10.2. Параметры для шахт, опасных по газу или пыли

Основные параметры, определяющие условия безопасного применения короткозамедленного взрывания в шахтах, опасных по газу или разрабатывающие пласты, опасные по взрывам пыли: общее время взрыва всего комплекта шпуровых зарядов ВВ в забое; интервал замедления между взрывами смежных шпуровых зарядов; расстояние между шпуровыми зарядами; расстояние от зарядов ВВ до открытой поверхности. Рассмотрим эти параметры.

Общее время взрыва всего комплекта шпуровых зарядов в забое. Это время замедления взрывания последней ступени ЭД с учетом разброса по времени срабатывания. Оно должно быть таким, чтобы в процессе взрывания шпуровых зарядов ВВ в призабойном пространстве не образовалась взрывчатая метановоздушная смесь.

Результаты экспериментальных исследований динамики концентрации метана свидетельствуют, что через 270…520 мс после взрывания зарядов вблизи забоев появляются угрожающие концентрации метана (2,5…4,2%), а через 1…5 с концентрация метана может достигать взрывоопасного предела и удерживаться в течение нескольких (до 10) минут. Поэтому общее время взрыва: при применении взрывчатых веществ III и IV классов не более 220 мс, V и VI классов – 320 мс.

Интервал замедления между взрывами смежных шпуровых зарядов ВВ. Второй не менее важный параметр – максимальный интервал замедления между отдельными сериями взрывания смежных шпуровых зарядов. Смежными называют шпуровые заряды ВВ, расстояние между которыми не превышает двукратного минимально допустимого. Это время должно быть таким, чтобы исключалась возможность бокового обнажения шпурового заряда к моменту его взрывания. Оно весьма опасно, так как ужесточает на одну-две и даже на три ступеньки условия взрывания зарядов ВВ, т. е. требует применение ВВ класса VI вместо III, IV или V. Кроме того, в процессе бокового обнажения возможна деформация шпурового заряда ВВ, что может привести к его отказу.

Установлено, что время начала образования дополнительных поверхностей 25…46 мс. Из результатов эксперимента замедление между взрывами смежных шпуровых зарядов принимают равным не более 40 мс.

Величина этого времени имеет решающее значение для эффективности разрушения горных пород взрывом. Ведь при малых интервалах имеет место только интерференция волн напряжения, при средних – и образование дополнительных отрывных поверхностей, при больших – также соударение кусков. Поэтому, например, в Бельгии минимально допустимое время между взрывами врубовых шпуровых зарядов (они взрываются всегда первыми) и вспомогательных (второй серией) для высокопредохранительных ВВ увеличено до 60…80, а в США – до 100 мс. В нашей стране решили снижать допустимые расстояния между шпуровыми зарядами и открытой поверхностью.

Расстояния между шпуровыми зарядами ВВ. Важнейшим показателем, влияющим на безопасность и эффективность взрывных работ, является устойчивость детонации ВВ. В то же время разновременное взрывание шпуровых зарядов ВВ, в том числе с миллисекундными интервалами между отдельными взрывами, может при определенных условиях воздействовать на соседние шпуровые заряды, взрываемые в последующих сериях. Например, количество неполных детонаций непредохранительных ВВ класса II в породных и угольных забоях на шахтах Донбасса достаточно велико.

Исследования МакНИИ доказали, что одна из основных причин неполных детонаций – уплотнение ВВ соседними, ранее взорвавшимися сближенными зарядами. Установлено, что аммонит 6ЖВ в мягких породах дает неполные детонации при расстоянии между зарядами до 40 см, в породах средней крепости – до 30 и в крепких – до 20. Почти все затухания наблюдались в стыках между патронами. Аммонал скальный №1 не давал затуханий детонации. Эти процессы в свою очередь – основные технологические причины выгорания шпуровых зарядов ВВ, а именно:

переуплотнение патронов ВВ до плотности выше критической (остаточное давление в соседних шпурах может достигать 30 МПа);

раздвижка патронов в шпуре вплоть до выбрасывания патрона-боевика из шпура (в горизонтальных и наклонных выработках средняя скорость выбрасывания равна 3,8 м/с, максимальная – 10 м/с);

образование угольных и породных пересыпок между отдельными патронами за счет откольных явлений.

Минимально допустимые расстояния между шпуровыми зарядами a_min, при которых исключается отрицательное действие взрыва одного заряда на другой, установлены экспериментально (табл. 10.1).

Таблица 10.1. Минимально допустимые расстояния между шпуровыми зарядами ВВ

Условия взрывания	аmin , мм, в зависимости от класса ВВ
	II	III-IV	V	VI
По углю По породе, если: f < 7 f = 7…10	0,60 0,50 0,40	0,60 0,45 0,30	0,50 0,30 –	0,40 0,25 –
f >10	Определяется нормативами, разработанными по согласованию с МакНИИ

Расстояние от шпурового заряда ВВ до открытой поверхности. За это расстояние принимается минимальная угольная или породная перегородка между шпуровым зарядом ВВ и какой-либо плоскостью в горном массиве, через которую взрыв заряда ВВ не воспламенит взрывчатую метано- или пылевоздушную смесь.

Для установления расстояния заряды ВВ взрывали в углецементных блоках и в стальных канальных мортирах, размещенных во взрывчатой смеси. Результаты позволили установить, что расстояние от заряда ВВ до ближайшей открытой поверхности должно быть по углю не менее 0,5 м при применении ВВ классов IV и V и не менее 0,3 м – класса VI; по породе – не менее 0,3 м.