Горные машины

Контрольные вопросы

1.Инициирующие ВВ: первичные, вторичные.

2.Классификация способов инициирования и взрывания зарядов.

3.Огневой способ инициирования: область применения, материалы, технология.

4.Электрический способ инициирования: область применения, материалы, технология.

5.Схемы соединения электровзрывных сетей.

6.Взрывание детонирующим шнуром: область применения, марки, способы соединения.

131

В последнее время за рубежом для наружных зарядов стали применять специальные плоские заряды пластичных ВВ. Такие заряды, называемые пластырными, плотно прижимаются к поверхности куска, что повышает эффект взрыва.

Методом шпуровых зарядов называется такой метод, при котором заряд ВВ размещается внутри подлежащего разрушению объекта в углублении цилиндрической формы диаметром до 75 мм и длиной до 5 м.

Метод применяется при раздельной (селективной) выемке и малой мощности месторождения полезного ископаемого, при добыче крупных блоков строительного и отделочного камня, разработке особо ценных полезных ископаемых, когда требуется сохранить структуру ископаемого или не допускать излишнего его измельчения, для дробления негабаритов, рыхления грунтов и мерзлоты, при корчевке пней, проведении открытых и подземных выработок.

Этот метод является основным при проведении горно-разведочных выработок.

Заряжание шпуров производится патронированными или россыпными ВВ. Коэффициент заряжания шпуров колеблется от 0,3 до 0,8. Этот метод является самым дорогостоящим из всех методов, при которых заряд ВВ помещается внутри разрушаемого объекта. Он требует высокого удельного расхода ВВ и больших трудовых затрат на бурение шпуров.

При применении метода скважинных зарядов заряды ВВ размещаются в скважинах. Широко применяется при отбойке руды на карьерах, рудниках, при проведении открытых горно-разведочных выработок, сейсморазведке. Иногда этим методом осуществляют проходку шурфов и восстающих.

Метод котловых зарядов является разновидностью метода шпуровых и скважинных зарядов. Сущность его заключается в том, что в донной части шпура или скважины путем взрывания (иногда неоднократного) небольшого заряда ВВ образуются расширения-котлы для размещения в них основного заряда ВВ. Применение котловых зарядов позволяет уменьшить объем буровых работ, отнесенный к единице объема заряда ВВ, получить концентрированный заряд. Этот метод обычно применяется при отсутствии мощного бурового оборудования и при наличии сильнотрещиноватых пород. Однако производство предварительных взрываний требует охлаждения пород в котле перед заряжанием и значительных трудовых затрат на его образование.

Величина котлового заряда

Qк = qWр3,

где q – удельный расход ВВ, кг/м3; W – расчетная л. н. с. (кратчайшее расстояние от центра заряда до открытой поверхности), м.

133

Расстояние между котловыми зарядами принимают в пределах (1,8–1,5)Wp в зависимости от требуемой степени дробления.

Величина прострелочного заряда для создания котла

Qпр = (ПпрQρкВВ)n ,

где Ппр – показатель простреливаемости породы, дм3/кг; ρВВ – плотность заряда в котле, кг/дм3; п – показатель степени, равный порядковому номеру простреливания.

Показатель простреливаемости для пород с различным коэффициентом крепости по шкале проф. М.М. Протодьяконова имеет следующие значения:

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

§ 2. ДЕЙСТВИЕ ЗАРЯДА В СРЕДЕ

Для разрушения (взрывания) горных пород и других объектов применяются заряды ВВ.

Заряды различаются:

•по положению – наружный (накладной), внутренний;

•по форме – сосредоточенный (имеющий форму куба, шара, цилиндра или параллелепипеда, длина которого не превышает утроенную величину его диаметра), удлиненный;

•по конструкции – сплошной, рассредоточенный (отдельные части разделены промежутками из воздуха, воды, породы и т. п.);

•по характеру действия – заряд камуфлета (не проявляющий видимого действия на поверхности), заряд рыхления (вызывающий рыхление породы), заряд выброса (вызывающий дробление и выброс породы).

Взависимости от характера проявления действия взрыва на окружающую среду условно выделяются четыре зоны действия взрыва заряда ВВ (рис. 43): сжатия, выброса, трещиноватости (рыхления), сотрясения.

Взоне сжатия (вблизи заряда) сказываются максимальное действие заряда на среду и, как следствие, сильное ее измельчение.

Взоне выброса порода дробится на отдельные куски и при наличии свободного выхода на поверхность отбрасывается на некоторое расстояние от места взрыва.

134

линию наименьшего сопротивления W, радиус воронки взрыва r, радиус действия взрыва заряда R, показатель действия взрыва п.

Показатель действия взрыва есть частное от деления радиуса воронки взрыва r на линию наименьшего сопротивления W, т. е. n = r/W.

Заряды ВВ, образующие воронки взрыва, называются зарядами вы-

броса.

Воронки или заряды выброса в зависимости от величины показателя действия взрыва подразделяются на следующие:

•нормального выброса при п = 1, r = W;

•усиленного выброса при п >1, r > W;

•уменьшенного выброса при п < 1, r < W;

•заряд рыхления при п ≤ 0,75.

§ 3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВЕЛИЧИНЫ ЗАРЯДА

Величина заряда определяется количеством энергии, необходимым для разрушения и перемещения породы.

Первые расчетные формулы определения величины заряда Q (кг) выведены на основе теории пропорциональности расходуемой энергии взрыва объему разрушаемой породы и имеют общий вид

Q = qVf(n),

где q – удельный расход ВВ на 1 м3 породы в массиве, кг; V – объем взрываемой породы, м3; f(n) – функция показателя действия взрыва, учитывающая изменение удельного расхода ВВ в зависимости от глубины заложения заряда и угла раствора воронки взрыва.

При n = 1 объем воронки (нормального выброса)

V = πr 2W/3 ≈ W 3, Q = qнW 3,

где < qн – расчетный удельный расход ВВ.

В дальнейшем в качестве стандарта была принята коническая воронка, так как независимо от формы воронки будет иметь место равенство:

q = l,83qн = const.

На основе экспериментальных работ М.М. Фроловым было установлено, что формула функции показывает действие взрыва:

f(n) = А + Вп3,

где А + В = 1. Таким образом,

Q = (А + Bn3)qV.

136

На основе формулы М.М. Фролова М.М. Бересковым выведено, что функция

F(n) = 0,4 + 0,6п3,

а общая масса заряда выброса с учетом найденного значения f(n)

Q= (0,4 + 0,6n3)qV.

§4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ БОЕВИКОВ, ЗАЖИГАТЕЛЬНЫХ

ИКОНТРОЛЬНЫХ ТРУБОК

При производстве взрывных работ на земной поверхности патроныбоевики должны изготовляться на месте работ или в специально отведенных местах и зарядных будках, расположенных не ближе 50 м от места взрывных работ.

В зимнее время патроны-боевики могут изготовляться в отдельном помещении здания подготовки ВМ, которое отделяется стеной из несгораемогоматериалатолщинойнеменее25 смотпомещения подготовкиВВ.

Переноска их общей массой не более 10 кг разрешается в специально изготовленных переносных ящиках с ручками и крышкой, обитых внутри войлоком. Боевики устанавливаются вертикально в один ряд. При изготовлении патрона-боевика необходимо развернуть оболочку на торце, сделать углубление, ввести детонатор на полную длину, собрать края оболочки в складки и завязать шпагатом вместе с ОШ, ДШ, проводами электродетонатора.

При электрическом взрывании можно прокалывать торец, не разворачивая оболочку, и осуществлять крепление ЭД накидыванием петли проводов на конец патрона-боевика.

Патроны порошкообразных ВВ в мягкой оболочке до ввода в них детонатора или ДШ должны разминаться.

При работе в мокрых условиях необходимо применять водоустойчивые ОШ, ДШ. Место ввода детонатора или детонирующего шнура в патрон ВВ изолируется.

Конец ДШ, вводимый в патрон, должен завязываться узлом или складываться не менее чемвдвое. Когдаоболочкапатронасделана избумагиили хлопчатобумажнойткани, разрешаетсяобматыватьДШвокругбоевика.

Боевики должны изготовляться точно по числу зарядов. Неиспользованныебоевикидолжныбытьуничтоженыоднимизприменимыхспособов.

При взрывании зарядов в длинных шпурах (скважинах) разрешается вводить в торец патрона-боевика два однотипных электродетонатора.

Зажигательные и контрольные трубки должны изготовляться в отдельном помещении здания подготовки ВМ при выполнении разовых и эпизодических работ продолжительностью не свыше 6 месяцев. Изготов-

137

ление их разрешается в приспособленных помещениях, палатках или под навесом. Операции по изготовлению трубок должны выполняться на столах, имеющих бортики и обитых брезентом по мягкой прокладке или резиной толщиной не менее 3 мм. На столе у каждого взрывника должны находитьсянеболее10 капсюлей-детонаторовинеобходимоеколичество ОШ.

При работах передвижного характера изготовление зажигательных трубок разрешается производить под открытым небом за пределами опасной зоны и не ближе 25 м от места хранения ВМ.

Изготовленные зажигательные трубки должны сортироваться по длине и сворачиваться в круг, а контрольные – связываться в пачки шпагатом и укладываться на полку шириной не менее 40 см, имеющую бортики и расположеннуювыше плоскости столана50–70 см, иливотдельномшкафу.

Контрольная трубка должна иметь отличительный знак.

От каждой бухты ОШ с обоих концов острым инструментом отрезается по 5 см. Допускается резать несколько ниток ОШ. При резке ОШ на столе не должны находиться капсюли-детонаторы.

В процессе резания ОШ его необходимо тщательно осматривать. Участки шнура, где замечены утолщения или уточнения, нарушения целостности оболочки, места смятия и другие наружные недостатки, должны вырезаться.

Каждый капсюль-детонатор должен быть осмотрен на чистоту внутренней поверхности гильзы. При наличии частиц они удаляются легким постукиванием о ноготь.

Запрещается удалять соринки каким-либо предметом и выдуванием.

§ 5. ВЫПОЛНЕНИЕ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ И ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ

Взрывные работы в горном деле всегда имеют определенное назначение: выброс или сброс породы, рыхление полезного ископаемого, дробление негабаритов, обеспечение подвигания подземных горных выработок, образование плотин и т. д.

Взрывание зарядов в шпурах (в том числе котловых), а также взрывание наружных зарядов производится по паспортам (камерных, скважинных – по проектам). Взрывные работы, выполняемые непосредственно в населенных пунктах, производятся только по проектам.

Паспорта утверждаются начальником или главным инженером рудника, шахты, карьера или руководителем взрывных работ. С паспортом должны быть ознакомлены под расписку ИТР данного участка (объекта), а также персонал, выполняющий буровзрывные работы.

138

Паспорта должны включать сведения о расположении, числе шпуров и их глубине; величине зарядов; наименовании ВВ и средств инициирования; числе серий взрываний; величине радиуса опасной зоны; местах укрытия взрывника и рабочих; времени проветривания забоя; постах оцепления, а также схему расположения шпуров.

Запрещается взрывникам (мастерам-взрывникам) производить взрывные работы, если нарушен паспорт или место взрывных работ не подготовлено.

Перед началом взрывных работ должна быть определена и отмечена условными знаками граница опасной зоны.

При производстве взрывных работ на поверхности в светлое время суток необходимо подавать звуковые сигналы, а в темное – звуковые и световые. Способы, время подачи и назначение сигналов должны быть доведены до сведения всех рабочих и служащих данного предприятия, а также населения ближайшего района выставлением щитов с описанием сигналов и их назначения.

Допуск рабочих к месту взрыва разрешается лицом технического надзора, ответственным за ведение взрывных работ в данной смене, только после установления безопасности места взрыва.

Допуск к работе может быть разрешен мастером-взрывником, если он осуществлял взрывные работы.

Остатки ВВ должны быть сданы на склад или уничтожены.

Число подготовленных к взрыванию зарядов на отдельных участках должно быть таким, какое будет взорвано за один прием. Взрывание зарядов производится сразу после подготовки или согласно графику организации работ.

Перед заряжанием шпур должен быть тщательно очищен; производится проверка соответствия длины, диаметра и направления шпуров паспорту.

Запрещается размещать в заряде капсюли-детонаторы россыпью или в коробках.

Патрон-боевик должен быть расположен первым от устья шпура. Электродетонатор необходимо помещать в торцовой части патронабоевика, обращенной к устью. Дно гильзы ЭД при этом должно быть направлено ко дну шпура. Допускается расположение патрона-боевика первым от дна шпура (обратное инициирование), при этом дно гильзы ЭД должно быть направлено к устью шпура.

Возможность обратного инициирования при огневом взрывании устанавливается руководителем предприятия по согласованию с местными органами госгортехнадзора.

139

Запрещается опускание боевиков на огнепроводном шнуре зажигательных трубок, на проводах электродетонаторов или детонирующем шнуре. Это не распространяется на шпуры глубиной до 2 м.

Запрещаются обматывание патронов-боевиков огнепроводным шнуром, завязывания и изломы огнепроводного шнура (ОШ).

При рассредоточенных зарядах в каждой части заряда может быть помещен только один патрон-боевик. Боевики должны вводиться в заряды осторожно, без толчков. При заряжании запрещается уплотнять боевики, а также проталкивать их даже легкими ударами забойника.

Запрещается выдергивать или тянуть ОШ или ДШ и провода ЭД, введенные в боевики или заряды.

Запрещается свертывать в кольцо выведенные из зарядов концы ОШ или ДШ, применять в качестве забойки кусковатый горючий материал, торф.

Забойка должна производиться с максимальной осторожностью. Запрещается уплотнять или бросать на боевик часть забойки, непосредственно соприкасающуюся с зарядом. Допустимость взрывания без забойки на открытых работах устанавливается главным инженером предприятия с учетом радиуса опасной зоны.

На поверхности запрещается производить взрывные работы в грозу, в темное время суток без достаточного освещения рабочего места и опасной зоны. При сильном тумане необходимы дополнительные меры безопасности (усиление охраны, дополнительная связь и т. п.).

При обнаружении отказа (или при подозрении на него) на открытых работах взрывник должен немедленно выставить отличительный знак у невзорвавшегося заряда и уведомить об этом руководителя взрывных работ или заменяющее его лицо сменного технического надзора. Отказы должны ликвидироваться по указанию руководителя взрывных работ, начальника участка или лица сменного надзора. В местах отказов запрещаются какие-либо работы, не связанные с их ликвидацией.

Контрольные вопросы

1.Методы зарядов ВВ: накладные, шпуровые, скважинные, котловые.

2.Действие заряда ВВ в среде.

3.Определение величины заряда ВВ.

4.Технология изготовления патронов-боевиков, зажигательных и контрольных трубок.

5.Основные правила безопасности при взрывных работах.

140