Файл: Кутузов Б.Н. Взрывное и механическое разрушение горных пород учеб. пособие.pdf

Скачать файл (38,85Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 195

Скачиваний: 5

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

Для сосредоточенных зарядов разрушенный объем пропорциона лен W3, д л я у д л и н е н н ы х — И7 2 , для плоских — W, где W — величина л. н. с. Отсюда напишем формулу для расчета со средоточенных зарядов

Q = qHW*,

где q„ — нормальный расчетный расход (удельный) ВВ для угла раствора воронки взрыва 90°, кг/м3 . Величину qH опреде ляют опытным путем и принимают за эталон взрываемости данной породы.

Опытными взрывами установлено, что при показателе действия взрыва меньшем или большем единицы фактический расход ВВ ока зывается соответственно меньше или больше нормального. Поэтому

в расчетные формулы вводят функцию	показателя действия взры
ва / (п), которая учитывает изменение	расхода ВВ по сравнению
с нормальным. При этом расчетная формула имеет вид:
Q = f(n)q„W.	(VI.41)

При п > 1 / (п) > 1, при п = 1 / (п) = 1, при п < 1 / (п) < 1. Фактический удельный расход ВВ при п = 1 определяют делением

/ (п) <7н на	и 2 , так как объем воронки при этих условиях равен	n2W3.
Расчетный	удельный расход ВВ принимают по специальным	табли

цам, в которых учтены свойства пород и задачи взрыва	(рыхление,
выброс, простреливание).
Наиболее известна формула М. М. Борескова для расчета сосре
доточенных зарядов выброса
Q = (0,4 + 0 fin3) qaW3.	(VI.42)

В этом случае понятие «расчетный расход ВВ», определяемый показателем действия взрыва, — это удельный расход ВВ, необхо димый для образования воронки с п — 1. Измерив при взрыве за ряда весом Q величины W и п, можно найти значение дн , характери зующее систему ВВ — порода.

При W> 25 м эта формула дает заниженные результаты, так как для выброса грунта из контура воронки центр его тяжести нужно поднять на значительно большую величину, чем при малых значениях W (рис. 73). Для таких масштабов взрывов в формулу


М. М. Борескова трестом Союзвзрывпром и Г. И		. Покровским предло
жено ввести поправку VW/25 и рассчитывать		заряды	по формуле
Q = (0,4 + 0,6«3 ) дн	W*, кг.		(VI.43)

Для зарядов рыхления, когда требуется определенная степень дробления, возникают значительные трудности в количественной оценке угла раствора воронки рыхления. Когда не требуется высокая

I t

степень	дробления или она предопределяется структурой	массива
пород,	можно принимать
	Q = Q,33qHW3.	(VI.44)

Для одиночных удлиненных зарядов объем разрушения прямо пропорционален И7 2 , для серии зарядов при уступной отбойке раз рушенный (отбитый) объем V = aHW. Обычно т = а/И7 , тогда

Ри с . 73. Схема, поясняющая введение поправки в формулу

М.М. Борескова

V= mW2H, где Н — высота взрываемого массива, м; W — л. н. с , м. Для удлиненных зарядов определенного диаметра существует

некоторая величина л. н. с , превышение которой сопровождается некачественным взрывом. Вели чина ее, выраженная в диаметрах заряда, при эталонном ВВ может

— — — — — служить характеристикой взрываемости пород. Ориентировочно ве личина л. н. с. для одиночных за рядов может быть определена по формуле С. А. Давыдова

			к		W = 53krd ] /	—	, м,
			к				(VI.45)
							(VI.45)
Рис. 74. Зависимость	радиуса раз			где	кТ — коэффициент		трешинова-
рушения от отношения		l3jd3			тости пород		(кт = 1,0 —
d — диаметр заряда,			м;		-f-1,2);
d — диаметр заряда,			м;
А — плотность	ВВ	в	скважине,		кг/дм3 ;
е — относительная работоспособность ВВ (к аммониту № 6 ЖВ);
Y — объемный	вес	пород,		кг/дм3 .
Величины л. н.	с. одиночного заряда аммонита					№ 6 Ж В нахо

дятся в пределах 35—40 диаметров заряда.

Величина л. н. с. численно равна радиусу разрушения заряда данного диаметра, если его длина не менее чем в 20—30 раз превы шает диаметр. При меньших отношениях l3/d3 радиус разрушения уменьшается (рис. 74).

Обычно взрывают не одиночные заряды, а серию зарядов, рас положенных в один или несколько рядов. Вследствие взаимодей ствия соседних зарядов величина преодолеваемой л. н. с. возрастает

(рис. 75). Степень взаимодействия					зарядов		зависит	от расстояния
между ними	и интервала			замедления. При мгновенном					взрывании
зарядов в ряду и т ^ 0,6 предельная					л. н. с. увеличивается примерно
на 20%, при к. з. в. с большим интервалом							и т ^	1,2 увеличения
л. н. с. по сравнению с одиночным взрывом не происходит.
Р и с . 75. Зависимость вели				ti11				I
чины предельной		л . н . с.	ll
от относительного		расстоя
ния между	зарядами:			!!	д
I — пороги есть;	II	— порогов
				0,3	0,5	0,7	0,9	1,1	1,3	1,5
				Относительное		расстояше		между	лірядами
Удлиненные		заряды рассчитывают, исходя из объема,							разруша
емого одним зарядом. При этом учитывают,							что вес заряда,			необ
ходимый для разрушения				этого объема,		Q1	= qV. При		расчетном

весе заряд должен заполнить скважину, емкость которой характери

зуется	весом	заряда	р3 на 1 м (вместимостью). При длине забойки
0,75Н7	вес заряда Q2		= р3	(L — 0,75Н7 ),		где L — длина	скважины.
Приравняв (?! = (?2 и сгруппировав члены, получим квадратное
уравнение		qmHW* + 0 , 7 5 ^ — ръЬ = 0.
		qmHW* + 0 , 7 5 ^ — ръЬ = 0.					Союзвзрыв-
Решив его при т = 1, получим известную формулу							Союзвзрыв-
прома
			Vo№p I +		4qp3HL—0,7bPs		(VI.46)
					2qH		(VI.46)
					2qH
Приближенно можно написать					W	0,9 V^pjq-
Выразив		вес заряда в скважине в				виде
		Q2	= 10	Д т # = 7,85 d* АхН
и приравняв		его Qx
			qmHW^ = 1,85 d2			АхН,

получим формулу для определения л. н. с.

	85 Лт	(VI. 47)
	qm	(VI. 47)
	qm

где т — коэффициент заполнения скважины ВВ.

Большинство известных формул является видоизменением ука занных и отличается значениями коэффициентов или формой записи.

Г л а в а V I I

НЕОДНОРОДНОСТЬ И ТРЕЩИНОВАТОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД

Из изложенных в предыдущей главе материалов видно, что результаты взрыва существенно зависят от неоднородности, трещиноватости взрываемых массивов и прочности пород. С увеличением масштаба взрывов на их результаты оказывает влияние в основном неоднородность и трещиноватость массива.

§ 45. Неоднородность горных пород

Все горные породы неодинаковы в условиях естественного залегания . Масштаб неоднородностей в горной породе различен: от микроскопических дефек тов отдельных минералов до складок горных пород и других структур, охваты вающих целые геологические формации. Природа неоднородностей горных пород зависит от их генезиса.

В осадочных породах неоднородность обусловлена слоистостью, связанной с изменением условий осадконакопления. Применительно к взрывным работам слоистый массив всегда неоднороден и анизотропен.

Неоднородность интрузивных пород определяется магматическим и пост магматическими процессами. 'Чем глубже залегает порода, тем более совершенна его кристаллическая структура. В результате взаимодействия магмы с окружа

ющими породами	образуются	переходные разности горных пород.
В процессе	геологического	развития земная кора претерпела различные

изменения, в ходе которых образуется бесконечное многообразие горных пород. Новые формы неоднородности и анизотропии возникают в ходе тектонических процессов, характерной особенностью которых является неравномерное распре

деление их в пространстве.
Неоднородности горных	пород	по размерам	делятся на четыре	группы.
Н е о д н о р о д н о с т ь	IV	п о р я д к а	— установленная в	физике

твердого тела неоднородность реальных кристаллов: наличие дефектов кристал лической решетки, дислокаций, вакансий, межузловых атомов.


	Н е о д н о р о д н о с т ь			I I I	п о р я д к а		— установленная		в	геохимии
и	петрографии	неоднородность		состава и структуры горной породы;						различие
в	химическом	и	минеральном	составе,		форме	и размере	зерен	(кристаллов);
неоднородность		распределения		цемента		и пор,	различный	характер		контактов
между зернами,			наличие микротрещин.
	Н е о д н о р о д н о с т ь			I I	п о р я д к а		— известная в геологии неод
нородность структуры и состава горных пород в пределах								одной пачки, ритма,

слоя: переслаивание пород разного состава, наличие трещиноватости, тектони

ческих и нетектонических дислокаций и т.	п.
Н е о д н о р о д н о с т ь I п о р я д к а	— известная в геологии неодно
родность массива горных пород в пределах одной формации: наличие		различных
по составу, структуре, текстуре горизонтов, фациальная изменчивость,		различная

степень литификации, тектонические разрывы, зоны гидротермальных изменений

изоны выветривания.

Д л я

взрывного разрушения особое значение

имеет

неоднородность

I I

по

рядка,

обусловленная

слоистостью

трещиноватостью

пород.

П р и тіостроении диаграммы

неоднород

/Lf-fO

ности пород по оси абсцисс откладывается

линейный

размер

элементов

неоднородности

Lc (рис. 76), по оси ординат — линейный

раз

мер

исследуемой

области

Ьл

(например,

раз

мер образца, радиус зоны разрушения при

взрыве). Диагональ, проведенная по отноше

нию

Ьц/Lc

10,

разграничивает

области,

отвечающие

однородной

структуре

массива

(сверху)

неоднородной

(снизу). В

верхней

части

графика

( £ д / £ с

10)

неоднородность

статистически

осредняется

и проявляется

к а к

свойство

среды,

нижней — {LA/LC

<J 10)

структура массива неоднородна. И з диаграммы

W'0

10~J 10s

fffs

видно, что одна и та же структура может

ока

Размеры

неоднарадности,см

заться неоднородной или квазиоднородной в

зависимости от размеров анализируемого

уча

Рис. 76.

Диаграмма

неодно

стка.

Применительно

взрывному

дробле

родности

пород

нию участок массива пород приближенно

можно считать квазиоднородным, если линей

ный

размер

его

примерно в

10 раз

превышает

средний

размер

естественной

отдельности. Д л я

разрушения породы на к у с к и определенных

размеров это

оп

ределение

требует

корректировки

каждом конкретном

случае

с учетом

р а з

мера

кондиционного куска и сетки

расположения

зарядов.

§ 46.

Трещиноватость массива скальных

пород

и методы ее

измерения

Д л я

характеристики

трещиноватости

массива используется

понятие-удель

ной

трещиноватости.

У д е л ь н а я т р е щ и н о в а т о с т ь

характеризуется

числом откры

тых

трещин всех

систем,

приходящихся на единицу длины участка массива.

Величина, обратная удельной трещинова

тости, дает среднее расстояние между тре

щинами,

численно

равное

диаметру

сред

ней естественной

отдельности.

Содержание крупных или мелких от-

дельностей заданного размера

в массиве до

взрыва выражается в процентах от объемз

массива.

Анализом результатов взрывов установ

лено,

что гранулометрический состав есте

ственных

отдельностей

для

однородного

участка

массива

координатах ребро от

дельности — суммарное

содержание в мас

Ребро отдельности, м

сиве

выражается

прямой линией (рис. 77).

Установлена также

линейная

зависимость

Рис .

77.

Характеристика

грану

содержания крупных

отдельностей от

сред

лометрического состава

массива

него

расстояния

между

трещинами

(рис.

78).

Можно считать, что более трещиноватые массивы образовались из

менее

трещиноватых, крупные отдельности превращаются постепенно в мелкие

и, т. д.

Поэтому грайулометрический состав различных участков

массивов, имеющих

сложную

систему

тектонических

трещин, приближенно

выражается

серией

Смотрите также файлы

Лазарев А.В. Технология производства торфа учеб. пособие.pdf

Лебедев А.А. Динамика полета беспилотных летательных аппаратов учеб. пособие.pdf

Литвин Ф.Л. Проектирование механизмов и деталей приборов.pdf

Лурье А.И. Электрическое взрывание зарядов.pdf

Медведев Я.И. Технологические испытания формовочных материалов.pdf

Файл: Кутузов Б.Н. Взрывное и механическое разрушение горных пород учеб. пособие.pdf

Смотрите также файлы

Информация

Списки файлов

Дополнительно