6. Определение диаметра шпура

Диаметр шпура: если используется патронированное ВВ, то то диаметр выбирается из стандартных размеров d = 32; 36; 40; 42 мм, исходя из величины

d = R K_др, м, (1.10)

где R – кондиционный размер куска, обычно на подземных работах он равен 300...350 мм; К_др – коэффициент дробимости горных пород взрывом (табл. 1.7).

Таблица 1.7

Коэффициент дробимости

Дробимость горных пород	Характеристика массива	Кдр
Труднодробимые	Массив разбит на отдельности, превышающие размер кондиционного куска, породы прочные и вязкие	0,05...0,1
Среднедробимые	Массив разбит на отдельности, не превышающие размер кондиционного куска, породы прочные и средней прочности	0,1...0,125
Легкодробимые	Массив разбит густой сетью мелких трещин, породы прочные и хрупкие	0,125...0,2

Лабораторная работа № 2

ТЕМА: БЫБОР ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ, СПОСОБА

ВЗРЫВАНИЯ, СРЕДСТВ ИНИЦИИРОВАНИЯ И КОНСТРУКЦИЙ ШПУРОВЫХ ЗАРЯДОВ

1. Краткая характеристика работы

Выбор взрывчатых веществ (ВВ) оказывает значительное влияние на качество буровзрывных работ при проведении горных выработок. От правильного выбора ВВ зависят величина и степень равномерности дробления отбитой горной массы. Выбор средств инициирования зарядов зависит от выбранного способа взрывания и от условий, в которых производятся взрывные работы, в соответствии с правилами безопасности (ТБ) при взрывных работах (ВР).

2. Цель работы

Целью работы является приобретение практических навыков в выборе ВВ и СИ для (конкретных) заданных условий.

3. Порядок выполнения работы

3.1. Необходимые исходные данные студент берет из задания приведенного в лабораторной работе № 1 (табл.1.1).

3.2. Произвести выбор типа ВВ.

3.3. Произвести выбор способа взрывания и средств инициирования зарядов.

3.4. Произвести выбор конструкции шпуровых зарядов.

4. Выбор взрывчатых материалов (ВМ)

Выбор взрывчатых веществ (ВВ) производится на основании анализа конкретных условий ведения взрывных работ. Область применения различных ВВ и их характеристики приведены в таблицах 2.1 и 2.2.

Выбор средств инициирования зависит от принятого способа взрывания зарядов. При огневом способе взрывания зарядов выбор средств инициирования (СИ) определяется обводненностью забоя. Огневой способ инициирования зарядов разрешается применять только в тех случаях, когда он не может быть заменен электрическим [2, гл.II, п. 20].

Таблица 2.1

Наименование ВВ	Диаметр патрона, мм	Область применения
1	2	3
Аммонит № 6ЖВ Заряды ЗКВК	32, 36 25	Породы не выше средней крепости в сухих и небольшой обводненности забоях шахт опасных по газу и пыли.
Детонит М	28, 32, 36	Породы средней крепости и выше в обводненных забоях шахт не опасных по газу и пыли.
Аммонал М10	32, 36	Породы средней крепости и крепкие в условиях повышенной и обводненности в забоях шахт не опасных по газу и пыли.
Аммонит скальный № 1	36	Породы весьма крепкие, трудновзрываемые и сильнообводненные, в т.ч. при проходке стволов шахт не опасных по газу и пыли.
Аммонит скальный № 3	32-36	Породы скальные крепкие трудновзрываемые
Граммонит		Породы мягкие в сухих забоях и на открытых работах.
Гранулит АС-8В Гранулит АС-8В		Породы различной крепости в сухих и слабообводненных условиях.
Акванал АРЗ-8Н		Породы крепкие и средней крепости в сухих и обводненных забоях.
Игданит		Породы слабые и средней крепости в сухих забоях на открытых работах

Электрическое взрывание зарядов по сравнению с огневым позволяет производить взрыв в точно назначенный момент времени. Оно более безопасно и обеспечивает точность регулирования интервала замедления между взрывами, что позволяет достичь качественного дробления разрушаемой породы.

Электроогневое взрывание зарядов должно проводиться с учетом соответствующих требований подраздела [2, гл.II].

4.1. Выбор взрывчатых веществ

Перечень ВВ, пригодных для проведения подземных горно-разведочных выработок, включает более десятка наименований ВВ для группы совместимости D, применяющихся при геологоразведочных работах приведены в табл. 2.2.

По физическому состоянию промышленные ВВ бывают порошкообразными, гранулированными, прессованными, пластичными и жидкими (льющимися).

При выборе типа ВВ руководствуются следующим:

А) патронированные ВВ

для пород крепостью f > 16 рекомендуется применять Детонит М и скальный аммонит №1, для средней крепости пород – аммонит №6ЖВ;

Б) Гранулированные ВВ

Для крепких пород – граммонал А-8, для средних – гранулит АС-8В.

Также различна и масса патронов (табл. 2.4).

Характеристики ВВ, рекомендуемых для проведения подземных горно-разведочных выработок приведены в табл.2.2, 2.3.

Таблица 2.2

	ВВ	№ по списку ООН	Под- класс ВМ		Скорость детонации, км/с	Критический диаметр открытого заряда, мм	Теплота взрыва, кДж/кг	Работо-способ- ность, см3
	1	2	3		4	5	6	7
	Аммонит 6ЖВ	0082	1,1		3,4...4,8	10...13	4305	360...380
	Детонит М	0081	1,1		4,9...5,3	8...10	5785	460...500
	Аммонал М10	0084	1,1		4,0...4,5	12...14	5640	410...430
	Аммонит скальный № 1	0084	1,1		60...6,5	6...7	5400	450...480
	Аммонал скальный № 3	0084	1,1		4,2...4,6	8...10	5680	450...470
Граммонит		0082		1,4	3,2...3,6	40...60	4285	-
Гранулит АС-8B		0082		1,4	3,0...3,6	70...100	5230	-
Гранулит АС-4B		0082		1,4	2,6...3,2	100...120	4520	-
Акванал АРЗ – 8Н		0082		1,4	5,0...5,5	30...40*	5015	-
Игданит		0082		1,4	2,8...3,5	160...200	3970	-
* При заряжении пневматическими зарядными машинами

Таблица 2.3

ВВ	Экспериментальные характеристики
	Плотность, г/см	Критический диаметр открытого заряда, мм	Скорость детонации, км/с
В подземных условиях и рудниках неопасных по газу и пыли
Аммони№ 6ЖВ	1,00...1,20	10...13	3,6...4,8
Аммонит скальный № 1	1,40...1,57	6...7	6,0...6,5
Аммонал водоустойчивый	0,95...1,10	12...14	4,0...4,5
Аммонал скальный № 3	1,00...1,10	8...10	4,0...4,5
Детонит М	1,00...1,30	8...10	4,9...5,3
Динафталит	1,00...1,15	13 - 14	3,5...4,6
Граммонит	0,90...1,00	40...60	3,5...4,2
Гранулит АС-B	0,87...0,92	70...100	3,0...3,6
Гранулит АС-8	0,80...0,85	70...100	2,6...3,2
Карботол 15 Т	1,55...1,60	150	4,5...4,8
Карботол ГЛ-ОВ	1,57...160	200	4,5...5,1

Таблица 2.4

Размеры и масса патронов ВВ [11, табл. 2.12]

Диаметр, мм	Длина, мм	Масса ВВ, г	Диаметр, мм	Длина, мм	Масса ВВ, г
24	210...250	100	50	500...510	1000
28	220...260	150	60	500...510	1500
32	220...265	200	70	500...510	2000
36	250...255 240...300	250 и 300	80	500...510	2500
40	270...320	400
45	270...320	500

4.2. Выбор средств инициирования

Средствами инициирования называют совокупность принадлежностей, предназначенных для взрывания зарядов промышленных ВВ.

Промышленные ВВ взрывают с помощью средств инициирования, которые передают импульс заряду ВВ и тем самым вызывают его детонацию. Импульс образуется в результате взрывания заряда инициирующих ВВ, помещенных в капсюли детонаторы и электродетонаторы.

В зависимости от применяемого способа взрывания (огневой, электрический, электроогневой и с помощью детонирующего шпура) применяют различные средства инициирования.

4.2.1. СИ при огневом способе взрывания зарядов

Огнепроводный шнур применяю для передачи за определенный промежуток времени пучка искр капсюлю-детонатору. Огнепроводный шпур выпускают отрезками по 10 м марок ОША (ОШДА), ОШЭ и ОШП [7, cтр.153].

Капсюли-детонаторы предназначены для возбуждения детонации ВВ при огневом способе взрывания зарядов, а также для инициирования детонирующего шнура [7, стр. 152 – 153].

4.2.1.1. Капсюли-детонаторы

Серийно выпускаются капсюли-детонаторы КД-8УТБ, КД8-С и КД-8УТС. В обозначении первая буква после цифры указывает наименование материала гильзы (Б – бумага, С – сталь или биметалл, УТ – с уменьшенной массой первичного инициирующего вещества).

КД8-С предназначен для возбуждения детонации зарядов взрывчатых веществ при проведении промышленных взрывных работ при температуре окружающей среды от минус 60 ⁰С до плюс 45 ⁰С.

КД8 - С должен срабатывать от луча огня огнепроводного шнура ОША ГОСТ 3470-80. Высота гильзы (мм) – 51,0-4,0.

Вероятность безотказного срабатывания не менее 0,99985.

4.2.2. СИ при электрическом способе взрывания зарядов

Электродетонатор представляет собой капсюль-детонатор с электровоспламенителем в одной гильзе. Электродетонаторы различают по роду и величине заряда инициирующего ВВ, по времени срабатывания (мгновенного, замедленного и короткозамедленного действия), по назначению (общего назначения, для сейсморазведки, для торпедирования скважин и др.), по условиям применения (непредохранительные, предохранительные). Промышленность выпускает электродетонаторы мгновенного действия следующих марок: ЭД-8-Э – водостойкий, непредохранительный, с эластичным креплением мостика накаливания; ЭД-8-Ж – водостойкий, предохранительный, с жестким креплением мостика накаливания; ЭД-8ПМ – предохранительный, повышенной мощности, для шахт опасных по газу и пыли.

Электродетонаторы короткозамедленного и замедленного действия отличаются от электродетонаторов мгновенного действия наличием столбика замедляющего заряда, расположенного между капсюлем-детонатором и электровоспламенителем. Выпускают для шахт, не опсаных по газу и пыли, трех видов: ЭДКЗ, ЭДЗД и ЭДЗ-Н.

Электродетонаторы короткозамедленного действия (ЭДКЗ) выпускают с 6 ступенями замедления с номинальным временем срабатывания 25, 50, 75, 100, 150 и 250 мс; замедленного действия ЭДЗД со ступенями замедления от 7 до 15 и номинальным временем срабатывания 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 4; 6; 8; 10 c.

Электродетонаторы типа ЭДЗ-Н (непредохранительные) предназначены для замены электродетонаторов ЭДКЗ и частично ЭДЗД. Они имеют 23 ступени замедления. Первые десять ступеней имеют время замедления 10 мс, следующие четыре – 25 мс, последующие три – 50 мс и последние шесть – 100 мс. Характеристика электродетонаторов приведена в табл. 2.5. Номинальное время срабатывания указано на донышке гильзы или металлической бирке, прикрепленной к выводным проводам. Гарантийный срок хранения всех электродетонаторов 1,5 года. Совместно с электродетонаторами поставляют контактные зажимы ЭК-ВР-А, представляющие собой металлический сердечник из белой жести в пластиковой оболочке.

Таблица 2.5

Характеристика электродетонаторов

Тип электродетонаторов	Обозначение на бирках- жетонах		Время замедления, мс	Особенности ЭД
1	2		3	4
ЭД – 8 Э ЭД – 8Ж	-		-	Мгновенного действия, нормальной мощности, водостойкости. Для открытых и подземных работ в сухих и увлажненных местах.
ЭДКЗ	1 2 3 4 5 6		25 50 75 100 150 250	Короткозамедленного действия, нормальной мощности, для взрывных работ в мягких породах (в сухих и обводненных местах).
Продолжение табл. 2.5
1		2	3	4
ЭДЗД		7 8 9 10 11 12 13	500 750 1000 1500 2000 4000 6000	Замедленного действия, нормальной мощности, повышенной водоустойчивости для взрывных работ в любых местах.
ЭДЗД		14 15	8000 10 000
ЭДЗ-Н		1Н-23Н	20 –100	По конструкции ЭД аналогичны электродетонаторы ЭДКЗ, отличаются рецептурой и технологией изготовления замедленного состава. Для взрывания большого числа зарядов ВВ в крепких и средних породах в местах любой обводненности.

4.2.3. Взрывание зарядов с помощью детонирующего шнура

Детонирующий шнур(ДШ) предназначен для передачи и возбуждения детонации ВВ. Сердцевина шнура состоит из бризантного ВВ. Выпускают 4 марки: ДШ-А, ДШ-В, ДШЭ-6 и ДШЭ-13. Цвет оболочки шнуров ДШ-В, ДШЭ-6, ДШЭ-12 – красный с различными оттенками. ДШ-А – от белого до желтого с двумя красными нитями (табл.2.6).

Таблица 2.6

Тип шнура	ДШ-А	ДШ-В	ДШЭ-6	ДШЭ-12
Диаметр, мм	4,8...5,8	4,8...5,8	5,8...6,1	5,8...6,1
Теплоемкость, 0С	50	50	65	65
Морозостойкость, 0С	- 28	- 35	- 50	- 35

Длина отрезка шнура в 50 и 100 м. Гарантийный срок хранения ДШ-А – 2 года, а остальных –3,5 года.

Пиротехническое реле КЗДШ – 69 предназначено для короткозамедленного взрывания зарядов ВВ с помощью детонирующих шнуров. Реле состоит из картонной трубки, внутри которой помещены капсюль-детонатор и пиротехнический замедлитель. По обеим сторонам трубки с помощью алюминиевых гильз закреплены два отрезка огнепроводного шнура длиной 350 и 150 мм. На поверхности бумажной гильзы стрелкой указаны направление детонации и время замедления. Реле бывают 10 серий замедления: 10, 20, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175 и 200 мс. Включение реле в сеть ДШ осуществляют с помощью морского узла или внакладку. При дублировании сети ДШ применяют реле одинакового времени замедления.

4.2.4. Взрывание зарядов с помощью огнепроводного шнура

Огнепроводный шнур служит для передачи луча огня к инициирующему ВВ в капсюлях-детонаторах. В зависимости от материала водоизолирующего покрытия выпускают следующие марки шнура: асфальтированный (ОША), с пластиковым покрытием (ОШП) и экструзионный с полиэтиленовой оболочкой (ОШЭ).

Таблица 2.7

Техническая характеристика огнепроводных шнуров

Тип шнура	ОША	ОШП	ОШЭ
Диаметр, мм	4,8...5,8	5...6	4,8...5,1
Число оплеток, шт.	3	2	2
Теплостойкость, °С	45	50	50
Морозостойкость, °С	−25	−35	−35

Гарантийный срок хранения шнура ОШП – пять лет, остальных – один год. Огнепроводные шнуры выпускаются отрезками длиной 10 м, свернутыми в бухты, и по 25 шт. укладывают в пачки, а пачки – в ящики. Скорость горения – 1 см/с.

Для зажигания огнепроводного шнура применяются зажигательные патроны, тлеющий зажигательный фитиль и др.

Зажигательные патроны применяют для группового зажигания огнепроводного шнура. Выпускают зажигательные и электрозажигательные патроны в бумажных гильзах марок ЗП-Б от №1 до №5. Патроны №1 предназначены для поджигания 7, №2 – 8–12, №3 – 13–19, №4 – 20–27 и №5 – 28–37 отрезков шнура.

Для группового зажигания огнепроводного шнура предназначены также электрозажигатели ЭЗ-ОШ (ЭЗ-ОШ-К), электровоспламенители ТЭЗ-ЗП, ЭВ-ПТ-Гр.

2.2.4.1. Электрозажигательная трубка ЭЗТ-2

ЭЗТ-2 предназначены для электроогневого способа взрывания как на поверхности, так и в подземных выработках шахт и рудников неопасных по газу и пыли.

4.2.5. Взрывные приборы и электровзрывные сети

Взрывные приборы подразделяют на автономные и сетевые. К автономным относят конденсаторные взрывные машинки и приборы, а к сетевым с прямым включением тока (рубильники, пакетные выключатели, магнитные пускатели и т.п.). На горно-разведочных работах наибольшее распространение имеют конденсаторные приборы и машинки. Техническая характеристика взрывных приборов и машинок приведена в табл.2.8.

Таблица 2.8

Тип прибора или машинки	КВП- 1/1000	ПИВ- 100М	КПМ- 1А	КПМ- 3		ВМК- 500
Максимально взрываемое число ЭД при их последовательном соединении, шт.	100	100	100	200		800
Номинальное сопротивление взрывной сети при последовательном соединении ЭД, Ом	320	320	300	600		2100
Номинальное напряжение на конденсаторе-накопителе, В	600-650	610-670	1500-1850	1600		3000
Время зарядки конденсатор-накопителя до номинального напряжения, с	8	15	4	10		20
Источник питания	Элемент 373-3шт.	Элемент 373-3шт.	Генератор переменного тока
Масса (без футляра), кг	2,5	2,7	1,7		1,6		6,5
Изготовитель	Харьковский завод точного приборостроения	Омский завод «Электро-точприбор»	Омский завод «Электроточприбор»

Для проверки электродетонаторов, сопротивления взрывной сети и исправности взрывных приборов и машинок используют контрольно-измерительные приборы, характеристика которых приведена в табл. 2.9 [7].

В состав электровзрывной сети входят магистральные и соединительные провода, а также электродетонаторы с выводными проводами.

В качестве магистральных проводов разрешается использовать только провода сечения не менее 0,5мм² с резиновой или пластиковой изоляцией. Длина магистральных проводов должна быть не менее 150 м. Сеть должна быть двухпроводной.

Характеристика проводов, используемых для монтажа электропроводной сети приведена в табл. 2.9.

Таблица 2.9

Характеристика проводов для монтажа электровзрывной сети

Марка провода	Диаметр, мм		Площадь сечения жил, мм2	Сопротивление 1 км жилы при t=200C, Ом	Масса 1 км Провода, кг
	жил	провода
ЭВ	0,5	1,4	0,2	100	3,1
ЭП	0,5	1,4	0,2	100	3,1
ЭВЖ	0,6	1,5	0,28	520	4,0
ЭПЖ	0,6	1,5	0,28	520	3,9
ЭМВ	0,8	2,3	0,5	40	8,2
ВМП	0,8	2,3	0,5	40	7,8
ВМВЖ	1,2	2,7	1,13	140	14,3
СПП-1	0,9	2,3	0,5	39,5	8,0
СПП-2	0,9	4,6	0,5	41	16,5
ПРИМЕЧАНИЕ. Материал изоляции проводов ЭВ, ЭВЖ, ВМП, ВМВЖ – поливинилхлорид, остальных – полиэтилен.

Провода для взрывных работ рассчитаны на работу при напряжении 500 В переменного тока или 1200 В постоянного тока, а провода СПП-1,СПП-2 – на напряжении 380В переменного тока или 1000В постоянного тока.

Кроме указанных в табл. 2.8 проводов для магистральных сетей можно использовать шахтные гибкие кабели КРПСН, ШВБЭ и ГРШЭ.