Файл: Воробьев Б.М. Основы технологии горного производства. Введение в специальность учеб. пособие.pdf

Оконтуривающие

ш п у р ы

б у р я т

на некотором

расстоянии

от

кон ­

т у р а

выработки . П о с л е

в з р ы в а н и я в

них

зарядов

В В

получается

выработка требуемых

размеров

и

формы

поперечного

сечения .

В трещиноватых и слоистых породах

ш п у р ы

необходимо

бурить

таким образом,

чтобы

они пересекали

трещины

и плоскости

наслое ­

н и я ,

имея

в виду, что, чем б л и ж е

угол пересечения к п р я м о м у , тем

больший

эффект

достигается пр и

взрыве

зарядов .

В

очистных

забоях

пр и взрывной отбойке

у г л я

дополнительная

о б н а ж е н н а я поверхность образуется созданием врубовой щ е л и

(вруба)

с помощью врубовой

м а ш и н ы

(рис. 36).

Д и а м е т р ш п у р о в принимают на 10—15% больше диаметра

патро ­

нов

В В . В угольной промышленности

стандартными

считаются

пат­

роны

диаметром

36—37

мм,

пр и

этом

диаметр

ш п у р о в

составляет

40 мм. Глубина

ш п у р о в

колеб ­

лется

от 1 до 5

м.

После

в з р ы в а н и я

заряда в

ш п у р е часть его со стороны

массива

остается

неиспользо ­

ванной, ка к говорят,

образуется

стакан . Эффективность исполь ­

зования ш п у р а

оценивается ко ­

эффициентом

использования

Р и с .

3fi. Р а с п о л о ж е н и е

ш п у р о в

в о ч и с т н о м

ш п у р а

(к. и. ш . ),

под

которым

понимают

отношение

использо ­

з а б о е пр и н а л и ч и и вруба:

1 — шпур; 2 — вруб

ванной г л у б и н ы ш п у р а

к

его

полной

глубине .

Г л у б и н а

ш п у р а — это расстояние по нормали

от его конца

до

поверхности

забоя .

Величина к. и. ш. зависит от

физико - механических свойств по­

род,

р а с п о л о ж е н и я ш п у р о в

в забое,

типа

В В и д р у г и х

факторов .

П р и

п р а в и л ь н о выбранных

п а р а м е т р а х

буровзрывных

работ

вели­

чина

к. и. ш . достигает

1,0.

Метод

скважинных

зарядов . З а р я д

В В располагают

в

с к в а ж и н а х

диаметром 75—300 мм, глубиной 10 м и более

(до 50 м). К а к и пр и

шпуровом методе з а р я д В В в с к в а ж и н е может быть сплошным

колон ­

ковым ил и рассредоточенным, в том числе и с воздушными

промежут ­

ками . Иногда применяют котловые з а р я д ы .

Метод

с к в а ж и н н ы х

зарядов

получил

большое

распространение

на

к а р ь е р а х при отбойке

породы в

уступах .

С к в а ж и н ы

на

уступе бурят

обычно

вертикально,

реже — на­

клонно в

один

ил и два

(иногда

более)

ряда

(рис. 37).

Т а к

ка к у

з а р я д а В В особенно велико, в плотных монолитных породах

г л у б и н у

с к в а ж и н ы принимают

несколько

больше высоты уступа . Ч а с т ь сква ­

ж и н ы , пробуренной

н и ж е подошвы

уступа,

называют

перебуром

(рис. 37,

б).

П р и

з а л е г а н и и в

подошве уступа

пласта полезного

ископаемого

и л и м я г к и х пород

с к в а ж и н ы

во избежание

р а з р у ш е н и я

к р о в л и

пласта и образования воронок бурят с недобуром на 2—3

м (рис. 37, а) .

В е л и ч и н у удельного

заряда (удельного расхода) В В подбирают

опытным путем. Обычно

она изменяется

в пределах

0,14—0,6

к г / м 3 ,

в зависимости от крепости взрываемых

пород, их

с т р у к т у р ы ,

тре­

буемой степени дробления и других технологических

требований .

Метод с к в а ж и н н ы х

зарядов находит

применение

т а к ж е

и

п р и

Р и с . 37. Р а с п о

л о ж е н и е

с к в а ж и н

на у с т у п е :

Р и с .

38. Схема

камерного

заряда:.

а — в о д и н р я д ; б

— в два

р я д а ; h

— г л у б и н а п е р е -

1 —

м и н н а я ш т о л ь н я ; 2 —

р а с с е ч к а

б у р а ( н е д о б у р а )

(камеры);

3 — з а р я д ы

В В

нием В В

в горизонтальных

или слегка

н а к л о н н ы х

горных

выработ­

к а х небольшого

поперечного сечения (от 0,2

X 0,2

до 0,5

X 0,5 м ) —

рукавах

называют

методом

малокамерных

зарядов

или

методом

р у ­

кавов . Д л и н а

р у к а в о в

не

превышает

5 м.

В

качестве

забоечного

материала используют песок в смеси

с

глиной

и м я г к и й

грунт .

Этот

метод иногда

применяют

д л я р ы х л е н и я

горных

пород

в

не­

больших

к а р ь е р а х .

Метод камерных зарядов . При этом методе взрывают

заряды

В В

значительной

величины — до

нескольких

десятков

и л и

сотен

тонн.

З а р я д ы

размещают

в

специальных

выработках

— камерах .

П р и

применении этого

метода

проводят так

называемые

минные ш т о л ь н и

с боковыми

ответвлениями

—

рассечками

и л и

камерами,

которые

с л у ж а т

д л я размещения зарядов В В

(рис.

38).

Расчет величины заряда В В при массовом обрушении ведут на

рыхление

пород

в к а р ь е р а х

д л я

подготовки

их

к

экскаваторной

п о г р у з к е .

П р и

необходимости

перемещения

породы

на

некоторое

расстояние

в

требуемом

н а п р а в л е н и и

расчет ведут

на

выброс

и л и

4*

51

с б р о с . В з р ы в ы

на выброс применяют обычно п р и проходке

т р а н ш е й ,

д л я у д а л е н и я в с к р ы ш и .

В з р ы в ч а т ы е

в е щ е с т в а . Взрыв — это процесс очень

быстрого

способные

под

в л и я н и е м

внешних

причин к

быстрым

химическим

п р е в р а щ е н и я м .

Б л а г о д а р я быстроте

процесса

о б р а з о в а в ш и е с я

п р и

этом газообразные

п р о д у к т ы занимают

сначала

к а к

бы перво ­

н а ч а л ь н ы й

объем

В В и

поэтому

обладают

высоким

давлением

(100 тыс.

атм

и более).

Последующее

быстрое

расширение

газо ­

ханической работы, н а п р и м е р

р а з р у ш е н и е м

массива пород.

Скорость

п р о т е к а н и я

химической

р е а к ц и и

я в л я е т с я

наиболее

х а р а к т е р н ы м

п р и з н а к о м

в з р ы в а . П р и

большой

скорости

энерговы­

деления возникает огромная

к о н ц е н т р а ц и я

энергии, поэтому В В

ществам (уголь,

нефть),

но

обладают сильным р а з р у ш а ю щ и м

дей­

ствием.

В

зависимости

от условий

в о з б у ж д е н и я в з р ы в н о й р е а к ц и и

и

при ­

роды

В В происходит

его

горение

и л и детонация .

Качественное

от­

личие

этих

процессов

з а к л ю ч а е т с я

в

том, что п р и

горении

процесс

р а с п р о с т р а н я е т с я

от слоя

к слою путем передачи тепловой

энергии,

при детонации — путем передачи от слоя к слою

с ж а т и я

(ударной

волны) .

Горение

В В на

воздухе протекает с небольшой скоростью,

без

звукового

эффекта;

это явление

называется дефлаграцией .

Горение

в замкнутой и л и

п о л у з а м к н у т о й

среде протекает быстро

и

х а р а к т е ­

ризуется быстрым

нарастанием д а в л е н и я . В этом

случае

газообраз ­

ные п р о д у к т ы г о р е н и я могут производить работу — метание с

со­

провождением

звукового

эффекта.

Д е т о н а ц и я

протекает со скоростью

от тысячи до н е с к о л ь к и х тысяч

метров в секунду .

Р а з л и ч а ю т

В В :

и н и ц и и р у ю щ и е ,

бризантные,

метательные

(по­

роха) .

И н и ц и и р у ю щ и е

В В

способны

взрываться в детонационной

форме

под в л и я н и е м незначительных тепловых и л и механических

воздей­

ствий

(азид свинца,

г р е м у ч а я

ртуть

и др . ) . Б р и з а н т н ы е

В В —

основ­

ные В В , применяемые

в

горной

промышленности .

Х и м и ч е с к а я

ре­

а к ц и я протекает

в

детонационной форме под воздействием значи­

тельно более

сильных

внешних импульсов, ч е м у и н и ц и и р у ю щ и х

В В .

Преимущественным

видом взрывчатого п р е в р а щ е н и я

порохов

я в ­

р я да

(тротил,

гексоген, динитронафталин) и горючих примесей —

р а з р ы х л и т е л е й

(древесные опилки, древесная мука) . Скорость

дето­

нации

аммонитов от

2400 до 5400

м/сек,

теплота взрыва

до

1000

к к а л / к г . Аммониты

выпускают

в

порошкообразном виде

(россыпью

и в патронах),

а т а к ж е в виде

ш а ш е к (прессованный). Достоинством

аммонитов я в л я е т с я

сравнительная безопасность в обращении

из-за

пониженной чувствительности к внешним воздействиям.

Основными

недостатками

я в л я ю т с я гигроскопичность

и склонность

к с л е ж и ­

кам

их х р а н е н и я .

Нитроглицериновые

В В х а р а к т е р и з у ю т с я

различным

содержа ­

нием нитроглицерина ил и н и т р о г л и к о л я . С увеличением

с о д е р ж а н и я

нитроглицерина повышается мощность динамитов, но

вместе с тем

они

становятся более

чувствительными

к внешним

воздействиям.

Динамиты

содержат не

менее

40%

нитроглицерина

или

нитрогли ­

к о л я .

Нитроглицериновые

В В опасны

в обращении, особенно

при низ ­

кой

температуре . Д л я устранения

этого

недостатка

выпускают спе­

ц и а л ь н ы й

труднозамерзающий

62-процентный

динамит

(замерзает

ным и предназначено дл я мокрых породных

забоев.

Опасность в обращении с нитроглицериновыми В В р а з к о воз­

растает пр и выделении на их поверхности

жидкого нитроглицерина

(эксудат). Эксудированные В В подлежат

уничтожению .

Взрывчатые вещества по условиям их применения в горной про ­

мышленности

можно

подразделить

на три группы:

I группа — В В , допущенные дл я применения на открытых и под­

земных

р а з р а б о т к а х ,

в том числе

в ш а х т а х , опасных по

газу

ил и

п ы л и ;

I I группа — В В , допущенные дл я всех

подземных ил и

открытых

работ,

за исключением ш а х т , опасных по

г а з у

ил и пыли;

I I I

группа — В В ,

допущенные

только

дл я

открытых

работ.

Разделение В В на группы и подгруппы обусловлено требованиями

п р а в и л

безопасности

по предотвращению

взрывов рудничного

газа

и п ы л и

пр и ведении

взрывных работ.

Взрывчатые вещества I г р у п п ы делятся

на В В , допущенные

д л я

работ по у г л ю

и породе (аммонит

П Ж В - 2 0 ) , и на В В , допущенные

взрыва

рудничной атмосферы применяют победиты ВП - 2 и ВП - 3

в специальных предохранительных оболочках

из порошкообразного

хлористого к а л и я , снижающего температуру

взрыва .

Предохранительные В В поставляют

дл я у г о л ь н ы х

шахт в

па­

тронах диаметром 36—37 мм.

Д л я

удобства р а с п о з н а в а н и я видов

В В их

у п а к о в к а

имеет

раз­

личный

цвет (или на у п а к о в к е наносятся полосы соответствующего