Расчет параметров взрывных работ для забоев с одной открытой поверхностью

Порядок расчета рассмотрим для забоев полевых выработок, т. е. для забоев с однородными породами. С учетом горно-геологических условий (коэффициента крепости пород, их обводненности, наличия метана и угольной пыли), в которых проводится выработка, определяюют взрывчатое вещество и средства инициирования. Расчетным путем на основании результатов опыта или по таблицам (например, по табл. 8.1) находят длину заходки и КИШ. Длину заходки, м, можно установить по организационным факторам, исходя из нормативной (заданной) скорости v _м , м/мес, проведения горной выработки по следующей формуле

, (8.4)

где Т _ц – продолжительность проходческого цикла (кратна продолжительности смены, равной 6 ч);

n _дн – количество рабочих дней проходческой бригады в месяц (принимается 25 дней и для стволов – 30);

Т _сут – количество часов работы звеньев проходческой бригады в сутки (принимается 24 ч).

Таблица 8.1. Рекомендуемые значения l _зах и КИШ

Выработки	f	l зах, м	КИШ
Стволы шахтные (S вч = 20…50 м2)	12…3	2,5…3,5	0,80…0,90
Горизонтальные и наклонные выработки (S вч = 4…20 м2)	12…3	1,5…3,0	0,80…0,90
20…6	1,2…2,0	0,80…0,85

Длина заходки должна быть кратной (по возможности) шагу установки крепи (в стволах – высоте передвижной опалубки).

Определяют глубину шпуров

l _ш = l _зах / η, (8.5)

где η – КИШ.

Объем породы, разрушаемый за одно взрывание

, (8.6)

где S _вч – площадь поперечного сечения выработки вчерне, м².

Удельный расход ВВ, т. е. количество ВВ, необходимое для дробления 1 м³ породы и выброса ее за пределы воронки взрыва, кг/м³, можно подсчитать по формулам Протодьяконова и Покровского.

Формула М.М. Протодьяконова имеет вид

, (8.7)

где f – коэффициент крепости породы;

е ^-1 = 525 / Р _ВВ – коэффициент, учитывающий работоспособность ВВ;

Р _ВВ – работоспособность ВВ, принятого для ведения взрывных работ, см³;

525 см³ – работоспособность 93%-ного динамита, принятого М.М. Протодьяконовым за эталонное ВВ;

k – коэффициент увеличения расхода ВВ для более мелкого дробления породы (при погрузке породы тяжелыми погрузочными машинами 1-ППН-5 следует принимать k = 1…1,1, а при погрузке более легкими машинами или машинами типа нагребающие лапы – k = 1,2…1,3).

Формула (8.7) дает удовлетворительные результаты в довольно широких пределах крепости пород при площади забоев от 3 до 15 м², но при длине шпуров не более 0,6 В, где В – ширина, м, выработки по низу.

Формула Н.М. Покровского имеет вид:

, (8.8)

где - удельный нормативный расход ВВ;

s – коэффициент текстуры породы (при вязких упругих S =2; с мелкой трещиноватостью S =1,4; со сланцевым залеганием и с напластованием, перпендикулярным направлению шпура S =1,3);

V – коэффициент зажима пород,

, (8.9)

е = 380 / Р _ВВ – коэффициент, учитывающий работоспособность ВВ;

380 см³ – работоспособность 62%-ного динамита, принятого Н.М. Покровским за эталонное ВВ.

Удельные расходы ВВ, полученные при подсчетах по формулам Протодьяконова и Покровского несколько отличаются один от другого. Их следует сравнить с нормативными (табличными) данными (табл. 8.2) и принимать для дальнейших расчетов ближайшее к табличным значениям расчетное. При отсутствии табличных данных – значение, полученное по более универсальной формуле (8.8) Покровского, или среднее из двух полученных.

Определяют расход ВВ, кг, на заходку

, (8.10)

и рассчитывают количество шпуров на забой

. (8.11)

Полученное значение округляют до целого и увязывают с технологией бурения. Находят:

массу шпуровых зарядов

q _ш.р = Q _зах / N. (8.12)

и количество патронов ВВ в шпуре

n _п = q _ш.р / q _п , (8.13)

где q_п – масса одного патрона ВВ, кг.

Довольно часто при делении расчетной массы шпурового заряда на массу патрона получается не целое количество патронов ВВ в шпуре. В связи с тем, что резать патроны ВВ при заряжании шпуров не разрешается, необходимо округлять найденное значение до целого количества, а затем уточнять массу шпурового заряда:

. (8.14)

Если q _ш.ут отличается от q _ш.р более чем на 5%, то следует скорректировать количество шпуров, сохранив расчетный расход ВВ на заходку, т. е.

N _ут = Q _зах / q _ш.ут . (8.15)

Уточняют расход ВВ, кг, на заходку

(8.16)

и определяют длину забойки, м

, (8.17)

где l _n – длина одного патрона ВВ, м.

При этом в соответствии с “Едиными правилами безопасности при взрывных работах” должно соблюдаться условие: м. Если оно не выдерживается, то надо увеличить длину шпуров, оставив прежний заряд в шпурах, либо увеличить количество шпуров и распределить ВВ на все шпуры.

Выбирают тип взрывного вруба в соответствии с крепостью породы, ее текстурой, размерами и конфигурацией забоя, длиной заходки, наличием выделения метана и взрывчатой угольной пыли (см. гл. 9). Составляют схему расположения шпуров в забое (см. § 8.6). Составляют и уточняют путем проведения не менее трех опытных взрываний паспорт БВР. Если КИШ постоянно меньше нормативного, то изменяют взрывной вруб или уменьшают глубину шпуров.

Расчет параметров для забоев пластовых выработок с одной открытой поверхностью, т. е. проводимых с совместной выемкой угля и породы, осуществляют по этой же схеме, учитывая следующее:

отдельно рассчитывают q и все другие параметры для угольного пласта, верхней и нижней породной подрывки;

при определении параметра q за S _вч принимают общую площадь сечения выработки, а не площадь угольного забоя или породных подрывок;

за коэффициент f принимают крепость той части горного массива, для которой выполнятся расчет (угля, пород верхней и нижней подрывок).