взрывания разделяют на две группы: с б л и ж е н н ы х з а р я д о в ( г л а д к о с т е н н о е в з р ы в а н и е ) и п р е д в а р и т е л ь н о г о щ е л е о б р а з о в а н и я .
Способы, относящиеся к первой группе, применяют при прове дении подземных горных выработок; они основаны на сближенип оконтуривающих шпуров, уменьшении коэффициента заряжания, рассредоточении зарядов, уменьшении диаметра патронов ВВ,
введении в шпур |
со |
стороны стенок выработки вкладышей, при |
менении зарядов |
с |
продольными кумулятивными выемками |
и т. д. |
|
|
Способы, относящиеся ко второй группе, применяют при соору жении открытых выемок и подземных выработок большого попе речного сечения, проводимых с разработкой сечения по этапам и основаны на создании по контуру выработки щели в результате опережающего взрыва оконтуривающих шпуров или скважин. От бойка породы внутри взрываемого объема производится после обра зования окоптуривающей щели. Образовавшиеся при этом ударные волны, проходя через окоптуривающую щель, теряют значительную часть энергии, в результате чего уменьшается иарушенность закон турного массива.
При проведении вертикальных и горизонтальных выработок на качество оконтуривания влияют: расстояние между оконтуривающими шпурами, л. и. с. и отношение между ними, т. е. коэффи циент сближения; величина удельного заряда; диаметр и конструк ция зарядов; очередность взрывания и расположение оконтурива ющих шпуров.
Расстояние между оконтуривающими шпурами и л. и. с. зарядов в них определяют из следующего условия. При взрыве ряда шпуро вых зарядов откаждого из них распространяется волна сжатия, результатом действия которой является образование радиальной зоны трещин вокруг шпура. При достижении свободной поверхности волна отражается и по массиву вглубь распространяется отраженная волна растяжения, которая приводит к образованию трещин, парал лельных свободной поверхности, и способствует отрыву породы. Отсюда коэффициент сближения зарядов, или отношение расстояния между шпурами к л. и. с., должен быть таким, чтобы между шпурами образовалась трещина раньше, чем отраженная от свободной поверх ности волна подойдет к линии оконтуривающих шпуров. Образо вавшаяся трещина преградит путь отраженной волне, в результате
чего законтурный |
массив останется неповрежденным. |
|
Величину л. н. |
с. определяют по формуле |
|
|
см, |
(XXX.2) |
где рдет — детонационное давление в шпуре, кгс/см2; ар — времен ное сопротивление породы растяжению, кгс/см2; гш— радиус шпура, см.
Расстояние между ншурамп
/ |
(Тст |
\ */* |
л' см, |
(ХХХ.З) |
а = Ы |
) |
|
где аст — квазпстатпческое давление в шпуре, кгс/см2. Коэффициент сближения оконтуривающих шпуров
n = W =0,4(1 + I/)s/s, |
(XXX.4) |
где у — отношение волновых сопротивлений,
а
Рис. 292. Схема конструкции зарядов в окоптурпваюшдх шпурах при гладко
стенном взрывании:
° — заряды нормального диаметра, рассредоточенные деревянными вкладышами; б — сплош ной заряд уменьшенного диаметра; е — заряд уменьшенного диаметра, рассредоточенный деревянными вкладышами; г — то же, воздушными промежутками; J — донный зарнд; г — деревянная пробка; 3 — патрон нормального диаметра; 4 — патрон уменьшенного диаметра; 5 — забойка; б — деревянный вкладыш; 7 — воздушный промежуток
У = _^ Г ’ <х х х -5>
где рвв и рп — соответственно плотность ВВ н породы, г/см3; D — скорость детонации ВВ, м/с; с — скорость звука в породе, м/с.
Коэффициент сближения при контурном взрывании не должен превышать 0,8—1,0.
Чтобы уменьшить нарушения законтурного массива радиальными трещинами, необходимо уменьшить бризантное действие взрыва.
Воконтуривающих шпурах необходимо уменьшить удельный заряд
истремиться к более равномерному распределению заряда по длине шпура. С этой целью применяют различные конструкции оконтурпвающих зарядов, наиболее типичные из которых приведены на
рис. 292. При контурном взрывании возможно применение зарядов уменьшенного диаметра (16—24 мм) в шпурах диаметром (36— 41 мм), а также применение шпуров малого диаметра, полностью заполненных ВВ.
Равномерность распределения заряда по шпуру достигается созданием радиальных или осевых воздушных промежутков.
При проведении вертикальных выработок с применением шпуров увеличенного диаметра вопросы правильного оконтуривания ре шаются следующим образом. При взрыве шпуровых зарядов сериями
Рис. 293. Схема расположения оконтуривающих шпуров в забое ствола
шахты диаметром 35 мм (левая сторона) н диаметром 51 мм (правая сторона)
каждый заряд в отдельности производит открыв породы в форме усеченного конуса. Основания таких конусов представляют собой комбинированные геометрические фигуры (рис. 293), стороны кото рых (ab, de, a'b', d'e'), прилегающие к стенке ствола, являются дугами эллипса, другие стороны (обращенные к центру ствола) — дугами окружности.
Оконтуривающие шпуры следует располагать таким образом, чтобы после взрыва эллипсовидные стороны конусов взрыва сосед них шпуров соприкасались между собой, т. е. чтобы точка Ъ совпа дала с точкой d, в результате чего отсутствовали бы сегменты невзорванной породы — недоборы. Для этого при обычных зарядах (диаметр 35 мм) оконтуривающие шпуры располагают на незначи тельном расстоянии друг от друга.
При шпуровых зарядах увеличенного диаметра при уменьшении числа шпуров соответственно увеличивается расстояние между ними, что вызывает увеличение недоборов породы. В этих условиях для сокращения необходимо увеличить число оконтуривающих шпуров при одновременном уменьшении величин заряда в них на 15—25%.
В условиях открытых горных работ для сооружения различных выемок и при подходе к бортам карьеров применяют способ п р е д в а р и т е л ь н о г о щ е л е о б р а з о в а н и я . При этом способе по контуру выработки бурят скважины диаметром 60—150 мм на расстоянии 30—60 см друг от друга. Скважины заряжают рассредо точенными зарядами ВВ и взрывают мгновенно. В некоторых слу чаях между заряжаемыми скважинами пробуривают на полную глу бину холостые скважины такого же или меньшего диаметра. Щель может быть образована также путем выбуривания вплотную сква жин или шпуров по контуру без последующего взрывания. Стенка выработки, пройденной способом предварительного щелеобразова ния, показана на рис. 294.
Применение контурного взрывания позволяет получить ночти точное соответствие фактического и проектного контуров выработки, заметно снизить шероховатость стенок и кровли, сократить объем работ по уборке излишней породы, уменьшить законтурное разру шение массива и повысить его устойчивость. Это позволяет проходить выработки с применением крепи из набрызгбетона или торкретбе тона, а в некоторых случаях совсем отказаться от крепления.
В настоящее время применение контурного взрывания является обязательным при проведении всех капитальных горных выработок и тоннелей.
§ 130. Буровзрывные работы при |
проходке горных выработок |
на нефтяных |
шахтах |
Разработка нефти шахтным способом |
имеет небольшое распространение. |
В Советском Союзе этим способом разрабатывается Ярегское нефтяное место_ рождение (Коми АССР), которое представлено свитой девонских песчаников средней мощностью 26 м. Глубина залегания нефтеносной толщп, считая от верх
ней границы, |
составляет 194 м. |
Коэффициент крепости песчаников по |
шкале |
проф. М. М. |
Протодьяконова / = |
3 6. Находящаяся в песчаниках |
нефть |
отличается высокой вязкостью, и не содержит легких бензиновых фракций. Нефтяные шахты месторождения отнесены к I-й категории шахт, опасных по
газу.
Разработку пласта осуществляют по так называемой уклонно-скважинной системе, при этом около 40% горных выработок сечением 6, 5 и 10 м2 вчерне проходят в продуктивном пласте. Все выработки проходят с применением буро взрывных работ. Шпуры бурят в основном перфораторами ПР-24Л, ЛБУ. Штанги изготовляют нз буровой стали 55-С2 диаметром 25 мм, длиной 1,8— 2,7 м. В качестве бурового инструмента применяют съемные коронки КДА-42. Шпуры по нефтеносному пласту бурят, как правило, с промывкой.
Характерные схемы расположения шпуров, а также основные показатели проходки выработок сечением 6,5 и 10 м2 в условиях нефтяных шахт показаны на рис. 295.
При подходе забоя выработки к нефтеносному пласту за 5 м до пласта одно временно с комплектом шпуров бурят разведочный шпур длиной 3 м (рис. 296).
Наличие нефти в породе придает последней большую вязкость, что приводит к увеличенному удельному расходу применяемых ВВ и сдерживает увеличение глубины шпура свыше 1,6—1,8 м. Этому способствуют также большие трудности заряжания глубоких шпуров в нефтеносной породе ввиду того, что при попадании нефти в полость шпура последили заполняется нефтепородной массой. Это требует прпмененпя промывки шпуров (особенно нисходящих или горизонтальных)
5ЕЗ
2 9 -3 0 -3 1
2Q-2S
23-10-20
22-2-7-5-2 7 14-1-6-19
1 S0 0 -----
Рис. 295, Схема расположения шпуров при проходке галереи сечением
5 = 10 м2
j2-2^25^3_
Z - J -26
177-/7
116-/8
jej-j.T
10-2-9-6-14627
-1600-A
Puc. 296. Схема расположения шпуров при проходке уклона сечением S = 6,5 м2 с разведочной скважиной
напорной водой под давлением 4—5 кгс/см2. Однако и этп меры не всегда при водят к полной очистке шпура.
Высокая загрязненность шпуров мазутом требует особой тщательности их заряжания. В противном случае между торцами патронов ВВ образуются про слойки иефтепородной массы, что приводит к неполной детонации заряда.
Основным штатным ВВ в нефтяных шахтах является аммонит АП-5ЖВ, который заменил ранее применявшиеся в этих условиях нефтяной аммонит № 3 и аммонит ПЖВ-20. Применение аммонита АП-5ЖВ привело к резкому сокра щению случаев неполной детонации и отказа зарядов, а также позволило увели чить к. и. ш. и л. и. с. примерно иа 30%.
В качестве средств взрывания применяют электродетопаторы ЭД-8-ПМ и ЭДКЗ-ПМ с интервалами замедления 15, 30, 45 и 60 мс.
Шпуры заряжают обычными способами с применением песчаио-глпшгстой за бойки. В случае выдавливания заряда дренажной нефтью устье шнура запирается деревянными кольями. Шпуры, иа которых наблюдается интенсивное нефтеилп газовыделеипе, запрещается заряжать. Длина забойки зависит от глубины шпура и величины заряда и обычно применяется в шпурах глубиной до 1 м — не менее 50 см, а в шпурах глубиной от 1,0 до 1,5 м — не менее половины шпура.
Обязательной мерой является орошение забоя и призабойной зоны как перед взрыванием, так и во время взрывания. Для этого используют специальные щелевьто оросители производительностью 150—300 л/мнп.
§131. Проведение смежных выработок с расположением зарядов параллельно поверхности забоя
Способ проведения смежных выработок с расположением зарядов параллельно поверхности забоя широко применяют в горнорудной промышленности при проходке параллельных выработок с шириной
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
целика |
2—7 м, смежных |
восстающих, |
|
|
|
камер и траншей, расположенных на |
|
|
|
небольшой глубине от поверхности. |
|
|
|
Сущность способа (рис. 297) заклю |
|
|
|
чается в том, что из пройденной ранее |
|
|
|
обычным |
способом |
выработки |
(или |
|
|
|
с поверхности) бурят скважины в сто |
|
|
|
рону будущей смежной выработки па |
|
|
|
раллельно ее забою. Заряжают скважи |
|
|
|
ны с таким расчетом, чтобы отбойка |
|
|
|
породы происходила по контуру про |
|
|
|
ектного сечения проходимой выработки. |
|
|
|
Данный |
способ проходки можно |
при |
|
ООО I |
менять |
при подготовке днищ |
блоков, |
|
ООО |
|
ООО I |
когда смежные выработки |
располагают |
|
о О о I |
|
ООО |
на одном |
уровне. |
данного |
способа |
|
|
|
Преимуществом |
|
|
|
является |
совмещенность |
выполнения |
Рис. 297. Схема расположения |
основных проходческих операций, |
так, |
шпуров при проходке смежной |
например, |
полная |
организационная |
выработки |
с |
расположением |
зарядов |
параллельно забою t |
независимость бурения от уборки по |
|
|
|
роды и |
взрывных работ, |
в результате |
|
с |
минимальными |
чего шпуры можно бурить в течение всей смены |
затратами |
времени |
па подготовительно-заключительные операции...s |
