Параметры взрывных скважин и конструкции зарядов

К основным параметрам скважин относятся (рис. 3.15):

• глубина;
• диаметр;
• угол наклона.

От этих параметров, а также от типа и плотности ВВ, размера сетки скважин на уступе и порядка взрывания зависит:

• масса заряда;
• вместимость 1 м скважины;
• выход взорванной породы с 1 м скважины;
• конструкция заряда.

Рисунок 3.15 - Параметры скважинного заряда

Глубина скважины L_c (м) определяется:

• высотой взрываемого уступа H_у;
• углом наклона скважины к горизонту β;
• величиной перебура скважины l_п ниже отметки подошвы уступа.

Все эти величины связаны формулой:

.

3.14

По величине угла β различают скважины:

• горизонтальные;
• наклонные;
• вертикальные.

В настоящее время в основном применяются вертикальные скважины.

Горизонтальные скважины(β = 0) не нашли пока распространения на карьерах и используются в частных случаях. Наклонные скважины бурят под углом 60^o< β < 85^o. При β = 60^o весьма затрудняется ручное заряжание скважин россыпными ВВ.

При взрывании наклонных скважинных зарядов, когда β = α (α - угол откоса уступа):

• сопротивление породы взрыванию постоянно по высоте уступа;
• отрыв пород происходит, как правило, по линии скважин;
• улучшается степень дробления;
• хорошо прорабатывается подошва уступа;
• расход ВВ может быть снижен на 5-7%.

Перебур скважины l_п (м) необходим для качественного разрушения пород в подошве уступа и должен составлять:

lп = (10..15) dc,

3.15

где d_c - диаметр скважины, м.

Перебур скважины ведет к увеличению объема бурения, нарушению кровли нижнего уступа. В легковзрываемых породах перебур принимают минимальным. В трудновзрываемых породах при использовании многорядного короткозамедленного взрывания иногда

lп > 15 dc.

3.16

Перебур скважины не производят или даже ее не добуривают до подошвы уступа, если нижележащий уступ представлен пластом полезного ископаемого или пластичными породами.

Длина заряда в скважине l_вв должна быть максимальной, что улучшает дробление пород.

Концентрация заряда при увеличении диаметра скважины ведет к увеличению:

• кусковатости взорванной породы;
• выхода негабарита;
• объема переизмельченной породы вблизи заряда.

Забойка скважины должна быть плотной, ее длина l_з (м) - достаточной для предотвращения утечек продуктов взрыва, выброса породы и образования сильной ударной волны.

В то же время l_з ограничивается по условию возможного удаления заряда ВВ от кровли уступа и размерами зоны нерегулируемого дробления. Обычно

lз = (20..35) dc.

3.17

Верхний предел относится к чрезвычайно трещиноватым, а нижний - к практически монолитным трудновзрываемым породам. В качестве материала для забойки применяют буровую мелочь, песок, щебень, хвосты обогатительных фабрик с размерами частиц не более 50 мм.

Длина заряда ВВ (м)

lвв = Lc - lз = (0.60..0.85) Lc = (0.65..1.00) Hу.

3.18

Диаметр скважины должен обеспечивать размещения требуемого заряда ВВ для разрушения заданного объема породы при установленной его длине l_вв, а также возможно большую зону регулируемого дробления породы. При расчетах диаметра скважины необходимо учитывать расстояние от центра заряда до открытой поверхности, т.е. линию наименьшего сопротивления (л.н.с.) l_л.н.с...

От диаметра скважины (дм) зависит ее вместимость p (кг/м):

,

3.19

где Δ - плотность заряжания ВВ в скважине, кг/дм³.

При ручном и механизированном заряжании величина Δ соответственно равна 0.9 и 1 кг/дм³, а при применении водосодержащих ВВ 1.4 и 1.6 кг/дм³. Для определенного вида бурового оборудования и инструмента диаметр скважины является обычно заданной величиной, и применительно к нему и проектному удельному расходу ВВ устанавливают массу заряда и объем породы, подлежащей взрыванию.

Конструктивно скважинный заряд ВВ может быть сплошным и рассредоточенным (рис. 3.16). У рассредоточенного основной заряд расположен в нижней части, а один-два дополнительных заряда - в средней и верхней частях скважины, что позволяет уменьшить зоны нерегулируемого дробления и уменьшить выход негабаритных кусков, особенно в крупноблочных породах.

Рисунок 3.16 - Конструкции скважинных зарядов
а - сплошной колонковый; б - рассредоточенный инертной забойкой; в - рассредоточенный воздушным промежутком;
1 - основной заряд ВВ; 2 - вспомогательный заряд ВВ; 3 - забойка; 4 - воздушный промежуток.

В породах легковзрываемых и средней трудности взрывания, когда величина заряда не лимитируется диаметром скважины, используется рассредоточение заряда с оставлением между его отдельными частями воздушных промежутков, что позволяет добиться улучшение дробления. В нижней части скважины размещают 65-75 % заряда (здесь лучше использовать плотные ВВ). Верхний заряд также может рассредоточиваться.

Воздушные промежутки создаются только по длине скважины - кольцевые зазоры (по диаметру) снижают дробящее действие взрыва.

Количество частей заряда и длина воздушных промежутков зависят от минимально допустимой длины забойки, которая в этом случае может быть уменьшена на 20-30 %. Обычно длина воздушного промежутка принимается в пределах (0.15...0.40) lвв (меньшее значение принимается для более прочных пород).

Трудности в применении рассредоточенных зарядов возникают при механизации зарядки скважин.