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

тощими при одной обнаженной поверхности больше, чем у других шпуров.

При применении к. з. в., особенно с завышенными удельными расходами ВВ, происходит усиленный выброс породы по оси выра­ ботки, приводящий к разрушению крепления и порче оборудования. Поэтому при переходе на к. з. в. следует уменьшить удельный рас­ ход ВВ на 10—15%. Окончательно параметры к. з. в. выбираются после проведения экспериментальных взрывов.

§ 52. Взрывные работы при проведении выработок в пластах, опасных по внезапным выбросам угля или газа

При глубине разработки угля 1000 м и более на шахтах Дон­ басса наблюдаются внезапные выбросы угля из лавы и породы из проходческих забоев объемом от нескольких до сотен и тысяч тонн. Применение в таких случаях механизированной выемки угля и по­ роды опасно, так как при этом рабочие находятся в непосредственной близости от вероятного очага выброса. Для таких условий при­ меняют специальные методы ведения взрывных работ, обеспечива­ ющие максимально возможную безопасность для проходческих и до­ бычных бригад. Различают следующие методы ведения взрывных работ на выбросоопасных пластах угольных шахт: сотрясательное и камуфлетно-сотрясательное взрывание, а также торпедирование угольного массива.

Сотрясательное взрывание. При вскрытии угольных пластов, опасных по внезапным выбросам угля или газа, а также при прове­ дении по ним выработок разрешается применять только сотрясатель­ ное взрывание, для которого используются предохранительные ВВ, разрешенные для этих работ. Число шпуров, их расположение, а также величина заряда для сотрясательного взрывания должны обеспечивать полную отбойку угля или породы по всему забою, особенно в его верхних участках. Все заряды в забое взрывают за один прием. Сотрясательное взрывание производится с расстояния не менее 600 м от забоя по свежей струе воздуха, а в случае невоз­ можности выдержать это расстояние — с дневной поверхности. Пе­

работ производится не ранее чем через 30 мин с соблюдением особых мер предосторожности.

Сотрясательное взрывание вызывает дегазацию пласта или вы­ брос угля и газа в то время, когда рабочих в забое и в выработке нет. Сотрясательное взрывание ведется по специально составленной для данной шахты инструкции, утвержденной главным инженером комбината.

При вскрытии пластов, опасных по внезапным выбросам угля или газа, при подходе забоя к пласту на 15 м бурят разведочные и контрольные шпуры по нормали к пласту для уточнения расстояния

до пласта, а при подходе выработки к пласту на 6 м сечение ее должно быть уменьшено до 5 м2 . Не доходя 3 м до пласта, проходку останавливают и через породную пробку и пласт бурят шпуры, за­ глубляя их на 40—60 см в почву пласта. Если давление газа в пласте не превышает 10 кгс/см2 , то пласт вскрывают сотрясательным взры­ ванием. При давлении газа более 10 кгс/см2 бурят дренажные сква­ жины для уменьшения давления газа и снижения его до 10 кгс/см2 , цосле чего производят взрывание. В настоящее время сотрясательное взрывание является основным и практически единственным способом защиты людей от внезапных выбросов. Применяют два способа сотря­ сательного взрывания — французский и бельгийский, принципиаль­

ное различие которых заключается в следующем.

вание с нормальной отбойкой угля вызывает их разрушение. Опыт применения сотрясательного взрывания в Западной Европе показал, что оно не обеспечивает полной безопасности, так как имеются слу­ чаи взрыва метана, угольной пыли и запоздалых выбросов.

Камуфлетно-сотрясательное и камуфлетное взрывание. Сущность камуфлетно-сотрясательного (рис. 104) и камуфлетного взрывания за­ ключается во взрывании зарядов в глубоких шпурах или скважинах, не проявляющих разрушительного действия на обнаженных поверх­ ностях забоя.

При взрывании зарядов ВВ внутри массива происходит значи­ тельное трещинообразование, снижение давления газа в пласте, его' дегазация, уменьшение крепости угля и повышение скорости сдви­ жения боковых пород.

Камуфлетно-сотрясательное взрывание рекомендуется приме­ нять в очистных и подготовительных забоях, находящихся в зоне различных геологических нарушений.

В нормальных условиях залегания угольных пластов допускается ррименение только камуфлетного взрывания с последующей выемкой

угля отбойными молотками, проходческими машинами и механиз­ мами. Дл я каждого забоя, где применяется камуфлетно-сотрясатель- ное и камуфлетное взрывание, составляют инструкции и паспорта буровзрывных работ. Для производства камуфлетного и камуфлетносотрясательного взрывания необходимы предохранительные ВВ, допущенные для применения в шахтах, опасных по внезапным вы­ бросам угля или газа. В качестве СВ применяют электродетонаторы мгновенного и короткозамедленного действия с интервалом замедле­ ния не более 130 мс. Взрывание зарядов производится за один прием*

На основе обобщения результатов большого числа взрывов камуфлетных зарядов в различных горно-геологических условиях пред-1 ложена эмпирическая формула для подсчета веса заряда ВВ.

т— мощность пласта, м.

Значения удельного расхода ВВ приняты в зависимости от коэф­ фициента крепости угля:

Зона, в которой наблюдаются изменения пласта после взрывных работ, обусловливающие возникновение внезапного выброса угля или газа, называется з о н о й в л и я н и я , а половина диаметра этой зоны — р а д и у с о м в л и я н и я . Радиус влияния изменяется по разным пластам и составляет 0,7—1,5 м при весе заряда 1,8—3 кг. Расстояние между зарядами ВВ, помещенными в шпуры, принимается равным сумме двух радиусов влияния. Количество камуфлетных зарядов определяется, исходя из размеров защищаемого участка. Запас глубины камуфлетных шпуров (расстояние от конца забоя до обнаженной поверхности) должен быть не менее 5 м, рассто­ яние между шпурами для камуфлетного взрывания — не менее 0,6 м.

по внезапному выбросу. При торпедировании в результате взрыва зарядов, размещенных в скважинах, вокруг них образуется зона трещиноватости, которая обеспечивает снижение пластового давления газа, уменьшает вероятность выброса и облегчает выемку угля вслед­ ствие снижения сопротивляемости угольного пласта разрушению комбайном или стругом.

Величину заряда ВВ и расстояние между скважинами опреде­ ляют опытным путем. За радиус влияния торпедированной скважины

принимается расстояние, на котором давление газа снижается на 50%. Время, в течение которого должно произойти это снижение, обусловливает продолжительность выемки угля между двумя оче­ редными сериями торпедирования, оно должно быть не более трех суток.

Опытным путем радиус торпедирования скважин определяют в нормальных условиях залегания пласта, а для участков с геологи­ ческими нарушениями его принимают на 20% меньшим. Если вели­ чина радиуса влияния скважины получена меньше 2 м, производятся опыты при большей величине заряда.

Р и с . 105. Торпедирование угольного пласта скважинными зарядами:

1 — откаточный штрек; 2 — вентиляционный штрек; з — откаточный штрек верхнего горизонта; 4 — глиняная пробка; 5 — заряды

Зазор между зарядами и стенкой скважины при торпедировании должен быть не менее 60 мм. Минимально допустимый диаметр сква­ жины 120 мм.

Для торпедирования используют детонит, скальный аммонит, де­ тонирующий шнур и предохранительные электродетонаторы мгно­ венного и короткозамедленного действия. Патроны ВВ укладывают вплотную один к другому в два или несколько рядов в зависимости от принятой величины заряда. По длине заряда прокладывают дето­ нирующий шнур (ДШ) и пеньковую веревку. Патроны с ДШ привя­ зывают к пеньковой веревке и для защиты от повреждений поме­ щают в полиэтиленовый рукав, обматываемый шпагатом.

Минимально допустимое расстояние патрона-боевика от устья скважины 5 м.

Если торпедируемое геологическое нарушение расположено по всей длине лавы, то концы заряда располагают не ближе 5 м от отка­ точного и вентиляционного штреков. Если размеры геологического нарушения меньше длины лавы, то заряд располагают на 10 м выше

или ниже геологического нарушения. В скважинах глубиной 15— 20 м длина заряда должна быть на 5 м меньше длины скважины.

При торпедировании применяют две основные схемы расположе­ ния зарядов: в сквозных скважинах, параллельных линии забоя (рис. 105, а), и в наклонных (рис. 105, б).

Для заряжания сквозных скважин заряд с помощью троса вруч­ ную втягивают в скважину. После заряжания нижний конец сква­ жины герметизируют на глубину до 3 м и заливают ее водой. Тупи­ ковые скважины заряжают составными забойниками с вилкой для захвата петли веревки. Заряды взрывают не позднее чем через 45 мин после заливки скважины водой.

§ 53. Взрывные работы при подземной добыче угля и руды

Отбойка угля. Правильное залегание на больших площадях, невысокая крепость угля обеспечивают простоту его отбойки и рас­ чета зарядов. Основной объем угля отбивают шпуровыми зарядами в лавах и под щитами (при щитовой разработке крутых пластов Куз­ басса).

Рис. 106. Схема отбойки угля в очистных забоях

При отбойке угля в лаве без подрубки шпуры располагают в один или два ряда (при мощности пласта более 1 м) наклонно к линии за­ боя (рис. 106, а), чтобы обеспечить отбрасывание угля. При этом удельный расход ВВ составляет 0,2—0,4 кг/м3 .

При отбойке угля с подрубкой (рис. 106, б) шпуры бурят на вели­ чину вруба перпендикулярно линии забоя и заряжают их из расчета расхода ВВ (типа ПЖВ-20) 0,1-0,2 кг/м3 .

Отбойка под щитами заключается в разбуривании и взрывании угля, расположенного в подщитовом пространстве, в первую очередь вокруг углеспускных печей (рис. 106, б) и выпуска его для погрузки. Расход ВВ (типа ПЖВ-20) 0,1-0,2 кг/м3 .

Отбойка угля скважинами диаметром 40—100 мм, пробуренными параллельно линии забоя (рис. 106, г), производится при наклонном