Файл: Ханукаев, А. Н. Физические процессы при отбойке горных пород взрывом.pdf

5. Величина избыточного давления во фронте волны за сужением (расширением):

АРС= АРме 0,045 d , кгс/см2;

210

входного сечения выработки

Рис. 126. Зависимость коэффициента ос­ лабления кос от отношения сечения S рас­ ширителя к сечению S 0 входной выработки

6. Длительность фазы сжатия УВВ в выработке

где т — длительность фазы сжатия при взрыве заряда в безгранич­

ной воздушной среде (т = 1,5-10“ 3 Y~q\fTi, с). Окончательно

Остальные параметры УВВ могут быть определены по формулам, изложенным в специальной литературе. Величины ожидаемых избы­ точных давлений УВВ при взрывании открытых и скважинных зарядов в выработках приведены в табл. 29 и 30.

§ 32. Мероприятия по защите оборудования и сооружений в горных выработках

Для уменьшения разрушительного действия УВВ, распространя­ ющихся в подземных выработках, применяют различные устройства, которые можно разделить на три основные группы [89].

1 . П р е г р а д ы — б у ф е р н ы е и б а р р и к а д н ы е п е ­ р е м ы ч к и , « в о л н о р е з ы», п о р и с т ы е п р е г р а д ы ,

г и д р а в л и ч е с к и е п е р е м ы ч к и ( г и д р о щ и т ы). Процесс гашения энергии ударных волн этими устройствами состоит в том, что при взаимодействии ударной волны с преградой проис­ ходят процессы отражения и обтекания. В результате волна теряет некоторое количество движения. Это уменьшает скорость распро­ странения волны, что ведет к снижению давления.

что ударная волна, проходя через них, расширяется или частично отводится в сторону от основного направления. Это в значительной степени способствует уменьшению разрушительного действия.

3. «У с л о в н о п р о б и в а е м ы е » п р е г р а д ы . Кон­ структивно они представляют собой сплошные перемычки. Возводят их непосредственно у места взрыва. Процесс гашения энергии волны в этом случае состоит в том, что ударная волна и продукты взрыва, воздействуя на преграду, разрушают ее. За время разрушения преграды давление перед преградой значительно падает, и раз­ рушительная способность волны уменьшается.

Рассмотрим достоинства и недостатки перечисленных выше устройств.

Б у ф е р н ы е п е р е м ы ч к и возводят из шпал, брусьев или круглого леса (рис. 127). Эти перемычки наиболее распространены в практике горнорудных предприятий. Основной недостаток их состоит в том, что при взаимодействии с волной они разрушаются, причем теряется до 30% лесоматериала.

Б а р р и к а д н ы е п е р е м ы ч к и . Возводят из бетонитов, бутового камня, мешков с песком (рис. 128). Особенностью устрой­ ства таких преград является зазор между кровлей и верхом пере­ мычки для обеспечения возможности обтекания. В практике эти перемычки возводят вдоль выработки последовательно по не­ скольку штук.

Недостатком таких перемычек являются значительные затраты труда и материалов на возведение и сложность их уборки после взрыва. Их применяют для защиты герметизирующих перемычек, расположенных в горных выработках. Однако их применение целе­

212

сообразно и для защиты оборудования, которое трудно демонтиро­ вать перед взрывом.

« В о л н о р е з ы», представляют собой группу стоек, расста­ вленных в шахматном порядке вдоль выработки (рис. 129). Рас­ стояние между стойками 30—50 см. Конструкция проста по устрой­ ству, но возможны значительные потери лесоматериала.

Г и д р о щ и т представляет собой две бетонные перемычки толщиной до 0,5 м. Перемычки возводят в непосредственной бли­ зости от последнего ряда скважин. Расстояние между перемычками

на которую с двух сторон натягивают металлическую сетку. Про­ странство между сетками забивают металлической стружкой. Гаше-

Рис. 128. Баррикадная перемычка

ние энергии волны происходит за счет проникновения потока воздуха в преграду. Такие преграды можно применять для гашения ударных волн в выработках, прилегающих к подземным складам ВВ.

Р а с ш и р и т е л ь н ы е к а м е р ы (рис. 131). Недостатком расширительных камер является необходимость дополнительных проходческих работ, а следовательно больших затрат труда и мате­ риалов.

В ы х л о п ы представляют собой вертикальные выработки, пройденные под прямым углом к основным волноводам. В подземных условиях выхлопами являются восстающие. Роль выхлопов выпол­ няют также сопряжения основных выработок со вспомогательными под различными углами.

« У с л о в н о п р о б и в а е м ы е » п р е г р а д ы сооружают из дерева, песка, камня и металла. Степень гашения энергии волны

градами можно уменьшить интенсивность волны в 50—100 раз. Эти преграды представляют большой интерес, так как при их помощи можно гасить волну в момент ее образования. В подземных выработ­ ках такие преграды можно сооружать в процессе проведения массо­

213

вого взрыва при помощи направленных взрывов с использованием короткозамедленного взрывания.

Весьма эффективны также п о д в и ж н ы е п р е г р а д ы — завесы из пеньковых и стальных канатов, подвижные металлические щиты и т. д. [91]. Принцип работы подвижных преград основан на соударении ударной волны и преграды. Волна при соударении

теряет скорость, что приводит к ослаблению ее интенсивности. До­ стоинством таких преград является простота возведения и возмож­ ность переноски для многократного использования.

Необходимо отметить, что гасящая способность указанных выше устройств изучена пока недостаточно. Это привело к необходимости проведения специальных исследований для сравнительной оценки гасящей способности устройств различной конструкции [89]. Иссле­ дования проводили на моделях. Коэффициент гашения

т— A P J A P 2,

где АРг — избыточное давление во фронте волны в канале без пре­ град, кгс/см2;

АР 2 — избыточное давление во фронте волны в канале с прегра­ дой, кгс/см2.

Измерение избыточного давления осуществлялось по схеме — «пьезодатчик — катодный осциллограф» или расчетом по измеренной скорости УВВ. Коэффициент гашения по результатам исследования

214

в зависимости от конструкции преграды имеет следующие зна­ чения :

Анализ приведенных данных показывает, что баррикадные пере­ мычки с большим зазором имеют наименьший коэффициент гашения. Аналогичные данные приведены в работе [92]. Установлено, что при отношении площадей преград и канала, равном 40—90%, коэф­ фициент затухания составляет 1,02—1,17 для волн различной интен­ сивности. Благодаря низкому коэффициенту гашения баррикадные перемычки возводят последовательно по нескольку штук. Сплошные перемычки обладают высокой гасящей способностью, но они могут быть рекомендованы для защиты дорогостоящего оборудования или выработок, прилегающих к околоствольным дворам или под­ земным складам ВМ.

Более просты буферные перемычки. Они обладают хорошей гасящей способностью. Интересны также данные о коэффициентах

Т а б л и ц а 31

Разрушающее

избыточное

Тип конструкции давление удар­ Характер разрушения ной волны,

кгс/см2

215