Конструкция скважинных зарядов

Конструкция скважинного заряда оказывает существенное влияние на результаты взрывного дробления. Наиболее простым является сплошной заряд, конструкция которого показана на рис.2.1. Заряд ВВ располагается в нижней части скважины и занимает примерно 65-75% ее длины. В нижней части скважинного заряда помещают боевик - несколько патронов достаточно чувствительного ВВ (типа детонита) или толовых шашек, снабженных капсюль- или электродетонатором, либо обвязанных несколькими нитками детонирующего шнура - если в качестве основного применяется низкочувствительное ВВ (зерногранулит, акватол, игданит). При использовании в качестве основного высокочувствительного ВВ (аммонит), роль боевика может выполнять капсюль- или электродетонатор, либо нитка детонирующего шнура.

Рис. 2.1 Рис. 2.2

Для предотвращения выброса ВВ из скважины в момент взрыва боевика, а также в целях предотвращения преждевременного истечения взрывных газов, верхняя часть скважины заполняется инертным (невзрывающимся) материалом - забойкой. Для реализации забойкой указанных функций длину забойки рекомендуется принимать в диапазоне от 20 до 35 диаметров скважины.

Конструкция заряда, изображенная на рис.2.1 применяется в тех случаях, когда величина заряда, который необходимо разместить в скважине, не позволяет использовать рассредоточение. Длину части скважины, занимаемой зарядом ВВ можно определить исходя из диаметра скважины, веса заряда, объемного веса ВВ и плотности заряжания. Последние два показателя принято объединять в один, называемый плотностью заряжания и показывающий вес ВВ, приходящийся на 1 дм³ геометрического объема скважины при данном способе заряжания. Данный показатель обозначается символом D и принимается равным:

· для сыпучих ВВ - 0.9 для ручного и 1 кг/дм³ для механического заряжания;

· для водонаполненных ВВ -1.4 для ручного и 1.6 кг/дм³ для механического заряжания.

Вместимость 1 погонного метра скважины определяется по формуле:

p = 7.85 d² D , кг (24)

где: d - диаметр скважины, дм.

Следовательно, для зарядов первого ряда скважин длина, занимаемая зарядом ВВ:

м (25)

для зарядов последующих рядов

м (26)

Общая длина скважины определяется высотой уступа Hу, углом наклона скважины b и величиной перебура lп. Перебур (см.рис.2.2) применяется для улучшения проработки подошвы уступа и зависит от трудности взрывания пород. Обычно величина перебура назначается в пределах от 10 до 15 диаметров скважины, однако в трудновзрываемых породах он может быть увеличен до 20Dскв, а в легковзрываемых - уменьшен до 5Dскв.

Длина скважины определяется по формуле:

, м (27)

где: b- угол наклона скважины к горизонту;

lп - длина перебура.

Таким образом, условие возможности размещения заряда весом Q в скважине можно выразить неравенством:

L_ВВ £ Lскв - lзаб. , (28)

где: lзаб = (20..35) Dскв.

L_ВВ - длина, требуемая для размещения заряда ВВ.

Если условие (28) не выполняется, то заряд требуемого веса не может быть размещен в данной скважине. Такая ситуация нередко возникает для скважин первого ряда - с увеличенной длиной линии сопротивления по подошве (ЛСПП - см.рис.2.2), в то время как для скважин последующих рядов условие (28) выполняется. В этих случаях применяют сдвоенные скважины для первого ряда - распределяют требуемый заряд по двум скважинам, расположенным друг от друга на расстоянии, не превышающем 6-ти кратного диаметра скважины.

Для сдвоенных скважин - как правило, а нередко и для одинарных, разность Lскв - (L_ВВ + lзаб) достигает величины нескольких метров. В таких случаях как правило целесообразно для улучшения качества дробления применять рассредоточение заряда. При этом заряд делится на две, иногда - более, частей. В нижней части скважины располагают основную часть заряда, обычно не менее 65% от общего веса. Остальной заряд располагают ниже забойки, длина которой в этом случае может быть уменьшена на 20-30%, отделяя его от основной части воздушным или заполненным инертной забойкой промежутком. Верхний заряд также может быть рассредоточенным. Общая длина промежутков может составлять от 15 до 40% длины заряда, при этом меньшие значения соответствуют большей трудности взрывания.

Каждая часть рассредоточенного заряда взрывается отдельным боевиком. Части заряда с воздушными промежутками взрываются одновременно, для зарядов с промежутками, заполненными инертным заполнителем может применятся короткозамедленное взрывание частей заряда. Применение зарядов с воздушными промежутками может быть рекомендовано для взрывания легко- и средней трудности взрывания пород. Заряды с промежутками, заполненными инертными заполнителями - для взрывания трдновзрываемых пород.

Рассредоточение заряда следует применять всегда, если имеется такая возможность, поскольку при этом энергия взрыва более равномерно распределяется по высоте взрываемого уступа, что улучшает качество дробления и уменьшает выход негабаритных кусков.

Размеры опасных зон

Важным вопросом при проектировании взрывов является правильное установление размеров опасных зон по разлету кусков, по воздействию воздушной ударной волны и сейсмическому воздействию взрыва.