Технология производства

В зависимости от назначения, области и условий эффективности применения сотрясательное взрывание можно условно разделить на пять видов (табл. 11.1), каждый из которых характеризуется специфическими параметрами ведения взрывных работ.

Таблица 11.1. Виды сотрясательного взрывания и их назначение

Вид (область)	Назначение
Вскрытие выбросоопасных пластов	Отбойка породы и угля в зонах приближения, пересечения и удаления
Угольные и смешанные забои подготовительных и очистных выработок, проводимых по выбросоопасным пластам	Полная отбойка угля или угля и породы в заданном сечении выработок, снижение интенсивности и частоты выбросов угля и газа
Забои выработок, проводимые по выбросоопасным породам	Отбойка породы в заданном сечении выработок
Торпедирование (гидровзрывная обработка) призабойной части угольного пласта в подготовительных и очистных выработках	Предотвращение выбросов угля и газа
Передовое (внепластовое) торпедирование вмещающих пород на выемочных участках впереди очистных забоев	Предотвращение или снижение интенсивности и частоты выбросов угля и газа

11.2.1. Вскрытие выбросоопасных пластов сотрясательным взрыванием. Под вскрытием пластов понимается комплекс работ, связанных с приближением к ним забоя вскрывающей выработки, их обнажением, пересечением и удалением от пластов.

При вскрытии крутых пластов участком приближения следует считать участком вскрывающей выработки с 4 до 2 м перед вскрываемым пластом, а участком удаления – с 2 до 4 м за пластом (рис. 11.1, а).

При вскрытии пологих и наклонных угольных пластов участком приближения следует считать участок вскрывающей выработки с 4 до 1 м перед вскрытием пласта и участок удаления – с 1 до 4 м за пластом (рис. 11.1, б). Все расстояния следует принимать по нормали к пластам.

Вскрытие угольных пластов сотрясательным взрыванием, кроме мощных крутых допускается производить полным проектным сечением выработки.

Режим сотрясательного взрывания в забое вводится с расстояния не менее 4 м и отменяется после удаления забоя выработки на расстояние не менее 4 м по нормали от пласта.

Обнажение и пересечение пластов при помощи буровзрывных работ проводят при породной пробке между забоем выработки и крутым пластом (пропластком) не менее 2 м, а для пологих и наклонных – не менее 1 м по нормали к пласту.

Для вскрытия крутого пласта за одно взрывание необходимо (рис. 11.2):

использовать двухъярусные (рассредоточенные) заряды;

применять двойной клиновой вруб, при этом шпуры первого (вспомогательного) ряда бурят до пласта, а шпуры второго (основного) – за пласт на 0,4…0,5 м; заряд ВВ во вспомогательных шпурах взрывного вруба принимают 0,9…1,2, а в основных шпурах – 1,5…3 кг;

располагать заряды ВВ отбойных и оконтуривающих шпуров как в породной подрывке, так и в угольном массиве (во вскрываемом пласте);

перебуривать породы, располагаемые за пластом, на расстояние 0,4…0,5 м;

в шпурах с рассредоточенными зарядами замедление в донном заряде (2-й ряд) должно быть больше, чем в первом от устья заряде (1-й ряд) на 30…45 мс (по номиналу);

при использовании допущенных для соответствующих условий ВВ III и IV класса длины забойки между рассредоточенными зарядами должны быть не менее 0,75 м, а масса первого от устья шпурового заряда – не более 1,2 кг; при использовании ВВ II класса соответственно не менее 1 м не более 1 кг.

11.2.2. Проведение выработок и ведение очистных работ по выбросоопасным угольным пластам. Проведение подготовительных выработок сотрясательным взрыванием на пластах пологого и наклонного падения может осуществляться по двум схемам: с опережающей отбойкой угля или одновременной отбойкой угля и породы. В местах геологических нарушений взрывание по углю и породе должно производиться одновременно.

З а п р е щ а е т с я применять ручные ударные инструменты для оформления забоя после сотрясательного взрывания.

При сотрясательном взрывании в угольных забоях подготовительных выработок на пластах пологого падения количество шпуров по углю определяют по формуле

, (11.1)

где В _у – ширина угольного забоя в сечении штрека, м;

0,6 м – минимально допустимое расстояние между шпуровыми зарядами;

k _ш – коэффициент расположения шпуров, определяющий количество рядов по мощности пласта.

Мощность пласта, м………….	0,40…0,75	0,76…1,20	1,21…1,80	1,81 и более
k ш……………..

Общий расход ВВ на заходку, кг

, (11.2)

где l _ш – глубина шпуров для сотрясательного взрывания, м;

g – масса 1 м заряда шпура по углю (принимается равной для порошкообразных аммонитов 1,1…1,2 кг/м).

При сотрясательном взрывании по породе в подготовительных выработках и в очистных забоях порядок расчета параметров паспорта БВР такой же, как и при обычном взрывании (см. гл. 8), но при более высоком удельном расходе ВВ его следует принимать на основании практических данных или расчетным способом по эмпирическим формулам.

При одновременном взрывании по углю и породе в этих же условиях удельный расход ВВ, кг/м³, для породной части забоя может рассчитываться по следующей формуле

, (11.3)

где S_п – площадь поперечного сечения породного забоя, м²;

f _п – крепость породы по Протодьяконову.

В угольных и смешанных забоях подготовительных выработок, проводимых на крутых пластах по углю или по углю и породе, удельный расход ВВ рекомендуется уменьшить примерно на 20% по сравнению с расчетными данными по формуле (11.3). Удельный расход в забоях очистных выработок также целесообразно определять на основании данных практики или расчетным способом.

Для условий применения ВВ класса IV в нишах и лавах

, (11.4)

где S _у – площадь поперечного сечения угольного забоя, м²;

f _у – крепость угля по шкале Протодьяконова.

Для обеспечения эффективности взрывных работ глубина шпуров должна быть на 0,5 м больше подвигания забоя лавы за цикл (длины заходки).

Применение веерных врубов считается целесообразным в первую очередь в угольных забоях, проводимых на устойчивых пластах мощностью до 0,7 м. На пластах мощностью 0,8 м и более, представленных некрепкими углями, рациональны призматические врубы.

11.2.3. Проведение выработок по выбросоопасным породам. Выбросоопасные песчаники по прочностным свойствам относятся к крепким породам с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова равным 7…10 или больше.

Экспериментально установлено, что выбросы песчаника могут произойти только из тех частей забоя, где имеется избыточное давление газа (более 0,02 МПа). Эта особенность выбросоопасных песчаников положена в основу принятой технологии проведения выработок буровзрывным способом.

По выбросоопасным породам выработка проводится с опережающим забоем уменьшенного сечения (рис. 11.3). Взрывание шпуровых зарядов в обоих забоях выполняют одновременно (за один прием) с замедлением от проектного к уменьшенному сечению (шпуровые заряды в опережающем забое взрывают после взрыва зарядов в проектном).

Сечение опережающего забоя должно быть таким, чтобы отбитая взрывом порода основного забоя полностью перекрывала сечение опережающего забоя. Идея способа состоит в том, чтобы основной комплект шпуровых зарядов взорвать в дегазированном (до давления газа менее 0,02 МПа) массиве и одновременно локализовать возможный выброс в напряженном опережающем забое перемычкой взорванной горной массы.

В зонах высокой степени выбросоопасности рекомендуется в опережающем забое бурить не более 12 шпуров, располагая при этом оконтуривающие шпуры по эллиптическому как наиболее устойчивому контуру. В зонах невысокой и средней выбросоопасности бурение оконтуривающих шпуров в передовом забое по эллиптическому контуру не обязательно, причем количество их может быть увеличено до 21. Глубина шпуров должна быть 1,6…1,8 м. Удельный расход ВВ составит 0,8…1,5 кг/м³ (предохранительных – на 25…30% больше).

Вокруг контура каждой выработки существует зона естественной разгрузки на глубине, не превышающей 0,6…0,8 м. Поэтому в забое проектного сечения шпуры располагают в один ряд на расстоянии не более 0,6 м от стенок опережающей полости. Если одного ряда недостаточно для доведения выработки до проектного сечения, взрывание шпуровых зарядов в отстающем забое необходимо произвести несколько раз, соблюдая изложенные выше требования к расположению шпуров.