Решение задания. Типовые элементы расположения зарядов

Решение задания. Типовые элементы расположения зарядов

 

Учитывая горно-геологические условия разработки, требуемый объем добычи полезного ископаемого, применяемое горное оборудование для буровых, погрузочных и транспортных работ в качестве основного метода взрывания (рыхления) горных пород принимается метод вертикальных скважинных зарядов диаметром 105 и 130 мм (чертежи, листы 2-7).

Конструкции зарядов ВВ: сплошная (колонковая), рассредоточенная (чертежи, листы 11-15).

Расположение скважин многорядное – 3-10 рядов, взрывание – короткозамедленное. Рекомендуемые схемы взрывания: порядная, диагональная. (чертежи, листы 18-20).

Для производства взрывных работ предусматривается использование ВВ, представленных в табл. 4.1.

 

Таблица 4.1

Наименование ВВ	ГОСТ (ТУ)	Переводной коэффициент работоспособности*
для сухих скважин:
Аммонит 6ЖВ	ГОСТ 21984-76	1,0
Граммонит 79/21	ТУ 84-08628424-814-2005	1,0
Граммонит 82/18	ТУ 84-1025-84	1,0
Граммотол марок 10, 15 и 20	ТУ 7276-016-11692478-98	-
Примечания: *по отношению к эталонному ВВ – аммонит 6ЖВ.

 

Допускается применение других ВВ, допущенных Ростехнадзором к применению на открытых горных разработках [6].

При заряжании скважин, в т.ч. частично обводненных, применяются комбинированные заряды. При отбойке комбинированными зарядами боевик устанавливается в каждом заряде ВВ.

При использовании неводоустойчивых ВВ для заряжания обводненных скважин возможно применение гидроизолирующих оболочек - полиэтиленовых рукавов. Заряжание в рукава производится на месте взрывных работ вручную или с использованием пневматических зарядчиков, допущенных Ростехнадзором для механизированного заряжания скважин.

Инициирование скважинных зарядов ВВ производится с помощью ДШ и промежуточных детонаторов (боевиков). Число боевиков зависит от условий заряжания. В случае неустойчивых стенок скважин боевики дублируются.

В настоящем «Типовом проекте…» предусматривается использование детонирующих шнуров типа ДША и ДШЭ-12. Возможно применение других типов ДШ, допущенных к применению Ростехнадзором [6].

В табл. 4.2 приведены характеристики детонирующих шнуров.

 

Таблица 4.2

Показатели	ДША (ГОСТ 6196-78)	ДШЭ-12 (ГОСТ 6196-78)
Номер, дата разрешения	№ 88/71, 28.04.71	№ 128/74, 22.02.74
Наружный диаметр, мм.	5,8	5,0
ВВ сердцевины – ТЭН, г./м	12,5
Термостойкость, ºС	от –28 до +50	от – 50 до +65
Водостойкость	12 часов на глубине 0,5 м	30 суток на глубине 30 м
Скорость детонации км/с	6,5	6,2
Гарантийный срок хранения	2 года	3 года

 

В качестве промежуточных детонаторов (ПД) при инициировании с помощью ДШ применяются тротиловые шашки Т-400Г (ОСТ 84-411-80), ГТП-500 (ТУ 751193-525-91), ТГ-500 (ОСТ 84-411-80).

Возможно применение других типов промежуточных детонаторов, допущенных к применению Ростехнадзором [6].

При использовании патронированных порошкообразных ВВ (аммонитов, аммоналов) боевик состоит из двух (не менее) патронов массой 0,2 кг каждый. На местах работ боевики могут изготовляться из порошкообразных ВВ (аммонит 6ЖВ – ГОСТ 21984-76). Боевики представляют собой пластмассовый пакет (патрон) массой не менее 0,5-1,0 кг.

При изготовлении боевиков ДШ завязывается узлом или складывается не менее чем вдвое и вводится в патрон или в пакет ВВ. Разрешается обвязывать ДШ вокруг патронов или пакетов ВВ.

Конструкции боевиков приведены на чертежах, листы 16, 17.

ДШ инициируются ЭД (ЭДКЗ). При этом способе возможно применение следующих вариантов взрывания:

- магистральные нити ДШ в т.ч. дублированные инициируются ЭДКЗ. Для повышения надежности срабатывания может устанавливаться два ЭДКЗ, соединяемых последовательно;

- скважинные нити ДШ в т.ч. дублированные, инициируются ЭДКЗ при этом монтируется поверхностная электровзрывная сеть.

При таком способе инициирования хорошо сочетаются достоинства как способа взрывания с ДШ, так и электрического способа инициирования: простота монтажа сети ДШ, безопасность и возможность проверки электровзрывной сети (ЭВС).

При производстве БВР в карьере рекомендованы к применению следующие типы электродетонаторов (табл. 4.3), являющиеся средством возбуждения детонации внешней взрывной сети из детонирующего шнура в т.ч. при короткозамедленном взрывании. Допускается применение других аналогичных ЭДКЗ допущенных к применению Ростехнадзором [6].

В качестве источника тока рекомендовано применение взрывной машинки КПМ-3 (номер, дата разрешения: № 297/83 от 26.10.1983).

Для проверки исправности электровзрывной сети используются контрольно-измерительные приборы, рассчитанные на подачу при измерении в сеть безопасной силы тока (не более 50 мА) выпускаемые промышленностью и допущенные к применению Ростехнадзором [6].

 

Таблица 4.3

Наименование	Тип ЭД	ГОСТ, ТУ Номер, дата разрешения
ЭД-8Ж, ЭД-8Э	Мгновенного действия	ГОСТ 9089-75 №88/71 от 28.04.71
ЭД-З-Т	Замедленного действия (пониженной чувствительности)	ГОСТ 7287-179-07513406-2001 № 08-10/15 от 10.01.2003
ЭД-З-Н	Короткозамедленного и замедленного действия.	ДИШВ 773951.300 ТУ, № 264/81 от 24.07.1981, № 08-10/277 от 19.03.01

 

Для инициирования скважинных зарядов ВВ на карьере возможно применение неэлектрических систем инициирования (НСИ), допущенных к Ростехнадзором к применению (табл. 4.4).

Таблица 4.4

Неэлектрические системы инициирования на основе ударно-волновой трубки (УВТ)

 

Наименование	ГОСТ, ТУ	Номер, дата разрешения
Нонель	Стандарт SS 4990707 (Швеция)	№ 08-10/88 от 15.02.1996, № 08-10/1130 от 22.11.2001
ИСКРА-П (поверхностные), ИСКРА-С (скважинные)	ТУ 7275-030-0751903-2008, ТУ 7275-031-0751903-2008	№ ВМ-0143 от 12.11.2009
СИНВ-П СИНВ-С СИНВ-Старт	ДИШВ 773979.008 ТУ ДИШВ 773979.007 ТУ ДИШВ.773979.012.ТУ	№ 04-35/339 от 15.08.1997 № 04-35/481 от 28.07.1998 № 08-10/269 от 13.03.2002
Коршун ДИН-Н ДИН-С	ТУ 7278-002-546342296-2004 ТУ 7278-001-546342296-2004	№ ВМ-0065 от 12.12.2004
Эдилин ДБИ 1 ДБИ 2	ТУ 7287-032-07513406-97	№ 08-10/404 от 25.05.1999 № 08-10/953 от 10.10.2001
Эксел типов: MS, U, c соединительными блоками Коннектед Е	ТУ 7287-005-23308410-2006	№ ВМ-0182 от 21.09.2010

 

Определение проектного удельного расхода ВВ

Удельный расход ВВ является одной из важнейших характеристик взрывных работ. Для определения его величины используются различные расчетные выражения, приведенные в научной и нормативной литературе.

В общем виде, с учетом диаметра скважинных зарядов ВВ, коэффициента крепости пород и поправки на кондиционный кусок, величина расчетного удельного расхода определяется по формуле [9, 10]:

, кг/м³, (4.1)

где -коэффициент крепости породы по проф. М.M. Протодьяконову;

- диаметр скважины (заряда), м;

-средний размер отдельности во взрываемом массиве, м;

- предельный размер кондиционного куска во взорванной горной массе, м;

- коэффициент относительной работоспособности ВВ (табл. 4.1);

- плотность взрываемой породы, т/м³.

Для расчета параметров БВР принимаем:

= 105 и 130 мм с учетом разбуривания;

– выбирается в соответствии с категорией трещиноватости пород месторождения по МКВД. Для III категории трещиноватости принимаем = 0,75 м;

= 0,6 м – предельный размер кондиционного куска.

Расчет удельного расхода выполняется для граммонита 79/21, коэффициент работоспособности которого К _р = 1,0.

По формуле (4.1) для грунтов VI - VIII группы грунтов по СНиП получаем:

- для скважин Æ 105 мм = 0,35-0,4 кг/м³;

- для скважин Æ 130 мм = 0,37-0,42 кг/м³;

В табл. 4.5 приведено сравнение значения удельного расхода ВВ для известняков VII - VIII групп грунтов по СНиП согласно [4, табл. 1] и рассчитанного по формуле (4.1).

Таблица 4.5

Порода	Плотность, кг/м3	Группа по СНиП	Удельный расход ВВ, кг/м3
по [4]	Расчет
Известняк		VII - VIII	0,4-0,5	0,35-0,42

 

С учетом опыта производства БВР на карьерах карбонатных пород Владимирской области удельный расход ВВ для дробление пород VI - VIII группы по СНиП Скрипинского месторождения известняков принимается = 0,4 кг/м³.

При составлении корректировочных расчетов величина может отличаться для пород VI - VIII группы грунтов по СНиП на ±6,5% [5, табл. 34]. Такие отклонения величины не являются «браком» и связаны с неоднородностью свойств породы, точностью выноса проектных параметров на взрываемом блоке и т.п.

 

Вместимость ВВ в 1 пог. м скважин

Вместимость 1 пог. м скважины определяется выражением

, кг/м, (4.2)

где – диаметр скважины (заряда), м;

– плотность заряжания ВВ, кг/м³.

При использовании гранулированных ВВ типа граммонитов, гранулитов плотность заряжания принимается равной насыпной плотности ВВ = 900 кг/м³.

С учетом [4, табл. 3] для скважин Æ105 мм принимаем вместимость 1 пог. м скважин:

- для скважин Æ 105 мм = 7,8 кг/м;

- для скважин Æ 130 мм = 12 кг/м.

Расчет преодолеваемого сопротивления по подошве (СПП)

СПП для скважин первого ряда определяется по фактически полученной конфигурации забоя (линии скважин последнего ряда предыдущего взрыва), при этом величина максимально преодолеваемого сопротивления по подошве уступа (СПП) для вертикальных скважин рассчитывается по формуле (39), рекомендуемой «Техническими правилами ведения взрывных работ на дневной поверхности» [4, п. 3.5]:

, м, (4.3)

или по формуле (40)

, м. (4.4)

Для наклонных скважин [4, п. 3.18]

, (4.5)

где – фактический удельный расход ВВ, кг/м³;

- диаметр скважины, м;

– вместимость 1 пог. м скважины, кг;

- угол наклона скважин к горизонту, град.

Для обеспечения безопасной установки буровых станков у верхней бровки уступа определяется безопасная величина СПП

, м,

где - угол откоса уступа, град.

Величина расчетной или фактической СПП не должна быть меньше , т.е. должно выполняться условие

.

 

При невозможности соблюдения данного условия или когда фактическое значение СПП больше расчетной , рекомендуется:

- увеличить диаметр скважин [4, п. 3.8];

- применить наклонное бурение.

Если нет возможности увеличить диаметр скважин или применить наклонное бурение, в первом ряду бурят парносближенные скважины [4, п. 3.9] на расстоянии одна от другой = (4÷6) . В этом случае максимально преодолеваемая СПП и расстояние между парами скважин в ряды возрастают в 1,4 раза:

, (4.6)

. (4.7)

Здесь - расстояние между парносближенными скважинами, м.

Согласно [4, п. 5.2] при значительных значениях , когда заряд ВВ помещаемый в скважину не в состоянии его преодолеть, применяют котловые скважинные заряды.

Расчет по формулам (4.3) и (4.4) справедлив для условий, когда . Для условий, когда – взрывание невысоких уступов согласно [4, п. 3.12], принимается следующая методика расчета .

Величина СПП принимается равной:

= (0,6÷0,8)× H. (4.8)

В тех случаях, когда заряд в скважине близок к сосредоточенному, величина СПП может быть увеличена:

= (0,9÷1,0)× H,м. (4.9)

 

Расчет параметров сетки скважин

Расположение скважин на уступе в плане принимается квадратное, прямоугольное или шахматное.

Расстояние между скважинами в ряду и расстояние между рядами скважин принимаются равными СПП:

= = , (4.10)

или рассчитываются с учетом коэффициента сближения .

Расстояние между скважинами в ряду

= = (0,8÷1,4)× ,м. (4.11)

Здесь – коэффициент сближения скважин (). Меньшие значения принимаются для крепких горных пород.

Расстояние между рядами скважин () определяется по формуле

= = (0,85÷1,0)× ,м. (4.12)

При многорядном расположении зарядов расстояние между рядами принимается равным 0,85¸1,0 при короткозамедленном взрывании (КЗВ) и 0,85 - при мгновенном взрывании.

Для условий, когда ,значения параметров сетки скважин выбирают с учетом вышеуказанных коэффициентов сближения.

Расчет длины перебура

Для условий глубина перебура принимается в пределах

= (8÷15) , м. (4.13)

При наличии в подошве уступа развитой системы горизонтальных трещин или прослоев мягких легковзрываемых пород глубина перебура уменьшается:

= (2÷3) м. (4.14)

Перебур не следует делать при взрывании, если уступ подстилается нескальной породой. При наличии в подошве уступа слабых глинистых прослоек скважины могут недобуриваться на 2¸3 диаметра скважины до уровня прослоек.

В соответствии с [4, п. 3.5] длина перебура определяется по формуле

 

. (4.15)

Для условий взрывания невысоких уступов () величина перебура определяется выражением

 

, м. (4.16)

 

Глубина скважины с учетом перебура равна

. (4.17)

Расчет длины забойки

Как правило, рациональная длина забойки заключается в пределах

= (15÷30) , м. (4.18)

Расчет может выполняться по формуле

= (0,6÷0,8) W, м. (4.19)

Величина забойки должна быть не менее 1/3 глубины скважины [4, п. 3.12]. Для обеспечения минимальной ширины развала длину забойки по (4.19) увеличивают до (0,8÷1,0) .

Ограничения, учитываемые при выборе длины заряда и его конструкции, следующие:

- для качественной проработки подошвы уступа

;

- для качественного дробления массива длина забойки

;

- для исключения прорыва газов взрыва в зоне устья скважин

.

В случае если длина забойки больше величины , следует применять рассредоточенные заряды. Длина нижней части заряда должна составлять не менее 1,2 . При хорошо выраженном напластовании рассредоточенные части заряда располагаются напротив наиболее трудно дробимых пластов.

Суммарная длина промежутка между нижней и верхней частями заряда должна составлять 0,17-0,35 длины всего заряда в скважине (меньшие значения относятся к более крепким породам) [4, п. 3.5д]. Промежуток подлежит заполнению забоечным материалом. Минимальная длина забойки в устье скважины в случае отбойки рассредоточенными зарядами может быть уменьшена до 0,8 .

Инициирование всех частей заряда производится отдельными боевиками, введенными в каждую часть заряда.

 

Расчет массы скважинного заряда ВВ

Необходимая величина заряда в скважине для условий определяется выражением [4, п. 3.10]

,кг. (4.20)

Здесь – объем горной породы, взрываемый одной скважиной, м³.

 

Для условий согласно [4, п. 3.12]

, кг.

 

Длина заряда ВВ в скважине

С учетом вместимости 1 пог.м. скважины длина заряда ВВ

= , м. (4.21)

 

Тогда фактическая длина забойки

,м. (4.22)

 

Величина забойки должна соответствовать величине, указанной выше (»1/3 глубины скважины). Если данное условие не выполняется – слишком велика длина заряда ВВ (), необходимо уменьшить длину колонки заряда, т.е. уменьшить массу ВВ в скважине, определенной по формуле (4.20).

Для этого можно уменьшить (но не менее )или расстояние между скважинами в ряду за счет изменения коэффициента сближения зарядов

. (4.23)

Откуда

. (4.24)

Параметры развала взорванной горной массы

Ширина развала взорванной горной массы по [4, п.12.10] определяется выражением:

- для однорядного взрывания, считая от линии скважин

, м; (4.25)

- для многорядного взрывания

, м, (4.26)

где – удельный расход ВВ, кг/м³;

- сопротивление по подошве, м;

- высота взрываемого уступа, м,

- число рядов скважин на блоке.

 

Высота развала может ориентировочно приниматься равной = (0,6¸0,8) H.

Определение интервала замедления при КЗВ

Оптимальный по дроблению интервал замедления определяется по формуле [4, п. 24.5]

 

, (4.27)

 

где - расчетное или фактическое СПП, м;

- эмпирический коэффициент, зависящий от крепости и взрываемости пород, мс/м.

Для условий Скрипинского месторождения известняков = 4 мс/м - для крепких горных пород ().

Полученный интервал замедления округляется до 5 мс, и в соответствии с ним выбираются стандартные интервалы замедления: при взрывании с ДШ и использовании электрического способа инициирования - электродетонаторов типа ЭДКЗ; пиротехнических замедлителей типа РП-8М (20-35-50 мс) или НСИ.

В соответствии с [4, п. 24.15] минимальное расстояние между зарядами, взрываемыми неодновременно (с интервалом замедления) определяется по формуле

 

, м. (4.28)

Определение выхода горной массы с 1 пог. м скважины

м³/м. (4.29)

 

Средний выход горной массы с 1 пог. м скважины

 

м³/м. (4.30)