Масаев Ю.А., Першин В.В. Технология и безопасность взрывных работ в практических задачах

Подождите немного. Документ загружается.

181

ружности диаметром 1,5–2,5 м. Их бурят под углом 60–80Ç к

плоскости забоя. В центре забоя ствола следует отбурить шпур

глубиной 0,7–1,2 м, который или заряжают уменьшенным за-

рядом или не заряжают вообще. Он служит ориентиром для

разметки шпуров, в него устанавливается шаблон при разметке,

а его заряд способствует дроблению породы в верхней части

вруба и уменьшает высоту выброса породы при взрывании заря-

дов врубовых шпуров.

В крепких породах врубовые шпуры располагают по двум

окружностям – двойной конусный вруб. Шпуры внутренней

окружности бурят под углом 55–65Ç глубиной в два раза мень-

шей, чем врубовые шпуры второй окружности.

Сосредоточенное расположение заряда конусного вруба

способствует лучшему разрушению и выбросу породы из ворон-

ки взрыва. Однако бурить наклонные шпуры труднее, особенно

бурильными установками.

Клиновой вруб применяют при крутом падении пластов

породы. Вруб образуется взрыванием от 3 до 6 пар шпуров, на-

клоненных один к другому. Шпуры располагают по двум (оди-

нарный) или четырем (двойной) рядам на расстоянии 1,5–2 м, в

каждом из которых им придают наклон к оси ствола (под углом

70–80Ç), направленной по простиранию пластов. Такое распо-

ложение врубовых шпуров способствует лучшему формирова-

нию воронки при соответствующем залегании породы и увели-

чивает КИШ.

182

Цилиндрический вруб применяют в слабых и средней кре-

пости породах. Шпуры располагают вертикально по одной или

двум окружностям диаметром 1,5–2,5 м. Для улучшения усло-

вий взрывания в центре бурят один укороченный шпур, который

не заряжают. Он облегчает разрушение породного целика, окон-

туренного врубовыми шпурами. Врубовые шпуры по двум ок-

ружностям бурят преимущественно в породах средней крепо-

сти. Глубина шпуров на внутренней окружности и их заряд

примерно в два раза меньше, чем на внешней.

При цилиндрическом врубе облегчаются условия разметки и

бурения шпуров, уменьшается время на вспомогательные опера-

ции (регулирование угла наклона шпуров), уменьшается разлет

породы, но несколько увеличивается расход ВВ. В соответст-

вующих горно-геологических условиях цилиндрические врубы

получили широкое распространение.

В настоящее время на проходке стволов широкое распро-

странение получили прямые цилиндрические врубы, благодаря

которым при механизированном бурении шпуров увеличивается

скорость бурения и происходит меньший разлет кусков породы

при взрыве.

При проходке стволов по очень крепким породам применя-

ют конусные врубы, а при крутом залегании пластов – клино-

вые.

Отбойные шпуры. Отбойные (вспомогательные) шпуры

предназначены для разрушения до определенной фракции ос-

183

новной массы породы. В зависимости от диаметра ствола и

диаметра патронов ВВ их располагают по одной-четырем ок-

ружностям вертикально или наклонно.

Число окружностей расположения отбойных шпуров опреде-

лится как





СDD

врвч

где С – расстояние устьев оконтуривающих шпуров от пород-

ной стенки ствола; W – расстояние между окружностями окон-

туривающих и отбойных шпуров (линия наименьшего сопро-

тивления – ЛНС), м; D

вч

– диаметр ствола вчерне, м; D

вр

– диа-

метр окружности врубовых шпуров, м.

Диаметр окружности расположения оконтуривающих

шпуров определится как

СDD 2

вчок





Диаметры окружностей отбойных шпуров будут равны (м):

• при размещении комплекта шпуров по трем окружностям,

когда отбойные шпуры располагают по одной окружности:

184

врок

вротб





•

при размещении отбойных шпуров по двум окружностям:

врок

вротб





;

врок

вротб





•

при размещении отбойных шпуров по трем окружностям:

врок

вротб





;

врок

вротб





;

врок

вротб

'''





где

отб

'''

отб

– соответственно диаметры первой, второй

и третьей окружностей расположения отбойных шпуров, м.

После уточнения схемы расположения шпуров произво-

дится проверка правильности расположения шпуров в забое

ствола. Для этой цели определяются величина линии наимень-

шего сопротивления и расстояния между шпурами по формулам

185





оз

6030 RW





;



где (30Î60) – эмпирический коэффициент, который принимает-

ся в зависимости от прочностных свойств горных пород – чем

порода слабее, тем больше коэффициент; R

оз

– радиус одиночно-

го заряда; т – коэффициент сближения шпуров, равный 0,9–1,2

– чем меньше коэффициент крепости пород, тем больше т.

Фактические значения ЛНС и расстояния между шпурами

должны быть меньше, чем определенные по формулам.

Оконтуривающие шпуры. Оконтуривающие шпуры пред-

назначены для придания стволу проектной формы и размеров

поперечного сечения. Их располагают по внешней окружности

на расстоянии С, равном 150–250 мм от породной стенки ство-

ла, с наклоном к внешнему контуру ствола. Расстояние С и угол

наклона оконтуривающих шпуров устанавливают в зависимо-

сти от типа бурового оборудования, расстояния от забоя до

постоянной крепи или опалубки, крепости породы. Эти значе-

ния определяют экспериментально с расчетом обеспечения ми-

нимальных переборов и наиболее ровного породного контура.

Причем следует учитывать возможность применения контурно-

го взрывания.

Основными параметрами контурного взрывания являются

максимальное приближение оконтуривающих шпуров к про-

ектному контуру и бурение их под минимальным углом к борту

186

выработки. В идеальном случае оконтуривающие шпуры долж-

ны буриться по проектному контуру ствола параллельно его бо-

кам.

Однако характеристики современных бурильных машин

таковы, что при бурении оконтуривающих шпуров неизбежны

выход забоев шпуров за проектный контур выработки и отсту-

пление устьев шпуров от линии проектного контура на величи-

ну размера корпуса бурильной головки от оси штанги.

В породах с f < 10 оконтуривающие шпуры бурят так,

чтобы их забой располагался на проектном контуре ствола. В

породах с f > 10 забой шпуров должен выходить за проектный

контур на 100–150 мм.

С практической точки зрения рекомендуется принимать

одинаковое количество и единое расположение шпуров, разра-

батывая паспорт БВР для преобладающих и более крепких по-

род, а удельный заряд регулировать изменением коэффициента

заполнения шпуров. Кроме того, при применении бурильных

установок типа СМБУ-4М, УБС, исходя из их конструктивных

особенностей, рекомендуется рассчитанное количество врубо-

вых, отбойных и оконтуривающих шпуров в забое ствола прини-

мать кратным трем.

Соотношение между диаметрами окружностей, числом

окружностей и числом шпуров в окружностях можно принять по

табл. 5.16.

187

Таблица 5.16

Отношение диаметра окруж-

ности к диаметру ствола вчер-

не при числе окружностей

Соотношение числа

шпуров по окружности

при количестве окруж-

ностей

Тип

шпуров

3 4 5 3 4 5

Врубовые (0,3–

0,35)D

вч

(0,25–

0,3)D

вч

(0,2–

0,25)D

вч

1 1 1

Отбойные по окружностям:

(0,6–

0,65)D

вч

0,5D

вч

0,45D

вч

2–2,5 2–2,5 2

–

(0,7–

0,75)D

вч

(0,6–

0,7)D

вч

– 3–3,5 2,5–3

III

–

(0,7–

0,8)D

вч

– – 3,5–4

Оконтури-

вающие

0,95D

вч

0,95D

вч

0,95D

вч

3–3,5 4–4,5 4,5–5

Определение фактического расхода ВВ. Расчетное количе-

ство ВВ на взрыв определяется по формуле



где q – принятый удельный расход ВВ, кг/м

; V – объем обурен-

ной породы, м

Величины зарядов отбойных и вспомогательных шпуров

принимают равными расчетной величине заряда (кг):

q  .

188

В породах с пределом прочности на сжатие менее 100 МПа

величину заряда оконтуривающих шпуров уменьшают на 10–

15 %.

Врубовые шпуры заряжают зарядами на 15–25 % больше

расчетного. Окончательную массу всех шпуров уточняют с рас-

четом размещения в каждом шпуре целого числа патронов.

Фактический расход ВВ на цикл (кг) определится

ококотботбврврф

qnqnqnQ





где

вр

отб

n ,

ок

n – соответственно число врубовых, отбойных и

оконтуривающих шпуров;

вр

отб

q ,

ок

q – масса зарядов соответ-

ственно врубовых, отбойных и оконтуривающих шпуров, кг.

После этого определяют расход ВВ на 1 м продвижения

ствола (

мпог.1

) и расход ВВ на 1 м

взорванной горной массы

(

м1

q ):

зах

мпог.

q 

, кг/м;

зах



, кг/м

По рассчитанным параметрам БВР составляют паспорт.

189

3. Методика выполнения работ

Каждому звену выдаются необходимые данные по прово-

димому стволу, стратиграфическая колонка пересекаемых пород

и скорость, с которой необходимо проходить ствол, либо высота

опалубки.

Работы выполняются каждым студентом самостоятельно в

следующем порядке:

1. Записываются данные по сооружаемому стволу.

2. Выбираются взрывчатые вещества, диаметр патронов ВВ

и средства инициирования.

3. Определяется удельный заряд ВВ.

4. Определяется количество шпуров на забой.

5. Определяется глубина шпуров и тип вруба.

6. Производится распределение шпуров на врубовые, от-

бойные и оконтуривающие с определением количества

окружностей и расстояния между ними.

7. Определяется масса заряда ВВ общая и по шпурам.

8. Составляется паспорт буровзрывных работ.

9. Разрабатываются мероприятия по технике безопасности.

190

Вопросы для самоконтроля

1. Каким документом является паспорт буровзрывных работ?

2. Что помещается на каждой странице паспорта БВР?

3. Какой порядок разработки и оформления паспорта БВР?

4. На основании чего определяется глубина шпуров?

5. Какие схемы врубовых шпуров применяют при проходке ство-

лов?

6. Что служит основанием для выбора схемы расположения шпу-

ров в забое ствола?

7. На чем основывается выбор схемы расположения отбойных и

оконтуривающих шпуров в забое ствола?

8. Чем отличаются правила производства взрывных работ в вер-

тикальных стволах от горизонтальных горных выработок?

9. Почему для вертикальных стволов рекомендуется разрабаты-

вать два паспорта БВР?

10. Как монтируется взрывная сеть в вертикальных стволах?

11. Какой источник тока для электрического взрывания приме-

няют при проходке стволов?

12. Где готовят патроны-боевики и откуда подается импульс тока

при производстве взрывных работ в стволах?

13. Что необходимо осуществить в забое ствола перед взрывом,

если он проходится в шахте опасной по газу и пыли?

14. Что необходимо выполнять, если забой ствола приближается

к угольному пласту?

15. Какие взрывчатые вещества и когда можно применять при

проходке вертикальных стволов?