Файл: Смоляницкий, А. А. Проходка геологоразведочных канав взрывом.pdf

Зависимость = f(n) основана на анализе известной фор­

мулы Союзвзрывпрома # = 0,33 W (2п—1 ). Функциональная графическая зависимость -у- =f(n) приведена на рис. 13.

Экспериментальные данные хорошо коррелируются с ана­ литическими. Характер зависимости подтверждает уменьшение показателя оконтуривания с ростом значений п. Это свидетель-

Рис. 13. Зависимость показателя оконтуривания от показателя дей­ ствия взрыва

1 1,25 1.5 1J5 2.0 2,25 2.5

Показатель действия взрыва . п

ствует о преимущественном росте видимой глубины выемки выброса при увеличении значений показателя действия взрыва. С этих позиций особенно эффективно увеличение значений п

в диапазоне от 1 до 2, что уменьшает у в 1,5 раза против

1 ,1 раза в диапазоне п от 2 до 3.

Интересно рассмотреть изменение видимой глубины ворон­ ки выброса с удалением от оси воронки. Экспериментальные

где # — расстояние от оси воронки; Р0— видимая глубина по оси.

Обычно при проектировании канав взрывом на выброс угол наклона борта принимается равным углу естественного откоса

72

клона бортов зависит не только' от характера разрабатываемой среды, но в большей степени от параметров взрыва. Существен­ ное влияние на угол а0 оказывает вес заряда (через пока­ затель действия взрыва п).

Рис. 14. Влияние прочности грун­ та (на растяжение) на параметры воронки выброса (по Дж. Джон­ сону). Штриховкой показан интер* вал предела прочности грунтов на

растяжение^

Экспериментально установлено:

—в интервале приведенной глубины заложения заряда, равном 0,4—0,65 м/кг , угол наклона борта выемки дости­ гает значения а°=45—52° (при угле естественного откоса

55—60°).

—отклонение фактической глубины заложения зарядов от

указанного предела W приводит к уменьшению угла наклона борта, т. е. увеличивает ширину канавы по верху и ее сечение;

— фактический угол наклона борта канавы при одноинтервальной проходке взрывом на выброс несколько ниже угла есте­ ственного откоса для данных грунтов. Интересные для нас данные приведены в работе [16] (рис. 14). На рисунке представ­ лена зависимость параметров воронки выброса от предела проч­ ности среды на растяжение. Типичные грунты имеют предел прочности порядка 35 кгс/см2, что определяет следующие рас­

четные значения параметров воронки: У=0,4—0,8; Р = 0,35—0 ,8,

/■в= 1,3—1,5. Эти значения параметров воронки выброса хорошо коррелируются с данными наших исследований в моренных от­ ложениях и каменистых наносах (ар=20—35 кгс/см2).

Одним из критериев оптимальности параметров взрыва мо­ жет служить уровень образующейся звуковой волны. Известно, что при взрыве заряда ВВ часть энергии затрачивается на зву­ ковые колебания. При этом, чем больше сила давления звуко­ вой волны, тем меньше полезное действие энергии взрыва на разрушение среды, и наоборот. Исследованиями [66] установле­ но, что энергия звуковой волны взрыва пропорциональна квад­ рату глубины заложения заряда ВВ. Как известно, основными начальными параметрами взрыва являются Q и W, соотноше­

73

ние между которыми определяет в данной среде характер взры­ ва. Чем больше соответствует масса заряда глубине его за­ ложения, тем выше эффект разрушения среды и меньше уро­ вень звуковой волны. Этот фактор и положен в основу разраба­ тываемого нами способа контроля оптимальности начальных параметров взрыва. Экспериментальным путем устанавливается для данной среды зависимость уровня звуковой волны (в децебелах) от основного параметра — показателя действия взрыва. Графическая зависимость Язв = /(п) имеет характер тарировочной кривой и сопоставляется с фактическим уровнем звука, за­ меряемым при данном взрыве. По значению фактического и эталонного уровня звуков устанавливают соответствие массы заряда глубине его заложения и при необходимости приводят эти параметры в соответствие.-

Используя этот способ, можно в полевых условиях для дан­ ной среды оперативно устанавливать качественные параметры взрыва и определять граничную область действия зарядов вы­ броса и рыхления, а также определять КПИ взрыва.

ВЗАИМОСВЯЗЬ ПАРАМЕТРОВ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ ВЗРЫВ И ВЫЕМКУ

(ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ)

Решение задачи более полного использования энергии взры­ ва в целях выброса грунта за пределы проектных контуров ка­ навы может быть обеспечено при знании взаимосвязи между основными параметрами взрыва и их влияния на параметры выемки выброса для условий образования геологоразведочных канав.

При анализе некоторых зависимостей применен принцип по­ добия, когда рассматриваются не абсолютные, а приведенные значения линейных параметров взрыва и выемок. В качестве

деленное на l^Q. Переход от приведенных значений парамет­

ров к абсолютным достигается преобразованием

_ з _

74

где Р — приведенная видимая глубина, м/кг'/з; Р — абсолютная видимая глубина, м;

Q — вес действующего заряда ВВ, кг. По аналогии:

з

W = - J - и w = w V q .

V Q

Взаимосвязь между показателями действия взрыва и выороса породы. Установлено, что при взрывании взаимодействую­ щих зарядов в грунтах зависимость B = f{n) графически выра-

жается параболической кривой. Анализ графической зависимо­ сти (рис. 15) свидетельствует, что с увеличением показателя

п= 2,5 практически не изменяется уровень выброса. Таким об­ разом, для увеличения выброса грунта энергией взрыва целесо­ образно применять взрывы с показателем п = 2,0—2,5, при этом обратного падения грунта в выработку почти не наблюдается, но происходит осыпание и обрушение бортов. Следовательно, масса зарядов ВВ определяет степень выброса породы энер­ гией взрыва. Для постоянной глубины заложения зарядов ВВ характерно повышение выброса породы с увеличением массы зарядов до определенного предела (п=2,5).

Для определения расчетного значения показателя действия взрыва рекомендуется исходить из требуемого уровня выброса породы энергией взрыва. Для исследуемой среды значение по­ казателя действия взрыва можно определять по формуле

п = —— + Кв,

0,5

откуда

В = 0,5 (п — Кв)-

75

где /Св коэффициент (ЛГВ= 0,2 при 5 = 0,4—0,8; i(B= 0,4 при

5 = 0,8—0,95).

Удельный расход взрывчатых веществ является одним из ос­ новных расчетных показателей при производстве взрывных ра­ бот, определяет эффект взрыва и стоимость проходки канав, поэтому вопрос выбора расчетного удельного расхода ВВ рас­ сматривается в нашей работе более подробно.

В горнорудной промышленности, где основной задачей яв­ ляется дробление разрабатываемого массива, наибольшее при­ менение имеет показатель удельного расхода ВВ на дробление <7Р. Этот показатель достаточно полно характеризует само взрывчатое вещество, взрываемую среду и энергетические за­ траты на ее разрушение.

При проходке канав взрывом на выброс следует учитывать показатель расхода ВВ qB, который, характеризуя затраты ВВ на выброс породы, численно равен отношению величины заря­ да ВВ к объему выброса. Из определения имеем:

Qp= Q - Vp и с]в = Q. -Vb>

где Q — величина заряда ВВ, кг;

Vp, VB— объем разрушения и выброса (соответственно), м3. Для заряда данной величины

Яр'Ур = Яв'Ув-

Оба указанных показателя дополняют друг друга, более полно характеризуя как взрываемую среду, так и эффектив­ ность действия зарядов на выброс.

Многочисленные исследования показали, что зависимость между расчетными удельными расходами на рыхление и вы­ брос имеет вид

Ярых — 0,33 <7выб-

При действии заряда выброса объем разрушения практиче­ ски всегда больше объема выброшенной породы, т. е. VB< Vv. Отсюда Яр<Яв. Теоретически может быть рассмотрен случай полного (1 0 0 %) выброса породы, что возможно лишь в соче­ тании рациональных параметров буровзрывных работ с под­ стилающим экранирующим слоем коренных или мерзлых по­ род, залегающих в сфере действия заряда выброса. Этому случаю соответствует qBm qv. Но условия полного выброса ог­ раниченны; большее значение имеет рассмотрение выброса при условии VP> V B- Следовательно, при проходке канав взрывом на выброс имеет место неравенство qv=£qB.

Степень полезного использования расходуемого взрывчатого вещества на выброс породы за пределы контуров выемки мо­ жет быть охарактеризована отношением удельного расхода ВВ на выброс к удельному расходу ВВ на дробление. Это соотно­ шение учитывает введенный нами показатель эффективности

76

использования расходуемого ВВ на выброс где Kq< \ (преимущественно).

Значение Kq, характеризующего соотношение энергетических затрат на рыхление и выброс, зависит от начальных расчетных параметров взрыва. В частности, нами была рассмотрена

Рис. 16. Зависимость относительного удельного расхода ВВ от показателя действия взрыва

взаимосвязь K q и показателей действия взрыва и выброса. Установлено, что с увеличением значений п и В показатель

Приведем краткий анализ экспериментальных данных. Большему значению показателей действия взрыва и выбро­

са соответствует большее значение Kq, т. е. наблюдается по­ вышенная разница в абсолютных значениях qB и qp. Так, при нормальном выбросе (п=\) Kq составляет 2,25—2,45, умень­ шаясь при усиленном выбросе до 1,1—1,2. Напомним, что по­ казатель <7Р, характеризующий взрываемую среду, остается по­ стоянным для данных ВВ и W.

Следовательно, с увеличением процента выброса породы (показателей п и В) удельный расход ВВ на выброс умень­ шается. Отсюда можно сделать вывод, что производство взрыв­ ных работ с большим процентом выброса породы энергией

77