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

В процессе работы струйными взрывобурами наилучшие резуль­ таты получены при использова­ нии трехкомпонентного взрывного механизма с непрерывной подачей горючего и окислителя и импульс­ ной подачей инициатора. Этот ва­ риант, оказавшийся наиболее удач-

правляющая на мачте

ным, разрабатывали первоначально во ВНИИБТ, а затем его приняли в качестве основного в разработках ЦНИИПодземмаша.

Все взрывобуры в зависимости от схемы подачи ВВ на забой де­ лятся на три группы: с подачей ВВ в центр забоя, на периферию забоя и в центр и на периферию забоя одновременно. В настоящее время разрабатываются аппараты второго типа.

Исследованиями установлено, что оптимальный угол отклонения струи ЖВВ составляет 25°. При этом достигается цилиндрическая форма скважины (220—280 мм) с достаточно ровными стенками. Скорость вращения принята при экспериментах 8 об/мин.

Принципиальная схема станка микровзрывного бурения доста­ точно проста: на раме станка находятся емкости с окислителем, горю­ чим, инициатором и водой, компрессор и гидравлическая аппаратура, обеспечивающая подачу компонентов жидкого ВВ к забою скважины. Трубки с компонентами проходят внутри взрывобура, в нижней части которого находится струйный взрывоаппарат, формирующий заряд на забое скважины. Взрывобур в транспортном положении распола­ гается вдоль оси станка, в рабочем положении — поднят вертикально и опускается при бурении по направляющим опорной мачты. Станок монтируется на мощном автомобиле типа КРАЗ (рис. 203).

Принципиальная схема струйного взрывоаппарата показана на рис. 204, а конструктивная схема взрывобура — на рис. 205. При работе окислитель и горючее вытекают из выходных каналов фор­ сунки непрерывно. В центре взрывоаппарата расположен электро­ магнитный клапан подачи инициатора, частота открытия которого определяет частоту взрывов. Объем единичной порции инициатора 0,1—0,2 см3 . Подпорные клапаны горючего и окислителя исключают подтекание компонентов ВВ при прекращении бурения.

Окислитель и горючее сливаются в общую струю в 20—30 мм от торца взрывоаппарата. Струя ЖВВ направлена под углом к оси взры­ вобура, и заряды формируются на периферии забоя, что повышает эффективность микровзрывов. При горении и взрыве заряда часть ЖВВ теряется, а вся струя от сопла до забоя уничтожается. Участву­ ющее в детонации ЖВВ распределено по забою тонким слоем, скорость детонации в котором невысока. В результате коэффициент использо­ вания потенциальной энергии взрыва при микровзрывном бурении

Критический диаметр смеси 0,7 мм.

Основной недостаток смеси: при температуре свыше 8° С она ин­ тенсивно испаряется с выделением окислов азота.

При последовательном взрывании жидких зарядов с большой час­ тотой порода разрушается вследствие действия ударных волн, газов взрыва и высокой температуры. Высокая температура отрицательно влияет на устойчивость процесса, так как при определенной темпера­

шается. Забуривание в слое нарушенной породы осуществляется при высокой частоте взрывов — 1100 и больше. При таких частотах вели­ чина отдельного заряда 9 см3 и устье скважины получаются доста­ точно устойчивым. Из рис. 206 видно, что для проходки устья сква­ жины необходимо применять минимальный вес зарядов.

При экспериментальном бурении скважины глубиной до 11 м на Первомайском руднике СевГОКа в крепких породах (/ = 18-^17) получены скважины диаметром от 250 до 390 мм при скорости чистого бурения от 16 до 30 м/ч. Удельный расход ЖВВ 0,3—0,5 л/дм3 .

Скорость бурения скважины максимальна при величине заряда 15—17 см3 и зависит от крепости пород (рис. 207). Удельный расход

ВВ уменьшается с увеличением величины заряда (рис. 208), что сви­ детельствует о целесообразности применения максимальных величин заряда при условии устойчивости устья и стенок скважины. В нижней части скважин можно образовывать котлы диаметром 500—600 мм. Для этого уменьшается подача взрывобура на забой, увеличиваются расстояние до забоя и величина заряда.

Промышленные испытания станка ВН-1 для взрывного дробления негабарита на СевГОКе показали, что за 20—50 с происходит разру­ шение негабарита, независимо от его размера и свойств. Была дока­ зана также экономическая целесообразность применения станков ВН-1.

/ = 1 5 - 5 - 1 7

При разработке крупных месторождений (Кривбасса, КМА и др.) для бурения, первичного и вторичного взрывания перспективно использование только таких жидких ВВ .

Для широкого промышленного применения таких станков необ­ ходимо разработать надежную систему газопылеподавления; обеспе­ чить максимальный коэффициент использования ЖВВ в процессе взрыва; уменьшить шум при работе станка; обеспечить надежность работы всех узлов станка.

§ 87. Разрушение пород потоком раскаленных газов

Огневое бурение скважин основано на быстром нагревании по­ верхностного слоя породы раскаленными до температуры 2000° С и выше газами, образующимися в специальных горелках и вылета­ ющими из них со скоростью 2000 м/с и выше. При этом в породе раз­ виваются высокие термические напряжения, вызывающие разрушение породы.Особенно высокая скорость бурения (до 12 м/ч) и сменная про­ изводительность (до 35 м) станков СБО-2, СБО-5 (рис. 209) дости­ гается в кварцсодержащих породах типа неокисленных железистых