Буровзрывные работы

Буровзрывные работы являются одним из труднейших процессов технологии добычи камня. Затраты на их проведение составляют 20...30 % себестоимости щебня. Поэтому особую важность при эксплуатации месторождений приобретает применение наиболее эффективных способов бурения и взрывания.

Бурение шпуров и скважин производят выше или ниже подошвы уступа. Длина недобура зависит от физико-механических свойств взрываемой породы, диаметра заряда, мощности взрывчатого вещества (ВВ) и составляет l_н = (3...12) d_зар (d_зар - диаметр заряда). Недобур допускается в легко разрушаемых мягких породах, при наличии мягких рыхлых пород под разрушаемым твердым пластом.

Перебур - часть скважины или шпура, пробуренная ниже подошвы уступа. Перебур служит для усиления действия взрыва в нижней части скважины, обеспечивая ровный отрыв породы от подошв уступа. Величина перебура может составлять от 9 до 15 диаметров заряда в зависимости от крепости породы.

Метод шпуровых зарядов (рис. 7.1.2) применяют при небольшом объеме взрывных работ и там, где неприемлемы другие методы. При этом методе достигается хорошее дробление породы, однако он наиболее трудоемок и менее безопасен.

Рис. 7.1.2. Шпуровые зарядные устройства

Для бурения шпуров используются перфораторы (табл. 7.1.1)

Таблица 7.1.1

Техническая характеристика перфораторов

Производительность бурения перфораторами зависит от группы породы, типа бурильного молота, качества стали и формы головки бура, квалификации бурильщика, давления сжатого воздуха, начального диаметра шпура

П = П · К ₁· К ₂, (7.1.2)

где П - производительность перфоратора, принимаемая по ЕНиР;

К ₁ - коэффициент, учитывающий начальный диметр шпура (табл. 7.1.2);

К ₂ - коэффициент, учитывающий угол заложения шпура.

Таблица 7.12

Значения коэффициентов К ₁, К ₂

При использовании скважин можно одновременно взрывать несколько скважин, расположенных в один или несколько рядов. Заложение скважинных зарядов принимают вертикальным или наклонным в зависимости от высоты уступа и типа используемого бурового оборудования. Наклонные скважины (параллельные откосу уступа) рекомендуются при необходимости получения равномерного качественного дробления пород взрывом. Высоту взрываемого уступа принимают равной 10...15 м. С увеличением высоты уступа возрастает период действия взрыва на породу, что способствует более интенсивному ее дроблению. При высоте взрываемого уступа до 35 м значительно улучшается интенсивность дробления и повышаются технико-экономические показатели буровзрывных работ. Рекомендуемые диаметры скважин приведены в табл. 7.1.3

Таблица 7.1.3

Рекомендуемые диаметры скважин

Для бурения скважин применяют станки ударно-вращательного и вращательного бурения, характеристика которых приведена в табл. 7.1.4

Таблица 7.1.4

Станки для бурения скважин

Рациональный способ бурения и выбор бурильного станка определяется технико-экономическими расчетами, геологическими данными разрабатываемого месторождения, назначением добываемой породы.

При скважинном методе (рис. 7.1.3) величину заряда на рыхление определяют по формуле

Q = q ·a· W_n · Н_у, (7.1.3)

где q - расчетный удельный расход аммонита №6 (табл. 7.1.5), кг/м³;

а- расстояние между скважинами в ряду, равное (1... 1, 2) W;

W_n - расчетная линия сопротивления по подошве уступа, принимаемая равной

или (0, 5...0, 8) Н_у,

где d_c - диаметр скважины, см;

D - насыпная плотность взрывчатого вещества (ВВ), кг/дм³;

Н_у - высота уступа, м

Рис. 7.1.3. Скважные зарядные устройства
Н_у - высота уступа; a - угол откоса уступа; С - расстояние от верха бровки уступа до центра скважины первого ряда зарядов; W_n - величина расчетной линии сопротивления по подошве уступа; l _заб - длина забойки скважины; l _з - длина заряда; L_c - длина скважины; l _nep - величина перебура; b - расстояние между рядами скважины; а - расстояние между скважинами в ряду

Рассчитанная для вертикальных скважин величина расчетной линии сопротивления по подошве уступа должна удовлетворять условием безопасности

W_n ³ Н_у ctqa + С, (7.1.4)

где a - угол откоса уступа, град;

С - расстояние от верхней бровки уступа до ходового оборудования бурового станка.

Расстояние между рядами скважин

b = 0, 85 - W_n ·7 (7.1.5)

Объем породы взрываемой одной скважиной

V_с = а - W_n - Н_у (7.1.6)

Расстояние от верхней бровки уступа до центра скважины первого ряда зарядов

С = W_n - Н_у ·ctqa (7.1.7)

Масса скваженного заряда по вместимости

Q_с = (L_c - l _заб)·Р = (L_c - 20 d_c)· P, (7.1.8)

где L_c - длина скважины, равная высоте уступа Н_у с перебуром l _nep;

l _заб - длина забойки, м;

Р - вместимость скважин в дм³ на 1 п.м ее длины;

d_c - диаметр скважины, см.