книги из ГПНТБ / Ассонов В.А. Буровзрывные работы учебное пособие для горных техникумов

шпура увеличивают (врубовые шпуры располагают как бы по спи­ рали). Такой способ обеспечивает получение большей .площади вру­ бовой воронки.

При использовании прямых призматических врубов разрезную скважину целесообразно проводить заранее на большую глубину. Наличие такой скважины позволяет сократить общее число шпу­ ров в комплекте приблизительно на 35—50%, а проведение восста­

предложен передовиком производства бу­ ровым мастером Пазенко (Криворожье) при проходке восстающего сечением 1,5X1,5 м. Вруб состоял из четырех шпуров глубиной по 3 м, расположенных так, как показано на рис. 129. Расстояние меж­ ду шпурами (длина стороны образуемого ими квадрата) составля­ ло 0,5 м. Заряд в каждом шпуре состоял из трех отдельных частей. Взрывание производилось метровыми секциями. Отбойные шпуры располагались в углах выработки. В этих шпурах были также при­ менены рассредоточенные заряды.

320

Для уменьшения числа врубовых шпуров иногда практикуют простреливание их с целью размещения в образуемых котлах уве­ личенных сосредоточенных зарядов. Такой вруб (рис. 130) впервые

Другой вариант вруба с ис­

пользованием котловых зарядов, предложенный инж. А. А. Татар­ никовым, изображен на рис. 131.

Большой недостаток врубов с котловыми зарядами заключается

в том, что простреливание шпуров в условиях подземных вырабо­

ток часто бывает сопряжено с необходимостью длительного про­

стоя.

Комбинированные врубы представляют собой различные соче­

тания основных типов врубов. Один из комбинированных врубов,

называемый врубом «Победа» и предназначаемый для весьма креп­ ких пород, представлен на рис. 132. Этот вруб представляет собой комбинацию пирамидального и прямого призматического врубов.

В отдельных случаях, преимущественно в вязких породах, вру­ бы усиливают дополнительными рассекающими шпурами. Комп­ лект с пирамидальным врубом, усиленным рассекающим шпуром 1, изображен на рис. 133. Такой комплект был применен при про­ ходке штрека на руднике Тельбес.

Отбойные шпуры разделяются на оконтуривающие, иду щие по контуру проводимой выработки, и вспомогательные, располагаемые между врубовыми и оконтуривающими шпурами. Устья оконтуривающих шпуров находятся на расстоянии 10—20 см от контура выработки с таким расчетом, чтобы концы их выходили точно на линию контура. Концы же нижних шпуров в горизонталь­ ных выработках во избежание образования порогов на подошве обычно выводят на 10—15 см за пределы нижней границы выработ­

ки. В эти шпуры, взрываемые обычно последними, помещают уси­ ленные заряды ВВ с целью отброса породы от груди забоя.

Глубину шпуров в комплекте необходимо принимать, исходя из условий цикличной организации работ (с тем, чтобы цикл заканчи-

-'■л7 на зиЛой

вании врубов, образуемых наклонными шпурами, глубину шпуров часто берут равной 0,6—0,8 ширины выработки.

формулу:

где f — коэффициент крепости породы по шкале проф. М. М. Про-

тодьяконова;

S — площадь поперечного сечения выработки в м2.

Общее число шпуров N на все сечение забоя при использовании различных ВВ можно определять по следующей формуле, полу-

322

ченной путем умножения величины ;Vi из формулы (89) на площадь забоя S с введением переводного коэффициента Кп для различных ВВ (согласно табл. 60):

d2

При механической уборке погрузочными машинами, когда тре­ буется обеспечить мелкое дробление породы, число шпуров увели­ чивают на 10—25%.

Следует заметить, что для определения числа шпуров при про­ ведении горных выработок было предложено много разных формул.

В подавляющем большинстве эти формулы устанавливают зависи­

или своим построением. Все эти формулы (некоторые из них дают, в общем, приемлемые результаты), как и приведенная формула М. М. Протодьяконова, являются приближенными, поскольку полу­

чаемые результаты все равно подлежат уточнению в конкретных условиях забоя.

Назовем отношение длины заряда в шпуре /з к полной глубине шпура /относительной длиной заряда т:

_ _ /з

/

Тогда количество ВВ Qm в шпуре глубиной / составит:

Рш =-^— т IЛ = 0,785rf2 т /Дг,

4

где d — диаметр шпура в см;

А — средняя плотность ВВ в заряде в г/см3 (по табл. 60);

I — глубина шпура в см.

Величина общего заряда Q на забой составит:

В практике величину т принимают в пределах от 0,35 до 0,7, для врубовых шпуров — от 0,65 до 0,8.

Фактический удельный расход ВВ q составит:

где ц — коэффициент использования шпуров (КИШ).

Когда имеются две обнаженные поверхности при проведении вы­ работки уступным забоем, удельный расход ВВ уменьшается при­ близительно на 40%.

бойке уступов на открытых горных разработках. Поэтому и расчет параметров взрывной отбойки для этих условий может произво­

диться на основе тех же положений. Удельный расход ВВ при под­ земной отбойке выше, чем на открытых горных разработках. Сред­

Вопрос о расчетном определении параметров взрывной отбойки при подземной очистной выемке разработан очень слабо. Все при­

веденные выше расчетные материалы по этому вопросу следует рассматривать как приближенные, подлежащие уточнению в про­ изводственных условиях.

Для тонких жил следует применять шпуры меньшего диаметра

(на 15—20% меньше обычного). Уменьшение диаметра шпуров да­ ет весьма существенный прирост скорости бурения. В то же время,

как показали' специальные наблюдения, снижение диаметров шпу­ ров при сохранении тех же расстояний между ними в условиях от­ бойки тонких жил часто не только вполне возможно, но и ведет к

улучшению качественных показателей, способствуя снижению разу­ боживания руды пустыми породами.

324

Особые требования предъявляют в случае применения метода шпуровых зарядов в подземных выработках шахт, опасных по га­ зу или пыли. Взрывные работы в таких шахтах вообще допускают­ ся только в забоях, непрерывно проветриваемых деятельной свежей

струей воздуха, причем в восстающих выработках струя должна быть восходящей. Работы должны вестись обязательно в присутст­

вии десятника по вентиляции или газомерщика1. В шахтах третьей категории и сверхкатегорных по газу взрывные работы по углю, а для сверхкатегорных и по породе допускаются только по особому для каждой шахты разрешению главного инженера треста. В

шахтах же, опасных по внезапным выбросам метана и угля, взрыв­ ные работы по углю разрешаются только для сотрясательного взры­

вания.

При ведении взрывных работ в шахтах, опасных по газу или пы­ ли, шпуры должны особенно тщательно очищаться от угольной ме­ лочи и пыли. Патрон-боевик необходимо располагать первым от устья шпура, причем электродетонатор (разрешается только элект­

ровзрывание) должен быть помещен так, чтобы поверх него не

было ВВ, а дно электродетонатора было направлено к днищу шпура.

Если в забое в тех же условиях имеются несколько обнаженных поверхностей, то расстояние от любой точки заряда до ближайшей обнаженной поверхности должно быть не менее 50 см. Примене­

ние наружных зарядов и шпуров короче 65 см запрещено. При раз­ дельном взрывании врубовых и отбойных шпуров электродетона­ торами мгновенного действия заряжать последние разрешается только после взрыва зарядов врубовых шпуров и достаточного про­ ветривания забоя. При короткозамедленном способе взрывание врубовых и отбойных шпуров разрешается производить в один прием с применением электродетонаторов ЭД-8-56 для первой группы шпуров и ЭД-КЗ для остальных групп; в смешанных за­ боях количество приемов при взрывании всего комплекта шпуров не должно быть более двух; в забоях выработок, проходимых только по породе, количество приемов не ограничивается.

Взрывание разрешается производить при содержании метана до

1%. Взрывать застрявшие в скатах уголь или породу запрещено. При взрывании шпуровых зарядов в больших глыбах породы

ЛНС должна быть не менее 30 см и взрывание в этом случае допускается только при условии отсутствия газа.

§ 64. Метод скважинных зарядов

Методом скважинных зарядов называются взрывные

тельно.

325

5 м, диаметром более 75 мм. В современной практике метод сква­ жинных зарядов широко применяется на открытых горных разра­ ботках; для отбойки полезного ископаемого от нижесредней до значительной твердости он получил широкое распространение и на подземных рудниках.

Метод скважинных зарядов применяется на уступах с высо­ той 7 м и выше; на подземных разработках этот метод приме­ няется при значительно большей глубине скважин.

На подавляющем большинстве открытых разработок применя­ ются скважины, пробуриваемые вертикально сверху вниз, иногда наклонные. При подземных работах используют скважины разно­ го направления: вертикальные, горизонтальные и наклонные под разными углами. Взрывание скважинных зарядов производится преимущественно детонирующим шнуром и электродетонаторами, с обязательным дублированием сети. Огневое взрывание разре­ шается применять только для одиночных скважин глубиной сква­ жины не более 10 м.

Каждую скважину перед заряжанием очищают от бурового шлама и воды. Очистку производят при помощи желонки, продув­ ки сжатым воздухом, а также промывки водой (восстающих сква­ жин в подземных выработках). Очищенную скважину по всему ее

протяжению проверяют на тщательность очистки и на правиль­ ность ее глубины с помощью подвешенного на троссе шаблона или составного забойника.

Поверхность вокруг скважины в радиусе не менее 0,7 м должна

быть очищена от обломков породы, мусора, посторонних предме­ тов и пр. В неустойчивых породах устье скважины закрепляют на

протяжении не менее 1 м.

Скважины, направленные вниз, заряжают рассыпными порош­ кообразными ВВ, которые должны быть доставлены в нужном ко­ личестве в заводской таре к устью каждой скважины перед нача­ лом заряжания. Материал забойника заготовляют заблаговременно у каждой скважины в достаточном количестве. Горизонтальные

скважины, а также скважины, направленные вверх, заряжают нат­

ренированными ВВ. Рассыпные ВВ засыпают в скважину через ме­

таллическую воронку диаметром 0,8—1 м. Слежавшиеся аммиачно­ селитренные ВВ предварительно измельчаются. Наиболее удобным следует считать измельчение ВВ непосредственно у устья сква­

них размещают в нижней части скважины. Перемешивание различ­

ных сортов ВВ между собой не допускается. -

В процессе заряжания необходимо тщательно следить за со­ хранностью детонирующего шнура и проводов электродетонаторов, находящихся в скважине, а также за размещением в них заряда и забойки. Правильность размещения ВВ проверяют контрольными

326

замерами. При рассредоточенных зарядах должна быть замерена длина отдельной части заряда и забойки и определено местона­

хождение их по отношению к устью скважины. Заряд .рассредото­

чивают по скважине с таким расчетом, чтобы ВВ размещалось в тех местах, против которых стенка забоя наиболее удалена от скважины. На участках, имеющих весьма малое сопротивление,

.заряды помещать не следует, так как при этом неизбежен большой разлет осколков.

Для предотвращения образования пробок при засыпке в сква­

жины порошкообразных ВВ разрешается пользоваться деревянны­ ми забойниками, подвешенными на прочной веревке. Пробивать забойником застрявшие в скважине ВВ или патроны-боевики за­ прещается. Если застрявший патрон извлечь нельзя, то заряжа­ ние необходимо прекратить и заряд взорвать.

Заряжание каждой отдельной скважины производит взрывник с подсобным рабочим. При электрическом взрывании в заряды,

размещенные сплошной колонкой, вводятся для обеспечения полно­ ты детонации не менее двух инициирующих точек, помещаемых на

расстоянии ’/4 высоты заряда от верха и низа. При рассредоточен­ ных зарядах в каждую часть заряда вводят не менее одной иници­ ирующей точки.

При электрическом взрывании скважинных зарядов для обеспе­ чения безопасности работы и сохранения электродетонаторов от повреждения последние опускают в скважины только в патронах-

боевиках или в пакетах-боевиках. Вес такого боевика не должен превышать 6 кг.

В случае применения в заряде нескольких сортов боевик изго­ товляют из наиболее мощного ВВ. При взрывании детонирующим шнуром последний пропускают до дна скважины. Конец детони­ рующего шнура, вводимый в боевик при бескапсюльном взрыва­ нии, завязывают узлом. Никаких других узлов на детонирующем шнуре делать не следует. Если оболочка боевика из бумаги или

хлопчатобумажной ткани, то детонирующий шнур следует обма­

тывать вокруг боевика не менее чем пятью витками.

Сырые скважины и скважины с постоянным притоком воды за­

ряжают водоустойчивыми или натренированными ВВ. В последнем случае при определении элементов расположения скважин в. расчет принимают диаметр заряда, а не диаметр скважины. Между стенка­ ми скважины и патронами ВВ должен быть небольшой зазор, иначе досылка патронов до дна скважины или до ранее введенной части заряда будет невозможна. При заряжании скважин больших диа­ метров на открытых горных разработках зазор принимают равным

2—3 см. Для скважин диаметром 70—100 мм величина зазора со­ ставляет 8—10 Больший зазор нежелателен, так как при этом сильно понизится плотность заряжания и объем скважины не будет

эффективно использован. Нежелательно также заряжание скважин связками патронов малого диаметра, так как это тоже существенно

ухудшает полезное использование объема скважин. Вес отдельного патрона при заряжании скважин не должен превышать 20 кг.

327

Патроны ВВ для заряжания скважин значительного диаметра снабжаются прочным ушком из проволоки или шпагата и опуска­ ются в скважину по одному на веревке с крючком, легко освобож­

дающимся от патрона. Опускать патроны-боевики весом более 300 г на огнепроводном шнуре зажигательных трубок, на проводах электродетонаторов или на детонирующем шнуре запрещается.

лись друг с другом. Для подогрева изолирующего состава следует, по возможности, пользоваться не открытым огнем, а электрона­ гревательными печами, установленными в специальном помещении или на отдельной охраняемой площадке. Покрытые изоляцией патроны ВВ во избежание слипания при хранении покрывают

бумагой, песком, мелом или опилками.

Для изоляции мест ввода электродетонаторов в патроны-боеви­ ки при взрывании зарядов в обводненных глубоких скважинах

можно использовать смесь из канифоли 20—40%, машинного мас­

ла 40% и кабельной мастики 20—40%.

Заряжание обводненных скважин гигроскопичными ВВ должно

производиться без промедления и может быть начато лишь после

того, как все необходимое по расчету количество ВВ и забойки будут доставлены к скважинам. Если в серии есть и сухие, и об­

328

водненные скважины, то последние нужно заряжать после того, как будет закопчено заряжание сухих.

Наибольшую целесообразность представляет заряжание обвод­ ненной части скважин шашками шнекованного аммонита В-3 или

литого тротила; эти ВВ, вследствие их высокой плотности, тонут в воде. Зазор между шашками и стенками скважины заполняют

гранулированным тротилом (гранулит Г) или гранулированным сплавом тротила с алюминием (гранулит ТС). Этот способ за­

ряжания позволяет полностью заполнить взрывчатым веществом все сечение скважины.

Для заряжания горизонтальных и восстающих скважин в под­ земных выработках используют забойники, состоящие из отдель­ ных звеньев, первое из которых укреплено на канатике.

При заряжании скважин особенно важна досылка патронов ВВ,

так как воздушные промежутки между патронами могут вызвать неполную детонацию заряда. Посылать ВВ в скважину большими партиями не следует, так как опасность застревания в этом случае сильно увеличивается. Учащаются застревания также в случае заряжания скважин связками патронов малого диаметра.

Всю свободную от заряда часть скважин (любого направления) плотно заполняют забойкой, длина которой во всех случаях долж­ на быть не менее 0,75 ЛНС. Для наклонных скважин применяют

песок и мелкий щебень, для горизонтальных и восстающих—•

песчаноглиняную забойку.

Ликвидацию отказавших зарядов в скважинах разрешается про­ изводить:

а) повторным взрыванием — если отказ произошел вследствие

нарушения внешней части взрывной сети и если в результате взры­ вов соседних зарядов существенно не изменилась ЛНС отказав­ шего заряда (в случае значительного уменьшения ЛНС возможен

опасный разлет породы при взрыве);

б) путем разборки породы с извлечением отказавшего заряда из скважины; при бескапсюльном взрывании разборку породы у отказавшего заряда разрешается производить экскаваторами;

в) взрыванием заряда в скважине, пробуренной параллельно на расстоянии не менее 3 м от скважины с отказавшим зарядом;

г) вскрывание скважины (в случае невозможности разборки породы) с помощью небольших шпуров, располагаемых на рас­

стоянии не менее 1 м от оси скважины; число и направление этих

шпуров, глубина их и вес помещаемых в них зарядов устанавли­ ваются руководителем взрывных работ.

Крупнейшими преимуществами метода скважинных зарядов являются его высокая производительность и относительно неболь­

шой расход бурения и ВВ на единицу отбитой горной массы. В подземных условиях чрезвычайно важными преимуществами мето­ да являются существенное снижение силикозоопясности и повы­ шение общей безопасности очистных работ, а также снижение необходимого' объема весьма трудоемких и наиболее опасных в

отношении силикоза подготовительных и нарезных работ. Недо­

329