Волков Б.А. 5 страница

Доставка ВМ в транспортных машинах на пункт снаряжения зарядных машин

Комплекс для приготовления игданита

Снаряжение зарядных машин

Снаряжение зарядных машин

Осушение скважин

Заряжание скважин

Забойка скважин

Комплексы машин и оборудования для механизации работ:

на складах ВМ – вилочные погрузчики во взрывобезопасном исполнении для разгрузки и погрузки ВВ в мягких контейнерах грузоподъемностью 1 т, пакетов из мешков с ВВ на потдонах (25-30 шт);

на пунктах подготовки и изготавленияВВ (стационарные или передвижные) – устройства для рстаривания ВВ; устройства для подготовки ВВ к загрузке зарядных машин; загрузочные или смесительно-загрузочные устройства для загрузки зарядных машин исходными компонентами или готовыми ВВ;

для заряжания скважин – транспортно-зарядные машины, предназначенные для транспортирования и заряжания готовых ВВ; смесительно-зарядные машины, предназначенные как для транспортирования, так и для изготовления ВВ (игданита, ГЛТ-20, ифзанитов), некоторые из этих машин могут работать с готовыми ВВ заводского изготавления.

для забойки скважин – автономные машины с устройствами для загрузки забойки в бункер машины; неавтономные – без таких устройств;

для осушения скважин перед заряжанием – машины, выполняющие осушение с помощью сжатого воздуха и с помощью погружных насосов.

12. Проведение подземных горных выработок

12.1. Взрывные работы при проведении и выработок

различного сечения и назначения.

Для проведения подземных горных выработок составляются паспорта буровзрывных работ, которыми регламентируется вся технология взрывных работ и работ по бурению шпуров. Паспорта составляются на основании результатов не менее трех опытных взрываний и утверждаются руководителем предприятия, которое ведет взрывные работы. В них указываются: характеристика горной выработки и горных пород; способ взрывания; тип и способ заряжания; схема расположения шпуров в забое, число, глубина и диаметр шпуров; масса и конструкция зарядов и боевиков; средства инициирования и последовательность взрывания зарядов; материал забойки и ее длина; длины зажигательных трубок и контрольного отрезка огнепроводного шнура; схема монтажа электровзрывной (взрывной) сети с указанием ее длины (сопротивлении); источник электрического тока (при электрическом взрывании); величина радиуса опасной зоны; места укрытия взрывника и рабочих во время проведения взрывных работ; расстановка постов охраны или расположение предупреждающих и запрещающих знаков на границе опасной зоны; время проветривания.

При проведении подземных горных выработок буровзрывным способом выполняется комплекс периодически повторяющихся проходческих операций, составляющих проходческий цикл.

Важнейшими из этих работ являются буровзрывные работы. Взрывание шпуровых зарядов проводят в следующих целях: создания за счет взрыва первых зарядов дополнительной обнаженной поверхности для обеспечения наиболее благоприятных условий для эффективной работы разрушительного воздействия на породу других зарядов; разрушения породы до определенной степени кусковатости; обеспечения компактности развала породы и условий для эффективной работы погрузочного оборудования; исключения повреждений крепи и оборудования; образования сечения выработки, по форме и размерам в соответствии с проектом; обеспечения хорошего подвигания забоя в каждом цикле; исключение нарушений массива горных пород за пределами контура выработки.

Для достижения указанных результатов заряды ВВ размещают в шпурах различного назначения, образующих шпуровой комплект. Он состоит из шпуров врубовых, отбойных и оконтуривающих. Именно заряды врубовых шпуров формируют врубовую полость, т.е. дополнительную обнаженную поверхность и создают благоприятные условия для зарядов в других шпурах. Задача отбойных шпуров заключается в расширении врубовой полости и создании условий для эффективной работы оконтуривающих шпуров. Заряды оконтуривающих шпуров разрушают породу, оставшуюся после взрыва зарядов отбойных шпуров и формируют проектную форму и размеры поперечного сечения выработки.

Шпуровой комплект характеризуется схемой размещения шпуров в забое, типом вруба, числом шпуров в целом и по группам шпуров, глубиной и длиной шпуров, диаметром, углами наклона шпуров, расстоянием между шпурами.

Под типом вруба понимается характер размещения врубовых шпуров в породном массиве. Применяются наклонные, прямые и комбинированные врубы. Наклонные врубы образуют шпурами, пробуренными под углом 55 – 75^о к плоскости забоя, прямые – под углом 90^о.

Из наклонных врубов для горизонтальных и наклонных выработок наиболее широкое применение имеют клиновые врубы (вертикально-клиновой, горизонтально-клиновой, двойной и тройной клиновые врубы), пирамидальный вруб, верхний и нижний врубы, боковой (левый и правый) врубы.

Вертикально-клиновой вруб состоит из 4 – 8 шпуров, попарно расположенных по двум вертикальным линиям (рис.12.1, а) и образующим в пространстве клин. В массиве пород забои шпуров в каждой паре расположены на расстоянии 0,2 м. Наиболее подходящие условия его применения - породы некрепкие и породы средней крепости, с крутым падением трещин или напластованием.

а) ·--- ---· б) · · в)

·--- ---· · ·

·--- ---·

г) д)

ж) е) з)

Рис. 12.1. Наклонные врубы

а – вертикально-клиновой; б – горизонтально-клиновой; в – пирамидальный; г – верхний; д – нижний; е – боковой правый; ж – боковой левый; з – двойной клиновой;

Горизонтально-клиновой вруб (рис.12.1, б) применяется при горизонтальном или пологом падении пластов или трещин. Недостатком горизонтально-клиновых врубов является невозможность обеспечить подвигание забоя за цикл в крепких породах более 1,5 м, поскольку эти врубы не могут обеспечить необходимую глубину врубовой полости в этих породах. Этот недостаток может быть устранен если использовать в крепких породах двойной (рис.12.1.з) или иногда тройной (рис.12.1,и) клиновые врубы.

Пирамидальный вруб (рис.12.1, в) состоит из 3 – 6 шпуров глубиной до 2,5 м, угол наклона шпуров к забою составляет 65 – 75 градусов. Применяется по монолитным породам различной крепости и характеризуется большим разбросом породы, поэтому применяется в основном при проходке стволов шахт.

Верхний (рис.12.1, г) и нижний (рис.12.1, д), боковой правы (рис.12.1, е) и левый (рис.12.1, ж) применяют при таком четко выраженном направлении слоистости, чтобы пересечение границ между поастами было возможно под углами, близкими к прямому. Шпуры образуют односторонний клин соответственно у кровли, почвы и одного из боков выработки.

К прямым врубам относятся призматический, щелевой, спиральный, со взрывной запрессовкой зарядов, с очищающими взрывную полость зарядами, с компенсационными полостями и др.

а) ° ° б) ° ° в) °

° ° ° ° °

°

г) д) ° ° е) ° °

° ° °

° ° ° °

Рис.12.2. Прямые врубы

а – призматический; б – призматический с очищающим зарядом; в – щелевой с очищающим зарядом; г – спиральный; д – шагающий; е – с запрессованным зарядом;

Призматический вруб (рис.12.2, а) применяется в выработках любого сечения по породам средней крепости и крепким. Шпуры вруба длиной 2,5 – 4 м располагают на расстоянии 0,1 – 0,2 м друг от друга с учетом крепости пород. Они образуют во взрываемой породе трехгранную или многогранную призму.

В породах склонных к запрессовке, целесообразно применение призматического вруба с очищаемым зарядом небольшой мощности (рис.12.2б). Его размещают в центральном шпуре, который глубже остальных шпуров на 0,2 – 0,3 м, а взрывают с замедлением 20 – 50 мс.

Щелевой вруб (рис.12.2, в) образуют шпуры, располагаемые на одной вертикальной линии, на расстоянии 0,1 – 0,2 м друг от друга. Применяется в тех же породах, что и призматический вруб.

В спиральных врубах (рис.12.2, г) шпуры располагают в плоскости забоя на все увеличивающемся расстоянии друг от друга как бы по спирали. Целесообразно первый шпур оставлять холостым, а первый взрываемый заряд располагать на небольшом расстоянии от холостого. Заряды взрывают с замедлением, постепенно увеличивая объем врубовой полсти. Такой вруб применяют в выработках любого сечения по породам средней крепости и крепким независимо от особенностей строения и свойств породы.

В шагающем врубе (рис.12.2, д) один шпур бурится в два раза глубже остальных. Взрыв этого заряда образует врубовую полость и для следующего цикла проходки.

Во врубах с запрессовочными зарядами (рис.12.2, е), размещаемыми в коротких шпурах, эти заряды взрываются первыми и запрессовывают участок забойки, увеличивая эффективность работы основных врубовых зарядов. Применяется в породах склонных к запрессовке.

Врубы с компенсационными полостями (рис.12.2, ж, з, и) включают один или несколько шпуров увеличенного диаметра или скважин, которые не заряжаются. Врубы с компенсационными полостями применяются в породах средних и крепких и обеспечивают подвигание забоя в цикле до 6 м.

12.3. Тип ВВ, глубина, диаметр, число и схема

размещения шпуров в забое

Тип ВВ необходимо выбирать в соответствии с горнотехническими условиями проходки выработки, руководствуясь рекомендациями, приведенными в разделе 5.

Глубина и длина для шпуров, пробуренных перпендикулярно плоскости забоя, совпадают. Для наклонных шпуров под глубиной понимают проекцию оси шпура на ось выработки. Для наклонных шпуров (во врубе, для оконтуривающих шпуров или, реже, для вспомогательных шпуров) длину шпура l можно выразить через глубину l_шп и угол α наклона шпура к плоскости забоя:

l = l_шп / sinα

Шпуровой комплект характеризуется средней глубиной шпуров. Она принимается в зависимости от размеров сечения, свойств пород, необходимых темпов проходки выработки, возможностей применения бурового оборудования. Нормальная средняя глубина шпуров лежит в пределах 1,5 – 2,5 м. Шпуры глубиной менее 1,5 м называются неглубокими (мелкими), а шпуры глубиной более 2,5 м – глубокими.

Глубина шпуров, м, с учетом требуемых темпов проходки выработки можно рассчитать по формуле

l_шп = L / (n m k η),

где L – проектная длина выработки, м; n – число рабочих дней в месяце (принимается в соответствии с режимом работы предприятия – с одним или двумя выходными днями в неделю или без общих выходных дней, т.е. с непрерывным режимом работы); m – число рабочих смен в сутки (принимается равным 1…4 – при шестичасовом рабочем дне и 1…3 – при семичасовом); k – число проходческих циклов за смену; η – коэффициент использования шпуров.

Под коэффициентом использования шпуров понимают отношение подвигания забоя в каждом цикле l_ц к средней глубине шпуров:

η = l_ц / l_шп

Значения η лежит в пределах от 0,75 для трудновзрываемых и до 0,95 для легковзрываемых горных пород.

Глубину врубовых шпуров как правило задают на 20 – 30 см больше глубины основного комплекта шпуров с соответствующим увеличением заряда.

Диаметр шпуров принимают прежде всего с учетом диаметра патронов ВВ. Разность между диаметром патрона ВВ и шпура должна быть минимальной и составляет обычно 4 – 7 мм.

Число шпуров в забое N следует определять по формуле, рекомендованной Строительными нормами и правилами (СНиПами):

N = 1,27 q S / d² ρ_вв k_з,

где q – удельный расход ВВ, кг/м³; S – проектная площадь поперечного сечения выработки, м²; d – диаметр патронов или диаметр шпура (при использовании гранулированных ВВ), м; ρ_вв – плотность ВВ в патроне или в заряде гранулированного ВВ, кг/м³; k_з – коэффициент заполнения шпуров.

Рассчитанное таким образом количество шпуров необходимо распределить на врубовые, вспомогательные и оконтуривающие. Число врубовых шпуров определяется типом вруба, его конструкцией и размерами выработки.

В клиновых врубах общее число шпуров можно разбить на группы используя соотношение

n_вр: n_от: n_ок = 1: 2: 3

где n_вр, n_от, n_ок – число врубовых, отбойных и оконтуривающих шпуров соответственно.

13. Специальные виды взрывных работ

13.1. Взрывные работы в гидротехническом

и дорожном строительстве

В гидротехническом строительстве плотины, дамбы, перемычки можно возводить при помощи энергии взрыва, используемой для перемещения породы в заданном направлении заданные проектные контуры сооружения.

Для перекрытия водотока заряды ВВ могут располагаться как на одном, так на обоих берегах. Наиболее эффективно строительство плотин и перемычек взрывным способом в ущельях с крутыми водонепроницаемыми склонами и основанием. Взрываемые породы должны быть устойчивыми в отношении размыва и растворения их водой.

Для строительства плотин и перемычек обычно применяют камерные заряды ВВ.

Глубина заложения камерных зарядов выбирается в зависимости от требуемого объема плотины или перемычки, необходимой дальности броска породы, значения показателя действия взрыва и расположения зарядов по отношению к проектному гребню плотины.

Взрывные работы в дорожном строительстве выполняются для посадки на твердое дно шоссейных и ж/д дорог при пересечении дорогами торфяных болот. При этом взрывные работы должны решать следующие задачи.

Разрушение или удаление плотного верхнего слоя болота до отсыпки насыпи для обеспечения свободного ее погружения сквозь неустойчивую среду. Это выполняется путем взрывания зарядов, рассчитанных на выброс и расположенных в покрове болот.

Полное выжимание неустойчивой среды из под насыпи путем

взрывания зарядов, расположенных между насыпью и твердым дном. Работа этих зарядов направлена на разжижение и выбрасывание неустойчивой среды из-под насыпи, а также подъем насыпи, обеспечивающий при обратном ее падении динамический удар, необходимый для выжимания из-под насыпи остатков разжиженного торфа.

Опускание откосов насыпи на твердое дно болота путем взрывания под ними зарядов рыхления.

Взрывные работы на стройплощадках производятся производятся в основном при дроблении фундаментов. Для дробления фундаментов заряды, как правило, располагают в шпурах. При разрушении фундаментов сразу на всю высоту, глубина шпуров принимается меньшего высоты на 4-5 диаметров заряда.

Величина заряда в шпуре для дробления фундамента определяется по формуле:

__

Q = q W ÖW, кг

где q - расчетный удельный расход ВВ, кг/м³; W – расстояние от оси шпура до края фундамента, м

При W > 1 м величину заряда Q определяют по формуле Q = K W³ при условии, что К в зависимости от материала фундамента принимается:

Кирпич, бетон без арматуры и бут ……………….0,3 – 0,5 кг/м³

Железобетон………………………………………..0,4 – 0,6 кг/м³

Величина W принимается в пределах (0,5 – 0,7) l_шп, где l_шп – глубина шпура,м.

13.2. Обрушение неустойчивых массивов

Под неустойчивыми понимают нависающие скальные массивы в бортах крутых склонов, подсеченные трещинами бортового отпора, тектоническими или трещинами напластования, при определенных условиях способные к самообрушению. К неустойчивым относя также камни, нависшие над ущельем.

Обрушение неустойчивых массивов производится путем подрезки его сверху вниз щелью образованной контурным взрыванием и путем подбоя понизу. Если массив имеет большую мощность и сложен крупноблочными породами, кроме подрезки и подбоя производится также его дробление зарядами ВВ в скважинах, пробуренных сверху или (при большой мощности массива) из буровых подземных выработок.

При обрушении неустойчивых массивов бурильщики и взрывники должны работать в местах возможных камнепадов – под навесными полками, они должны быть обучены приемам скалолазания, работы со страховочными веревками.

13.3. Взрывные работы в лесном и сельском хозяйстве

Такие работы производятся в основном для валки деревьев и корчевке пней при расчистке площадки под строительство.

При валке деревьев взрывным способом применяют заряды,

расположенные в шпурах, подкопах или наружные заряды, плотно прикладываемые а к взрываемому дереву. Существует два способа валки деревьев взрывным способом:

- с оставлением пня на месте;

- вместе с корнем.

Величина наружного заряда для перебивания ствола деревьев определяется по формуле:

Q = q D²,

где q – удельный расход ВВ, г/см²; принимается для твердых и вязких пород

(дуб, бук и т.д.) 1,25 – 1,5 г/см², для остальных пород 1 г/см²; D - диаметр дерева, см.

Наружный заряд изготавливают в виде пакета плоской формы толщиной не менее 2-2,5 см и плотно привязывают к предварительно затесанному стволу дерева.

При перебивания древесных стволов шпуровыми зарядами шпуры выбуривают механическими сверлами. Масса заряда в шпуре определяется по формуле:

Q = 0,2 D², г

При валке деревьев вместе с корнем заряд ВВ помещают в подкопку.

Масса заряда ВВ при этом рассчитывается по формуле

Q = q_д D, г

где q_д - удельный расход ВВ на 1 см диаметра ствола дерева;

На корчевку пней составляют паспорт буровзрывных работ. В нем даются схемы расположения и величины зарядов. Если корчевка ведется вблизи зданий и сооружений, на нее составляют проект.

Массу заряда определяют по формуле

Q = q_п d, г

где d - диаметр пня, мм; q_п – удельный расход ВВ в граммах на 1 см диаметра пня.

13.4. Обработка и дробление металла взрывом

Взрывной способ дробления металлических изделий применяют для разделки крупных металлических конструкций на более мелкие части, удобные для перемещения.

Перебивание металла взрывом разрешается производить на специально

Оборудованных площадках (бронеямах) или на полигонах, а также на месте их первоначального нахождения.