Тема: Основы теории разрушения горных пород взрывом. Процесс разрушения массива возле взрыва. Состав комплекта шнуров в забое. Типы врубов

Общие требования к предохранительным ВВ

1. Энергии взрыва и должна быть ограниченна приделами для разного класса предохранительности с учетом условий их применения.

2. Предохранительные ВВ должны хорошо детонировать.

3. Они должны иметь кислородный баланс = «0» так как «+» О₂ приводит к образованию в продуктах взрыва газов NO₂ и СО₂ усиливающих опасность вспышки металловоздушной смеси. «-» О₂ может привести к возникновению вторичного пламени и увеличению содержания продуктов неполного окисления (СО и Н₂ и других газов) способствующих вспышке металовоздушной смеси.

4. Склонность к выгоранию предохранительных ВВ при взрывании в шнуровых зарядах должна быть сведена к минимуму

5. Все предохранительные ВВ должны быть водоустойчивыми и хорошо сохранять взрывчатые свойства при хранении их в пределах гарантийного срока.

Для разрушения массива горных пород применяют заряды ВВ, которые классифицируют:

v по приложению к взрывчатому объекту – наружные (накладные) и внутренние;

v по форме – сосредоточенные и удлиненные
сосредоточенные – имеют форму шара, куба, призмы, если отношение его длины к поперечному размеру не превышает 4.

удлинённые – отношение длины к поперечному размеру >4

v по характеру действия - выброс (вызывающий выброс породы), рыхления (вызывающий рыхление породы) и камуфлета (внутреннего действия т.е. не проявляющегося при взрыве видимого действия на поверхности).

РИСУНОК

Три вида выброса: нормальный при n=1, уменьшенный при n<1 и усиленный при n>1.

РИСУНОК

- угол полураствора воронки взрыва.

v По конструкции – сплошные (колонковые) и рассосредоточеные (ярусные) заряды ВВ

РИСУНОК

На угольных шахтах в основном применяют внутренние, удлиненные, сплошные заряды, вызывающие выброс горной массы.

К₃= L₃/L_ш = 0,3-0,85 – коэффициент заполнения шнура.

РИСУНОК

На эффективность взрывных работ большое влияние оказывает расположение шкуров в забое выработки. Разрушение пород происходит по линии наименьшего сопротивления.

Линия наименьшего сопротивления (W) – кратчайшие расстояния от центра заряда до открытой поверхности (обнажения).

Глубина шнура (L) – это проекция длины шкура на продавную ось выработки.

При взрыве заряда ВВ порода разрушается не на всю глубину шкура, т.к. остаётся неиспользованная его часть («стаканы»)

РИСУНОК

РИСУНОК

РИСУНОК

Подвигание забоя за 1н взрыв называют глубиной заходки - l ₃ КИШ η= l₃/l.

Коэффициент использования шкура – отношение глубины заходки к глубине шкура. КИШ в крепких породах равен 0,7-0,8; в породах средней крепости 0,8-0,9; в мягких 0,9-0,95; а при наличии двух (обнажённых поверхностей) может =1 поверхность обнажения↑.

КИШ зависит от числа поверхностей обнажения и крепости породы, длины и величины заряда ВВ, схемы расположения шкуров в забое и очерёдности их взрывания.

Вблизи от взорванного заряда ВВ распространение взрывной волны и движение расширяющихся взрывных газов происходит на некотором расстоянии, но при этом давлении взрывных газов и скорость их расширения постепенно (падает) уменьшается. Таким образом, действие взрыва заряда ВВ в горной породе можно охарактеризовать зонами вытеснения, раздавления и уплотнения, разрывов их трещинообразования и сотрясения.

1. Заряд ВВ.

2. Зона вытеснения (копловая полость).

3. Сферический слой мелкораздробной и (4) сильноуплотнённой породы.

4. Зона радиальных трещин.

РИСУНОК

Схема расположения шкуров в забое

Весь комплект шнуров в забое делят на группы:

Врубовые

Вспомогательные

Предконтурные

Оконтуривающие

РИСУНОК

1. Врубовые шпуры работают при одной открытой поверхности в сильно тяжёлых условиях. Поэтому для получения необходимого эффекта их размещают гуще чем все остальные и бурят их на 0,2-0,3м длиннее остальных. Назначение врубовых шпуров –образование дополнительной (2 открытой поверхности) для облегчения условий работы остальных шпуров, они взрываются первыми. L=60-90⁰.

2. Вспомогательные шпуры работают при наличии в 2х открытых поверхностях и их назначение – расширять врубовую полость и равномерно раздробить отбитую породу. Эти заряды взрываются после врубовых и способствуют улучшению работы предконтурных шпуров L=80-90^о

3. Предконтурные шпуры производят дальнейшее расширение взрывной полости с равномерным дроблением отбиваемой породы, они взрываются после вспомогательных и создают благоприятные условия для работы оконтуривающих шпуров. L=80-90^о

В зависимости от размеров поперечного сечения выработки количество вспомогательных шпуров может быть 2 – 4 шт. При малой величине сечения выр. вспомогательные шкуры могут одновременно выполнять роль предконтурных шнуров.

4. Оконтуривающие шпуры должны правильно сформировать контур выработки и равномерно раздробить породу предконтурной полости. Эта группа шпуров должна располагаться как можно ближе к контуру выработки. Устье оконтуривающих шпуров располагается на расстоянии 0,1-0,15м от контура выработки, а забои этих шпуров должны быть на линии контура выработки в черне. Заряды в оконтуривающих шпурах взрываются последними.

Взрывной вруб может быть образован взрыванием небольшого количества шпуров пробуренных перпендикулярно или наклонно к поверхности забоя выработки. Исходя из этого признака врубы делятся на 3 группы:

1 группа – врубы образуемые шпурами, пробуренные наклонно к поверхности забоя (клиновые, воронкообразные, пирамидальные, веерные).

2 группа – прямые врубы образованны шпурами пробуренными перпендикулярно к поверхности забоя выработки (щелевые, призматические, спиральные, ступенчатые).

3 группа – комбинированные врубы – сосредоточение шпуров с предыдущих групп.

Схемы расположения шпуров, как правило, выполняют в трёх проекциях (фронтальной, боковой (вертикальной), горизонтальной)

Врубы с наклонными шпурами делят на односторонние: верхний, нижний, боковой, веерный и двухсторонние: клиновой (горизонтальные, вертикальные), ножницы, пирамидальный и др.

1 Верхний вруб – образуют шпурами, наклонными к кровле выработки. Его применяют в полевых шнурах S>4м² в трещиноватых породах с завлечением слоёв и трещин от забоя. Угол наклона шпуров к поверхности забоя 60-70⁰, lш=2-2,3м, l_з=1,8-2м, ЭДКЗ-ОП, ЭД-8Ж.

РИСУНОК

2 Нижний вруб образует шпурами, наклонными к почве выработки. Его применяют в породах с замечательными слоями трещин на забой. ЭДКЗ-ОП, ЭД-8Ж.

РИСУНОК

3 Боковой вруб образует шпурами, направленными к одному из боков выработки при явно выраженной вертикальной сложности пород ЭДКЗ-ОП (предохранительные), ЭД-8Ж (непредохранительные)

РИСУНОК

4 Горизонтальный клиновой вруб состоит из 4-10 шпуров, образуемых двумя рядами и пробуренных под углом 65-75 к поверхности забоя. lш=1,8-2,6м, l_з=1,5-2,2м. Его применяют при проведении подготовительных выработок S_сеч > 6м² в однородных породах при горизонтальных трещинах и слоях.

РИСУНОК

5 Вертикальный клиновой вруб по конструкции аналогичен горизонтальному, но применяют его в породах при вертикальных трещинах или слоях. ЭДК3-ОП (предохранительные) ЭД-8Ж (не предохранительные). Для обеспечения поджигание забоя за взрыв более чем 2м на практике применяют 2-l, 3-l клиновые врубы.

РИСУНОК

6 Веерный вруб образуют расходящиеся шпурами в одной плоскости. Длина коротких шпуров 1-1,5м, остальных 2-2,3м. Глубина находки 1,8-2м. Его применяют при проведении выработки смешаным забоем по углю или мягкому прослойку породы. Взрывают заряды в шпурах последовательно с применением предохранительных электородетонаторов ЭДКЗ – ПМ, ЭДКЗ – П.

РИСУНОК

7 Призматический вруб состоит из 3-6 параллельных шпуров, пробуренных перпендикулярно к забою и располагаемых в центре выработки. Контур их образует призму трех-, четырехгранную и т.д. Расстояние между шнурами 0,3-0,6м, l_м=2,5-4м. Его применяют в выработках любой площади по пародам средней крепости и крепким.

РИСУНОК

7.1. Наиболее эффективен призматический вруб треугольного сечения. Расстояние между врубовыми шпурами 10-20см, длинна их 2,5-4м.

РИСУНОК

7.2. Призматический спиральный вруб. В выработках горизонтальных и наклонных малого сечения S<=3,5м², а также в восстающих. В монолитных крепких породах или с напластованием. Первым взрывается заряд шпура отстающий от холостого «0» не более диаметра шпура.

РИСУНОК

8 Вруб «ножницы» образуют двумя встречными шпурами, расположенными в разных параллельных полостях. Его применяют в угольных забоях.

РИСУНОК

9 Пирамидальный вруб состоит из 4-6 шпуров, образующих пирамиду в центральной части забоя. Угол наклона врубовых шкуров к поверхности забоя 65- 75⁰, l_м= 1,8-2,6м, l_з=1,5-2м. Его применяют в любых породах, но наиболее целесообразно применять в крепких и очень крепких породах при проведении горизонтальных и восстающих выработок S < 4 м²

РИСУНОК

10 Вруб Пазенко. В слабых породах сильнотрещиноватых, когда нужно образовать вруб на большую глубину, главным образом в выработках не большого сечения. В горизонтальных выработках более 2 ярусов зарядов не рекомендуется.

РИСУНОК

11 Щелевой вруб образуют 6-8 шпурами и заряжаемыми через один, бурят на расстоянии 0,1-0,2м. Применяют на любой S поперечного, по породам средней крепости.

РИСУНОК

12 Прямой шагающий вруб образуют одним - двумя короткими шпурами, и 2-4 длинными шпурами. Расстояние между шпурами – 0,6м. Применяется по крепким породам.

РИСУНОК

13 Спирально-шагающий вруб состоит из 4-8 шпуров различной длины. Самый короткий 1/2 – 1/3 lм. Заряды взрывают в них один за одним. Расстояние между шпурами зависит от крепости пород. Подвигание забоя до 1,8-2,5м КИШ-0,9=0,95.

РИСУНОК

14 Ступенчатые врубы - система коротких и длинных параллельных шпуров. Заряды взрывают с замедлением на одну ступень электродетонаторами коротко-замедленного действия.

РИСУНОК

15 Двойной ступенчатый вруб. Шпуры расположены рядами по 3-5 шпуров в каждом ряду. Шпуры нижнего ряда имеют рассредоточенный заряд. Lм до 4м, f=3-10. Очередность взрыва I-1,2,3. II- 4,5,6. III- 7,8,9. IV- 1¹, 2¹, 3¹. V- 10,11.

РИСУНОК

16 Комбинированные врубы – сочетание двух врубов, например:

1.Вертикального, клинового и щелевого;

2.Вертикального клинового и призматического, причем призматический расположен внутри клинового, что обеспечивает КИШ=0,95. Применяют при удлиненной заходке при различной породе, когда один вруб не дает желаемого эффекта.

Например: Комбинированный: двойной клиновой и щелевой вруб. По крепким монолитным породам (чаще всего комбинации прямых врубов с клиновыми.)

РИСУНОК

Дата добавления: 2014-12-07