Расчет взрывных работ

 

Таблица 7.19.

Зависимость выхода горной массы с 1 м скважин при  скважинах разного диаметра в породах различной трещиноватости

Переход к удельному  расходу ВВ (кг/м3) при другом диаметре осуществляется по формуле

С учетом типа ВВ, отличающегося от граммонита 79/21, и поправки на размер кондиционного куска формула приобретает вид 

— масса заряда граммонита 79/21; — масса заряда, используемого ВВ.

Расчет по данной формуле обеспечивает при равномерном размещении ВВ в массиве выход негабарита до 3 %.

В случае большого выхода негабарита VH (%) скорректированный  удельный расход ВВ

где — содержание негабарита в массиве до взрыва, %.

Средний объем  негабаритных кусков (м3) принимают  по табл. 7.18, а годовой объем вторичного дробления

 

где — производственная мощность карьера, м3/год; — средневзвешенный по категориям пород выход негабарита, %.

При использовании  другого ВВ, отличающегося от граммонита 79/21 по мощности, значения q, указанные в таблицах, следует умножить на поправочный коэффициент ква приведенный в табл. 7.3.

Как правило, принимают  один тип буровых станков, однако для глубоких рудных карьеров при значительном градиенте трещиноватости пород и узких рабочих площадках уступов на верхних горизонтах могут быть применены скважины увеличенного диаметра, а на нижних уменьшенного. При этом следует исходить из реальных сроков отработки горизонтов и срока службы станков. При равной крепости пород и примерно равном их относительном объеме в контуре карьера применяют вращательный, шарошечный, огневой и другие способы бурения. Однако во всех случаях более двух способов бурения на карьере применять нецелесообразно.

Ориентировочные значения выхода горной массы с 1 м  скважины для различных по трещиноватости массивов приведены в табл. 7.197.5.4. Расчет параметров скважинных зарядов

Расположение  скважин на уступах характеризуется следующими величинами (рис. 7.3.): 

d — диаметр скважины, мм;

Н — высота уступа, м;

W — сопротивление  по подошве (СПП), м;

a — расстояние  между скважинами в ряду, м;

с — безопасное расстояние от оси скважины до верхней бровки уступа, м;

 и  — длина соответственно заряда и перебура, м; 

— длина забойки, м;

L — длина  (глубина) скважины, м;

a — угол откоса  уступа, градус. Определение сопротивления предельного по подошве W (СПП) для обеспечения нормального разрушения массива на уровне подошвы.

Предельное значение Woa для одиночной скважины определяется по формуле С. А. Давыдова:

где — коэффициент трещиноватости, для монолитных пород = 1, для трещиноватых = 1,1; для сильнотрещиноватых  = 1,2; d — диаметр скважины, м; — плотность заряда ВВ, кг/дм3; уп — плотность пород, т/м3; — коэффициент работоспособности ВВ (по отношению к граммониту 79/21).

Трест Союзвзрывпром  предельное сопротивление по подошве одиночной скважины рекомендует определять по формуле

где р — вместимость ВВ в 1 м скважины, кг/м;  — проектный (расчетный) расход ВВ, кг/м3.

С учетом взаимодействия зарядов

где т — относительное  расстояние между скважинами. Формулы  определения  a справедливы при т < 1,2.

Кроме того, СПП  проверяется из условия безопасного ведения работ по формуле

где a — угол откоса уступа, градус; Н — высота уступа, м; с — минимально допустимое расстояние (3,0 м) от оси скважин до верхней бровки уступа, м.

Диаметр вертикальных скважин, который обеспечивает нормальную проработку подошвы уступа при данной высоте и угле откоса уступа,

Если определенный по этой формуле диаметр скважины получается большим, чем позволяет бурить используемый на карьере станок, то целесообразно применять парносближенные или наклонные скважины.

Парносближенные скважины. Парное расположение скважин  применяется при больших значениях  СПП, когда одиночные скважины даже при т = 0,6 не обеспечивают нормальную проработку подошвы уступа, вследствие чего в нижней части образуются пороги, а за линией скважин интенсивные заколы. Парносближенные скважины располагают одна от другой на расстоянии четырех-шести диаметров. Они обеспечивают нормальную проработку подошвы при W на 30-40 % большем, чем при одиночных скважинах.

Для парносближенных  зарядов СПП 
определяются как для одиночной скважины эквивалентной вместимости (2р) по формуле

Наклонные скважины бурят параллельно откосу уступа при его большой высоте преимущественно в трудновзрывае-мых породах и при малом их диаметре. В настоящее время взрывание наклонными скважинами все шире применяют на карьерах, так как этот метод обеспечивает лучшее дробление массива, хорошую проработку подошвы уступа, резко уменьшает заколы за линию скважин.

Глубина перебура принимается равной 10 диаметрам  зарядов для слабых пород и 15 диаметрам  зарядов для крепких, труд-новзрываемых.

Трестом Союзвзрывпром  рекомендовано определять глубину перебура для вертикальных и наклонных скважин по формуле

Длина забойки  влияет на разлет породы при взрыве, ширину развала горной массы и использование энергии взрыва на разрушение массива.

Длина забойки  принимается равной 15-20 диаметрам скважин или (0,5-0,75) W.

Выбор коэффициента сближения зарядов и расстояния между рядами. При мгновенном взрывании зарядов в ряду и относительном расстоянии т = 0,6 предельная СПП увеличивается примерно на 20 % по сравнению со взрывом одиночной скважины. При КЗВ с большим интервалом или при m > 1,2 взаимодействия зарядов и соответственно увеличения СПП не происходит.

На практике принимают при вертикальных скважинах т = 0,8 1,1, при наклонных т = 0,9   1,3.

При диагональных схемах КЗВ фактическое значение т увеличивается до 2-3 и более.

Шпуровой метод  применяют при небольших объемах работ, раздельной (селективной) выемке и малой мощности месторождения полезного ископаемого, добыче крупных блоков строительного и отделочного камня, разработке особо ценных полезных ископаемых в тех случаях, когда требуется сохранить структуру ископаемого или не допустить излишнего его измельчения, для дробления негабаритов и рыхления мерзлоты. Вертикальные, наклонные или горизонтальные (слабонаклонные) шпуры диаметром 32-70 мм и глубиной до 3-5 м на карьерах бурят ручными или установленными на легких каретках бурильными молотками.

Для лучшего  отрыва породы шпуры бурят с перебуром, составляющим 10-15 % высоты уступа. Если в подошве уступа залегают более слабые породы, то шпуры бурят на глубину, равную высоте уступа. При наличии в подошве уступа глинистых или слабых прослоек шпуры недобуривают до этого слоя на 15-20 см.

Расстояние между  шпурами в ряду должно быть таким, чтобы исключить повреждение соседних зарядов, взрываемых с замедлениями.

При огневом  инициировании расстояние между шпурами в ряду

при электрическом  инициировании и с помощью  ДШ

Масса шпурового  заряда

где q — расчетный  удельный расход ВВ, кг/м3; Н — высота уступа, или мощность взрываемого слоя, м; W — сопротивление по подошве, м.

Для интенсивного дробления пород и хорошей  проработки подошвы уступа значения W не должны превышать: 20-25 диаметров заряда для крепких пород и 25-35 диаметров заряда для средних пород.

При взрывании  шпуров с величиной СПП меньше 1 м фактический удельный расход ВВ увеличивается. Поэтому в расчетную формулу определения заряда вводят поправочный коэффициент значения которого приведены ниже:

где q — расчетный  удельный расход ВВ, кг/м3; W — расчетная  ЛНС, м; — коэффициент взаимодействия соседних сосредоточенных зарядов, вводится в расчет при коэффициенте сближения меньше 1,25 и вычисляется по формуле:

где и соответственно фактический и расчетный коэффициенты сближения зарядов.

Масса зарядов  второго ряда при одновременном взрывании с зарядами первого ряда увеличивается на 15-20 % по сравнению с расчетными. Камеру располагают на уровне нижней отметки взрываемой выемки.

Ширина развала  горной массы после взрыва обычно находится в пределах (1,6-2,0) Н, а  высота в пределах (0,7-0,8) Н.

Взрывы камерных зарядов на выброс и сброс рассчитывают по формуле М. М. Борескова

При W > 25 в формулу  М. М. Борескова вводится поправочный  коэффициент V W7 25, предложенный Г. И. Покровским и трестом Союзвзрывпром.

Размеры выемки в свету поверху Вв и понизу В„ при взрывах на выброс определяются по формулам:

где m — число  рядов зарядов; b — расстояние между зарядами в ряду,

Расчетный удельный расход ВВ принимается по табл. 7.2.

Взрыв на выброс обычно производится с двух или односторонним размещением выброшенной породы.

7.6.3. Контурное взрывание

Контурное взрывание  скважин применяется для повышения устойчивости откосов уступов и бортов карьеров скальных пород при их выходе на проектный контур и весьма широко в гидротехническом строительстве, где допускаются минимальные нарушения стенок каналов и мест врезки в берега собственно плотин. Контурное взрывание выполняют двумя основными методами:

Предварительным щелеобразованием, когда по проектному контуру борта карьера или выемки заранее бурят и взрывают ряд сближенных скважин, иногда уменьшенного диаметра (60-100 мм);

Завершающим контурным  взрыванием, когда разрушаемый объем дорабатывается до проектного контура. Скважины контурного ряда заряжаются гирляндами рассредоточенных зарядов.