4. Средства механизированного заряжания шпуров

К механизированному заряжанию допускают патронированные, водонаполненные и гранулированные взрывчатые вещества, не содержащие в своем составе нитроэфиров, гексогена, тэна и других чувствительных сенсибилизаторов.

Для механизированного заряжания разрешается использовать только допущенные Госгортехнадзором СССР к постоянному применению полностью укомплектованные и исправные машины и устройства.

По показателям назначения выделяют четыре основные группы средств, механизирующих процессы заряжания и доставки взрывчатых веществ (ВВ) в подземных условиях и подгруппу самоходных зарядных машин:

I группа – зарядчики для шпуров диаметром 32–46 мм, дли ной до 2 м и расходом ВВ за взрыв до 50 кг в выработках с высотой забоя 2 м при максимальной вместимости шпура 5 кг;

II группа – зарядчики для шпуров и скважин диаметром 32–65 мм, длиной 5 м, расходом ВВ на один взрыв до 800 кг, максимальной вместимостью шпура или скважины не более 40 кг;

3. группа – зарядные устройства и машины для скважин диаметром 56–125 мм, глубиной до 50 м, со сменной производительностью до 4000 кг при максимальной вместимости скважин до 120–150 кг;

4. группа – зарядные устройства и машины для скважин диаметром до 200 мм, массовых взрывов со сменной производительностью более 4000 кг при максимальной вместимости скважин до 400 кг.

К средствам механизированного заряжания шпуров относятся различные типы устройств первых двух групп по доставке в шпуры ВВ, а также устройства для механизации процесса забойки шпуров. При механизированном заряжании существенно увеличивается производительность труда Все устройства для заряжания шпуров –зарядчики – делят на два вида 1) для заряжания шпуров натренированными взрывчатыми веществами и 2) непатронированными взрывчатыми веществами. Зарядчики первого вида, в свою очередь, подразделяют на толкательные и метательные. При использовании зарядчиков толкательного типа колонку заряда формируют у устья шпура или скважины. За счет усилия, создаваемого толкателем, заряд (без патрона-боевика) подают в шпур. Патроны частично сминаются, вследствие чего исключается их перемещение в обратном направлении. Патрон-боевик вводится в шпур последним вручную. Это обязательное требование Единых правил безопасности.

В зарядчиках метательного типа патроны ВВ под действием сжатого воздуха разгоняются в зарядной трубе (колонне) и ударяются о забой скважины (шпура) или ранее уложенное ВВ. При этом патроны деформируются и уплотняются.

При заряжании шпуров в процессе проведения разведочных выработок зарядчики обоих рассмотренных типов не нашли применения.

В подземных условиях наиболее широко применяют устройства, предназначенные для заряжания шпуров и скважин россыпными гранулированными ВВ. Эти устройства отличаются по конструкции, способу действия и дозировки ВВ, назначению, технико-экономическим показателям и другим признакам.

В основе принципа действия всех заряжающих устройств JTon группы лежит использование сжатого воздуха для транспортировки ВВ. Они делятся на эжекторные, нагнетательные и комбинированные.

Эжекторныезарядчики характеризуются простотой конструкции, небольшой массой, удобством в эксплуатации, малой стоимостью Однако им свойственны и недостатки: большой расход воздуха, высокие скорости перемещения ВВ, незначительная дальность транспортирования Пример таких заряжающих устройств – широко применяющийся зарядчик «Курама», выпускаемый опытным заводом ВНИИЦветмет. Зарядчик ЗЭП-Г («Курама-7м») предназначен для заряжания горизонтальных и наклонных шпуров, ЗЭП-В («Курама-8») – вертикальных.

У зарядчиков «Курама» (рис. 2.41) эжектор 1 непосредственно связан с емкостью для ВВ 3 вместимостью до 9 кг и зарядной трубкой 2 длиной до 1 м. Конструкция обеспечивает достаточную производительность (до 0,25 кг/с) и хорошую плотность заряжания (1,12–1,18 г/см³). Зарядчик обслуживает один взрывник.

Техническая характеристика зарядчиков «Курама»

Тип	«Курама-7м»	«Курама-8»
Диаметр шпуров, мм……………….	34-60	34–50
Глубина шпуров, м…………………..	3	3
Вместимость бункера, кг ………………	7	9
Рабочее давление, МПа ……………..	0,5–0,6	0,5–0,7
Наружный диаметр зарядной трубки, мм …………………………….	24	24
Производительность, кг/мин ……….	<18	<12
Габариты мм
Длина……………………………………	1500	1400
Ширина…………………………………	400	300
Высота…………………………………..	300	300
Масса, кг……………………………….	2–2,2	2,5

Для заряжания большого количества шпуров применяют нагнетательные зарядчики с вместимостью бункера для ВВ 100– 200 л, устанавливаемые на тележки с колесно-рельсовой или пневмошинной ходовой частью.

Нагнетательный зарядчик ЗНП-5 («Вахш-5») наиболее распространен при заряжании шпуров и скважин россыпными гранулированными ВВ. Зарядчик может транспортировать ВВ по пневмомагистрали на расстояние до 60 м в горизонтальном и до 40 – в вертикальном направлениях. В зарядчике этого типа (рис 2.42) россыпное ВВ из камеры под давлением сжатого воздуха подается в трубопровод. В нагнетательном трубопроводе частицы ВВ подхватываются потоком сжатого воздуха, дополнительно подводимого к трубопроводу и создающего эжекцию.

Техническая характеристика зарядчика ЗНП-5 («Вахш-5»)

Вместимость бункера, кг…………………………..	25
Давление сжатого воздуха, МПа………………..	0,35-0,4
Производительность, кг/мин……………………..	40-120
Глубина заряжания, м:…………………………..
шпуров……………………………………………..	15
скважин…………………………………………….	50
Диаметр, мм:
шпуров…………………………………………….	56
скважин……………………………………………..	56-105
Плотность заряжания, г/см3 ………………………	1,15
Размеры, мм………………………………………..
высота……………………………………………..	1000
диаметр……………………………………………	260
Масса зарядчика, кг………………………………..	20

Порционные зарядчики типа ЗП, образующие типоразмерный ряд, просты по устройству и позволяют контролировать величину заряда по объему дозирующей камеры зарядчика, В зарядчике ЗП-2 (рис. 2.43) при подаче воздуха под поршень 4 перемещается шток 5, а клапан 2 закрывает загрузочное окно. При этом открывается кольцевой зазор вокруг штока, воздух поступает в камеру дозирования 1 и выдавливает размещенную там порцию ВВ в зарядный шланг. После этого под действием пружины 5 шток 3 опускается вниз, и цикл работы повторяется. Зарядчик ЗП-2 изготовляет ремонтно-механическая база Лениногорского полиметаллического комбината.

Для нормальной укладии гранулированного ВВ в шпуре конец зарядной трубки должен находиться от уже уложенного в шпуре ВВ на определенном расстоянии. Для этого заряжающий по мере удлинения заряда выдвигает трубку из шпура. Для шпуров диаметром 40 мм этого можно достичь при технической производительности зарядчика не более 0,2 кг/с. При большей производительности заряжания, например, при использовании нагнетательных порционных зарядчиков ЗП-2, ЗМК-1 и др. шпуры заряжают практически при неподвижной зарядной трубке. Вследствие этого плотность ВВ в заряде непостоянна и уменьшается от устья шпура к забою.

Техническая характеристика порционного зарядчика ЗП-2
Диаметр заряжаемых шпуров и скважин, мм…….	56
Производительность, кг/мин……………………….	20-50
Глубина шпуров и скважин, м……………………….	25
Масса порции, кг……………………………………	0,5–2
Дальность транспортирования по горизонтали, м..	30
Основные габариты, мм:…………………………….
Высота………………………………………………..	900
Ширина……………………………………………….	570
Диаметр зарядного шланга, мм…………………….	25
Масса без шлангов, кг………………………………..	17

Всоответствии с решением Межведомственного совета по взрывному делу предусмотрено создание типажа зарядных машин, включающего пять типоразмеров: ЗШ-10, ЗШ-40, ЗШ-120, ЗШ-400 и ЗШ-1200. Основной параметр, определяющий типоразмер,– максимальная масса заряда, формирование которого в шпуре или скважине зарядная машина обеспечивает при непрерывном процессе заряжания.

Зарядные устройства и машины должны отвечать ряду требований, в том числе: формировать заряд в шнуре или скважине за один прием; регулировать и поддерживать в заданных пределах концентрацию смеси воздух – ВВ и скорость ее движения, а следовательно, техническую производительность; обеспечивать контроль за качеством укладки и количеством заряжаемого ВВ; обеспечивать равномерную укладку ВВ в шпуре с заданной плотностью по всей его длине.

При пневмозаряжании в транспортных шлангах могут возникать заряды статического электричества. По данным специальных исследований их величина может создавать разность потенциалов, превышающую 600 В на участке в 1 м. Для исключения вспышек ВВ, взвешенного в воздушном потоке, что может привести к разрушению оборудования и несчастным случаям при пневмозаряжании, необходимо соблюдать специальные требования. Прежде всего, для перемещения ВВ сжатым воздухом можно применять только токапроводящие шланги с удельным сопротивлением не более 10⁶ Ом-см. Сопротивление шланга должно быть постоянным по всей его длине. Шланги должны быть многослойными, маслостойкими, морозостойкими и гибки¹ ми. При длине шланга более 7 м корпус зарядчика и шланг не обходимо заземлить. В качестве заземлителя используют стальные полосы или трубы, а в качестве заземляющего провода – стальную проволоку или трос площадью сечения не менее 15 мм².

Для предотвращения электризации и пылеобразования в современных зарядных устройствах в смесь ВВ с воздухом впрыскивается до 4% воды. Это обеспечивает некоторое размягчение гранул ВВ, их смачивание, связывание мелких фракций, благодаря чему увеличивается плотность заряжания, а в восстающих шпурах прочно удерживается заряд.

Забойку шпуров производят с использованием негорючего сыпучего или пластичного материала (чаще применяют песок, глину или смесь глины с песком), в нисходящих шпурах применяют также воду. Из пластичного материала для забойки шпуров изготовляют пыжи длиной 10–15 см. Для ускорения процесса заряжания и получения высокого качества забойки применяют передвижные шнековые пыжеделательные машины, в которых смесь глины с песком загружают в приемную воронку и шнеком выдавливают через насадку. У машины ППМ-90 производительность составляет до 70 м/ч песчано-глинистого жгута диаметром 38 мм. Доставка готовых пыжей в шпур не механизирована.

Забойку шпуров увлажненным песком производят с помощью пневмозабойников. В пневмозабойных устройствах увлажненный песок из сосуда вместимостью около 4 л сжатым воздухом выбрасывается через нагнетательную трубку в шпур. Перед этим на заряд помещают глиняный пыж.