Степень дробления породы действием взрыва

Степень дробления породыдействием взрыва находится в прямой зависимости от количества энергии, сообщенной породе при взрыве заряда. По мере удаления от центра сосредоточенного или от оси удлиненного заряда уменьшается плотность энергии и возрастает крупность кусков, образующихся в результате действия взрыва на монолитную горную породу. Следствием этого является неравномерность дробления породы взрывом, возрастающая с увеличением л. н. с. и сопровождающаяся увеличением линейных размеров куска и его объема.

Улучшение дробления достигается равномерным распределением ВВ во взрываемом массиве (Рисунок 25) путем: а) замены сосредоточенного заряда удлиненным; б) увеличения протяженности удлиненного заряда; в) уменьшения диаметра зарядов и увеличения числа их; г) обеспечения одинаковой длины л. н. с. для всех частей удлиненных зарядов. Увеличение протяженности заряда может быть достигнуто за счет расчленения заряда на ярусы, разделенные друг от друга воздушными промежутками или промежуточной забойкой.

Рисунок 25. Зависимость степени непосредственного воздействия взрыва.

Увеличение удельного расхода ВВ без мероприятий по равномерному распределению ВВ в массиве породы увеличивает выход измельченной породы, не устраняя неравномерности дробления, и сопровождается увеличением разброса взорванной массы.

а – сосредоточенный заряд – неравномерное дробление, крупная кусковатость; б – длина заряда равна 0,25 длины шпура, крупная кусковатость; в - длина заряда равна 0,5 длины шпура, средняя кусковатость; г - длина заряда равна 0,75 длины шпура, мелкое дробление.

При наличии в породе естественных трещин, расчленяющих массив на отдельности, размер последних в значительной мере предопределяет кусковатость отбитой взрывом породы, что должно учитываться при проектировании взрывных работ — при установлении кондиционных размеров продукции и при выборе оборудования для погрузки, транспортировки и механического дробления взорванной массы.

Улучшение дробления достигается при применении короткозамедленного взрывания, ударная волна взрыва каждого заряда распространяется в породе, находящейся в напряженном состоянии под давлением газов взрыва смежного заряда.

ГЛАВА 5

МЕТОДЫ ВЕДЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ

Общие сведения

Подземные горные выработкиклассифицируют по следующим признакам.
По направлению проходки — горизонтальные, вертикальные (проходимые сверху вниз и снизу вверх); наклонные с различными углами наклона к горизонту.
По площади поперечного сечения — выработки малого сечения площадью до 4 м²; выработки среднего сечения площадью 4—60 м2; выработки большого сечения площадью свыше 60 м².

По способу проведения: сплошным забоем — наиболее распространенный способ проходки выработок малого и среднего сечений, а также передовых забоев выработок большого сечения, забоем с опережающей выработкой с последующим ее расширением до проектного контура, почвоуступным забоем при проходке горизонтальных выработок большого сечения, взрыванием глубоких скважин на всю длину восстающей выработки или поярусно (снизу вверх).

В зависимости от условий проведения выработок меняются процесс и эффективность разрушения пород в забое. Поэтому различают следующие условия взрывания.

1. В шахтах, не опасных по взрыву газа или пыли: забои горизонтальных и наклонных выработок, проводимых по однородным и смешанным породам; забои вертикальных нисходящих и восстающих выработок

2. В шахтах, опасных по взрыву газа или пыли обычные забои; забои с сотрясательным взрыванием; забои в выбросоопасных породах; забои при вскрытии выбросоопасных угольных пластов.

При проведении выработок взрывным способом выполняют следующие операции:

бурение шпуров (и скважин), заряжание и взрывание, проветривание, уборку породы и крепление выработки.

Взрывание забоя выработки выполняется в соответствии с паспортом буровзрывных работ, в котором указываются: породы, число, диаметр и глубина шпуров, тип вруба, тип ВВ, величина зарядов, схема взрывания, ожидаемые результаты взрыва. При изменении свойств пород паспорт должен уточняться, он также периодически уточняется с учетом результатов взрыва.

При проведении выработок имеется, как правило, одна открытая поверхность — плоскость забоя, к которой перпендикулярно или наклонно бурят комплект шпуров (от 10 до 60). Взрывание комплекта шпуров должно отвечать следующим требованиям: первоначально необходимо создать взрывом части шпуров дополнительную открытую поверхность, чтобы усилить и облегчить разрушительное действие остальных зарядов; разрушить породу в забое выработки на куски требуемых размеров (навал породы должен быть компактным для эффективной работы погрузочных машин и исключения повреждения крепи и оборудования выработки); необходимо образовать сечение выработки, максимально приближающееся к проектному, сведя к минимуму недоборы и переборы породы, обеспечить высокий КИШ, а также исключить нарушение массива за контуром сечения выработки. Для достижения указанных результатов взрыва в комплекте шпуров при проведении выработки применяют Рисунок 26:

Рисунок 26. Схема расположения зарядов при проведении выработок.

врубовые шпуры (№ 1—№4), взрыв зарядов в них создает дополнительную (вторую) открытую поверхность в забое и улучшает условия действия остальных шпуров. Врубовые шпуры обычно бурят на 0,2—0,3 м глубже остальных, а величина зарядов врубовых шпуров на 15—20 % больше, чем в остальных;

отбойные шпуры (№ 5—№ 8), заряды в которых взрываются после врубовых, предназначены для расширения полости, образованной врубом. При малых сечениях выработок отбойных шпуров

может и не быть, а при большом сечении отбойными шпурами разрушается большая часть породы в забое,

оконтуривающие шпуры (№ 9 — № 21), заряды в которых взрываются последними, предназначены для придания выработке проектного сечения. Концы оконтуривающих шпуров в крепких породах выступают за контур на 100—150 мм, а в мягких породах располагаются на проектном контуре выработок.

При проведении выработок шпуры глубиной более 2,5 м считаются глубокими, глубиной 1,5—2,5 — средними и глубиной менее 1,5 м — мелкими.

Коэффициентом использования шпуров (КИШ) называется отношение величины подвигания забоя за один взрыв к средней глубине шпуров. КИШ является одним из основных критериев качества взрыва, правильности выбранной схемы расположения врубовых, отбойных и оконтуривающих шпуров и удельных расходов ВВ. Взрыв считается неудовлетворительным при КИШ менее 0,65—0,7, нормальным при КИШ 0,80—0,9, хорошим — при КИШ 0,9. Этот показатель существенно зависит от размеров врубовой полости, из-за чего выбору схемы расположения врубовых шпуров (типу вруба) придается первостепенное значение.