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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 131

Скачиваний: 1

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

ловско-Сарбайском ГОКе позволило достигнуть производительности

около 155 м3 при себестоимости 0,28 руб/м3, в то время как при буро­

взрывном способе она составляет 0,68 руб/м3.

 

 

Рассматривая применение крановых

и экскаваторных бутобоев

в условиях карьеров, необходимо отметить, что данный способ раз­

рушения негабаритов улучшает условия труда рабочих, уменьшает

простои оборудования, снижает затраты на разрушение негабарита

примерно в 1,5—2 раза.

 

 

 

 

 

К недостаткам следует отнести применение дорогих тяжелых

машин, большие затраты времени на переезды, повышенный износ

и раскручивание каната, перегрузки двигателя.

 

Разрушение негабарита пневмобутобоем. Для дробления негаба­

рита созданы различного типа пневмо- и гидропневмобутобои.

П н е в м о б у т о б о й

Б-2м

выполнен как навесное обору­

дование к экскаватору Э-153 и устанавливается вместо ковша.

Сжатый воздух подается от передвижных компрессоров ДК-9.

Техническая характеристика пневмобутобой

 

Энергия единичного удара, кгс ■м .......................................................................

 

 

 

110

Число ударов в минуту .........................................................................................

 

 

 

 

600

Ударная мощность, л. с............................................................................................

 

 

 

 

15,1

Расход воздуха, м з /м и н .........................................................................................

 

 

 

 

15,0

Масса пневмобутобоя, к г .........................................................................................

 

 

 

 

300

Размеры негабарита влияют как на время, так и на качество дро­

бления. Так, при увеличении объема негабарита более 1,5 м3 про­

исходит увеличение выхода мелких фракций (<( 2 мм) в месте контакта

пики с негабаритом. При разрушении негабаритов объемом 1—1,5 м3

он разрушается на три—шесть частей с разлетом осколков на 6—

8 м, при разрушении негабаритов больших размеров он разрушается

на две-три части без разлета, при этом предварительно образуются

трещины с поверхности, которые под действием последующих ударов

распространяются в глубину негабаритного куска. Время разруше­

ния 1—2 мин.

 

 

 

 

 

Производительность пневмобутобоев резко (в 5—6 раз) повы­

шается при уменьшении размера негабарита. Отсюда видна целе­

сообразность применения пневмобутобоев на перегрузочных пунктах

при циклично-поточной технологии разработки.

 

§ 104. Термические способы вторичного дробления

Подвод достаточно большого количества тепла к негабариту

образует местный нагрев породы (тепловой клин), в породе возни­

кают термоупругие напряжения благодаря образованию темпера­

турного градиента, которые при определенных

условиях приводят

к разрушению породы.

 

 

 

 

 

Разрушение термитом. Смесь алюминия и

окиси

железа при

сгорании выделяет большое количество тепла. При горении 1 кг

термита выделяется энергия 2300—4600 кДж при температуре

3000° С. Воспламеняется

термит

при

1500° С.

Для

разрушения

299



негабарита в пробуренные шпуры засыпают термит и поджигают его. Для крепких пород расход термита для дробления негабарита соста­ вляет 0,8—1,2 кг/м3. Термит невыгодно применять в породах средней крепости из-за его малой эффективности. Время разрушения 1—3 мин.

Более рационально для дробления негабаритов термитом при­ менять прессованный термит в виде цилиндрических брикетов. Брикеты имеют высоту 6—9 см и диаметр на 3—5 мм меньше диа­ метра шпура. Длину и число шпуров принимают в зависимости от размера и массы термитных брикетов.

Недостатками данного способа являются необходимость бурения шпуров и относительно большой расход термита. Однако при приме­ нении данного способа затраты на вторичное взрывание обычно на 20—25% ниже по сравнению с дроблением взрывным способом. Кроме этого, применение данного способа не требует остановки оборудования и вывода людей за пределы опасной зоны.

Разрушение огнеструйными горелками. При данном способе разрушения негабаритов источником тепла является жидкое топливо (бензин, керосин), которое сгорает в камере горелки в подаваемом окислителе (кислород, воздух). Продукты сгорания, истекая со сверхзвуковой скоростью через сопла на негабарит, нагревают его. Температура газовой струи достигает 2000 К, а скорость 1800— 2000 м/с. Для получения газовой струи используют термобуры или реактивные горелки.

Кварцсодержащие породы разрушаются наиболее эффективно в виде шелушения, а при достижении некоторой глубины шпура негабарит разрушается на отдельные куски. Наиболее эффективно разрушаются породы типа гранитов и железистых кварцитов.

Породы типа известняков очень плохо разрушаются при воз­ действии реактивных горелок. В них под воздействием высокой тем­ пературы образуется слой обожженной извести, который покрывает поверхность породы, препятствуя ее разрушению.

Разрушение негабарита гранита объемом до 1,5 м3 происходит за 3—5 мин. При этом негабарит разрушается на несколько кусков. Железистые кварциты Кривого Рога объемом до 0,7 м3 разрушаются за 2—5 мин с образованием трех-четырех кусков. Негабариты магнетитовых руд, спилитов и других вмещающих пород Горной Шории с / = 12-і-Іб массой 8—10 т разрушаются за 2—3 мин.

Расход энергии для гранитов составляет 15—20кВт-ч/м3. При использовании горелки мощностью 100 кВт производительность раз­ рушения составляет 10—15 м3/ч.

Техническая характеристика огнеструйных горелок приведена в табл. 54.

Для дробления негабаритов можно использовать ручные термо­ буры, предназначенные в основном для бурения шпуров. Для раз­ рушения негабарита необходимо после небольшого углубления термо­ бура задержать его в одном положении до разрушения. Нагрев нега­ барита как реактивными горелками, так и термобурами можно пре­ кращать при появлении трещин. В этом случае негабарит развали-

3 0 0


Т а б л и ц а 54

Техническая характеристика огнеструйных горелок

Тип горелки

Показатели

Бензо-воздуш- ная РТБ-В-1

Бензо-воздуш- ная РТБ-В-4

Бензо-воздуш- ная ОЛ-1

Керосино-кис­ лородная РТБК

Расход окислителя, м3/ м и н .......................

Расход горючего, л /м и н ..............................

Давление горючего и окислителя, кгс/см2

Температура струи, °С

..............................

Размеры, мм:

д л и н а .................................. ...................

д и ам етр .....................................................

 

Охлаждение....................................................

 

3 -4

СОі

0,12-0,18

0,2

5 -7

5 -7

1000

1500

1500

1500

54

60

Воздушное

1,5

0,8—1,2

0,7-1,0

0,4-0,6

6 -7

5-10

1500

2000

1000

2500

27

60

Водяное

вается на части при толчке его ковшом экскаватора. Вторичное дробление термоустановками можно производить во время работы экскаваторов.

Термоустановки довольно безопасны, надежны и просты в работе. Недостатком является возможность их применения только в терми­ чески буримых породах (граниты, железистые кварциты и т. п.).

§ 105. Электрофизические способы вторичного дробления

Электрогидравлическое разрушение. При электрогидравлическом разрушении негабарита (рис. 176) используется воздействие ударных

волн, образующихся при разряде конден­

 

саторов 1 через разрядный промежуток 2

 

или проволочку в воде. При разряде в во­

 

де канал разряда разогревается,

вода ис­

 

паряется и создается высокое давление.

 

Продолжительность

разряда конденсато­

 

ров и самого процесса мала: происходит

 

явление, подобное взрыву заряда.

 

Разрядный промежуток помещается в

 

шпур с водой 3.

Напряжение от сети пе­

 

ременного тока повышается, выпрямляется

Рис. 176. Электрогидравли­

и используется

для

зарядки

конденса­

торов. Конденсаторы разряжаются авто­

ческое дробление негаба­

матически после

достижения определен­

рита

 

ного напряжения.

Конденсаторная установка массой 6 т дает при напряжении 100— 150 кВ энергию разряда в 100 000 Дж. При к. п. д., равном 10%,

301


в механическую энергию переходит 10 000 Дж. Разряд конденсатора эквивалентен взрыву заряда тротила массой 3 г. Негабарит разру­ шается обычно на две части.

Недостатки данного способа разрушения заключаются в необ­

 

 

ходимости

бурения

шпуров в не­

 

 

габарите и применения чрезвычай­

 

 

но высокого напряжения.

 

 

Разрушение негабарита токами

 

 

высокой

частоты.

При исполь­

 

 

зовании высокочастотной электро­

 

 

магнитной

энергии возможны два

 

 

способа разрушения негабарита —

 

 

способ теплового пробоя и способ

Рис. 177. Высокочастотное электри­

неравномерного диэлектрического

ческое разрушение

пробоем:

нагрева.

 

 

1 — плазменный

канал

Способ теплового пробоя приме­

 

 

ним для разрушения полупроводя-

щих пород, а способ неравномерного диэлектрического нагрева — для разрушения горных пород-диэлектриков.

При тепловом пробое электрическая энергия подводится к породе путем прямого контакта двух стержневых электродов (рис. 177).

Энергию к электродам от высокочастотного

генератора

подводят

по кабелю.

 

 

происхо­

 

 

 

 

Между

электродами

 

 

 

 

дит высокочастотный пробой с об­

 

 

 

 

разованием

токопроводящего

ка­

 

 

 

 

нала,

в который от высокочастот­

 

 

 

 

ного

генератора, от сети тока про­

 

 

 

 

мышленной

частоты или в

виде

 

 

 

 

импульсного

 

разряда

конденса­

 

 

 

 

торной

батареи можно направить

 

 

 

 

энергию большой мощности. В гор­

 

 

 

 

ной породе возникают термоупру­

 

 

 

 

гие напряжения, рост которых

 

 

 

 

приводит

к

разрушению негаба­

Рис. 178. Низкочастотное электро­

рита.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

термическое

разрушение:

Используя

частоты

70— 1 — твердое

рабочее

тело; 2

— электри­

300 кГц, установкой мощностью

 

ческое

поле

 

30—100 кВт выполняют тепловой

 

 

 

 

пробой

железистых кварцитов при расстоянии между электродами

до 2 м.

Масса

разрушаемых

негабаритов до 40 т. Продолжитель­

ность теплового пробоя 10—60 с.

В промышленных условиях испытаны самоходные установки ИГД им. А. А. Скочинского. Эти установки, установленные на автомо­ биле ЗИЛ-150, в условиях карьера ЮГОК показали производитель­ ность 12—15 м3/ч. Среднее время разрушения 1 т руды на габаритные куски составило 45—60 с. Расстояние между электродами 0,5—1,5 м.

Некоторые монолитные куски руды под воздействием высоко­

302