Файл: Справочник горного мастера геологоразведочных партий..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 123

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

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;