Относительная глубина перебура в зависимости от относительной высоты заряда над подошвой уступа

1п/W	0.05	0.1	0.15	0.2	0.25	0.3	0.35	0.4	0.45	0.5
Iв/W	3.11	2.14	1.68	1.38	1.17	0.99	0.85	0.72	0.6	0.5

 

При технологии взрывания скважинных зарядов без перебура (1_п = 0) величина преодолеваемого сопро­тивления W₀ определяется в зависимости от принятой длины заряда над подошвой уступа по номограмме (рис. 2.4). При заданной величине сопротивления W₀ длина заряда (м).

,

(2.18)

Масса заряда ВВ (кг) в скважине:

Q = P(lв + lп) = Plзар,

(2.19)

где l_зар — длина заряда, м.

Расстояние (м) между скважинами заряда в ряду (см. рис. 2.2):

а = mW,

(2.20)

 

где т — коэффициент сближения зарядов.

Для зарядов нормального дробления коэффициент сближения принимается в зависимости от диаметра взрывных скважин d (м):

 

,

(2.21)

 

Рис. 2.4. Зависимость величины преодолеваемого сопротивления по подошве уступа W0 от длины заряда над подошвой уступа lв при взрывании скважинных зарядов без перебура

 

Коэффициент сближения в зависимости от ди­аметра скважин

d, мм
т	1.06		0.94	0.92	0.83	0.8

 

При необходимости взрывного рыхления горной мас­сы до требуемой интенсивности коэффициент сближения:

m = 0,75 К.

(2.22)

При многорядном короткозамедленном взрывании расстояние (м) между рядами скважин:

b = (0,85 ÷ 1)W

(2.23)

 

Параметры расположения наклонных скважинных зарядов при уступной отбойке грунтов определяются в следующей последовательности.

Преодолеваемое по подошве уступа сопротивление W вычисляется по формуле (2.11)

Длина забойки (м):

Lзаб.н = lзаб / sin αн,

(2.24)

 

где α_н — угол наклона скважинного заряда к горизонту.

 

Длина наклонного заряда над подошвой уступа (м):

Lв.н = H / sin αн – lзаб.н,

(2.25)

 

Длина заряда над подошвой уступа для эквивалент­ного вертикального скважинного заряда (м):

,

(2.26)

 

Длина перебура для эквивалентного вертикально­го скважинного заряда (м):

,

(2.27)

 

Длина перебура наклонного скважинного заряда (м):

,

(2.28)

 

Масса наклонного скважинного заряда (кг):

Q = P(l в.н + l п.н ) = Pl зар.п,

(2.29)

 

Расстояние между зарядами вычисляются по фор­мулам (2.20 и 2.23).

Величина рационального интервала замедления (мс) между зарядами (группами зарядов) по фактору дробления горной массы:

t з = 40 +2H – 2,5F – 10Kp,

(2.30)

 

Ширина развала горной массы (отброс породы от нижней бровки уступа) В₀ и максимальная высота навала Н_р при уступном взрывании:

;	(2.31)
,	(2.32)

где q — удельный расход ВВ, кг/м³ грунта;

N — число взрываемых рядов скважин;

φ — угол между направлением линии откоса усту­па и линией одновременно взрываемых сква­жин, градус.

При взрывании на неубранную от предыдущего взрыва горную массу (подпорную стенку) ширина развала (м):

Bp = B0(1 – X / X пр,

(2.33)

 

где X — ширина навала неубранной горной массы на уровне подошвы уступа, м;

X_пр — предельная ширина подпорной стенки, при которой не образуется при взрыве развала, м.

,

(2.34)

 

Таблица 2.5.

Базовый объем бурения взрывных скважин, м/1000 м³ грунта

Направ­ление сква­жин	Диаметр скважи­ны, мм	Высота уступа, м	Группа фунтов но СНиПу
IX	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI
Вертикальное	<105     106-150     151-215   216-245
Наклонное	<105     106-150     151-215   216-245

 

Таблица 2.6.

Базовый удельный расход ВВ q^б, кг/м³ грунта

Высота уступа, м	Группа грунтов по СНиПу
IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI
Скважины диаметром до 150 мм (вертикальные)
	0.363	0.394	0.425	0.495	0.563	0.63	0.724	0.827
	0.35	0.386	0.407	0.407	0.554	0.612	0.701	0.789
	0.343	0.375	0.39	0.39	0.542	0.601	0.69	0.762
	0.333	0.366	0.382	0.382	0.538	0.582	0.683	0.736
	0.32	0.34	0.365	0.365	0.51	0.575	0.661	0.719
Скважины диаметром 150-190 мм (вертикальные)
	0.346	0.375	0.405	0.471	0.536	0.6	0.69	0.788
	0.333	0.368	0.388	0.454	0.528	0.583	0.668	0.751
	0.327	0.357	0.371	0.444	0.516	0.572	0.657	0.726
	0.317	0.348	0.364	0.431	0.512	0.56	0.65	0.701
	0.306	0.324	0.348	0.411	0.486	0.548	0.63	0.678
Скважины диаметром более 190 мм (вертикальные)
	0.339	0.368	0.397	0.463	0.526	0.589	0.677	0.773
	0.327	0.361	0.38	0.446	0.518	0.572	0.655	0.737
	0.32	0.35	0.364	0.435	0.506	0.563	0.645	0.712
	0.311	0.342	0.357	0.423	0.503	0.544	0.638	0.688
	0.298	0.318	0.341	0.404	0.477	0.538	0.618	0.665
Скважины диаметром до 150 мм (наклонные)
	0.349	0.38	0.408	0.476	0.541	0.606	0.696	0.795
	0.336	0.371	0.391	0.459	0.533	0.589	0.674	0.759
	0.324	0.36	0.375	0.448	0.521	0.578	0.663	0.74
	0-315	0.352	0.367	0.436	0.517	0.56	0.657	0.715
	0.305	0.33	0.351	0.415	0.49	0.553	0.636
Скважины диаметром 150-190 мм (наклонные)
	0.335	0.367	0.395	0.46	0.525	0.588	0.676	0.722
	0.332	0.359	0.377	0.445	0.517	0.57	0.655	0.736
	0.318	0.35	0.36	0.435	0.504	0.561	0.643	0.711
	0.306	0.342	0.351	0.422	0.5	0.549	0.63	0.687
	0.29	0.313	0.34	0.403	0.475	0.537	0.617	0.665
Скважины диаметром более 190 мм (наклонные)
	0.326	0.36	0.39	0.451	0.52	0.5	0.67	0.765
	0.319	0.351	0.37	0.44	0.511	0.56	0.648	0.725
	0.31	0.342	0.355	0.429	0.498	0.556	0.632	0.709
	0.3	0.335	0.349	0.416	0.49	0.538	0.625	0.68
	0.283	0.307	0.335	0.397	0.47	0.53	0.61	0.658

Метод котловых зарядов

 

Котловыми называют заряды, размещенные в по­лости — котле, расширением в опреде­ленных местах шпура или скважины путем образования полостей малыми зарядами и другими способами.

Шпуры и скважины, имеющие котлы, называют соот­ветственно котловыми шпурами и котловыми скважинами.

Котловые заряды допускается применять в следу­ющих случаях:

• когда ими технологически возможно и экономи­чески целесообразно заменить камерные, скважинные или шпуровые заряды;

• когда сопротивление по подошве уступа настоль­ко велико, что заряд, помещенный в скважину или шпур, не в состоянии его преодолеть.

Взрывным способом заданный объем котла полу­чают одним или несколькими простреливаниями.

Масса прострелочного заряда Q определяется по формуле:

, кг,

(2.35)

 

где Q — масса основного заряда, кг;

Ппр — показатель простреливаемости, дм³/кг (табл. 2.7)

Таблица 2.7.

Ориентировочные показатели простреливания Ппр

Горная порода	Классификация грунтов и пород по СНиПу	Пределы пока­зателя простреливаемости Ппр
Глина пластичная моренная		900-1400
Глина черпая	II	400-600
Глина моренная	II	220-530
Глина желто-бурая жирная	II	220-270
Глина темно-красная жирная	II	170-250
Мергель мягкий трещиноватый	V	100-170
Мергель мягкий сильно трещиноватый	V	180-280
Глина ломовая темно-синяя	V	100-150
Суглинок тяжелый, глина песчанистая	V	70-190
Мел мягкий, известняк-ракушечник	V	35-65
Мергель средней крепости, доломит мергели­стый, известняк мягкий сильно трещиноватый	V-VI	Около 20, боль­шое рассеивание значений
Гипс плотный, мелкозернистый, сланцы глини­стые крепкие, гранит сильно трещиноватый, фосфориты средней крепости, силициты, из­вестняки средней трещиноватости	VI-VIII	3-15
Гранит средней трещиноватости, кварциты плотные железистые, кварциты плотные серые, апатито-пефелиновая руда, известняк плотный, змеевики с включением асбеста, песчаник, доломит	VII-IX	2-10
Роговики, скарны, мрамор, гранитоид, кремень пластовый, известняки крепкие, гранит крупно­зернистый и среднезернистый, фосфориты крепкие, доломит крепкий	VII-XI	0,2-5

 

Δ — плотность ВВ (насыпная), кг/дм³;

n — показатель степени, равный порядковому номеру простреливания; для последнего простреливания принимается n = 1, для предпос­леднего n = 2 и т.д.

По этой формуле масса последнего прострелочного заряда составит:

, кг

(2.36)

Масса предпоследнего заряда:

,

(2.37)

и т.д.

Чтобы определить необходимое число простреливаний, находят прежде всего предельно допустимый вес первого прострелочного заряда, который опреде­ляется по диаметру котла D, принимаемого шарообраз­ным:

,

(2.38)

 

Длину первого прострелочного заряда l_зар можно принять равной величине D_k. Если не предъявляется особых требований к степени сосредоточенности за­ряда, l_зар увеличивается. При l_зар = 2D_k отношение дли­ны полученной полости к ее поперечному размеру равно примерно 4. При выборе l_зар необходимо исхо­дить из того, чтобы число простреливаний было минимальным.

Вес первого прострелочного заряда не должен превышать некоторой величины Q _нач, определяемой по вместимости заряжаемой части скважины (шпура):

 

Qнач = Plзар,

(2.39)

 

где Р — вместимость 1 м скважины (шпура), кг (см. табл. 2.2)

 

lзар = (1 ÷ 2)Dk,

(2.40)

 

Если Q₁ по величине меньше Q_нач, требуемый ко­тел можно получить с одного простреливания. Если же Q₁ больше Q_нач, надо делать два простреливания или больше, вычисляя величины зарядов Q₁, Q₂ и т. д. До тех пор, пока последний из них не станет меньше Q_нач. Его и следует принимать за первый прострелочный заряд.

При проведении работ по простреливанию необ­ходимо контролировать объем котла и уточнять опыт­ным путем показатель простреливания Ппр. Требуе­мый объем котла V_k вычисляется по формуле:

,

(2.41)

 

Параметры котловых зарядов для рыхления пород при двух обнаженных поверхностях (в уступе, рис. 2.5) определяются следующим образом.

Рис. 2.5. Котловой заряд

А. Величина котлового заряда вычисляется по формуле:

Q = KW3, кг,

(2.42)

где К — расчетный удель­ный расход ВВ, кг/м³ (см. табл. 1.3);

W — линия наименьшего сопротивления; принимается равной 0,6-0,9 высоты уступа.

Б. Расстояние между центрами зарядов в ряду принимается в пределах (1,0 ÷ 1,5) W.

В. При расположении зарядов в несколько рядов и в шахматном порядке расстояние между рядами b принимается: при одновременном взрывании рядов зарядов b = 0,85 W, при разновременном порядном взрывании b = W.

Скважины (шпуры) в целях размещения центра заряда на уровне подошвы уступа (красной отметки котлована, траншеи) должны быть пробурены ниже подошвы уступа на величину, равную половине длины первого прострелочного заряда.

Для улучшения дробления породы верхней части уступа в скважину или шпур выше котла помещают удлиненный (дополнительный) заряд. При выборе длины дополнительного заряда исходят из того, что зона дробления породы котловым зарядом в направлении устья скважины составляет примерно (0,7 ÷ 0,8) W. За пределами этой зоны располагается дополнительный заряд, вес которого определяется по формуле

,

(2.43)

 

где W — ЛНС котлового заряда, м;

l_заб — длина верхней забойки, м;

l_скв — глубина скважины, м.

Свободная часть выработки между котловым и дополнительным зарядами заполняется забоечным материалом или между ними оставляется воздушный промежуток.

Длина верхней забойки принимается в пределах 15-25 диаметров заряда. Для котловых скважин при­менение верхней забойки обязательно, независимо от наличия дополнительного заряда; забойка котловых шпуров необязательна.

При работах по простреливанию ВВ помещается в патронах или россыпью. Взрывание зарядов должно производиться с применением патронов-боевиков.

При заряжании котла боевики должны быть опу­щены в него после засыпки ВВ в количестве 50 % от веса заряда; при бескапсюльном способе взрывания боевик в котел может быть опущен после засыпки 10% ВВ.

Сухие вертикальные шпуры или скважины про­стреливают зарядами из порошкообразного ВВ.

Вертикальные и расположенные под большим уг­лом наклона к горизонту обводненные шпуры или сква­жины простреливаются зарядами патронированного, прессованного или гранулированного (тонущего в воде) водоустойчивого ВВ типа гранулотола, алюмотола и т.п.

Горизонтальные и пологие обводненные шпуры или скважины простреливаются зарядами патрониро­ванного или прессованного водоустойчивого ВВ.

При простреливании порошкообразным ВВ в шпу­ры или скважины следует засыпать часть прострелочного заряда, затем опустить патрон-боевик, засыпать оставшуюся часть заряда, на которую для предохранения скважины (шпура) от повреждения поместить за­бойку.

При простреливании скважин или шпуров следу­ет применять электрический способ взрывания. Ини­циирование котловых зарядов может производиться как с помощью электродетонаторов, так и с помощью де­тонирующего шнура, к которому на поверхности под­соединяют электродетонаторы. При определении по­требности в средствах инициирования предусмотрено размещение в каждом заряде по одному электродето­натору.

Базовые нормы (табл. 2.8, 2.9, 2.10) определены для шпуров диаметром 42 мм и скважин — 110 мм.

Таблица 2.8.

Базовый удельный объем бурения шпуров при взрывании котловых зарядов, м/1000 м³ грунта

Высота уступа, м	Группа грунтов по СНиПу
IV	V	VI	VII	VIII

 

Таблица 2.8.а

Базовый удельный объем бурения скважин при взрывании котловых зарядов, м/1000 м³ грунта

Высота уступа, м	Группа грунтов по СНиПу
IV	V	VI	г VII	VIII
				10,1	10,9
	6,7	6,7	6,7	7,8	7,8
	4,3	4,3	4,3	5,1	5,1
	2,3	2,4	2,4	2,7	2,7

 

Таблица 2.9.

Базовый удельный расход ВВ при взрывании котловых шпуровых зарядов, кг/1000 м³ грунта

Высота уступа, м	Группа грунтов по СНиПу
IV	V	VI	VII	VIII
	495/1,9	518/2,9	545/3,5	570/14,4	628/34,3
	479/1,9	497/2,9	523/3,5	551/14,4	607/34,3
	467/1,9	486/2,9	506/3.5	537/14,4	590/34,3

Примечание. В числителе приведен расход ВВ на основное взры­вание, в знаменателе — на простреливание.

 

Таблица 2.10.

Базовый удельный расход ВВ при взрывании котловых скважинных зарядов, кг/1000 м³ грунта

Высота уступа, м	Группа грунтов по СНиПу
IV	V	VI	VII	VI11
	214,2/0.7	245,2/1,1	275,4/1,4	312,6/6,7	344,3/18,2
	209/0,7	240,4/1,2	268,8/2,6	306,6/7,5	337,3/20
	206,8/0.7	237.1/2	266,1/3	300,6/10,7	330,3/24,l
	201,6/0,7	231,9/1,2	260/4,5	294,6/14,6	323,3/26,8

Примечание. Диаметр скважины 110 мм. В числителе приведен расчет ВВ на основное взрывание, в знаменателе — на простреливание.

Метод малокамерных зарядов

 

Малокамерные заряды располагают в шурфах и штольнях или слегка наклонных выработках (рукавах) площадью сечения от 0,2×0,2 до 0,5×0,5 м. Длина ру­кавов должна составлять от 0,5 до 0,9 Н (Н — высота уступа), но не более 5 м. Максимальная высота усту­пов не должна превышать 8 м.

Сооружение рукавов производится прострелкой шпура пробуриваемого вдоль оси выработки.

Масса малокамерного заряда (кг):

Q = KW3,

(2.44)

 

где К — расчетный удельный расход ВВ, принимае­мый по табл. 1.3, кг/м³ грунта;

W — длина ЛНС, принимаемая по вертикали от центра заряда до поверхности, м.

Длина заряда не должна превышать 0,3 длины рукава.

При мгновенном способе взрывания расстояние между центрами зарядов (1÷1,1) W; при короткозамедленном взрывании — (1,2÷1,3) W.

Взрывание малокамерных зарядов производится при помощи электродетонаторов, ДШ или огневым способом. При определении расхода огнепроводного шнура учтен его расход на простреливание шпуров, а также необходимость дублирования зажигательных трубок при их длине более 4 м.

Базовые нормы расходов (табл. 2.11) определены для рукавов с площадью поперечного сечения S_б = 0,04 м². Диаметр шпуров d_б = 42 мм.

Табл. 2.11

Базовый расход ВВ q₆, кг/1000 м³ грунта

Высота уступа, м	Группа грунтов по СНиПу
IV	V	VI	VII	VIII
	294/35	380/35	388/68	570/68	610/83
	294/16	374/21	430/31	520/47	585/79
	300/7	390/13	446/27	542/43	600/70
	300/5	387/9	445/25	528/39	630/70
	290/3	370/9	444/25	530/37	660/63

Примечание. В числителе приведен расход ВВ на основное взрывание, в знаменателе — на простреливание.

Метод камерных зарядов

 

Метод камерных зарядов состоит во взрывании зарядов ВВ, помещенных в специальных выработках-камерах.

При использовании метода камерных зарядов во взрываемом массиве проводят подготовительные вы­работки, из которых, в свою очередь, осуществляется проведение зарядных камер (рис. 2.6).

Рис. 2.6. Схема расположения зарядов в шурфах (а) и штольнях (б)

В качестве подготовительных выработок могут использоваться вертикальные (шурфы), горизонталь­ные (штольни, штреки, рассечки) или наклонные вы­работки. Область рационального применения верти­кальных выработок ограничивается значениями высот, отбиваемых при помощи камерных зарядов, уступов в пределах 6-15 м. При высотах уступов 10-30 м ис­пользуют горизонтальные и наклонные подготови­тельные выработки. Площадь сечения вертикальных подготовительных выработок обычно составляет 1,2 м², горизонтальных — 1,8 м².

Выбор типа подготовительных выработок производится в зависимости от конкретных горногеологичес­ких и горнотехнических условий применения метода камерных зарядов.

Масса камерных зарядов:

Q = KW3,

(2.45)

 

где К — расчетный удельный расход ВВ (кг/м³), при­нимаемый табл. 1.3;

W — длина ЛНС, составляющая 0,7-0,9 высоты взрываемого уступа, м.

 

Объем камеры для размещения зарядов (м³):

Vk=Q/Δ,

(2.46)

 

где Q — масса камерного заряда;

Δ — плотность заряжания (т/м³), принимаемая по табл. 2.13.

Таблица 2.13