Расчет параметров взрывных работ

От принятых решений и полученных результатов зависит эффективность всего технологического процесса.

Особенно это касается буровзрывных работ как первого этапа проведения подземных горно-разведочных выработок. Всю совокупность факторов, влияющих на эффективность буровзрывных работ, можно разделить на три группы: горно-геологические, технические и технологические (рис. 82).

Рис. 82. Факторы, влияющие на эффективность буровзрывных работ

Из всех факторов указанных групп наиболее интенсивное влияние на показатели буровзрывных работ оказывают тип вруба, глубина и диаметр шпуров, способ и конструкция зарядов. Эффективность работ резко повышается, если в забое выработки создать дополнительную обнаженную полость. Эту задачу выполняют врубовые шпуры, которые бурятся на 20–30% глубже вспомогательных и оконтуривающих. Врубовые шпуры образуют вруб и по углу наклона к плоскости забоя бывают с наклонными и прямыми шпурами (рис. 83).

Условия применения разных типов врубов даны в табл. 69.

Рис. 83. Конструкции врубов для горно-разведочных выработок:

а, б, в, г, д, е – с наклонными шпурами; ж, з, и, к – с прямыми; л, м – комбинированные (а − пирамидальный; б – вертикально-клиновой; в – горизонтально-клиновой; г – нижний;

д – верхний; е – боковой; ж – призматические). 1 – ярусный; 2 – ярусный с зарядом выброса; 3 − с зарядом запрессовки; з – бочкообразный; и – спиральные (4 – обычный;

5 – ступенчатый); к – щелевой; (6 – щелевой с зарядами запрессовки);

м – комбинированные (7 – клин со щелью; 8 – призма со щелью)

Рис. 84. Конструкции зарядов:

I – врубовых шпуров: а – сплошной колонковый с прямым инициированием; б − сплошной колонковый с обратным инициированием; в – сплошной колонковый с прямым инициированием с донным воздушным промежутком; г – сплошной колонковый с обратным

инициированием и забойкой из полиэтиленовых ампул с водой или гидропастой;

д – сплошной колонковый с боковой кумулятивной выемкой и обратным инициированием;

е – сплошной колонковый с детонирующим шпуром;

II – оконтуривающих шпуров: ж – сплошной колонковый с деревянным стержнем и обратным инициированием; з – сплошной колонковый с радиальным зазором; и − сплошной колонковый с радиальным промежутком; к – рассредоточенный с обратным инициированием; л – рассредоточенный с ампулами с водой или гидропастой;

м − рассредоточенный с деревянными брусками

Конструкция зарядов в шпурах приведена на рис. 84. Основными параметрами взрывной отбойки, определяющими технико-экономические показатели проведения выработок в целом, являются: число, глубина и диаметр шпуров, коэффициент использования шпуров (КИШ) и удельный расход ВВ.

Глубина шпуров при использовании клинового вруба определяется, исходя из ширины выработки и условий размещения бурильной машины по формуле

где В –ширина выработки, м; α – угол наклона шпуров, град.

Независимо от типа вруба оптимальная глубина шпуров, обеспечивающая целое число циклов, исходя из нормативной трудоемкости, определяется так:

− npи выполнении взрывных работ в межсменном перерыве, с учетом организации работ и производительности труда

где Т _см − продолжительность смены, ч; К =1,1 – 1,25 – коэффициент, учитывающий повышение производительности труда; Т _б, Т _уб, Т _н – нормы времени на 1 м выработки соответственно для бурения шпуров, уборки породы и настилки временного пути, ч; η – коэффициент использования шпуров (КИШ);

– при выполнении взрывных работ в конце смены

где t _пр – продолжительность проветривания, ч; t _зв – норма времени на заряжание и взрывание, ч.

При организации многозабойного проведения выработок глубину шпуров определяют, исходя из заданной скорости проведения и принятого режима работ:

.

Число шпуров на забой должно быть достаточным с точки зрения эффективного разрушения обуренного массива породы, равномерного его дробления, правильного оконтуривания выработок, размещения расчетного заряда ВВ.

Для проведения горно-разведочных выработок в обычных условиях число шпуров можно определить по формуле ВНИИОМШСа

где q – удельный расход ВВ, кг/м³; d – диаметр патрона ВВ, мм; ρ_вв– плотность ВВ в патронах, кг/м³; γ − коэффициент заполнения шпура ВВ; η – КИШ. Или по формуле А.Д. Громова N = (2,8÷4,5) S _пр при изменении f от 8 до 20. Или по упрощенной формуле N = 4,5 S _пр f > 15.

Расстояние между шпурами вруба должно быть не менее 30 см для того, чтобы каждый последующий заряд находился вне зоны деформации пород от взрыва предыдущего заряда.

Удельный расход ВВ можно определить по формуле М.М. Протодьяконова:

где f – коэффициент крепости пород по шкале М.М. Протодьяконова; S _np– площадь поперечного сечения выработки в проходке, м²; е – коэффициент относительной работоспособности ВВ.

Коэффициент работоспособности выбирается по таблицам или определяется по формуле

е =380/ Р.

Здесь 380 – работоспособность аммонита N 6ЖВ, см³; Р – работоспособность применяемого ВВ, см³.