Глава 7
Шпуровой метод взрывных работ
При проведении горных выработок и добыче полезного ископаемого в угольных шахтах в основном используется шпуровой метод ведения взрывных работ, скважинный метод играет второстепенную роль.
Принцип шпурового метода заключается в том, что в подлежащем разрушению массиве по забою бурят шпуры, в каждый из которых помещают заряд ВВ и забойку с последующим взрыванием зарядов с заданной очередностью.
7.1. Основные параметры шпурового метода
Ш
пуром
называется цилиндрической формы полость
диаметром до 75 мм и длиной до 5 м,
пробуренная в породе и предназначенная
для размещения заряда ВВ. Полости
больших размеров называются скважинами.
Начало шпура называется устьем,
а конец (торцевая часть) – забоем
или дном
шпура, боковая
поверхность шпура – стенками.
Основные параметры шпуров: диаметр dш,
длина l´ш
и глубина lш
(рис. 7.1).
Шпуры не имеют строгую цилиндрическую форму, так как на их стенках неизбежны выступы (до 0,5 … 1 мм) и пр. На патронах ВВ также есть неровности. Поэтому, если диаметр шпура равен диаметру патрона dп, то патроны в лучшем случае не войдут в шпур, а в худшем – дойдут до какого-либо резкого выступа и заклинятся, что приведет к отказу. В то же время, чем больше радиальный зазор, тем меньше начальное давление при взрыве и его полезное действие.
Стандартный диаметр резцов и коронок, а следовательно, и шпуров в угольных шахтах принят равным 41…43 мм для патронов ВВ диаметром 36 и 32 мм и 51…53 мм – для патронов ВВ диаметром 45 мм.
Длина шпура – это расстояние от дна шпура до его устья, измеренное по оси. Глубина шпура – это расстояние от дна шпура до забоя выработки, измеренное по ее продольной оси, т.е. глубина заложения шпура в горном массиве. Глубину определяют как проекцию его длины на продольную ось выработки:
,
(7.1)
где – угол между забоем выработки и осью шпура.
Например, глубина шпура, пробуренного под углом 62º к забою выработки на длину 2,07 м, lш = 2,07 . 0,883 = 1,83 м.
Выбор рациональной длины шпуров играет значительную роль, поскольку чем глубже заложены шпуры, тем больше подвигание забоя выработки после каждого взрыва. Применение более глубоких шпуров уменьшает количество проходческих циклов на определенную длину выработки, снижает относительное время, затрачиваемое на заряжание, взрывание и проветривание после взрыва, а также увеличивает производительность уборочных машин. Однако, при прохождении подземных выработок длина шпуров не только не может быть беспредельной, но даже не должна иметь большие числовые значения из-за работы заряда в сильном зажиме.
В практике ведения взрывных работ в забоях с одной открытой поверхностью длина шпуров бывает 1,5…3 м (в стволах – 4…4,5 м), но чаще – 1,5…1,8 м в крепких породах, 1,8…2,2 м – в породах средней прочности и 2,2…2,5 м – в слабых. При взрывных работах в забоях с двумя открытыми поверхностями длина шпуров составляет 1,8…5 м, но чаще применяют шпуры длиной 2,2…3 м. При взрывании по углю и породе длина шпуров должна быть не менее 0,6 м.