Расчет зарядов и заряжание скважин

Одним из основных параметров взрывной отбойки является удельный расход ВВ (кг/м³), который должен обеспечить требуемое качество взрыва при минимальных трудовых затратах и расходе материалов. Большой вклад в теоретическое обоснование его величины внесли российские ученые: М.М. Боресков, Г.И. Покровский, М.М. Протодьяконов, Г.П. Демидюк и др.

Удельный расход ВВ является функцией следующих параметров:

, (4.8)

где S – площадь сечения выработки, м²;

f – коэффициент крепости пород;

L – глубина скважины (шпура), м;

d – диаметр скважины (шпура), мм;

Δ – плотность заряжания, г/см³;

k_з – коэффициент заполнения скважины (шпура), д.ед;

Н – глубина разработки, м.

На практике на каждом месторождении с уникальными свойствами руд и пород, принятыми требованиями к качеству их дробления, проводится серия экспериментов и устанавливаются эмпирические зависимости q от большинства из перечисленных выше факторов.

Определив величину q, и, зная диаметр скважины (шпура) на применяемой на руднике буровой технике, не сложно определить величину заряда ВВ для разрушения того или иного объема. ЛНС и расстояние между скважинами (шпурами) в ряду рассчитывается из условия равенства массы заряда ВВ в скважине (шпуре) произведению объема взрываемой руды на удельный расход ВВ:

, (4.9)

Тогда ЛНС первого ряда скважин при отбойке с двумя обнаженными поверхностями составит:

, (4.10)

где m_з – коэффициент сближения зарядов ВВ:

- при расположении трещин параллельно площади обрушаемого забоя

m_з = 1, 0-1, 2;

- при перпендикулярном расположении – m_з = 0, 5-0, 8.

На рудниках широкое применение при ведении взрывных работ нашли простейшие ВВ типа гранулитов (смесь аммиачной селитры с добавками горючих материалов, алюминиевой пудры), а также водонаполненные ВВ.

Оборудование для зарядки ВВ характеризуется достаточно широким диапазоном машин по производительности и ёмкости зарядного устройства. Наряду с установками для централизованного приготовления простейших ВВ, разработаны машины относительно небольшой производительности для приготовления их в процессе заряжания забоя. На рудниках, применяющих рельсовое перемещение техники, достаточно популярны пневмозарядные машины типа ЗМБС-2А и Ульба-400 производительностью зарядки ВВ 100-120 кг/мин.

Из самоходных установок иностранного производства для механизированной зарядки шпуров и скважин на рудниках России допущены к применению машины фирмы «PAUS» (Германия), «Dyno Nobel» (Швеция), «Normet» (Финляндия) и ряд других. На рудниках Норильского региона используется зарядная машина типа Charmek («Normet», Финляндия).

Машина (табл. 4.4) снабжена навесным зарядным оборудованием, емкостями для ВВ, зарядными шлангами для работы двух-четырех взрывников, устройствами управления, изолированным хранилищем для детонаторов и компрессором. Подъемная стрела с люлькой предназначена для зарядных работ на высоте до 8, 5 м.

Таблица 4.4

Техническая характеристика машины Charmek для доставки ВВ и заряжания шпуров

Среди способов взрывания зарядов на рудниках используются электрическое и неэлектрическое (СИНВ-Ш) взрывание. СИНВ-Ш восприимчивы к инициирующему импульсу от капсюля-детонатора, детонирующих шнуров (ДШ) и электродетонаторов. Капсюль-детонатор СИНВ-Ш инициирует патроны ВВ, промежуточные детонаторы. Длина волновода (СИНВ-Ш с капсюлем-детонатором) колеблется от 2 до 16 м.

Типичная схема конструкции заряда ВВ приведена на рис. 4.12. При электрическом взрывании патрон-боевик представляет собой патрон ВВ с размещенным в нем электродетонатором. В условиях использования наиболее безопасного неэлектрического взрывания волновод вводится непосредственно в патрон ВВ.

Рис. 4.12. Конструкция заряда ВВ в шпуре.

Электрический способ взрывания зарядов имеет широкое распространение. Основными его достоинствами являются:

· высокая безопасность – подача начального импульса во взрывную сеть производится с безопасного расстояния;

· возможность взрывать большое число зарядов в любой необходимой последовательности;

· надежность взрывания – возможна предварительная проверка исправности взрывной сети.

· К недостаткам этого способа можно отнести:

· повышенная трудоемкость монтажа электровзрывной сети;

· необходимость отключения электроэнергии на период монтажа электровзрывной сети в опасной зоне.

При взрывании ДШ взрывная сеть состоит из магистрали, к которой подсоединяются отрезки ДШ, идущие к зарядам. Достоинствами данного способа являются:

· снижение опасности работ по заряжанию и особенно в случаях ликвидации отказавших зарядов;

· простота монтажа взрывной сети;

· возможность одновременного взрывания больших групп зарядов;

· обеспечение полноты детонации рассредоточенных и зарядов большой протяженности.

В обычной практике горных работ взрываются группы зарядов в шпурах. При этом используются короткозамедленное (миллисекундное) взрывание. Короткозамедленным называют такое взрывание, при котором смежные заряды взрываются в заданной последовательности с интервалами времени, измеряемыми в миллисекундах.

Более подробно «механика взрыва и технология ведения взрывных работ» будет прочитана в отдельном курсе.

Контрольные вопросы и задания к главе 4

1. Охарактеризуйте основные способы отбойки руды.

2. Перечислите основные достоинства и недостатки шпуровой отбойки руды.

3. Назовите основные способы отбойки руды скважинными зарядами.

4. Каковы основные преимущества и недостатки отбойки руды в зажиме?

5. Какие существуют способы взрывания зарядов ВВ, достоинства и недостатки?