Количество врубовых шпуров при клиновом врубе
где h - высота (длина) вруба, м;
а – расстояние между парами врубовых шпуров, м.
Расстояние между устьями врубовых шпуров
где lз - величина заходки, м;
α - угол наклона врубовых шпуров, º.
Таблица 10. Рациональные параметры клиновых врубов в различных группах пород
| Группа крепости пород по СНИП | Коэф. крепости пород | Расстояние между парами сходящихся шпуров, м | Угол наклонна врубовых шпуров, град | Значение коэф. С |
| IV-V | 1-6 | 0,5 | ||
| VI | 6-8 | 0,45 | ||
| VII | 8-10 | 0,40 | ||
| VIII | 10-13 | 0,35 | ||
| IX | 13-16 | 0,30 | ||
| X | 16-18 | 0,25 | ||
| XI | 0,20 |
Длина врубового шпура
где lшп - длина шпура, м;
α - угол наклона врубовых шпуров, º.
Шпуры разрушающей группы позволяют осуществлять заходки большей величины:
lвр = (1,1 – 1,3)В.
Минимальное расстояние между шпурами, при котором образуется щель
где с –коэф. акустической жесткости взрываемой породы, (табл. 10);
dз - диаметр заряда в шпуре, м;
ρ – плотность заряжания, кг/м3;
е – коэффициент работоспособности BB;
ρ – плотность породы, кг/м3.
Количество врубовых шпуров при щелевом врубе
где hщ- высота (длина) вруба hщ =1,4W, м;
ащ– расстояние между шпурами щелевого вруба, м.
Количество врубовых шпуров при прямых врубах определяется опытным путём взрыванием зарядов в забое при этом расстояние между шпурами принимают от 2dшп до (5-6)dшп, расстояние между незаряжаемыми и первыми заряжаемыми шпурами рекомендуется устанавливать в 1,5-2,0 dн.шп (диаметра незаряжаемого шпура).
Длина врубового шпура при прямых врубах принимается на 20-30 см больше среднй длины шпура.
После выбора типа и размеров вруба отбойные и оконтуривающие шпуры располагают равномерно по всей оставшейся площади забоя.
Число оконтуривающих шпуров
где Р – периметр выработки, м;
а – расстояние между оконтуривающими шпурами, м.
Расстояние между шпурами принимают равным:
- для отбойных шпуров = 0,6-1,2 м.
где m – коэффициент сближения зарядов.
- для оконтуривающих шпуров =0,6-0,8 м.
Число отбойных шпуров
· по полученным данным строят схему расположения шпуров
После определения количества шпуров на забое выработки необходимо составить схему размещения шпуров на забое горной выработки. При размещении шпуров следует учитывать следующие правила:
1 – шпуры размещаются по площади забоя относительно равномерно, чтобы была обеспечена равномерная работа каждого шпура;
2 – минимальное расстояние между зарядами должны быть таким, чтобы исключалась возможность детонации;
3 – размещение шпуров должно обеспечивать отбойку породы в контурах выработки согласно проекта с наибольшим КИШ;
4 – необходимо обеспечить равномерное дробление породы до необходимой крупности кусков.
Оконтуривающие шпуры располагают на расстоянии от контура выработки при коэф. крепости пород f<16 на 15-25 см и при f≥16 на 10-15 см.
· находят расход ВВ и СВ строят схему заряда ВВ в шпуре
ВВ распределяется по шпурам в соответствии с их назначением:
масса зарядав в отбойных шпурах , врубовых шпурах , оконтуривающих шпурах .
При использовании патронированных ВВ находится количество патронов в шпуре по группам
где qп - масса патрона ВВ (табл. 11), кг.
Таблица 11. Размеры и масса патронов ВВ
| Диаметр патрона, мм | Длина патрона, мм | Масса ВВ, гр |
| 210-250 | ||
| 220-260 | ||
| 220-265 | ||
| 250-255 240-320 | ||
| 270-320 |
Фактический расход ВВ, кг:
- для гранулированного ВВ
том числе: на патроны боевики
гранулированного ВВ
- для патронированного ВВ
При построении схемы заряда в шпуре выбирают способ взрывания и порядок инициирования заряда, рассчитывают длину заряда, длину забойки.
Взрывание шпуровых зарядов при проведении горных выработок разрешено Росгортехнадзором РФ тремя способами: электроогневым, электрическим и при помощи систем неэлектрического инициирования (Нонель, СИНВ).
Порядок инициирования зарядов прямой – при электроогневом, электрическом способах и сситема неэлектрического взрывания и обратный – при электроогневом по согласованию с органами Ростехнадзора РФ и при электрическом при применении достаточно защищенных электродетонаторов от блуждающих токов и электростатического электричества, системе неэлектрического инициирования.
Длина заряда, м:
- для гранулированного ВВ
- для патронированного ВВ
где lп.б. – длина патрона боевика, м
lгр - длина заряда гранулированного ВВ, м,
dз - диаметр заряда в шпуре, м;
Δ – плотность ВВ, кг/м3.
Длина забойки должна быть не менее 30% от длины шпура.
· рассчитывают взрывную сеть
Средства инициирования шпуровых зарядов приведены в табл.12. В таблице не приведены электродетонаторы предохранительного типа ЭДКЗ-П, ЭДКЗ-ОП, (мгновенного действия), ЭД-КЗ-35-П, ЭД-КЗ-ПК, ЭД-КЗ-ПМ. Так как их характеристика приведены в перечне 2002 года.
Таблица 12.Средства инициирования взрывчатых веществ
| п/п | Наименование | Номер, дата разрешения | Группа совм-ти | ГОСТ (ТУ) | Условия применения, назначения |
| Капсуль-детонатор КД-8С | №08-10/223 от 04.04.97 | В | ГОСТ 6254-85 | Для изготовления 3Т и инициирования боевиков. | |
| Огнепроводные шнуры ОША ОШП | 302/84, 12.01.84 88/71, 26.04.71 | G G | ГОСТ 3470-80 | В сухих и обводненных условиях | |
| ЗП-Б | 298/83, 29.12.83 | G | ТУ 84-207-81 | Для поджигания пучка ОШ | |
| ЭЗ-ОШ ЭЗ-ОШ-К | 387/87, 16.10.87 | G | ТУ 84-207-81 | Для поджигания ОШ | |
| Трубка электрозажигательная ЭЗТ-2 | 88/71, 28.04.71 | G | ТУ 84-205-80 | Для поджигания ОШ | |
| ЭД-8Э, ЭД-8-Ж | 88/71, 28.04.71 | В | ГОСТ 9089-75 | Для инициирования боевиков | |
| Система ЭД-24 (не чувствительны к блуждающим токам и статическому электричеству) взрывное устр-во УВВ-1 Прибор контроля Р-214 | 413/91 06.02.91 | В | ДИМВ 773957 003 ТУ ТУ 25-04-90 ТУ 25-04-90 | Для инициирования боевиков с замедлением до 10с (15 серии) | |
| ЭД-1-8-Т мгновенного и ЭД-1-3-Т замедленного действия (36 серии) (антистатический) | 263/81, 24.07.81 | В В | ДИМВ 300 ТУ | Для инициирования боевиков с замедлением до 10с. | |
| ЭД-З-Н короткозамедленного и замедленного действия (непредохранит.) | 284/81, 24.07.81 | В | ДИМВ 300 ТУ | Для инициирования боевиков с замедлением до 10с. (36 серии) | |
| Нонель (фирмы «Дино Нобель», Швейцария | 08-10/88, 15.02.96 08-10/1130, 22.11.01 | В | SS4990707 | Для инициирования боевиков | |
| СИНВ, включает устройства СИНВ-П, СИНВ-С, СИНВ-Ш | 04-35/339, 15.09.97 04-35/481, 28.07.98 08-10/751, 01.11.99 08-10/752, 09.08.01 | D | ДИШВ 773979.008 (007 и 010) ТУ | Для инициирования боевиков с замедлением до 10с (49 серий) |
Для пневмозаряжания шпуров гранулированными ВВ разрешены к применению следующие зарядчики: Курама, РПЗ-0,6; типа ЗП (ЗП-2; ЗП-5; ЗП-12; ЗП-25), ПЗЛ, ПЗЖ(ПШК), Ульба-10, Ульба-0; Ульба-150, Ульба-150И.
При ведении взрывных работ электроогневым способом под монтажом взрывной сети понимается сборка отрезков огнепроводных шнуров в пучки и их подрезка для создания очередности взрывания зарядов, установка зажигательного патрончика и присоединение электрозажигателя ЭЗ-ОШ (1,6-3,0 Ом).
В практике производства взрывных работ обычно шаг подрезки составляет 0,05 м, что затрудняет счет числа взрывов на слух из-за сдваивания взрывов и нередко приводит к отказам.
Для повышения надежности огневого взрывания зарядов целесообразно увеличивать шаг подрезки до 0,15 — 0,2 м и взрывать заряды группами. Благодаря естественному разбросу скорости горения огнепроводного шнура заряды взорвутся в произвольной последовательности, а группы в заданной последовательности — с достаточно высокой вероятностью.
Шаг подрезки огнепроводных шнуров в зависимости от длины зажигательных трубок приведен в табл. 13.
Таблица 13. Шаг подрезки огнепроводных шнуров
| Длина зажигательной трубки, м | Шаг подрезки для шпуров, м | |
| врубовых | оконтуривающих | |
| 1,5-2,0 | 0,10 | 0,05 |
| 2,1-3,0 | 0,15 | 0,10 |
| 3,1-4,0 | 0,20 | 0,15 |
Длина отрезков огнепроводного шнура для изготовления зажигательных трубок находится по формуле и не может быть менее 1м
где k — коэффициент, учитывающий схему инициирования (при прямом инициировании k = 0,25, при обратном — k =1);
lвр — глубина врубового шпура, м;
Lmax — максимальное расстояние между шпурами, огнепроводные шнуры которых собираются в один пучок, м;
с — длина огнепроводного шнура, необходимая для монтажа схемы в забое (обычно 0,2 м);
lп ‘— общая длина подрезки ОША, собираемых в один пучёк, м;
Монтаж электровзрывной сети которая должна быть двухпроводниковая следует вести от забоя к источнику тока. После окончания монтажа электровзрывной сети взрывник обязан проверить ее на проводимость и замерить ее электрическое сопротивление, которое не должно отличаться от расчетного более чем на 10%, в противном случае следует искать места электропроводов касающие породного массива или плохо соединенные контакты.
Электровзрывные сети должны быть смонтированы по такой схеме, чтобы обеспечить ток не меньше гарантийного, проходящий через любой электродетонатор (ЭД); должно соблюдаться условие
где —величина тока, проходящего через отдельно взятый электродетонатор, А;
iг — гарантийный ток (при постоянном токе 1,3 А, при переменном 2,5 А) , А.
При проведении выработок наибольшее распространение получили последовательные, последовательно-параллельные схемы соединения электродетонаторов.
Расчет электровзрывной сети сводится к определению общего сопротивления взрывной сети и величины тока, проходящего через каждый электродетонатор.
Рис. 1. Соединение электродетонаторов при электрическом взрывании:
а — последовательное; б — параллельное; в — последовательно-параллельное; г — параллельно-последовательное.
При последовательном соединении общее сопротивление (Ом) электровзрывной сети
где п — число электродетонаторов сети;
rэд — сопротивление электродетонатора, Ом;
rс — сопротивление соединительных проводов, Ом;
rм—сопротивление магистральных проводов, Ом.
Величина электрического тока (А), проходящего через взрывную сеть при последовательном соединении,
I=Iэд=U/Rс
где U—напряжение в сети, В;
Rc — общее сопротивление сети, Ом.
Расчетное значение общего сопротивления сети при взрывании от конденсаторных взрывных машинок проверяется на условие безотказного взрывания Rc ≤ Rд
где Rд — предельно допустимое сопротивление, указанное в паспорте на взрывную машинку или прибор, Ом.
Недостатком последовательной схемы соединения взрывной сети является необходимость применения электродетонаторов с равным сопротивлением.
Преимуществом параллельной схемы соединения является возможность безотказного взрывания большого числа электродетонаторов без подбора их по сопротивлению. Однако при параллельной схеме требуется более мощный источник тока, чем при последовательной.
При последовательно-параллельной схеме общее сопротивление сети
где т — число групп электродетонаторов в сети.
Сила тока, проходящего через взрывную сеть при последовательно-параллельной схеме
где U — напряжение в сети, В;
п — число электродетонаторов в группе.
Для взрыва всех электродетонаторов должно выполняться условие
1г>т·1,
где Iг — гарантийный ток, обеспечивающий безотказное взрывание ЭД, А.
Сопротивление соединительных и магистральных проводов при постоянном токе
где l—длина провода, м;
S—площадь сечения провода (0,2; 0,28; 0,5; 0,75; 1,13; 2,5 мм 2), мм 2;
ρ — удельное сопротивление материала провода (Ом·мм2)/м.
Удельное сопротивление материала провода
где ρ0 — удельное сопротивление провода при температуре окружающей среды t = 20° С;
α — температурный коэффициент сопротивления.
Значения р0 и а для алюминия, меди и стали
| ρ0 | α | |
| Алюминий | 0,0300 | 0,0040 |
| Медь | 0,0175 | 0,0044 |
| Сталь | 0,1320 | 0,0050 |
Таблица 14. Характеристика взрывных приборов и машинок
| Показатели | КВП-1/100М | ПИВ-100М | КПМ-3 | ВМК.-500 |
| Максимальное число одновременно взрываемых ЭД нормальной чувствительности при их последовательном соединении | ||||
| Номинальное сопротивление взрывной Э сети при последовательном соединении Д, Ом | ||||
| Номинальная емкость конденсатора-накопителя, мкф | 3,3 | |||
| Номинальное напряжение на конденсаторе-накопителе, В | 600—650 | 610—670 | ||
| Расчетный взрывной импульс тока, А2-мс | ||||
| Время подачи импульса, мс | 2-4 | 2-4 | Не ограничено | Не ограничено |
| Время заряжания конденсатора-накопителя до номинального напряжения, с | 8-15 | - | ||
| Источник питания | Три элемента 373 | Три элемента 373 | Генератор переменного тока | Генератор переменного тока |
| Масса (без футляра), кг | 2,5 | 2,7 | 1,6 | 6,5 |
Определяют параметры БВР и заносят их в табл. 15.
Таблица 15. Параметры БВР
| № серии | № шпура | Степень замедления, мс | Марка средства инициирования | Глубина шпуров, м | Масса заряда, кг | Масса забойки, м | Длина зажигательной трубки, м |
Степень замедления зарядов зависит от вида взрываемых зарядов (врубовые, оконтуривающие, отбойные) и от групп соединения. При электрическом способе и системе неэлектрического инициирования заряды шпуров клинового вруба взрываются мгновенно, у прямых врубов замедление между зарядами зависит от типа вруба. Отбойные шпуры взрываются с замедлением в десятки милисекунд, оконтуривающие от десятка до сотни милисекунд.
При электроогневом способе степень замедления зависит от шага подрезки шнуров ОША. По скорости горения ОША - 1 см/с, величина подрезки составляет от 5 до 20 см, т.е. 5 до 20 с.
· рассчитывают показатели БВР
Общая длина шпуров
Удельный расход бурения на 1 м3 горной массы, м/м3
Удельный расход ВВ на 1 м3 горной массы, кг/м3
Таблица 16. Показатели буровзрывных работ
| № | Показатели | Ед.измерения | Количество |
| Тип выработки | |||
| Площадь сечения выработки | м2 | ||
| Длина выработки | м | ||
| Категория пород | |||
| Коэффициент крепости | |||
| Диаметр шпура | мм | ||
| Тип вруба | |||
| Общее количество шпуров – в т.ч. врубовых – вспомогательных – оконтуривающих | |||
| Общая длина шпуров | м | ||
| Длина шпуров: – врубовых – вспомогательных – оконтуривающих | м м м | ||
| Подвигание забоя за взрыв | м | ||
| Коэффициент использования шпуров | |||
| Объём отбитой горной массы | м3 | ||
| Расход взрывчатых веществ | кг | ||
| Расход средств взрывания | (шт, м) | ||
| Способ взрывания | |||
| Источник тока | |||
| Удельный расход шпурометров | м/м3 | ||
| Удельный расход ВВ | кг/м3 |
Составление паспорта БВР
Основной проектной документацией на производство буровзрывных работ является паспорт или проект БВР.
Паспорт БВР — технологический документ, содержащий основные сведения, необходимые для ведения буровзрывных работ. Он представляет собой инструктивную карту (желательно в виде заранее заготовленного бланка) с указанием: основных характеристик выработки и пород; исходных технологических данных; параметров и показателей БВР; схемы расположения зарядов и монтажа взрывной сети, мер безопасности.
Паспорт БВР составляет руководитель буровзрывных или горных работ с учетом конкретных условий данной выработки или забоя (сечение выработки, крепость, характер напластований пород и пр.) и утверждает главный инженер (технический руководитель) рудника.
Паспорт БВР на проведение основных типов горных выработок состоит из семи разделов и графической части.
Разделы паспорта БВР включают:
· Характеристику выработки (сведения о наименовании выработки, форме, площади и размерах поперечного сечения (ширина, высота) в проходке).
· Характеристику пород (наименование пород, их категории крепости согласно единой классификации по буримости и коэффициенты крепости по шкале проф. М. М. Протодьяконова. Сведения о трещиноватости и обводненности пород).
· Исходные технологические данные (наименования типа вруба, характеристик средств бурения, наименование ВВ и средств инициирования (СИ), способов заряжания и взрывания, источника электрического тока).
· Параметры буровзрывных работ (номера шпуров, их глубина (длина), углы наклона, массу зарядов в каждом шпуре; число серий взрывания и последовательность, материал забойки и ее величина).
· Основные показатели буровзрывных работ (КИШ, число шпуров на забой, величину продвигания забоя за взрыв, объем горной массы, оторванной за взрыв. Расход ВВ и СИ на цикл, удельные расходы ВВ и СИ на 1 м проходки и на 1 м3 горной массы).
· Меры безопасности (сведения о месте расположения взрывного пункта, укрытия взрывника и рабочих, о размерах опасной зоны, месте расположения постов оцепления, времени производства взрывов, сигналах и об ответственных за выставление постов оцепления и вывод людей, а также механизмов из забоя или за пределы опасной зоны; время проветривания забоя после взрыва, применяемые при этом вентиляторы (марка и тип) и мероприятия по осаждению пыли).
· Дополнительные сведения и замечания.
Графическая часть включает:
· схему расположения шпуров (масштаб 1 : 50, на схеме показывают три вида: вид на забой, вид сверху и вид с сбоку или вид на забой и два взаимно перпендикулярных вида сбоку для вертикальных выработок );
· схему конструкции заряда (вид и место основного заряда ВВ в шпуре и патрона-боевика с указанием марки ВВ, величины забойки);
· схему монтажа взрывной сети.