Файл: Кутузов, Б. Н. Взрывные работы учебник.pdf

Дробление породы происходит с увеличением ее первоначального объема и смещением в сторону обнаженных поверхностей. При недостаточной ширине щели разрушение будет затруднено, так как, не успевшая сдвинуться на достаточную величину после первого взрыва, порода будет оказывать дополнительное сопротивление следующему взрыву. Поэтому ширина щели между нарушенной

поверхности по данным опытов должна быть (1/20 -(-1/30)W. Схема разрушения массива при образовании дополнительных обнаженных поверхностей представлена на рис. 107. Этот же эффект достигается и при многорядных взрывах. Требуемый интервал замедления для получения этого эффекта при к. з. в. находится в пределах

казывают, что дробление породы улучшается, если направления разлета кусков породы пересекаются под углом не менее 90°. В случае порядного взрывания соударение кусков также имеет место вследствие того, что передний фронт взорванной породы после­ дующего взрыва, двигающийся со скоростью 20—60 м/с, догоняет задний фронт породы, двигающийся от предыдущего взрыва со ско­

ростью около 3—6 м/с.

Расчетами установлено, что при разности скоростей разлета более 15 м/с происходит дробление соударяющихся кусков. Оче­ видно, при взрыве разность скоростей может быть значительно выше, особенно при врубовых и встречных схемах к. з. в.

При к. з. в. процесс разрушения массива зарядами первой очереди аналогичен разрушению взрывом одиночного заряда. В результате

191

внапряженном состоянии. При взрыве второй и следующих оче­ редей с малыми интервалами замедлений в массиве возникает слож­ ная картина интерференции волн напряжений, прямых и отражен­ ных от взрыва последующих зарядов, с остаточными волнами напря­ жений от взрыва предыдущих. Время нахождения участка массива

внапряженном состоянии увеличивается, происходит уменьшение сейсмического эффекта действия взрыва на окружающие сооруже­ ния вследствие одновременного взрыва меньшего числа зарядов, уменьшаются заколы за линию шпуров или скважин.

Разновидностью к. з. в. является взрывание с внутрискважин­

ными миллисекундными замедлениями отдельных частей зарядов в скважинах. При этом заряд в скважине разделяется на две-три части и более, и каждая часть инициируется отдельно своим бое­ виком так, что между частями заряда создаются интервалы замедле­ ния (10—20 мс). Таким приемом удается увеличить число очередей взрываемых зарядов и удлинить время воздействия взрыва на массив, в результате чего достигаются лучшие результаты взрыва по дробле­ нию и сейсмике.

§ 55. Общие принципы расчета зарядов

Сущность применяемых в настоящее время методов расчета зарядов состоит в определении расчетного расхода ВВ на 1 м3 (т) взрываемого участка массива и определении расчетного объема разрушения при взрыве.

Расчетный удельный расход ВВ зависит от свойств пород, метода ведения взрывных работ (шпуровые, скважинные или камерные заряды) и цели взрыва (взрывы на простреливание, на дробление, на выброс породы). В настоящее время значение удельных расхо­ дов ВВ принимается на основе обобщения данных практики с после­ дующим уточнением для каждого карьера с учетом анализа выпол­ ненных ранее взрывов. В дальнейшем для карьера составляется классификация горных пород по их взрываемости с приведением для каждой категории рекомендуемого удельного расхода ВВ.

Взрываемость пород на карьерах в основном определяется их трещиноватостью или блочностью (см. табл. 2). Для каждой кате­ гории трещиноватости пород приводится расчетный расход ВВ (в кг/м3). При определении объема взрыва обычно пользуются эле­ ментарным геометрическим расчетом. Как правило, фактический объем разрушения не соответствует расчетному и расчетный удель­ ный расход ВВ, вводимый в расчетные формулы из таблиц, не соот­ ветствует фактическому удельному расходу ВВ. Но в дальнейшем в книге мы будем пользоваться для простоты понятием расчетный удельный расход ВВ с учетом сделанных оговорок, так как эта неточность не может влиять на конечный результат взрыва.

192

Рассмотрим в общем виде принципы расчета сосредоточенных и удлиненных зарядов рыхления (дробления) и выброса, на базе которых в дальнейшем изложении будут показаны конкретные способы расчета зарядов.

Сосредоточенные заряды рыхления. Расчеты ведутся из предпо­ ложения, что при взрыве образуется воронка взрыва, угол при вершине которой составляет 90°. Объем такой воронки, называемой нормальной, равный объему конуса, определяется по формуле

где qH— нормальный расчетный удельный расход ВВ для нормаль­ ных воронок, кг/м3.

Эта величина расчетного удельного расхода ВВ принимается за стандарт, характеризующий взрываемость пород. На предприятиях составляются специальные классификации по взрываемости, в кото­ рых для разных пород определяются величины расчетных удельных расходов ВВ при стандартных условиях.

Установлено, что при уменьшении или увеличении массы заряда нормального выброса соответственно уменьшается или увеличивается показатель действия взрыва, и при расчетах оказывается, что раз­ рушение породы при показателе действия взрыва меньше единицы происходит при меньших удельных расходах ВВ, а при показателе действия взрыва больше единицы — при большем, по сравнению со стандартным, удельном расходе, т. е. величина расчетного удель­ ного расхода ВВ зависит от показателя действия взрыва. Это учиты­ вается введением в расчетную формулу так называемой функции показателя действия взрыва / (гг), которая учитывает изменение расчетного удельного расхода ВВ при данном показателе действия взрыва по сравнению со стандартным (при воронке нормального

рыхления, где требуется только встряхивание массива и разделение его на отдельности, из которых он состоит, численное значение

функции показателя действия взрыва равно / (п) = 0,33, т. е. расчет­ ная формула для определения сосредоточенного заряда рыхления Q имеет вид

Для определения значения функции / (и) имеется большое коли* чество формул, однако большинство из них не получило распростра­ нения в практике взрывных работ. Обычно расчетный удельный

Рис. 108. Схема, поясняющая введение поправки Г. И. По­ кровского в формулу М. М. Борескова на глубину заложе­ ния заряда

расход ВВ принимается, как указано выше, по специально соста­ вленным таблицам (см. табл. 44), может быть вычислено по мето­ дике В. В. Ржевского и уточняется в процессе ведения работ.

Сосредоточенные заряды выброса. В отдельных случаях при строительстве карьеров и плотин для ускорения работ по удалению

Заряд выброса рассчитывают по выведенной на основе обработки

где / (п) — 0,4 + 0,6тг3 — функция показателя действия взрыва, найденная М. М. Боресковым.

194

Наиболее часто при взрывании на выброс значения показателя действия взрыва п принимаются в пределах 1,5—2; величины расчет­

Союзвзрывпром введен поправочный коэффициент l/Wy25, и рас­ четная формула для больших W получила вид

Введение такого коэффициента объясняется необходимостью придать массе грунта скорость, достаточную для выброса его из пределов контура воронки взрыва. Для этого необходимо энергией взрыва поднять центр тяжести грунта в воронке выброса на высоту

H = ± W + ± W = - ^ W ,

где Tjj-W — расстояние центра тяжести воронки от обнаженной

поверхности, м;

Л

— W — необходимая высота подъема центра тяжести над обна­

женной поверхностью, м.

С увеличением W значение скорости выброса грунта должно увеличиваться, чтобы обеспечить подъем центра тяжести выбра­ сываемого грунта на большую величину при больших значениях W

(рис. 108).

Удлиненные заряды рыхления. Для взрывания серии удлиненных зарядов предложена схема расчета, исходя из объема породы, раз­ рушаемого одним зарядом, который может быть вычислен (рис. 109, а)

откоса меньше 90° (рис. 109, б), поэтому в расчетную формулу вводится значение сопротивления по подошве (с. и. п.) для скважины, а не л. н. с., как принимается для зарядов, расположенных парал­ лельно обнаженной поверхности.

Расчетная формула определения массы заряда в скважине при

где q — расчетный удельный расход ВВ, гк/м3.

В этой формуле кроме q существенно определение значения W, так как от ее величины при данном диаметре заряда зависят резуль­ таты взрыва. Методы определения W будут показаны в разделе по скважинной отбойке на карьерах.

13;