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

более 6 м, а также при групповых взрывах основное взрывание разрешается только при помощи детонирующего шнура или элект­ рическим способом с обязательным дублированием взрывной сети.

После помещения боевика и всего заряда производится забой­ ка песком, буровой мукой или глиной с песком.

§ 66. Метод камерных зарядов

Методом камерных зарядов называется такой, при котором отбойка пород производится путем взрывания сосредото­ ченных зарядов большой величины (весом до нескольких десятков и даже сотен тонн), помещаемых в специальные горные выработки,

называемые з а р я д н ы м и камерами или просто камера-

м и. Проходимые при этом подготовительные горные выра­ ботки (шурфы, штольни, штреки, орты, восстающие) иногда назы­

вают минными выработками.

Метод камерных зарядов применяют при взрывных работах крупного масштаба как на открытых, так и на подземных горных разработках. В подземных условиях этот метод, называемый'так­ же минной отбойкой, используют при выемке весьма крепких

350

руд из камер и целиков, а также для погашения пустот в рудах средней и более высокой крепости. Камерные заряды находят ши­

рокое применение также для целей строительства при взрывании на выброс и сброс.

В зависимости от размеров, условий проходки и необходимой

крепости пород камерам может быть придана различная форма

(рис. 150). Объем минной камеры определяют по формуле (61).

Крестовую и Т-образную формы применяют в неустойчивых трещи­

новатых породах. Во всех случаях необходимо проверить по фор­ муле (60) на коэффициент сосредоточенности заряда, значение ко­ торого должно быть не менее 0,41.

Рис. 150. Формы зарядных камер

Подготовительные выработки обычно располагают так, что в плане они образуют форму.буквы Т; .зарядные камеры при этом находятся в подошве выработок. Такое расположение (с несколь­ кими поворотами) применяют, чтобы затруднить выход газов при взрыве и обеспечить максимальное использование энергии ВВ для разрушения окружающей среды. Как показывает последний опыт Союзвзрывпрома, эффект взрыва не ухудшается, если при Т-образ­ ном расположении выработок заряды будут размещены непосред­ ственно в штреках. Устранение проходки специальных камер упро­ щает и ускоряет подготовку, а также дает значительную денежную

экономию.

По окончании проходки фактическое расположение подготови­ тельных выработок должно быть занесено на план при помощи ин­

струментальной съемки.

Заряжание камер может быть начато лишь после окончания всех проходческих работ. Для сосредоточенных зарядов обычно ис­ пользуют порошкообразные ВВ. Весь расчетный заряд должен по­

мещаться в зарядной камере. ВВ помещают в камеру либо в крафт-

целлюлозных мешках, либо насыпью.

Для заряжания через горизонтальную выработку ВВ можно до­ ставлять по этой выработке на носилках, в тачках, вагонетках, а

иногда передавать по живому конвейеру.

ВВ можно также спускать с помощью тормозных лебедок или ручных воротков, а также засыпать через дощатые желоба или бре­ зентовые трубы или через скважины, специально пройденные с по­ верхности в зарядные камеры.

351

Если заряжание производится через шурф и глубина его не превышает 5 м, то при зарядах до 3 т ВВ можно опускать в бре­

зентовых люльках, в бадьях или на деревянных площадках при по­

мощи воротка, который должен обслуживаться не менее чем дву­ мя рабочими, причем вес опускаемого груза не должен превышать 100 кг. При механическом подъеме вес груза может быть увеличен до 300 кг. Спуск ВВ производится со скоростью не более 2 м)сек. Свободное сбрасывание ВВ запрещается.

При заряжании зарядов более 3 т и глубине шурфов более 5 м

спуск ВВ целесообразно производить через желоба площадью по­ перечного сечения 0,2 X 0,2 м или брезентовые трубы. Желоб или труба, идущие по всей длине шурфа, должны быть прочно при­

креплены к его стенкам. Для удобства насыпания ВВ в желоб или трубу вставляют деревянную воронку размером поверху 0,6|Х0,8 м с превышением краев ее над устьем шурфа на 0,5—0,6 м. У ворон­ ки устанавливают деревянный ящик с таким расчетом, чтобы верх воронки находился на уровне дна ящика. Со стороны, примыкаю­ щей к воронке, борт ящика должен иметь вырез. ВВ высыпают в ящик, измельчают с помощью деревянных трамбовок и затем сгре­ бают деревянными лопатами в воронку. В целях предотвращения образования в желобе пробок из ВВ до начала заряжания через желоб пропускают веревку с узлами. На дне шурфа под желобом устанавливают приемный лоток с наклоном в сторону камеры, благодаря чему св, поступая из желоба в лоток, самотеком идет в за-

рядную камеру.

Самым производительным является способ заряжания через скважину диа­

только в респираторах или, в крайнем случае, в марлевых повязках.

В случае притока воды в камеру неводоустойчивые ВВ необхо­ димо защищать от замокания, для чего производят гидроизоляцию камер. Если приток воды невелик (имеется только капеж с кровли и боков), на почве камеры устраивают настил, а кровлю и бока об­ шивают обрезным тесом, после чего покрывают толем. Капежную воду отводят по водосточной канавке в водосборник шурфа. При большом притоке воды всю поверхность камеры всплошную обши­ вают обрезными досками, а щели между ними конопатят паклей,

352

проваренной в смоле. После этого на обшивку наносят слой би­

тума и накладывают на него один или два слоя толя, тоже покры­ ваемые затем битумом.

После заряжания вход в камеру закрывают щитами, которые изолируют так же, как камеру. При тщательном изолировании ка­ меры ВВ помещают в заводской таре без дополнительной изоля­ ции.

Нередко вместо изоляции камер производят гидроизоляцию за­ рядов. Эту работу выполняют на специально оборудованных пло­ щадках, отстоящих от места хранения ВВ и места производства

взрыва не менее чем на 200 м; площадку оборудуют противопо­ жарным инвентарем. Для изоляции используют гудрон или смеси

Температуру изоляционного состава в ванне поддерживают в

ставляет 8—12% от веса заряда. Качество изоляции зарядов перед заряжанием следует проверить путем опытного испытания на замокание.

Камерные заряды помещают по два боевика, причем взрывная сеть дублируется. Боевики должны изготовляться на месте работ в специально отведенном для этого помещении, отстоящем не менее чем на 50 м от мест заряжания и хранения ВВ. Изготовление бое­ виков в зарядной камере воспрещается. Боевики для больших за­

рядов должны иметь жесткую оболочку; обычно для этого исполь­

зуют деревянные ящики.

В приготовленный для боевика ящик насыпают предварительно проверенное ВВ наилучшего качества. Аммонит, предназначенный для изготовления боевиков, должен иметь влажность не выше 0,5%. В центре боевика помещают инициатор, состоящий из одного или двух электродетонаторов, а при бескапсюльном взрывании — из нескольких витков детонирующего шнура.

При заряжании сырых камер пакет или ящик с боевым патро­

ном покрывают водоизолирующим составом. Ящик внутри высти­ лают толем. В случае, если боевик по условиям заряжания будет

находиться в воде, он должен быть помещен в ящик с двойными стенками, пространство между которыми заполняется битумом.

Вес боевика обычно от 5 до 20 кг. Применять боевики весом более 20 кг не следует.

инструментов и пр., а также людей одновременно с боевиками ни

в коем случае не допускается.

В целях безопасности желательно вводить боевик в зарядную

камеру после того, как весь (или почти весь) заряд уже будет в нее помещен; для этого в заряде надо оставлять узкие проемы для укладки боевика. Эту операцию необходимо производить под особо тщательным наблюдением инженерно-технических работников.

Во время заряжания в зарядных камерах не должно быть элект­ ропроводки и освещение их производится из примыкающих вырабо­

ток. Выработки разрешается освещать от сети напряжением до

127 в только до внесения боевиков с электродетонаторами. К мо­ менту же внесения таких боевиков электропроводка должна быть снята и удалена. С этого момента освещение допускается толькорудничными аккумуляторными или предохранительными бензино­

выми лампами.

Если заряд состоит из нескольких сортов В В, то ни в коем слу­ чае нельзя смешивать их в зарядной камере.

ВВ с большой скоростью детонации должны размещаться в центре заряда, вокруг них можно размещать другие ВВ со скоро­

стью детонации тем меньшей, чем дальше они располагаются от

центра камеры. Один боевик обязательно помещают в центре за­ ряда.

После установки боевиков в камеру никто не допускается, за

исключением взрывника, производящего заряжание, и лиц техни­ ческого надзора, руководящих заряжанием, а также начальника взрывного пункта.

По окончании заряжания камер, вывода проводов взрывной сети на поверхность и ее проверки производится забойка выработок.

Выработки, прилегающие к заряду, должны быть заполнены плот­

но укладываемой породой, которая оказывала бы достаточное со­ противление, препятствуя бесполезной утечке газов взрыва. Значе­ ние плотности забойки зарядов возрастает тем больше, чем мень­ ше скорость взрывчатого превращения ВВ и, следовательно, чем меньше бризантность ВВ.

Взрывание камерных зарядов производится начальником взрывного пункта по личному приказанию начальника работ и только в светлое время суток. При одновременном взрывании более

100 т ВВ люди, находящиеся на взрывном пункте, должны быть снабжены самоспасателями.

При взрывании методом камерных зарядов на земной поверх­ ности осмотр места взрыва руководителем взрывных работ допус­ кается не ранее чем через 30 мин. после взрыва. Если при осмот-

354

каждом случае должен определяться технико-экономическими по­ казателями. Шурфы применяют при относительно небольшой вы­ соте уступов и в тех случаях, когда почему-либо невозможен под­ ход к массиву со стороны площадки карьера. В большинстве слу­ чаев штольни предпочитаются шурфам.

Расположение камерных зарядов при отбойке уступов может быть как однорядным, так и многорядным. При вертикальной или

близкой к ней стенке уступа количество рядов определяется необ­ ходимым объемом, подлежащим обрушению. При угле откоса усту­ па 60—45° и больших высотах уступов целесообразнее всего при­ менять многорядное расположение зарядов с тем, чтобы заряды первого ряда исключали возможность образования порогов у гру­

ди забоя.

Расчет камерных зарядов для отбойки уступов производят по

формуле (108). Величину удельного расхода ВВ К' для аммонита № 9 берут из табл. 59. Для другого ВВ следует ввести поправоч­ ный коэффициент, согласно табл. 60.

Нередко взрываемая среда представлена разными породами, об­ ладающими неодинаковыми физико-механическими свойствами и относящимися к различным категориям крепости. В этих случаях в расчетную формулу следует подставлять средневзвешенное зна­ чение показателя удельного расхода ВВ К .

Относительное расстояние между камерными зарядами при от­

бойке уступов принимают в пределах от 0,8 до 1,2.

При двухрядном расположении зарядов расстояние между ря­ дами, представляющее собой РЛС для зарядов второго ряда, не должно превышать 0,85 высоты уступа. Относительное расстояние между зарядами второго ряда принимают такое же, как и в первом

ряду. Нередко вес зарядов второго ряда увеличивают на 10—20% по сравнению с расчетным.

Наблюдения показывают, что при отбойке уступов камерными зарядами ширина развала породы обычно составляет от 1,25 до 1,75 высоты уступа, а высота — от 0,7 до 0,75 первоначальной высоты уступа.

В ряде случаев при отбойке уступов камерные заряды исполь­

зуют в сочетании с удлиненными. Один из примеров комбинирован­ ного метода отбойки, применяемого на карьере Спасского цемент­ ного завода, изображен на рис. 152. Разрабатываемый уступ высо­ той от 40 до 70 м сложен известняками IX категории твердости по шкале Н и Р. Сосредоточенные заряды закладывают в камеры, проводимые из штолен. Удлиненные заряды помещают в глубокие скважины, расположенные в один или два ряда вдоль фронта

уступа.

При подземных горных разработках метод камерных зарядов применяют в следующих случаях:

а) отбойки в очистных камерах при особой системе разработ­ ки, называемой «система с минной отбойкой»;

б) отбойки различных целиков;

356

в) погашения подземных пу­

стот, т. е. для обрушения пород над открытыми камерами, ос­ тавшимися под землей после очистной выемки.

камерами.

Систему с минной отбойкой применяют при подземных горных: разработках крупного масштаба для выемки мощных (не менее 12—15 ,и) рудных залежей с крепкой или весьма крепкой несле-

жавшейся и несамовозгорающейся рудой и вполне устойчивыми вмещающими породами. Общая схема работ при одном из вариан­

тов системы с минной отбойкой представлена на рис. 153. Отбойку

ведут слоями высотой от 6—7 до 11 —12 м. Вес отдельных зарядов составляет от 100 до 800 кг. Горизонтальные минные выработки (орты, штреки) проводят из восстающих, а минные камеры засека­ ют из горизонтальных выработок. Высота этажа составляет 55—

57 м. Крупнейшими недостатками системы являются большой объ­

ем весьма трудоемких подготовительных работ,' отличающихся вы­ сокой силикозоопасностью, и неравномерное дробление руды при

Рис. 153. Система разработки с минной отбойкой

1 — лежачий бок; 2 — вентиляционный восстающий: 3 — ходовой восстаю­ щий (сечением ЬЗУг м); 4—зарядные орты (сечением 1,2S<<1,7л*); 5—за­ рядные камеры; 6 — висячий бок; 7 — обрушенная руда; 8 — горизонт вто­ ричного дробления; 9 — откаточный полевой штрек: 10—откаточный орт

3'7

отбойке, обусловливающие большой объем работ по вторичному дроблению. Эти недостатки почти полностью устраняются при ис­ пользовании аналогичной системы, но с отбойкой руды скважина­ ми, применимой в таких же точно условиях. Минная отбойка вы­ нужденно используется при выемке весьма крепких руд, для кото­ рых пока отсутствуют проверенные в промышленных масштабах средства высокопроизводительного бурения скважин.

Взрывание камерных зарядов в целиках применяют в случае необходимости быстрого их разрушения. В связи с тем, что камер­ ные заряды не обеспечивают равномерного и достаточно мелкого дробления массива целика, при выпуске отбитой руды имеют место большие потери. Неравномерность дробления, присущая сосредо­ точенным зарядам вообще, усугубляется в целиках тем, что ширина последних часто не постоянна и точно неизвестна. В связи с этим ЛНС может принимать направление и длину, существенно отли­ чающиеся от расчетных, что еще более ухудшает качество дробле­ ния и нередко приводит к тому, что часть целика остается неразру­ шенной.

При погашении подземных пустот нередко приходится произво­ дить дополнительное обрушение висячего бока, для чего с успехом применяют метод камерных зарядов.

Если висячий бок имеет дополнительные упоры, необходимо предусмотреть их разрушение опережающим взрывом. Для этой цели в их толще закладываются сосредоточенные камерные заря­ ды. Расположение зарядов может быть однорядным или многоряд­ ным как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Во всех случаях следует предпочитать двухрядное или многорядное расположение зарядов, обепечивающее более полное дробление массива.

При взрывании зарядов в порядке некоторой очередности за­ медление между очередями следует принимать равным 4 сек. Та­ кое замедление достаточно велико, чтобы обеспечить разрушение пород взрывом первой очереди, и в то же время достаточно мало,

чтобы заряды последующих очередей не были повреждены. Деле­ ние основного взрыва на очереди производится в том случае, если суммарный вес зарядов велик и можно опасаться неблагоприятно­ го сейсмического действия взрыва на сооружения рудника. При возникновении опасений проектные расчеты должны быть провере­ ны специалистами сейсмологами. Снижение сейсмического дейст­ вия достигается применением короткозамедленного взрывания с замедлением 25-4-50 м сек между очередями.

Если падение залежи крутое и фронт по простиранию ограни­

чен, то необходимо дать по границам обрушения так называемые отрезные заряды. Назначение их-—ослабить сцепление обрушаемого массива по простиранию с боков.

Особую сложность представляют обрушения висячего бока в

столбообразных залежах. В этих случаях заряды следует распола­ гать в один или несколько рядов в торцах и висячем боку, как бы опоясывая залежь. Такое расположение зарядов обеспечивает

358

больший отрыв пустых пород и облегчает последующее их допол­ нительное отслаивание.

При графическом определении мест расположения зарядов не­ обходимо учитывать, чтобы они, на случай внезапного обрушения части массива в период проведения выработок, находились за ли­ нией возможного скола пород висячего бока. Расположение зарядов в пределах границ скола возможно (по специальному согласова­ нию с горнотехнической инспекцией) лишь в том случае, если име­ ется полная уверенность в устойчивости пород.

Величину угла мгновенного скола пород при самообрушениях

принимают: в породах крепких и вязких 80°; средней крепости, но устойчивых 70°, способных к отслоению и хрупких 60°.

Сечения подготовительных выработок обычно принимают мини­ мальными и равными: для ходовых восстающих 1,5X2 м, для

штреков, ортов и квершлагов 1,2X1,8 м.

Проводить минные выработки в целиках над камерами, пол­ ностью не заполненными отбитой рудой или закладкой, правила безопасности запрещают.

Для удобства доставки ВВ к зарядам в выработках настилают дощатые трапы шириной 700—800 мм с бортами по бокам. Перед настилкой трапов лежащую на подошве выработки отбитую руду

или породу выравнивают.

При расчете зарядов удельный расход ВВ принимают равным соответствующему показателю К для зарядов нормального выбро­ са, данные по которому приведены в табл. 58, причем величину крайних или одиночных зарядов обычно увеличивают против рас­ четной на 20—25%.

Длина ЛНС сосредоточенных зарядов в условиях подземной отбойки обычно не превышает 20—25 м. При больших значениях ЛНС следует применять двухрядное расположение зарядов. Рас­

стояние между зарядами не должно превышать 1 — 1,25®.

В практике применения подземной отбойки руд камерными за­ рядами вес отдельных сосредоточенных зарядов достигал 12 т, а количество одновременно взрываемого под землей ВВ — 240 т.

При массовых взрывах для обрушения потолочин междукамер-

ных целиков и висячего бока залежей все люди должны выводиться из шахты на поверхность, а при взрывании для отбойки ископаемо­ го в очистных камерах — за пределы опасной зоны, устанавливае­ мой в каждом отдельном случае проектом или главным инженером по согласованию с горнотехнической инспекцией. Включение элект­ рического тока для взрывания разрешается производить только с поверхности. Преполагаемая зона обрушения на поверхности (по маркшейдерским данным) должна быть ограждена от доступа в нее людей не только на время взрыва, но и после него, до оконча­ тельного обрушения пород поверхности. При производстве массо­ вых взрывов, связанных с выводом людей из шахты, присутствие людей на поверхности, у входа в надшахтное здание, запрещается.

Вряде случаев при взрывании целиков для лучшего дробления,

ав связи с этим и уменьшения потерь руды камерные заряды ис­

359