который остается в обрушенной руде и выделяется в процессе выпуска.

Анализируя полученные данные по газовости ВВ, не­ трудно убедиться в правильности предположения, что газовость обусловливается различной геологической харак­ теристикой месторождений и, в частности, минералогиче­ ским и петрографическим составами руд и пород, их кре­ постью, трещиноватостью и обводненностью. Сравнитель­ ная оценка результатов определения количества ядовитых газов, выделяющихся при взрыве 1 кг ВВ на рудниках Зыряновского свинцового комбината и Белоусовском руд­ нике, еще раз показывает, что самое большое влияние на величину газовости оказывает минералогический и петро­ графический составы руд и пород.

Количественная характеристика газообразования при ведении взрывных работ на рудниках Иртышского полиметаллического комбината

На Белоусовском руднике ИПК разработка ведется си­ стемой горизонтальных слоев с закладкой, поэтому газо­ вость ВВ определялась лишь для шпуровых зарядов. Опы­ ты проводились в породных и рудных забоях, а также в забоях с неполным оруденением.

Для экспериментов были приняты следующие ВВ, применяющиеся на руднике: детонит 10А; аммонал ВА-4; гранулит; скальный аммонит № 1. Длина шпуров во всех случаях составляла 1,4— 1,5 м.

Испытания в рудном забое осуществлялись в северозападном штреке VII горизонта. Штрек проходился по ру­ де и частично по породе лежачего бока, представленной интенсивно рассланцованными серицито-хлорито-кварце­ выми сланцами. Породы трещиноватые, с кварцкарбонатными прожилками. Рудное тело представлено сплошной сульфидной полиметаллической рудой и состоит из халь­ копирита, галенита, сфалерита, пирита, барита, блеклых руд, кварца; коэффициент крепости по шкале М. М. Протодьяконова — 10—11.

В таблице 11 приведены основные результаты этих опытов.

Как видно из таблицы 11, общая газовость взрывча­ тых веществ в третьем опыте равнялась 21,6 л/кг. Зная га­ зовость аммонала ВА-4 и детонита 10А, можно вычислить газовость скального аммонита № 1, которая оказалась равной 18,4 л/кг. Подобным образом (из четвертого опыта)

99

Таблица 11

получена газовость гранулита АС-8, равная 21,1 л/кг. Здесь следует учитывать, что при взрывании гранулита в атмосфере забоя содержалось 0,0009% акролеина (по объе­ му), что в 10 раз превышает санитарную норму — 0,00008% ; формальдегида обнаружено не было. Это согла­ суется с результатами, полученными А. Б. Плехановым и др. [19], которые указывают, что при взрыве игданита со­ держание акролеина в атмосфере забоя в 2—3 раза пре­ вышает норму, а формальдегида — в 6—15 раз ниже ее.

Таблица 12

Газовость в забое с неполным оруденением определя­ лась на нулевой подсечке блока 4—416. Мощность рудно­ го тела — 0,1—0,4 м. Вмещающие породы были представ­ лены трещиноватыми серицито-кварцевыми сланцами.

100