Файл: Справочник горного мастера геологоразведочных партий..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 123
Скачиваний: 0
В зависимости от формы заряда ВВ |
и способа их расположения различают |
|||||
следующие |
методы |
взрывных |
работ: |
|
||
а) форма заряда сосредоточенная, методы — камерных зарядов, котловых |
||||||
скважин или |
шпуров, |
метод |
рукавов |
(малокамерных зарядов); |
||
б) форма |
заряда |
удлиненная, методы — скважинных зарядов (вертикаль |
||||
ных или наклонных), шпуровых зарядов; |
||||||
в) метод |
наружных |
(накладных) |
зарядов. |
|||
На геологоразведочных работах основными методами взрывных работ |
||||||
являются |
следующие: |
|
|
|
при проведении различных открытых и подземных горных выработок — метод шпуровых зарядов на рыхление;
при образовании канав взрывом на выброс — метод шпуров, метод котло вых шпуров, размещение ВВ в лунках;
при сейсмической разведке — методы скважинных и камерных зарядов, метод наружных зарядов, а также взрывание зарядов в воздухе и в водоемах.
Взрывные работы выполняются по проектам и паспортам в соответствии с «Общими правилами ведения взрывных работ» (раздел XT ПБ). Перед началом взрывных работ устанавливается граница опасной зоны и выставляются посты охраны, подача сигналов при этом производится в порядке, указанном прави лами безопасности. Расчет безопасных расстояний производится по схеме, показанной в табл. 62.
Т а б л и ц а 62 Условия расчета радиусов опасных зон при производстве взрывных работ
|
Радиусы опасных |
|
Методика расчета |
|
Опасное |
зон для |
Условия производства |
по «Единым пра |
|
|
вилам безопас |
|||
явление |
|
расчетов |
||
людей* машив зданий |
ности при взрыв |
|||
|
|
|||
|
|
ных работах» |
||
|
|
|
Разлет отдель |
|
''к |
г'к |
При взрывных работах |
Приложение 9-г |
||||
ных кусков |
|
|
с |
целью |
разрушения |
|
|||
породы |
|
Гц |
горных |
пород |
|
|
|
||
Воздушная |
гмин |
|
При |
показателе дей Приложение 9-в |
|||||
волна |
|
|
ствия ;>=3 и наружных |
|
|||||
|
|
|
зарядах |
|
|
|
|
||
Сейсмические |
— |
— |
гс |
Для |
зарядов, |
заглуб |
Приложение 9-а |
||
колебания |
|
|
ленных |
в породу |
|
|
|
||
грунта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ядовитые газы |
|
|
|
Устанавливается |
ми |
Приложение 13 |
|||
|
|
|
нимальное |
время, после |
|
||||
|
|
|
которого |
разрешается |
|
||||
|
|
|
допуск |
людей |
в |
под |
|
||
|
|
|
земные |
выработки и |
|
||||
|
|
|
карьер |
|
|
|
|
|
* За безопасное расстояние для людей принимается наибольшее из рассчитанных рас стояний для разных условий; на открытой местности это расстояние должно быть не менее показанного в табл. 1 раздела I V «Единых правил безопасности при взрывных работах».
Действие взрыва на горную породу
Действие взрыва заряда ВВ на горную породу зависит от механических свойств горной породы, ее структуры, трещиноватости и однородности, от работоспособ ности ВВ. параметров взрывного импульса (давление, продолжительность воз действия), конструкции заряда, его размещения в массиве породы, взаимодей ствия зарядов при групповом их расположении и ряда других факторов.
В зависимости от свойств породы основными разрушающими факторами могут быть расширяющиеся продукты детонации (грунты) или волны напря жений (плотные малонарушенные скальные породы).
Управление действием взрыва в породе заключается в подборе ВВ и конст рукции заряда, нахождении оптимальных параметров буровзрывных работ (диаметр заряда, линия сопротивления, высота уступа) и осуществлении наи лучших условий взрывания (КЗВ, многорядное взрывание на неубранную
породу |
и |
т. д.). |
|
Выделяют три фиксированные |
зоны действия взрыва в горной породе: |
||
а) зону раздавливания или сжатия (радиус ЛС ж); |
|||
б) зону |
разрушения (радиус |
R); |
|
в) зону, опасную по сейсмическому действию на здания и сооружения |
|||
(радиус |
г с ) . |
|
Радиус сферы раздавливания зависит от сжимаемости горной породы, гео метрических размеров заряда и объемной концентрации энергии; для сосредото
ченных |
зарядов |
он определяется по |
эмпирической |
формуле Союзвзрывпрома |
||||||
|
|
|
|
|
УЩу |
: Го У Пар |
Д в в |
|
, ДМ, |
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Я П р — показатель |
простреливаемости породы, |
определяемый |
как отноше |
|||||||
|
|
ние объема зоны раздавливания к весу |
заряда, дм3/кг (табл. 63); |
|||||||
|
Q — вес |
заряда, |
кг; |
|
|
|
|
|
||
г0 |
— радиус идеального сферического |
заряда, |
дм; |
|
||||||
Д в |
в |
— плотность |
ВВ |
в заряде, кг/дм3. |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 63 |
|
|
|
|
Показатели простреливаемости горных пород |
|
||||||
|
|
|
|
(по данным |
Союзвзрывпрома) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пределы |
изменения |
|
|
Наименование горных пород |
|
|
показателя |
прострели |
||||
|
|
|
|
ваемости Я п р , дм3 /кг |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Глина |
влажная, пластичная |
|
|
|
800—1400 |
|||||
Глины |
|
черные, |
юрские, суглинок |
пластичный, |
|
|
|
|||
глины моренные влажные |
|
|
|
400-790 |
||||||
Глина |
моренная, глина |
жирная, плотная, сугли |
|
|
||||||
нок, глина сланцевая |
|
мергель |
мяг |
210-390 |
||||||
Глина |
|
ломкая, |
глина |
мергелистая, |
|
|
||||
кий трещиноватый, |
суглинок плотный |
|
|
110—200 |
||||||
Глина |
|
песчанистая, плотная, супесок |
|
|
70-100 |
|||||
Мел мягкий, известняк-ракушечник, мергель сред |
|
|
||||||||
ней крепости |
|
|
|
|
|
|
35 - 65 |
|||
Мергель крепкий, доломит мергелистый, мел креп |
|
|
||||||||
кий, |
|
известняк мягкий |
|
|
|
15 - 30 |
||||
Гипс, сланцы глинистые, фосфорит пластовый, сред |
|
|
||||||||
ней |
крепости, известняк средней крепости . . . |
8 - 1 4 |
||||||||
Гранит выветрелый, кварпиш железистые, апатит, |
|
|
||||||||
нефелин, змеевик, песчаник, доломит, известняк |
|
|
||||||||
плотный |
|
|
|
|
|
|
3 - 7 |
|||
Роговики, скарны, мрамор, кремень, известняк |
|
|
||||||||
крепкий, гранит, доломит крепкий, фосфорит |
|
|
||||||||
крепкий, гипс мраморовидный |
|
|
|
0,2-3,0 |
Таким образом учитывается действие взрыва заряда в сторону массива (противоположную направлению наименьшего сопротивления) во всех тех слу чаях, когда отбойка породы должна выполняться с минимальным нарушением пород за контуром, находящимся на расстоянии і ? с ж от заряда. Такие задачи
5* |
67 |
практически возникают при подходе к пласту (залежи) полезного ископаемого, при необходимости получения «гладкой» поверхности горной выработки и т. п.
» Для зарядов, расположенных вблизи поверхности, обычно определяется расстояние от центра сосредоточенного заряда до поверхности, характеризу ющее разрушающие возможности данного заряда ВВ, которое зависит от свойств среды и веса заряда. При взрыве такого заряда окружающая его порода дробится и полностью или частично выбрасывается. Образующееся в результате взрыва
углубление |
называется воронкой взрыва. |
Воронка |
взрыва характеризуется линией наименьшего сопротивления W |
и радиусом |
воронки взрыва г. |
Рис. |
18. |
Воронки |
взрыва: |
о — нормального выброса; |
5 — усиленного выброса; в — уменьшенного |
||
выброса; |
г — |
воронка |
рыхления |
Линией наименьшего сопротивления (ЛНС) называется кратчайшее рас стояние между открытой поверхностью взрываемой среды и центром заряда ВВ.
Радиусом воронки взрыва называется радиус основания воронки взрыва. Показателем действия взрыва называется частное от деления величины радиуса воронки взрыва г на величину линии наименьшего сопротивления W,
т. е.
г
Объем воронки взрыва в виде опрокинутого конуса с расположением заряда в вершине его равен
W
В зависимости от величины показателя действия взрыва условно разли чают три типа воронок взрыва:
воронка нормального выброса (рис. 18, а), когда показатель действия взры ва равен единице {п — 1);
воронка усиленного выброса (рис. 18, б), когда показатель действия взрыва больше единицы (п > 1);
воронка уменьшенного выброса (рцс. 18, в) — при значении показателя действия взрыва меньше единицы (п <11).
Кроме того, выделяется еще воронка рыхления, когда показатель действия взрыва меньше 0,75 (рис. 18, г).
Взрыв одиночного удлиненного заряда с осью, параллельной свободной поверхности, приводит к образованию трехгранной призмы разрушения, напо минающей в поперечном сечении воронку, приведенную на рис. 18.
В случае взрывания нескольких взаимодействующих зарядов объем раз рушенной породы на одну скважину (шпур) принято определять как объем параллелепипеда.
|
V=aWpH, |
где а |
— расстояние между зарядами, м; |
Wp |
— линия сопротивления по подошве (ЛСП), м; |
Н— высота уступа, м.
Радиус сейсмически безопасной зоны при взрывании сосредоточенного заряда определяется по формуле
|
|
|
гс = аКс У(> , м, |
|
|
|
||
где а |
— коэффициент, |
зависящий от показателя действия взрыва |
(табл. 64); |
|||||
Кс — коэффициент, |
зависящий |
от |
свойств горной породы в |
основании |
||||
|
охраняемого |
сооружения |
(табл. 65); |
|
|
|
||
Q — общий вес заряда, кг. |
|
|
Т а б л и ц а |
64 |
||||
|
|
|
|
|
|
|||
Значения коэффициента а для расчета |
сейсмически |
безопасных |
расстояний |
|||||
|
|
Условия взрыва |
|
|
Коэффициент а |
|
||
Взрыв при камуфлете и при re=s:0,5 |
|
|
1,2 |
|
|
|||
Показатель |
действия взрыва п = 1 |
|
|
1,0 |
|
|
||
|
|
То же |
п = 2 |
|
|
0,8 |
|
|
Взрыв |
|
» |
п^З |
|
|
0,7 |
|
|
на поверхности |
|
|
|
Сейсмическое действие |
||||
|
|
|
|
|
|
не учитывается |
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
65 |
|
|
|
Значения коэффициента Кс |
для расчета |
сейсмически |
|
|
||
|
|
|
безопасных расстояний |
|
|
|
||
|
|
Горные породы в основании охраняемого сооружения |
Коэффициент |
|||||
|
|
кс |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
Глинистые |
» |
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|||
Водонасыщенные грунты (плывуны и торфяники) |
|
15 |
|
|||||
|
20 |
|
П р и м е ч а н и е . При размещении заряда в воде или в водонасыщенных грунтах значение коэффициента следует увеличить в 1,5—2 раза.
По этой формуле расчеты выполняются в случае однократного взрывания одного заряда или группы зарядов, расстояние от которых до охраняемого объекта отличаются не более чем на 10% .
В случае многократных взрывов вблизи одних и тех же объектов рассчи танные по формуле расстояния должны быть увеличены не менее чем вдвое.
Одновременное взрывание далеко отстоящих друг от друга зарядов (рас стояние до охраняемого объекта различается более чем на 10%) оказывает мень шее сейсмическое действие. Расчеты для этого случая взрывания производятся по специальной методике, изложенной в «Единых правилах безопасности при взрывных работах».
Принципы определения величины заряда ВВ и основных параметров взрывания
Расчеты буровзрывных работ при проходке открытых горных выработок
В основу расчета величины зарядов В В принято условие пропорциональности между весом ВВ и объемом взрываемой горной массы. При этих условиях формула расчета величины сосредоточенного заряда ВВ, образующей воронку нормального выброса, принимает следующий вид:
где Q — вес заряда, |
кг; |
|
|
|
|
|
|
|
q — удельный расход ВВ |
на образование воронки нормального выброса, |
|||||||
|
кг/м» (табл. 66); |
|
|
|
|
|
|
|
е — коэффициент, |
учитывающий относительную работоспособность |
ВВ; |
||||||
W — линия наименьшего |
сопротивления, |
м. |
Т а б л и ц а |
66 |
||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Значения расчетного удельного расхода аммонита № 6 ЖВ |
|
|
|||||
|
|
(по данным Союзвзрывпрома) |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Коэффициент |
Расчетный |
||
|
|
|
|
|
удельный |
|
||
|
Наименование горных пород |
|
крепости по |
расход В В |
|
|||
|
|
шкале М. М. |
для зарядов |
|||||
|
|
|
|
|
Протодьяконова |
выброса q, |
|
|
|
|
|
|
|
|
кг/м3 |
|
|
Песок |
|
|
|
|
— |
1,5--1,66 |
||
Песок плотный или влажный |
|
|
1,16 |
- 1,25 |
||||
Суглинок |
тяжелый |
|
|
|
0,5 |
1,0--1,12 |
||
Крепкие |
глины |
|
|
|
0,6 |
1,0- 1,25 |
||
Лёсс |
|
|
|
|
0,6—0,8 |
0,9 |
- 1,25 |
|
Мел |
|
|
|
|
0,8-1,0 |
0,75- 0,90 |
||
Гипс |
|
|
|
|
1,0-1,5 |
1,0- 1,25 |
||
Известняк-ракушечник |
|
|
|
1,5-2,0 |
1,5- 1,75 |
|||
Опока-мергель |
|
|
|
1,0-1,5 |
1,0- 1,25 |
|||
Туфы трещиноватые, плотные |
|
|
1,5-2,0 |
1,25 |
- 1,50 |
|||
Конгломерат и брекчия на известковом |
це |
|
|
|
|
|||
менте |
|
|
|
|
2,5-3 |
1,12 |
- 1,37 |
|
Песчаник на глинистом цементе, сланец гли |
|
|
|
|
||||
нистый, мергель |
|
|
|
3—6 |
1,12— 1,37 |
|||
Доломит, |
известняк, магнезит, |
песчаник |
на |
|
|
|
|
|
известковом цементе |
|
|
|
5 - 6 |
1,25— 1,60 |
|||
Известняк, песчаник |
|
|
|
6 - 8 |
1,25 |
- 2,0 |
|
|
Гранит, гранодиорит |
|
|
. . . |
6 - 1 8 |
1,75 |
- 2,25 |
||
Кварцит |
|
|
|
|
12—14 |
1,5- 1,75 |
||
Порфирит |
|
|
|
16—20 |
2,0 |
- 2,1 |
|
В табл. 66 и 67 приводятся значения q в зависимости от физико-механиче ских свойств горных пород, в табл. 68 — значения коэффициента е, учитыва ющего относительную работоспособность принятого ВВ.
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 67 |
Значение удельного |
расчетного расхода аммонита № 6 для наиболее |
|||||||
|
|
|
распространенных нескальных пород |
|
||||
(Из |
технических |
правил ведения взрывных работ в энергетическом |
||||||
|
|
|
|
|
|
строительстве) |
|
|
Наименование |
грунтов |
|
Относительная |
Удельный рас |
||||
влажность грунта |
четный расход |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ВВ, кг/м* |
Плотные глины, |
тяжелый мо |
В одонасыщенный |
1,2-1,4 |
|||||
ренный |
суглинок |
с |
валу |
Средней |
водонасыщенности |
1,5—1,8 |
||
нами, |
супеси |
|
|
|
Сухой |
|
2,5-3,5 |
|
Пески |
|
|
|
|
|
Водонасыщенный |
1,3-1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
Средней |
водонасыщенности |
1,4—1,8 |
|
|
|
|
|
|
Сухой |
|
2,0-3,0 |
Торф |
|
|
|
|
|
В одонасыщенный |
0,6—0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
Влажный |
0,8—1,0 |
|
Оглеенный |
вязкий |
суглинок |
Водонасыщенный |
0,7—0,8 |
||||
и очень вязкая |
глина |
|
Средней |
водонасыщенности |
1,1—1,2 |
|||
Вязкие |
суглинки и |
глины, |
Сухой |
|
1,8—2,2 |
|||
Водонасыщенный |
0,9—1,1 |
|||||||
в частности моренные, |
лёсс |
Средней |
водонасыщенности |
1,2—1,4 |
||||
и лёссовидные |
грунты |
|
Сухой |
|
2,2—3,2 |
|||
В более общем виде формула для определения веса сосредоточенного заряда |
||||||||
ВВ записывается |
следующим |
образом: |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Q = eqf(n) |
W», |
|
где / (п) — функция показателя действия взрыва — коэффициент, с помощью которого учитывается изменение объема разрушения и перераспреде ление энергии на дробление породы и ее перемещение при переходе от зарядов нормального выброса к зарядам рыхления и усиленного выброса.
В зависимости от назначения взрыва |
изменяется величина / (п) (табл. 69). |
|
Вес удлиненного заряда рыхления (шпур, скважина) в зависимости от исход |
||
ных условий взрывания определяется по следующим формулам: |
||
одна свободная |
поверхность |
|
|
<? = 0,33egW3; |
|
две свободные |
поверхности |
|
|
Q =0,33eqV = |
0,33eqaWpH. |
При разработке месторождений полезных ископаемых и проходке разведоч ных выработок за один прием производится взрыв серии зарядов ВВ. Взаимо действие между ними определяется расстоянием и интервалом замедления между взрывами соседних зарядов.
Расстояние между взаимодействующими зарядами определяется по фор мулам:
а) сосредоточенные заряды на выброс (сброс) a=mW = 0,5 ( » + 1) W;