Лукьянов В.Г. Горные машины и проведение горно-разведочных выработок

Подождите немного. Документ загружается.

131

Контрольные вопросы

1. Инициирующие ВВ: первичные, вторичные.

2. Классификация способов инициирования и взрывания зарядов.

3. Огневой способ инициирования: область применения, материалы,

технология.

4. Электрический способ инициирования: область применения, мате-

риалы, технология.

5. Схемы соединения электровзрывных сетей.

6. Взрывание детонирующим шнуром: область применения, марки,

способы соединения.

132

ГЛАВА 11. МЕТОДЫ ВЕДЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ

§ 1. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ВЕДЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ

Организация взрывных работ производится с разрешения органов Гос-

гортехнадзора РФ, горнотехнической инспекции, министерства (ведомства).

На право хранения взрывных материалов (ВМ) на складе и в сейфах

предприятия и организации должны иметь письменное разрешение

управлений милиции республик, УВД краев, областей, городов.

Разрешение на приобретение ВМ выдается республиканскими,

краевыми, областными, городскими и районными

органами милиции.

Выполнение взрывных работ разрешается лицам, имеющим Еди-

ную книжку взрывника или Единую книжку мастера-взрывника, под

руководством лиц, имеющих законченное горнотехническое образова-

ние или право руководства взрывными работами.

Проведение открытых, подземных горных выработок, отделение

части от массива, отбойку руды осуществляют накладными, шпуровы-

ми, скважинными, котловыми и минными

зарядами.

В геологоразведочной практике в основном встречаются методы

накладных, шпуровых, скважинных и котловых зарядов.

Метод накладных (наружных) зарядов состоит в том, что опреде-

ленное количество ВВ размещают на поверхности взрываемого объекта.

Этот метод является самым простым и применяется, главным образом,

для дробления негабарита, рыхления грунта.

Для обеспечения лучшего дробления

негабарита ВВ рассыпают

слоем не менее 15…30 мм и покрывают забойкой.

Накладные заряды взрывают любым из существующих способов,

но чаще огневым.

Масса накладного заряда ВВ (кг)

= q

где q

– удельный расход ВВ для дробления породы накладными заря-

дами (выбирается при средней длине негабарита 0,5…0,6 м в зависимо-

сти от крепости породы), кг/м

; V – объем разрушаемого негабарита, м

Удельный расход ВВ q

в зависимости от коэффициента крепости

пород f приведен ниже.

…………... 5 5–9 10–14 15–20

, кг/м

…… <1,3 1,3–1,5 1,6–1,8 1,8–2,2

133

В последнее время за рубежом для наружных зарядов стали приме-

нять специальные плоские заряды пластичных ВВ. Такие заряды, назы-

ваемые пластырными, плотно прижимаются к поверхности куска, что

повышает эффект взрыва.

Методом шпуровых зарядов называется такой метод, при котором

заряд ВВ размещается внутри подлежащего разрушению объекта в уг-

лублении цилиндрической формы

диаметром до 75 мм и длиной до 5 м.

Метод применяется при раздельной (селективной) выемке и малой

мощности месторождения полезного ископаемого, при добыче крупных

блоков строительного и отделочного камня, разработке особо ценных

полезных ископаемых, когда требуется сохранить структуру ископаемо-

го или не допускать излишнего его измельчения, для дробления негаба-

ритов, рыхления грунтов

и мерзлоты, при корчевке пней, проведении

открытых и подземных выработок.

Этот метод является основным при проведении горно-разведочных

выработок.

Заряжание шпуров производится патронированными или россып-

ными ВВ. Коэффициент заряжания шпуров колеблется от 0,3 до 0,8. Этот

метод является самым дорогостоящим из всех методов, при которых за-

ряд ВВ помещается внутри разрушаемого объекта

. Он требует высокого

удельного расхода ВВ и больших трудовых затрат на бурение шпуров.

При применении метода скважинных зарядов заряды ВВ разме-

щаются в скважинах. Широко применяется при отбойке руды на карье-

рах, рудниках, при проведении открытых горно-разведочных вырабо-

ток, сейсморазведке. Иногда этим методом осуществляют проходку

шурфов и восстающих.

Метод котловых зарядов является разновидностью метода шпуро-

вых и скважинных зарядов. Сущность его заключается в том, что в дон-

ной части шпура или скважины путем взрывания (иногда неоднократно-

го) небольшого заряда ВВ образуются расширения-котлы для размеще-

ния в них основного заряда ВВ. Применение котловых зарядов позволя-

ет уменьшить объем буровых

работ, отнесенный к единице объема за-

ряда ВВ, получить концентрированный заряд. Этот метод обычно при-

меняется при отсутствии мощного бурового оборудования и при нали-

чии сильнотрещиноватых пород. Однако производство предваритель-

ных взрываний требует охлаждения пород в котле перед заряжанием и

значительных трудовых затрат на его образование.

Величина котлового заряда

= qW

где q – удельный расход ВВ, кг/м

; W – расчетная л. н. с. (кратчайшее

расстояние от центра заряда до открытой поверхности), м.

134

Расстояние между котловыми зарядами принимают в пределах

(1,8–1,5)W

в зависимости от требуемой степени дробления.

Величина прострелочного заряда для создания котла

пр

пр ВВ

(П )

= ,

где П

пр

– показатель простреливаемости породы, дм

/кг; ρ

ВВ

– плотность

заряда в котле, кг/дм

; п – показатель степени, равный порядковому но-

меру простреливания.

Показатель простреливаемости для пород с различным коэффици-

ентом крепости по шкале проф. М.М. Протодьяконова имеет следую-

щие значения:

.......... 8–14 5–7 4–5 1,5–3

пр

...... 1–5 7–10 10–20 100–200

Заряжать скважины для повторной прострелки разрешается не ра-

нее чем через 15 мин для аммонитов и не ранее чем через 30 мин для

остальных ВВ.

§ 2. ДЕЙСТВИЕ ЗАРЯДА В СРЕДЕ

Для разрушения (взрывания) горных пород и других объектов при-

меняются заряды ВВ.

Заряды различаются:

• по положению – наружный (накладной), внутренний;

• по форме – сосредоточенный (имеющий форму куба, шара, цилин-

дра или параллелепипеда, длина которого не превышает утроенную

величину его диаметра), удлиненный;

• по конструкции – сплошной, рассредоточенный (отдельные

части

разделены промежутками из воздуха, воды, породы и т. п.);

• по характеру действия – заряд камуфлета (не проявляющий видимого

действия на поверхности), заряд рыхления (вызывающий рыхление

породы), заряд выброса (вызывающий дробление и выброс породы).

В зависимости от характера проявления действия взрыва на окру-

жающую среду условно выделяются четыре зоны действия

взрыва заряда

ВВ (рис. 43): сжатия, выброса, трещиноватости (рыхления), сотрясения.

В зоне сжатия (вблизи заряда) сказываются максимальное действие

заряда на среду и, как следствие, сильное ее измельчение.

В зоне выброса порода дробится на отдельные куски и при наличии

свободного выхода на поверхность отбрасывается на некоторое рас-

стояние от места взрыва.

135

Рис. 43. Схема действия воронки взрыва: а – схема действия взрыва; б – общий

вид воронки; в – воронка взрыва нормального выброса; г – воронка взрыва усиленного

выброса; д – воронка взрыва уменьшенного выброса; е – воронка рыхления;

1 – зона сжатия; 2 – зона выброса; 3 – зона трещиноватости; 4 – зона сотрясения

В области зоны трещиноватости действие взрыва проявляется лишь

в образовании трещин и разрыхлении породы без перемещения одних

частей по отношению к другим.

В зоне сотрясения действие взрыва проявляется лишь в форме ко-

лебаний без каких-либо нарушений связи между частицами.

При производстве взрывных работ практическое значение имеют,

по существу, только

три ближайшие к центру действия взрыва сферы,

составляющие общую сферу разрушения, радиус которой называется

радиусом действия взрыва.

При взрыве одиночного заряда, расположенного от открытой по-

верхности на некоторой глубине, равной примерно радиусу сферы вы-

броса, часть среды, окружающей заряд ВВ, будет раздроблена и выбро-

шена на поверхность, образуется углубление, называемое

воронкой

взрыва (см. рис. 43). Различают следующие элементы воронки взрыва:

136

линию наименьшего сопротивления W, радиус воронки взрыва r, радиус

действия взрыва заряда R, показатель действия взрыва п.

Показатель действия взрыва есть частное от деления радиуса во-

ронки взрыва r на линию наименьшего сопротивления W, т. е. n = r/W.

Заряды ВВ, образующие воронки взрыва, называются зарядами вы-

броса.

Воронки или заряды выброса в

зависимости от величины показате-

ля действия взрыва подразделяются на следующие:

• нормального выброса при п = 1, r = W;

• усиленного выброса при п >1, r > W;

• уменьшенного выброса при п < 1, r < W;

• заряд рыхления при п ≤ 0,75.

§ 3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВЕЛИЧИНЫ ЗАРЯДА

Величина заряда определяется количеством энергии, необходимым

для разрушения и перемещения породы.

Первые расчетные формулы определения величины заряда Q (кг)

выведены на основе теории пропорциональности расходуемой энергии

взрыва объему разрушаемой породы и имеют общий вид

Q = qVf(n),

где q – удельный расход ВВ на 1 м

породы в массиве, кг; V – объем

взрываемой породы, м

; f(n) – функция показателя действия взрыва,

учитывающая изменение удельного расхода ВВ в зависимости от глу-

бины заложения заряда и угла раствора воронки взрыва.

При n = 1 объем воронки (нормального выброса)

V = πr

W/3 ≈ W

Q = qнW

где < q

– расчетный удельный расход ВВ.

В дальнейшем в качестве стандарта была принята коническая ворон-

ка, так как независимо от формы воронки будет иметь место равенство:

q = l,83q

= const.

На основе экспериментальных работ М.М. Фроловым было уста-

новлено, что формула функции показывает действие взрыва:

f(n) = А + Вп

где А + В = 1.

Таким образом,

Q = (А + Bn

)qV.

137

На основе формулы М.М. Фролова М.М. Бересковым выведено, что

функция

F(n) = 0,4 + 0,6п

а общая масса заряда выброса с учетом найденного значения f(n)

Q = (0,4 + 0,6n

)qV.

§ 4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ БОЕВИКОВ, ЗАЖИГАТЕЛЬНЫХ

И КОНТРОЛЬНЫХ ТРУБОК

При производстве взрывных работ на земной поверхности патроны-

боевики должны изготовляться на месте работ или в специально отве-

денных местах и зарядных будках, расположенных не ближе 50 м от

места взрывных работ.

В зимнее время патроны-боевики могут изготовляться в отдельном

помещении здания подготовки ВМ, которое отделяется стеной из несгорае-

мого

материала толщиной не менее 25 см от помещения подготовки ВВ.

Переноска их общей массой не более 10 кг разрешается в специ-

ально изготовленных переносных ящиках с ручками и крышкой, обитых

внутри войлоком. Боевики устанавливаются вертикально в один ряд.

При изготовлении патрона-боевика необходимо развернуть оболочку на

торце, сделать углубление, ввести детонатор на

полную длину, собрать

края оболочки в складки и завязать шпагатом вместе с ОШ, ДШ, прово-

дами электродетонатора.

При электрическом взрывании можно прокалывать торец, не разво-

рачивая оболочку, и осуществлять крепление ЭД накидыванием петли

проводов на конец патрона-боевика.

Патроны порошкообразных ВВ в мягкой оболочке до ввода в них

детонатора или

ДШ должны разминаться.

При работе в мокрых условиях необходимо применять водоустой-

чивые ОШ, ДШ. Место ввода детонатора или детонирующего шнура в

патрон ВВ изолируется.

Конец ДШ, вводимый в патрон, должен завязываться узлом или скла-

дываться не менее чем вдвое. Когда оболочка патрона сделана из бумаги или

хлопчатобумажной ткани, разрешается

обматывать ДШ вокруг боевика.

Боевики должны изготовляться точно по числу зарядов. Неиспользо-

ванные боевики должны быть уничтожены одним из применимых способов.

При взрывании зарядов в длинных шпурах (скважинах) разрешает-

ся вводить в торец патрона-боевика два однотипных электродетонатора.

Зажигательные и контрольные трубки должны изготовляться в от-

дельном помещении здания

подготовки ВМ при выполнении разовых и

эпизодических работ продолжительностью не свыше 6 месяцев. Изготов-

138

ление их разрешается в приспособленных помещениях, палатках или под

навесом. Операции по изготовлению трубок должны выполняться на сто-

лах, имеющих бортики и обитых брезентом по мягкой прокладке или рези-

ной толщиной не менее 3 мм. На столе у каждого взрывника должны нахо-

диться не более 10 капсюлей-детонаторов и необходимое количество ОШ.

При работах передвижного характера изготовление зажигательных

трубок разрешается производить под открытым небом за пределами

опасной зоны и не ближе 25 м от места хранения ВМ.

Изготовленные зажигательные трубки должны сортироваться по длине

и сворачиваться в круг, а контрольные – связываться в пачки шпагатом и

укладываться на полку шириной не менее 40 см, имеющую

бортики и рас-

положенную выше плоскости стола на 50–70 см, или в отдельном шкафу.

Контрольная трубка должна иметь отличительный знак.

От каждой бухты ОШ с обоих концов острым инструментом отре-

зается по 5 см. Допускается резать несколько ниток ОШ. При резке ОШ

на столе не должны находиться капсюли-детонаторы.

В процессе

резания ОШ его необходимо тщательно осматривать.

Участки шнура, где замечены утолщения или уточнения, нарушения це-

лостности оболочки, места смятия и другие наружные недостатки,

должны вырезаться.

Каждый капсюль-детонатор должен быть осмотрен на чистоту

внутренней поверхности гильзы. При наличии частиц они удаляются

легким постукиванием о ноготь.

Запрещается удалять соринки каким-либо

предметом и выдуванием.

§ 5. ВЫПОЛНЕНИЕ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ И ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА

БЕЗОПАСНОСТИ

Взрывные работы в горном деле всегда имеют определенное назна-

чение: выброс или сброс породы, рыхление полезного ископаемого,

дробление негабаритов, обеспечение подвигания подземных горных

выработок, образование плотин и т. д.

Взрывание зарядов в шпурах (в том числе котловых), а также взры-

вание наружных зарядов производится по паспортам (камерных, сква-

жинных – по

проектам). Взрывные работы, выполняемые непосредст-

венно в населенных пунктах, производятся только по проектам.

Паспорта утверждаются начальником или главным инженером

рудника, шахты, карьера или руководителем взрывных работ. С паспор-

том должны быть ознакомлены под расписку ИТР данного участка

(объекта), а также персонал, выполняющий буровзрывные работы.

139

Паспорта должны включать сведения о расположении, числе шпу-

ров и их глубине; величине зарядов; наименовании ВВ и средств ини-

циирования; числе серий взрываний; величине радиуса опасной зоны;

местах укрытия взрывника и рабочих; времени проветривания забоя;

постах оцепления, а также схему расположения шпуров.

Запрещается взрывникам (мастерам-взрывникам) производить

взрывные работы, если

нарушен паспорт или место взрывных работ не

подготовлено.

Перед началом взрывных работ должна быть определена и отмече-

на условными знаками граница опасной зоны.

При производстве взрывных работ на поверхности в светлое время

суток необходимо подавать звуковые сигналы, а в темное – звуковые и

световые. Способы, время подачи и назначение сигналов должны

быть

доведены до сведения всех рабочих и служащих данного предприятия, а

также населения ближайшего района выставлением щитов с описанием

сигналов и их назначения.

Допуск рабочих к месту взрыва разрешается лицом технического

надзора, ответственным за ведение взрывных работ в данной смене,

только после установления безопасности места взрыва.

Допуск к работе

может быть разрешен мастером-взрывником, если

он осуществлял взрывные работы.

Остатки ВВ должны быть сданы на склад или уничтожены.

Число подготовленных к взрыванию зарядов на отдельных участ-

ках должно быть таким, какое будет взорвано за один прием. Взрывание

зарядов производится сразу после подготовки или согласно графику ор-

ганизации работ.

Перед заряжанием шпур должен быть тщательно очищен; произво-

дится проверка соответствия длины, диаметра и направления шпуров

паспорту.

Запрещается размещать в заряде капсюли-детонаторы россыпью

или в коробках.

Патрон-боевик должен быть расположен первым от устья шпура.

Электродетонатор необходимо помещать в торцовой части патрона-

боевика, обращенной к устью. Дно гильзы ЭД

при этом должно быть

направлено ко дну шпура. Допускается расположение патрона-боевика

первым от дна шпура (обратное инициирование), при этом дно гильзы

ЭД должно быть направлено к устью шпура.

Возможность обратного инициирования при огневом взрывании

устанавливается руководителем предприятия по согласованию с мест-

ными органами госгортехнадзора.

140

Запрещается опускание боевиков на огнепроводном шнуре зажига-

тельных трубок, на проводах электродетонаторов или детонирующем

шнуре. Это не распространяется на шпуры глубиной до 2 м.

Запрещаются обматывание патронов-боевиков огнепроводным

шнуром, завязывания и изломы огнепроводного шнура (ОШ).

При рассредоточенных зарядах в каждой части заряда может быть

помещен только один патрон-боевик. Боевики

должны вводиться в за-

ряды осторожно, без толчков. При заряжании запрещается уплотнять

боевики, а также проталкивать их даже легкими ударами забойника.

Запрещается выдергивать или тянуть ОШ или ДШ и провода ЭД,

введенные в боевики или заряды.

Запрещается свертывать в кольцо выведенные из зарядов концы

ОШ или ДШ, применять в

качестве забойки кусковатый горючий мате-

риал, торф.

Забойка должна производиться с максимальной осторожностью.

Запрещается уплотнять или бросать на боевик часть забойки, непосред-

ственно соприкасающуюся с зарядом. Допустимость взрывания без за-

бойки на открытых работах устанавливается главным инженером пред-

приятия с учетом радиуса опасной зоны.

На поверхности запрещается производить взрывные работы

в гро-

зу, в темное время суток без достаточного освещения рабочего места и

опасной зоны. При сильном тумане необходимы дополнительные меры

безопасности (усиление охраны, дополнительная связь и т. п.).

При обнаружении отказа (или при подозрении на него) на открытых

работах взрывник должен немедленно выставить отличительный знак у

невзорвавшегося заряда и

уведомить об этом руководителя взрывных ра-

бот или заменяющее его лицо сменного технического надзора. Отказы

должны ликвидироваться по указанию руководителя взрывных работ,

начальника участка или лица сменного надзора. В местах отказов запре-

щаются какие-либо работы, не связанные с их ликвидацией.

Контрольные вопросы

1. Методы зарядов ВВ: накладные, шпуровые, скважинные, котловые.

2. Действие заряда ВВ в среде.

3. Определение величины заряда ВВ.

4. Технология изготовления патронов-боевиков, зажигательных и кон-

трольных трубок.

5. Основные правила безопасности при взрывных работах.