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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 198

Скачиваний: 5

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

Методы эффективного дробления взрывом различных пород

 

Соотношение

Требуемое воздей­

 

Качественная

размеров

Наиболее эффективные

максималь­

ствие взрыва

характеристика

ной отдель­

на массив для

методы регулирования

массива

ности и кон­

получения высокой

дробления

 

диционного

степени дробления

 

 

куска

 

 

Мелкоблочный

=5=1

Разделение

от­

Диаметр

скважин

 

 

дельностей

прак ­

> 250 мм; средние у д е л ь ­

 

 

тически без

их

ные расходы В В ;

поряд ­

дробления

ные схемы к.

з. в.; ВВ

 

пониженной

удельной

 

энергии

 

Среднебл очный

1 - 2

Дробление

Средний

диаметр

сква ­

 

крупных

отдель­

жины (190—250 мм); сред­

 

ностей

минимум

ние

и повышенные

удель ­

 

на

две части

ные

расходы

ВВ

 

средней

 

 

 

 

удельной

энергии;

 

врубо­

 

 

 

 

вые

и диагональные

схемы

 

 

 

 

к. з. в. с

увеличенным т

Крупноблочный

> 2

Интенсивное

Малый диаметр

с к в а ж и н

 

дробление

круп ­

( < 1 5 0 мм); высокие

удель­

 

ных отдельностей

ные

расходы

ВВ

 

средней

 

на

несколько час­

и

повышенной

энергии;

 

тей

 

врубовые

и

диагональные

 

 

 

 

схемы к. з. в. с увеличен­

 

 

 

 

ным

т

 

 

 

 

Для каждого предприятия, комбината, отрасли необходимо соста­ вить классификацию разрабатываемых горных пород по добываемости,

в которых для

выбора

расчетного удельного расхода

ВВ необхо­

димо совместно

учесть

ф и з и ч е с к и е ф а к т о р ы

— прочност­

ные характеристики пород, характеристики применяемого ВВ с точки

зрения

параметров воздействия на массив;

г е о л о г и ч е с к и е

ф а к т о р ы (в

основном характеристика

трещиноватости

взры­

ваемого

массива);,

т е х н о л о г и ч е с к и е

ф а.к т о р ы ,

в ос­

новном допустимый размер куска, определяемый мощностью приме­ няемого оборудования.

Классификацию составляют на получение заданного дробления при определенном допустимом размере куска. Если на предприятии принят кондиционный кусок другого размера, то вводится поправка на удельный расход ВВ

 

KK

= (dx/d0)n,

где dx и d0

— фактический и

табличный размеры кондиционного

п

куска;

 

— показатель степени (эмпирический).


По классификации для заданных удельного расхода ВВ и диа­ метра заряда определяют допустимый размер куска. Очевидно, что вследствие трещиноватости массивов полностью избежать выхода негабарита при взрыве не удается, поэтому классификацию следует составлять на выход негабарита 0,02—0,05 от его содержания во взрываемом массиве. Пример составления такой классификации приведен в табл. 19.

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 19

 

Структурная схема классификации пород по добываемости

Катего­

Среднее рас­

Допустимый размер куска (м) в зависимости от диаметра

заряда

(числитель)

и удельного расхода

ВВ

(знаменатель)

рия пород

стояние

 

 

 

 

 

(проч­

между тре­

 

 

 

 

 

ность)

щинами, м

50

100

150

200

300

 

 

2

1,4

1,2

1

0,8

I

0.4

0,4

0,4

0,0

0,4

0,4

 

0,6

0,4

0,5

0,6

0,6

0,6

 

1

0,4

0,7

0,8

0,9

1

 

1,5

0,5

0,8

0,9

1,2

1,5

 

>1,5

0,5

0.9

1

1,4

1,5

П р и м

е ч а н и е .

Диаметр заряда в миллиметрах, удельный расход ВВ в кило­

граммах на

кубический

метр.

§ 50. Вторичное дробление негабарита

Наряду с разработкой и применением способов ведения буровзрыв­ ных работ, обеспечивающих минимальный выход негабаритных кус­ ков, необходимо правильно выбирать наиболее эффективные методы вторичного дробления негабарита.

Методы вторичного дробления применяемые, а также находя­ щиеся в стадии разработки, внедрения и широкой промышленной проверки, классифицируются следующим образом.

Взрывные способы дробления негабарита: с бурением шпуров — шпуровыми зарядами ВВ, микрозарядами ВВ, гидровзрыванием, микровзрыванием с горючей смесью; без бурения шпуров — наклад­ ными зарядами ВВ, кумулятивными зарядами ВВ.

Механические способы дробления негабарита: с бурением шпу­ ров — закладными клиньями; без бурения шпуров — ручным бутобоем, пневмобутобоем, гидромеханическими бутобоями, падающим грузом, высоконапорными импульсными струями, гидропрессом.

Термические способы разрушения негабарита: с бурением шпу­ ров — термитом; без бурения шпуров — кислородным копьем, огне­ выми горелками.

Электрофизические способы разрушения негабарита: с бурением шпуров — использованием электрогидравлического эффекта разру-


шения, без бурения шпуров — электротермическим способом, разру­ шением токами высокой или промышленной частоты.

Комбинированные способы разрушения негабарита — ударным и электротермическим воздействием на породу, механическим воз­ действием на породу в высокочастотном электромагнитном поле, со­ четанием высокотемпературных газовых струй и механического воз­ действия.

Термические, электрофизические и комбинированные способы разрушения негабарита избирательны, их эффективность примене­ ния существенно зависит от электрических и тепловых свойств гор­ ных пород.

Для дробления негабарита наиболее широко применяют метод наружных и шпуровых зарядов. При методе н а р у ж н ы х з а р я ­ д о в (рис. 99, а) на негабаритный кусок помещают заряд ВВ с

Рис. 99. Различные методы

взрывания негабарита:

1 — заряд

ВВ; г — зажигательная трубка

детонатором, прикрывают

заряд со

всех сторон мелкой забойкой и

взрывают. Суммарная величина одновременно взрываемых наружных зарядов не должна превышать 10 кг. Для уменьшения веса при­ меняют кумулятивные заряды (рис. 99, б), недостаток которых в их высокой стоимости и дроблении куска на небольшое число частей.

При взрывании ш п у р о в ы м и

з а р я д а м и

(рис. 99, в)

примерно на х / 3 толщины куска бурят

шпур, в который

помещают

заряд ВВ, вставляют детонатор или отрезок ДШ, а сверху насыпают забойку.

Величину заряда для взрывания негабаритных

кусков породы

и валунов определяют в зависимости от их объема и

крепости пород:

где q — расчетный удельный расход ВВ,

кг/м3 (принимается

по

табл. 20);

 

 

V — объем негабарита, м3 .

 

 

Радиус опасной зоны при вторичном дроблении принимают

рав­

ным не менее 200 м.

 

 

При г и д р о в з р ы в н о м способе

дробления негабарита

в шпур наливают воду, в которую опускают значительно меньший по сравнению с обычным заряд ВВ с детонатором (рис. 99, г). При взрыве заряда происходит гидравлический удар жидкости о стенки шпура, в результате чего кусок разрушается на небольшое число


Расчетный удельный расход ВВ для взрывания негабарита

Категория

Удельный расход ВВ (кг/м 3 )

при средней длине ребра кусков, м

крепости

 

 

 

 

породы

 

 

 

 

по ЕНВиР

0,5

0,7

0,5

0,7

 

З а р я д ы в

ш п у р а х

Н а р у ж н ы е

заряды

V I I — V I I I

0,38

0,2

1,4

1.45

I X — X

0,5

0,27

1,6

1.65

X I — X I I I

0,58

0,29

1,8

1.85

X I V — X V I

0,65

0,32

2

2,1

частей без разлета. Внедрение этого способа взрывания на карьерах И в подземных условиях обеспечивает уменьшение в 5—10 раз рас­ хода ВВ и значительно снижает опасность выполнения этих работ.

НИПИгормашем разработаны механические методы раскалыва­ ния негабарита с помощью г и д р о к л и н а . Клин вставляют в шпур, пробуренный в негабарите, который при подаче в него масла раздвигается, развивая на боковых гранях усилие до 150 тс.

Испытано разрушение негабарита п а д а ю щ и м г р у з о м в виде шара весом 1,5—10 т, сбрасываемого с высоты 4—5 м. Шар под­ нимается электромагнитом, установленным на ковше экскаватора, или тросом драглайна.

Проверена эффективность к р а н о в ы х б у т о б о е в с гру­ зом весом 5 т, падающим с высоты до 10 м. Негабарит разрушался, как правило, за один удар. Хорошие результаты достигнуты при использовании п н е в м о б у т о б о е в с энергией удара 110 кгс -м и частотой 600 ударов в минуту. Они особенно эффективны при дро­ блении мелких фракций негабарита. Затраты времени при этом сни­

жаются до 7 с. Институтом гидродинамики

СО

АН СССР

создан

и м п у л ь с н ы й в о д о м е т , давление

воды

в котором

дости­

гает 7000 кгс/см2 . Испытания водомета показали, что он вначале

образует

в куске породы (/ = 5 - j - 6)

воронку глубиной до 200 мм,

•а потом

раскалывает его на несколько

частей.


Г л а в а I X

ТЕХНОЛОГИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ В ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

§ 51. Взрывные работы при проведении выработок в обычных условиях

При проведении выработок с помощью буровзрывных работ выполняют следующие процессы: б у р е н и е и з а р я ж а н и е ВВ ш п у р о в в з а б о е , в з р ы в а н и е и п р о в е т р и в а н и е ,

у б о р к у п о р о д ы и к р е п л е н и е в ы р а б о т к и .

Шпуры,

буримые в забое

(рис.

100), по назначению де­

лят на три группы.

 

 

В р у б о в ы е

 

ш п у ­

р ы — взрыв зарядов

в них

создает

дополнительную

по­

верхность

обнажения

в

за­

бое и улучшает условия ра­

боты

остальных

шпуров.

Врубовые

шпуры

обычно бу­

рят

на

0,2—0,3

м

глубже

остальных.

 

 

 

 

О т б о й н ы е ш п у р ы ,

заряды

в

которых

взрыва­

ются

после врубовых,

пред­

 

 

 

 

 

назначены

для расширения

 

 

 

 

 

полости, образованной вру_л

Е _

 

 

 

бом.

При

малых

сечениях

 

 

 

 

 

выработок

отбойных шпуров

Рис . 100.

Расположение

шпуров

пр и

может и не быть, а при боль-

проведении

выработок

 

шом

сечении

отбойными

 

 

 

 

 

шпурами

разрушается

большая часть

породы

в

забое.

 

О к о н т у р и в а ю щ и е

ш п у р ы ,

заряды

в которых

взры­

ваются последними, предназначены для придания выработке проект­ ного сечения. Концы оконтуривающих шпуров в мягких породах сов­ падают с проектным контуром выработки, а в крепких породах вы­ ступают за него на 100—150 мм. Положение оконтуривающих шпуров обычно уточняется опытными взрывами.

При проведении выработок шпуры глубиной более 2,5 м назьї* вают глубокими, глубиной 1,5—2,5 м — средними и глубиной