Опишите взрывание на выброс, приведите все необходимые формулы расчёта

 

Выемки заданного профиля образуются при взрывании зарядов, рассчитанных на выброс породы.

Заряды выброса применяют при строительстве каналов, канав, траншей. При строительстве каналов заряды располагают в один или несколько рядов вдоль оси будущей выработки, а затем взрывают их.

Рассчитывая заряд, принимают, что его масса, кг, пропорциональна объему породы, взрываемой этим зарядом

= qнkV, (1)

 

где qн - удельный расход ВВ при нормальных зарядах выброса, зависящий от крепости породы и работоспособности ВВ, кг/м3;

к - коэффициент, учитывающий влияние показателя действия взрыва;- объем взрываемой породы, м3.

В горном деле при расчетах допускается погрешность до 5%, поэтому в формуле для определения объема воронки взрыва можно принять π/3=1.

Тогда формула (1)примет вид

= qнkr2W. (2)

 

Подставив в эту формулу значение r из, получим

= qнkn2W3.

 

Произведение кn2 представляет собой некоторую функцию от показателя действия взрыва, т. е. kn2 = f (n), тогда

= qнW3f(n). (3)

 

При расчете зарядов выброса с показателем действия взрыва n от 0,8 до 3 и ЛНСдо 25 м значение f(n) определяют по эмпирической формуле М.М. Борескова:

(n) = 0,4 + 0,6n3. (4)

 

С учетом (4) формула (3) для упомянутых условий взрывания будет иметь вид

(n) = qнW3(0,4 + 0,6n3). (5)

 

При строительстве каналов глубиной от 25 до 40 м формула будет иметь вид

Q = qнW3(0,4 + 0,6n3) W / 25. (6)

 

Удельный расход q в обоих случаях принимают по таблице 2. Значения величиныq приведены для ВВ с работоспособностью 300 см3.

 

Таблица 2 - Удельные расходы для зарядов выброса и рыхления

Коэффициент крепости f	Категория пород (шкала Союзвзрывпрома)	Удельный расход ВВ q, кг/м3, для зарядов
		нормального выброса	рыхления
0,3 0,5 0,5 0,6 0,8…1 4,5…2 3…4 5…6 5…6 5…6 8…10 8…10 12…14 12…14 16…20 16…20	I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII XIV XV XVI	0,71 0,79 0,83 0,87 0,87 0,87 1,12 1,12 1,25 1,25 1,50 1,62 1,75 2,00 2,12 2,25	- - - - 0,29 0,29 0,37 0,37 0,42 0,42 0,50 0,54 0,58 0,67 0,71 0,75

 

При расчете показателя n по за значение r принимают не менее половины ширины траншеи (канала и др.), приходящейся на один ряд зарядов. Заряды выбросарасполагают на таком расстоянии один от другого, чтобы при совместном действии они образовали выемку со сравнительно равной подошвой.

Расстояние между зарядами

= 0,5W(n+1). (7)

Для достижения направленного выброса породы заряды располагают в два-три ряда вдоль оси траншеи, ряды взрывают последовательно с интервалом замедления от 0,5 до 6 с в зависимости от величины ЛНС и от свойств среды.

Первым взрывают ряд, расположенный у нерабочего борта, на который требуется выбросить породу. Масса зарядов последующих рядов увеличивается по мере удаления от открытой поверхности. При расчете принимают для зарядов первого ряда n = 1…1,5, а для последующих n = 1,5…2,5. В результате взрыва зарядов первого ряда ЛНС зарядов второго окажется меньше проектной, т.е. W2´<W2, поэтому порода будет выброшена налево и со значительно большей силой. К моменту, когда порода, выброшенная зарядами первого ряда, еще не успеет опуститься вниз, она будет отброшена взрывом зарядов второго ряда Величина ЛНС в грунтах

= (0,3…0,6)Hв, (8)

а для скальных пород= (0,7…1,0)Hв, (9)

 

где Нв - заданная глубина выемки, м.

При направленном взрывании в плотных грунтах и в породах средней крепости нередко используют метод наклонных скважинных зарядов, который обеспечивает большее отбрасывание разрушенной породы. Заряды первых двух рядов скважин, образующих вруб, взрывают с замедлением 50…100 мс, следующий ряд - с замедлением 250…400 мс, а далее с интервалом 150…250 мс ряд за рядом.

Направленное взрывание зарядов выброса нередко применяют для перекрытий ущелий, для создания плотин в гористых местностях. В этом случае заряды, называемые зарядами сброса, располагают в глубине откоса горы так, чтобы ЛНС была направлена под углом 35…45º к горизонту в сторону направления сброса. Заряды сброса - это заряды сосредоточенные с показателем действия взрыва 1,25…1,75. При сооружении больших плотин группу зарядов располагают и взрывают так, чтобы порода ложилась кучно в заданном направлении. Иногда заряды бывают большой величины.

Для размещения зарядов выброса бурят скважины, проходят шурфы или шурфы с камерами. Сечения шурфов прямоугольной формы 1х1 м (1х1,2 м). При небольших зарядах в сухих шурфах ВВ можно располагать на дне шурфа, при больших, а также при наличии грунтовых вод для размещения заряда из шурфа проводят камеры. При наличии грунтовых вод пол камеры делают с небольшим уклоном в сторону для стока воды, а дно шурфа располагают на 0,5…1 м ниже подвала камеры. При небольшом объеме зарядной камеры ее устраивают у шурфа, а при большом объеме заряда на некотором расстоянии от шурфа, с которым она сообщается посредством ходка. Конфигурация камеры должна обеспечивать максимальную сосредоточенность заряда. При заполнении камеры гранулированными или порошкообразными ВВ мешки с ВВ опускают в шурф в бадьях (в случае применения зарядов большой массы для спуска ВВ используют механические элеваторы). При заряжании ВВ россыпью их засыпают в шурф через деревянную трубу сечением 200х200 мм. При больших зарядах применяют зарядные агрегаты, оборудованные на грузовых автомашинах, подающие ВВ по гибким шлангам в зарядные камеры. Производительность таких агрегатов до 12 т ВВ в час.

Одновременно с заполнением зарядной камеры взрывчатым веществом в заряд помещают боевики. При зарядах массой 1…2 т применяют два боевика, которые располагают в центре заряда, при зарядах большой массы и удлиненных камерах сложной формы (крестообразные, Т-образные и др.) число боевиков увеличивают, располагая их в различных местах заряда. Боевик должен иметь жесткую оболочку. Провода от электродетонаторов выводят из камеры и соединяют в параллельно-пучковую группу, к которой присоединяют две пары проводов, проложенных по шурфу. Для защиты проводов от повреждения их укладывают в деревянный желоб, укрепленный в углу шурфа, ближе к камере. Перед доставкой в шурф электродетонаторов электропроводка и источники тока должны быть удалены из камеры и шурфа. После окончания заряжания камеру закрывают деревянным щитом и в шурф помещают забоечный материал.

Электровзрывная сеть или линия ДШ должна быть двойная (дублированная) во избежание отказов при повреждении одной из линий. Минную станцию (место взрывания) устанавливают за пределами опасной зоны с наветренной стороны. При взрывании зарядов массой более 100 т необходимо снабжать противогазами людей, несущих охрану на границе опасной зоны, во избежание их отравления.

Осмотр места взрыва руководителем взрывных работ разрешается не ранее, чем через 30 мин после взрыва. Отказавшие заряды ликвидируют в соответствии с инструкцией, утвержденной главным инженером предприятия.

 

Дайте описание аммиачно-селитренных взрывчатых веществ, их состав, свойства, условия применения (аммониты, динамоны, игданиты, гранулиты, зерногранулиты, скальный аммонит №1); дайте определение явления взрыва (химического и физического порядка), а также классификацию взрывчатых веществ по физическому состоянию

 

Взрывчатые смеси, основная составная часть которых аммиачная селитра. Впервые предложены шведскими учёными И. Норбином и И. Ольсеном в 1867 в виде смесей с невзрывчатыми горючими материалами или нитросоединениями. Первое практическое применение получили в 80-х гг. 19 в. во Франции в виде смесей с динитронафталином (составы Фавье), нитроглицерином (12-29%) - гризудинамитов (в России - гризутины) в качестве предохранителя взрывчатых веществ для взрывных работ в угольных шахтах, опасных по газу или пыли.

Современные аммиачно-селитренные взрывчатые вещества подразделяются на аммониты (нитросоединения), аммоналы (алюминий и другие металлические порошки), простейшие и динамоны (невзрывчатые горючие органические происхождения), водосодержащие (пластифицированным водным желатином), нитроглицериновые взрывчатые вещества.

Для придания специальных свойств в аммиачно-селитренные взрывчатые вещества вводят пламегасители, например соли щелочных металлов (предохранительные взрывчатые вещества), гидрофобные добавки - соли жирных кислот, парафин (водоустойчивые аммиачно-селитренные взрывчатые вещества), пластификаторы - водный желатин (водосодержащие - акваниты, акватолы, ифзаниты) и др.

Для предотвращения слёживания, повышения сыпучести и снижения пыления аммиачно-селитренные взрывчатые вещества выпускают в гранулированном виде. В отличие от индивидуальных бризатных взрывчатые вещества, процесс взрывчатого превращения аммиачно-селитренных взрывчатых веществ двухстадийный: на 1-й стадии происходят разложение селитры с выделением кислорода, распад или газификация горючих, на 2-й - окисление продуктов распада и газификация твёрдых частиц алюминия кислородом.

Детонационная способность аммиачно-селитренных взрывчатых веществ зависит от размеров частиц, состава и плотности заряда. Аммиачно-селитренные взрывчатые вещества значительно более безопасны в обращении и экономичны, чем динамиты и мощные индивидуальные взрывчатые вещества, и поэтому являются основным видом промышленных взрывчатых веществ. Чувствительность аммиачно-селитренных взрывчатых веществ к механическим воздействиям повышается с увеличением дисперсности смеси и после введения сенсибилизаторов. Наиболее безопасными в обращении являются гранулированные и водосодержащие аммиачно-селитренные взрывчатые вещества, которые допускают механизированные способы заряжания.

Аммиачно-селитренные взрывчатые вещества применяются при разработке на дневной поверхности и под землёй, в т.ч. в шахтах, опасных по газу или пыли, в сухих и обводнённых забоях, при ручном и механизированном способах заряжания. Аммиачно-селитренные взрывчатые вещества, предназначенные для подземных работ, имеют кислородный баланс, близкий к нулевому, что обеспечивает минимальное выделение при взрыве токсичных газов (окись углерода, окислы азота).

Аммониты, аммиачно-селитренные взрывчатые вещества, взрывчатые смеси аммиачной селитры с горючими и взрывчатыми веществами. Аммониты - вторичные (бризантные) взрывчатые вещества. В качестве горючего в Аммониты применяют органические (древесная мука, торф, жмыхи, нефтяные масла) или неорганические (порошкообразный алюминий, ферросилиций) вещества. Из взрывчатых веществ применяют нитроглицерин и др. нитроэфиры, тротил (тринитротолуол), гексоген, тен (тетранитропентаэритрит).

Смеси селитры с горючим называют динамонами, с тротилом - амматолами, с порошкообразным алюминием и тротилом - аммоналами, с гексогеном, алюминием и тротилом - скальными аммонитами. Смеси со значительным содержанием жидких нитроэфиров относят к динамитам.

Эксплуатационные характеристики аммонита: теплота взрыва от 2,1 до 8,4 Мдж/кг (от 500 до 2000 ккал/кг), скорость детонации от 1,5 - 2 до 5 - 6 км/ сек, плотность заряда от 0,8 до 1,5 г/см3. Производство аммонита сводится к подготовке исходных компонентов (сушка, измельчение, просеивание) и их смешиванию. Полученные смеси укупориваются в тару или идут на изготовление патронов.

Аммонит применяют при различных видах открытых взрывных работ, для снаряжения различных типов боеприпасов (мин, бомб, снарядов), для военно-инженерных подрывных работ; аммонит являются составной частью предохранительных взрывчатых веществ. Преимущества аммонита по сравнению с др. взрывчатыми веществами - малая чувствительность к механическим воздействиям (удар, трение), высокая химическая стойкость, относительная безопасность в производстве, хранении и обращении; недостатки - гигроскопичность, низкая водоустойчивость, способность к слёживанию.

Динамоны (игданиты) - смесевые бризантные ВВ, содержащие окислитель (NH4NO3) и невзрывчатое горючее (торф, древесная мука, нефтепродукты, порошки металлов). Взрывчатое превращение динамонов протекает в две стадии: на первой идет разложение окислителя, на второй - окисление горючего. Суммарный тепловой эффект взрыва складывается из теплоты разложения селитры и теплоты сгорания горючего (обычно составляет 3500-4000 кДж/кг). Взрывчатые св-ва и детонац. характеристики динамонов зависят от размера частиц компонентов и степени однородности массы. Динамоны гигроскопичны; в условиях хранения в зависимости от т-ры занимают разл. объем, что связано с полиморфными переходами NH4NO3 (см. Аммония нитрат). Изготовляют динамоны в виде порошков или гранул. Порошкообразные динамоны наиб. гигроскопичны, склонны к слеживанию, восприимчивы к первичным средствам инициирования. Гранулированные динамоны обычно содержат в своем составе жидкое горючее, причем детонац. характеристики и стабильность таких динамонов зависят от впитывающей способности гранул селитры по отношению к жидкому горючему. Для увеличения впитывающей способности гранулированные динамоны обычно изготовляют из пористой гранулир. селитры или из селитры, содержащей ПАВ. Среди гранулир. динамонов различают гранулиты (заводского изготовления) и игданиты (местного изготовления). Гранулиты содержат в качестве жидкого горючего нефтяные масла (неводоустойчивые гранулиты) или легкоплавкие парафины, нанесенные в расплавленном состоянии на гранулы (водоустойчивые гранулиты). Игданиты в качестве горючего содержат дизельное топливо; они не водоустойчивы. Гранулир. динамоны обладают пониж. детонац. способностью, хорошей сыпучестью, малой слеживаемостью, низкой чувствительностью к мех. воздействиям. Динамоны применяют при взрывных работах на поверхности и под землей.

Гранулиты - группа простейших взрывчатых веществ, в которых гранулы аммиачной селитры пропитаны жидким горючим и опудрены древесной мукой или алюминиевой пудрой. Теплота взрыва 3,8-5,2 МДж/кг. Малочувствительны к механическим воздействиям. Применяются на открытых и подземных горных работах, кроме шахт, опасных по газу и пыли.

Зерногранулиты - взрывчатые сыпучие смеси гранулированной аммиачной селитры с тротилом. Теплота взрыва 4,0-4,3 МДж/кг. Применяются в скважинных зарядах на земной поверхности и в шахтах.

 

Дайте краткое описание экскаваторов, применяемых при разработке вскрышных пород, напишите формулу производительности экскаватора, опишите цикл экскавации, а также формулу, определяющую ширину заходки экскаватора при разработке грунта с одной стоянки

 

Вскрышные экскаваторы выпускают с ковшами емкостью от 4 до 35 м3, на гусеничном ходу, с электрическим приводом и рабочим оборудованием прямой механической лопаты. Они отличаются удлиненной стрелой и рукоятью, что позволяет применять их для верхней погрузки и перемещения горной массы в отвал. К вскрышным относятся экскаваторы ЭВГ-4, ЭВГ-6--в основном для верхней погрузки в транспортные сосуды; ЭВГ-15 и ЭВГ-35/65--для перемещения горной массы в выработанное пространство карьера.

Шагающие драглайны имеют ковши емкостью от 4 до 100 м3 и стрелы длиной до 100 м. Они предназначены главным образом для перемещения вскрышных пород в отвалы. Малые модели драглайнов с ковшами емкостью 4-6 м3 используются также для погрузки в транспортные сосуды, для проходки траншей, рытья котлованов, насыпки дамб и т. п. В настоящее время на карьерах применяют шагающие драглайны ЭШ-5/45, ЭШ-10/70, ЭШ-14/75, ЭШ-15/90, ЭШ-20/65, ЭШ-25/100, а также работает драглайн ЭШ-80/100 с ковшом емкостью 80-100 м3.

К основным технологическим параметрам одноковшовых экскаваторов относятся емкость ковша, рабочие параметры, масса, габариты, преодолеваемый уклон, удельное давление на грунт.

 

Таблица 3 - Технические характеристики одноковшовых гидравлических экскаваторов

Наименование показателей	ЭО-2621В-3	ЭО-3323A	эо- 3122А	эо- 3221А	30-4322	эо- 4124Б	эо- 4125А	ЭО-5124	ЭО-6123 (ЭО-6123-1)
Эксплуатационная масса с оборудованием «обратная лопата», т	6,1	13.8	14.3	14,2	20,4	25,0	25,6	39	67,5 (62)
Вместимость, н?основного ковша обратной лопаты сменных ковшей	0,25 0,15-0,5	0,63 0,25-1,2	0,63 0,25-1,2	0,63 0,25-0,8	1 0,5-1,25	1 0,3-2	1,25 0,3-2	1.6 1-3	2,5 1,6-5
Двигатель	Д65		Д-240 Д-243 Д-245		СМД17Н	А-01М, А-01МС		ЯМЗ-2381	4А2806У
Мощность двигателя, кВт	44	55-73			73,6	95,6	95,6	125	2x75
Частота вращения двигателя, мин-1	1750	2200		1800	1800	1700	1700	1700
Среднее давление на грунт, КПа			37-59	18-34		62-67	63-68	81-98	101-103
Скорость передвижения, наибольшая, км/ч	19	19,4	3	3	20	2.5	2,5	2,2	1.5
Частота вращения поворотной платформы, мин"1		До 7,4	До 7,4	До 8,75	До 6,9	До 5,6	До 6	До 5,6	До 4,9
Наибольший угол подъема, град	13	22					22		20
Управление основными механизмами	Гидравлическое				Гидравлическое
Радиус А, описываемый хвостовой частью, мм		2450	2450	3060	2840	3150	3280	3150	3800
Ширина Б платформы, мм	2100	2500	2490	2500	2600	3000	3000	3000	3180
Габаритная высота В, мм	2160	3300	3665	3500	3250	3060	3290	3172	3860
Просвет Г под поворотной платформой, мм			1160	1045	1405	990	1085	1084	1500

 

Годовая производительность экскаватора (комплекса машин) непрерывного действия определяется по следующим формулам:

на вскрышных работах

 

Пгод = Qсут x Kвр(т) x Kпер x Кх.х x Kо.к x Nраб, куб. м;

 

где:сут - среднегодовое значение суточной производительности, куб. м/сут.;вр(т) - коэффициент врезки (доработки торцов);пер - коэффициент передвижки;х.х - коэффициент холостого хода;о.к - коэффициент обеспечения качества продукции;раб - расчетное число рабочих дней экскаватора (комплекса) в году;

гамма - плотность угля, т/куб. м.

Суточная производительность экскаватора равна

сут = Qсм x nсм, куб. м,

 

где:см - сменная производительность экскаватора, куб. м;см - количество рабочих смен в сутки.

Сменная среднегодовая производительность экскаватора (комплекса машин) определяется по формуле

см = Qт x Kз x Kупр x Kп x Kтр x Kг.к x Kис x Kкл x Tсм, куб. м,

 

где:т - техническая производительность экскаватора, куб. м/ч;з - коэффициент состояния забоя;упр - коэффициент качества управления экскаватором;п - коэффициент потерь (просыпей) экскавируемого материала;тр - коэффициент обеспеченности забоя транспортом;г.к - коэффициент готовности комплекса машин. Для роторных экскаваторов с ленточными конвейерами Kг.к = 0,90;ис - коэффициент использования времени смены;к.л - коэффициент влияния климата;см - продолжительность рабочей смены, ч.

Техническая производительность экскаватора определяется по формуле

т = Q x - x эта р, куб. м/ч,

 

где:- теоретическая производительность экскаватора, куб. м/ч;р - коэффициент разрыхления экскавируемой породы в ковше экскаватора;

эта р - коэффициент влияния крепости пород на экскавацию.

Ширина заходки экскаватора при разработке грунта с одной стоянки.

 

где Rч.у - радиус черпания на уровне стояния выемочного оборудования, м.