Средства механизации выемочно-погрузочных работ на открытых горных разработках.

При бурении скальный грунт разрушают на мелкие частицы, начиная с поверхности забоя, в пределах сечения шпура или скважины, а затем удаляют продукты разрушения (буровой шлам) из образуемого углубления. Бурение шпуров и скважин является одним из основных и наиболее трудоёмких процессов при буровзрывном способе разработки грунтов. В настоящее время бурение осуществляется механическим способом. Хотя имеются разработки бурения скважин теплофизическими и комбинированными способами: огневое, взрывное, гидравлическое бурение и т.п.

119. Принцип разрушения горных пород взрывом. Бризантное и фугасное действие взрыва.

Любой процесс разрушения горных пород сводится к смещению части монолита, частиц или крупных отдельностей, относительно других. При этом на изломе возникают растягивающие и сжимающие напряжения. Если напряжения, создаваемые в массиве менее критического сопротивления пород, то разрушения не происходят. В случае превышения создаваемых напряжений критической величины, разрушаются связи между частицами горных пород и в породе развивается процесс деформации. Горные породы имеют сопротивление растягивающим нагрузкам в 10-30 раз меньшее, по сравнению со сжимающими.

Бризантное действие взрыва заключается в дроблении горных пород ударной волной. Ударная волна от взрыва заряда заставляет горные породы совершать упругие колебания, сопровождающиеся их разрушением. Фугасное действие взрыва заключается в перемещении горных пород расширяющимися взрывными газами (поршневой эффект). Смещение продуктов взрыва (раздробленных горных пород и взрывных газов) всегда происходит в сторону открытой поверхности, по линии наименьшего сопротивления. При этом породы дополнительно дробятся.

Дробление горных пород всегда происходит с увеличением первоначального объема, соотношение объема горных пород в целике и объема этих же пород в разрушенном состоянии определяется коэффициентом разрыхления. Величина коэффициента разрыхления зависит от степени дробления породы и свойств конкретной горной породы, и примерно равна 1,3- 1,6.

Все породы по механизму процесса разрушения делят на три группы: грунтовые массивы, крепкие монолитные массивы и трещиноватые массивы. В грунтовых массивах разрушение осуществляется за счет фугасного действия взрыва – перемещения кусков горной породы расширяющимися газами и только на пути их движения к обнаженной поверхности. Крепкие монолитные породы дробятся ударной волной проходящей при взрыве заряда, распространяющейся во все стороны незначительно за счет фугасного воздействия взрывных газов. Механизм разрушения трещиноватых массивов складывается из бризантного воздействия взрыва заряда, отражения и наложения отраженных трещинами ударных волн и фугасного воздействия взрывных газов.

120. Механизм разрушения взрывом монолитных горных пород.

При взрыве сосредоточенного заряда ВВ шарообразной формы, расположенного в неограниченном массиве монолитных пород, он практически мгновенно превращается в газообразные продукты с температурой до нескольких тысяч градусов. Давление этих газов в начальной стадии может достигнуть десятков и даже сотен тысяч атмосфер. Резкий скачок давления наносит удар огромной силы по окружающей горной породе, в результате которого по массиву распространяется ударная волна. Волна распространяется во все стороны от взрыва, постепенно ослабевая. Предполагается, что скорость детонации ВВ значительно выше скорости деформации горных пород. Поэтому поверхность воспринимает действие взрыва одновременно по всей площади соприкосновения заряда с массивом.

Вблизи заряда породы быстро сжимаются и смещаются за фронтом волны деформации. В результате этого образуется зона сильнодеформируемой породы с системой многочисленных пересекающихся трещин, изменяющих ее структуру. В этой зоне порода находится в состоянии неравномерного всестороннего сжатия.

По мере удаления от заряда напряжения в волне сжатия быстро снижаются и на определенном расстоянии становятся меньше сопротивления раздавливанию, вследствие чего характер деформации пород меняется. Под действием прямой волны напряжений, распространяющейся от заряда, в среде в радиальном направлении и действием давления газов (условный радиус сферы взрыва увеличивается) возникают сжимающие напряжения, а в тангенциальном – растягивающие. Поскольку горные породы имеют сопротивление растягивающим нагрузкам меньшее по сравнению со сжимающими, то появляются радиальные трещины. Которые еще больше раскрываются под давлением поступающих в них газов.

По мере снижения давления газов, сильно сжатые породы смещаются в сторону центра заряда (условный радиус сферы взрыва уменьшается) возникают растягивающие напряжения в радиальных направлениях. В результате этого в породе появляется ряд кольцевых тангенциальных трещин.

При взрыве заряда вблизи открытой поверхности, волна растяжения, отражаясь от поверхности, превращается в волну сжатия, создавая ряд тангенциальных трещин и формируя откол кусков горной массы от открытой поверхности массива. Разрушения от поверхности распространяются в глубь массива, смыкаясь с разрушениями, происходящим вокруг заряда. При этом куски породы под действием взрывных газов хаотично перемещаются внутри воронки взрыва и от их соударения разрушения увеличиваются.

121. Механизм разрушения взрывом трещиноватых и грунтовых массивов.

Грунтовые массивы. Пески, супеси, некоторые глины и суглинки, которые разрушаются за счет запаса кинетической энергии, приобретенной средой при расширении продуктов взрыва. Разрушения под действием волн напряжений в массиве незначительны. При взрыве вокруг заряда образуется шаровая полость, заполненная газами взрыва большого давления. Которая в дальнейшем расширяется, приобретая асимметричную грушевидную форму, с большей осью по направлению ЛНС заряда. Изменение формы обьясняется различной сопротивляемостью массива. В направлении массива горных пород расширение полости прекращается, а в направлении обнаженной поверхности продолжает развиваться, раздвигая и уменьшая толщину грунта, до прорыва газового пузыря на поверхность. Прорыв газов на поверхность сопровождается выбросом грунта и образованием воронки, с характерным гребнем по краю. Часть пород падая, возвращается на место взрыва и сползая под углом естественного откоса уменьшает объем воронки.

Трещиноватые массивы разрушаются как под действием газов взрыва, так и под действием волн напряжений, а разрушения распространяются как от заряда, так и от открытых поверхностей навстречу друг другу. Сквозные трещины в массиве являются поверхностями раздела, которые препятствуют распространению волн напряжений и разрушений за пределы зоны, ограниченной этими трещинами. У плоскости каждой трещины происходит скачкообразное падение напряжений волны вследствие ее частичного отражения от трещины. В массиве породы под действием прямых и отраженных волн создается несколько очагов разрушения. За пределами трещин порода разрушается в основном под действием механического удара перемещаемых взрывными газами кусков. Поэтому разрушение трещиноватых массивов сопровождается зонами пере измельчённых и не проработанных участков.

122. Показатель действия взрыва.

При взрыве сосредоточенного заряда вблизи свободной поверх­ности в грунте образуется воронка выброса, которую называют еще и конусом выброса, или горном. Кратчайшее расстояние от центра заряда до свободной поверхности W называют линией наименьшего сопротивления (л. н. с). Это весьма важный параметр взрывной отбойки, входящий во многие инженер­ные расчеты, иногда его называют глубиной заложения заряда. Расстояние r от края воронки до оси называют радиу­сом воронки выброса. Образующую конуса R называют радиусом разрушения. Во взрывном деле любые воронки взрыва принято характеризовать отношением r / W, которое называют показателем действия взрыва и обозначают буквой п. Если заряд образует во­ронку, у которой r — W, т. е. п = 1, то такой заряд называют зарядом нормального выброса. Если п >1, то заряд называют зарядом усиленного выброса, если п < 1 — уменьшенного выброса.

Изменение проявления показателя действия взрыва может быть достигнуто двумя способами: изменением глубины заложения зарядов ВВ одной и той же массы, или изменением массы при постоянной глубине заложения заряда. Многолетняя практика применения ВВ показала, что максималь­ное значение — п = 3, в противном случае заряд взрывается на поверхности, а минималь­ное — п = 0,5 (далее сле­дует заряд камуфлета).

Показатель действия взрыва используется при расчете величины зарядов и радиусов разлета кусков горной массы при взрыве. При больших значениях показателя действия взрыва увеличивается расход ВВ и радиус разлета кусков горной массы.

123. Удельный расход взрывчатого вещества.

Удельный расход взрывчатого вещества это количество ВВ на м³ разрушаемого массива горных пород. Чем больше крепость и вязкость взрываемых горных пород, чем меньше работоспособность ВВ, чем меньше площадь сечения выработки, тем больше необходимо расходовать взрывчатых материалов на 1м³ взрываемых горных пород. Большая трещиноватость или слоистость взрываемых пород ухудшает эффект взрыва зарядов и дробимость породы, а также увеличивает расход ВВ.

Различают эталонный, расчетный и фактический удельный расход ВВ. Эталонный удельный расход ВВ, это как правило расход эталонного (аммонита 6ЖВ) ВВ в эталонных горных породах и условиях взрывания, для зарядов рыхления (n=1). Приближенные значения удельного расхода ВВ, с учетом крепости взрываемых пород для аммонита 6ЖВ приводятся в справочных таблицах. Так для пород средней трещиноватости с коэффициентом крепости по Протодьяконову 6-10, составляет 0,75кг/м³. Данные показатели являются условными, справочными. Для определения расчетного удельного расхода ВВ для конкретного взрыва эталонный удельный расход умножают на ряд поправочных коэффициентов: трещиноватости горных пород; количества площадей обнажения; диаметра параметров сетки скважин; работоспособности и бризантности ВВ.

Расчетный удельный расход ВВ уточняется производством опытных взрывов с различным количеством шпуров их расположением и глубиной, изменением величины зарядов. Наиболее выгодный вариант принимается к исполнению. Общую массу ВВ для взрывания заданного объёма грунта определяют перемножением объема грунта на расчетный удельный расход. Масса заряда ВВ, определенная расчетом, должна быть распределена на все шпуры, или пробуренные для взрывания скважины.

124. Разрушение горных пород при одновременном взрыве зарядов.

Одновременное взрывание зарядов характеризуется весьма не равномерным дроблением горных пород. При одновременном взрыве соседних зарядов, до момента встречи ударных волн, горная порода вокруг каждого заряда ведет себя так, как будто произошел взрыв одиночного заряда, а затем возникает сложная картина интерференции ударных волн с заметной разницей в интенсивности дробления по линии, соединяющей заряды, и в направлении л. н. с. При встрече волн напряжений от соседних зарядов, взрываемых одновременно, напряженное состояние среды резко меняется. Наложение одноименных напряжений вызывает усиленное действие взрыва и отрыв массива по линии скважин без интенсивного дробления. Наложение разноименных напряжений приводит к их взаимной компенсации, и общее ослабление напряженного состояния по сравнению с одиночным взрыванием. В этих зонах порода подвергается наименьшему дроблению. Одновременное взрывание зарядов характеризуется весьма не равномерным дроблением горных пород.

Одновременное (мгновенное) взрывание нескольких зарядов при дроблении горных пород имеет ограниченное применение – для создания дренажных щелей и щелей оконтуривании взрываемого блока методом предварительного щелеобразования.

125. Механизм разрушения пород при короткозамедленном взрывании.

Короткозамедленное взрывание (КЗВ) – одноприемное последовательное взрывание зарядов или групп зарядов с заранее заданными интервалами в тысячные доли секунды.

При КЗВ разрушение массива зарядами первой очереди аналогично разрушению взрывом одиночного заряда. В результате взрыва призма выброса оказывается раздробленной, а под действием остаточного давления газообразных продуктов происходит ее сдвижение. Взрыв очередных зарядов происходит, в период нахождения массива в напряженном состоянии. При взрыве зарядов второй и последующих очередей с малыми интервалами замедления, в массиве возникает сложная картина интерференции (наложения) волн напряжений (прямых и отраженных от взрыва последующих зарядов). Время нахождения участка массива в напряженном состоянии увеличивается. Снижается сейсмическое действие взрыва на окружающие сооружения в результате одновременного взрыва меньшего числа зарядов, уменьшается трещинообразование в законтурном массиве.

Эффективность разрушения при короткозамедленном взрывании зарядов определяется повышенным эффектом взрыва зарядов в момент нахождения горной породы под действием ударной волны от соседних, ранее взорванных зарядов; наложением волн напряжений от соседних зарядов; образованием дополнительных открытых поверхностей; соударением разлетающихся кусков. Волны напряжений одновременно проходя по массиву, создают интерференционную картину, в отдельных точках амплитуда колебаний частиц массива увеличивается в других снижается. В местах сложения амплитуды и направления создаваемых напряжений, от предыдущего и последующего взрыва, увеличиваются суммарные смещения частиц и интенсивность разрушения массива. Образование дополнительных открытых поверхностей увеличивает частоту образования в массиве отраженных волн растяжения, увеличивает эффект разрушения, ослабляет массив и облегчает его окончательное разрушение давлением газов. Соударение перемещаемых от взрыва зарядов кусков породы происходит вследствии того, что разные участки массива при взрыве имеют разные скорости и направления движения.

При короткозамедленном взрывании: при малых интервалах замедлений (до 15мс) больший эффект разрушения массива от интерференции волн напряжений, при средних интервалах (15-45мс) сильнее сказывается образование дополнительных открытых поверхностей, при больших замедлениях - соударение разлетающихся кусков. зарядами первой очереди аналогичен разрушению взрывом одиночного заряда. Величина оптимального замедления взрыва зарядов, с целью получения необходимого качества дробления и развала горных пород, для различных горных пород различная и зависит от многих факторов в т.ч.: крепости пород, вязкости, хрупкости, а больше всего от их трещиноватости – количества и направления трещин, а также свойств, применяемых взрывчатых веществ. Выбор оптимальной величины интервалов взрыва зарядов осуществляется практическим подбором, и зачастую применяются интервалы замедления 20, 35 или 50мс.

13 Методы взрывных работ.

126. Понятие заряда ВВ. Классификация и конструкция зарядов. Прямое и обратное инициирование зарядов.

Заряд - определенное количество ВВ, подготовленное к взрыву.

В зависимости от условий и методов ведения взрывных работ применяемые заряды ВВ классифицируют по форме, построению, способу размещения во взрываемом массиве.

· В зависимости от размещения ВВ относительно взрываемого массива заряды разделяются на наружные – расположенные на разрушаемом массиве, и внутренние – помещенные в специальных полостях – скважинах, шпурах горных выработках, внутри разрушаемого массива.

· По форме заряды разделяют на сосредоточенные и удлиненные. К сосредоточенным относятся заряды у которых отношение ширины к высоте, составляет не более 1:4. удлиненными или колонковыми называют заряды у которых длина больше четырех диаметров или поперечников.

· По конструкции, построению заряды разделяют на сплошные и рассредоточенные. К сплошным (непрерывным) относятся заряды, в которых масса ВВ не разделена промежутками на отдельные части. Рассредоточенными считают заряды, отдельные части которых разделены между собой воздушными промежутками или инертными материалами.

· По характеру действия: заряд комуфлета, действие которого не распространяется на поверхность; заряд рыхления - сопровождается разрушением целостности горных пород и некоторым их перемещением (развалом), но без образования видимой воронки взрыва; заряд выброса сопровождается разрушением горных пород и их выбросом за пределы воронки взрыва.

Под конструкцией заряда понимают: форму и расположение заряда ВВ в зарядной камере; место расположения инициатора в заряде; величину и качество забойки.

Для инициирования зарядов ВВ применяют промежуточные детонаторы из шашек или из патронированного ВВ, чаще аммонита №6ЖВ, присоединенных к детонирующему шнуру, либо шашки-детонаторы, или патроны боевики снаряженные капсюль-детонаторами (электродетоторами). В зависимости от расположения промежуточного детонатора (патрона-боевика) в сплошном заряде различают: прямое инициирование - детонатор располагается со стороны устья шпура (скважины), и обратное инициирование - детонатор располагается со стороны забоя шпура (скважины). Прямое инициирование вертикальных и наклонных скважинных зарядов ещё именуется верхним, а обратное нижним. При прямом или обратном инициировании заряда, кумулятивная выемка детонатора всегда должна быть направлена в сторону расположения заряда. Для инициирования рассредоточенных зарядов ВВ детонатор размещается в каждой части заряда.

Прямое инициирование зарядов, более удобно и безопасно при заряжании, но характеризуется худшим дроблением горных пород и большим количеством отказов при разновременном взрывании нескольких зарядов. Прямое инициирование зарядов применяется в случае механизированного заряжания шпуров и скважин и при мгновенном взрывании.

Обратное инициирование зарядов обеспечивает более продолжительное воздействие взрывных газов на взрываемый массив, характеризуется меньшим числом подбоев зарядов ранее произведенными взрывами, но более опасно при механизированном заряжании.

127. Методы взрывных работ применяемые при разрушении горных пород.

Дробление скальных пород при их разработке производится с помощью взрыва зарядов взрывчатых веществ, размещенных в скважинах, шпурах или камерах. Методы взрывных работ классифицируют в основном по названию выработок, предназначенных для размещения зарядов ВВ. В подземных условиях для взрывных работ применяют методы: шпуровых зарядов, скважинных зарядов, котловых зарядов, камерных и малокамерных зарядов, наружных (накладных) зарядов.

Шпур - искусственное цилиндрическое углубление выработка в горной породе, диаметром до 75мм и глубине менее 5м, пробуренное как правило бурильными молотками – перфораторами, или сверлами.

Скважина – искусственное цилиндрическое углубление выработка в горной породе, диаметром более 75мм и глубине более 5м, пробуренное как правило буровыми станками.

Котел – искуственное уширение участка скважины, создаваемое чаще взрывным способом или механическим способом, для размещения увеличенного сосредоточенного заряда взрывчатых веществ.

Камера – подземная горная выработка для размещения ВМ.

Наиболее широко метод шпуровых зарядов применяют при проведении подземных выработок, дроблении негабаритных кусков породы и добыче штучного камня. Применение метода шпуровых зарядов позволяет получить лучшее дробление скальных грунтов за счет более равномерного распределения ВВ во взрываемом массиве. Простота метода дает возможность более оперативно организовать буровзрывные работы в различных горно-геологических условиях. Недостаток метода - большие трудозатраты на бурение и взрывание.

Метод скважинных зарядов, является основным для отбойки горной массы при очистной выемке, а также используется при проведении стволов и восстающих выработок. В зависимости от условий взрывания применяют вертикальные, наклонные, горизонтальные или восходящие скважины диаметром 75—400мм. При использовании метода скважинных зарядов создается возможность более качественного разрыхления больших объемов скальных грунтов с меньшими трудовыми затратами, что способствует увеличению производительности труда и внедрению комплексной механизации разработки скальных грунтов.

Метод котловых зарядов применяют в основном на открытых работах и реже в подземных условиях, так как многократное простреливание основания шпуров и скважин приводит к загазовыванию подземных выработок и необходимости проветривания рабочего пространства после каждого взрыва. Применение метода котловых зарядов позволяет значительно сократить объем работ по бурению скважин и шпуров и резко уменьшить сроки проведения подготовительных выработок по сравнению с теми же показателями при методе камерных зарядов. К недостаткам метода относят ограниченный перечень пород, в которых при прострелке образуется полость, а также трудность замера конфигурации и объема котлов.

Метод камерных зарядов предусматривает размещение в массиве (в специальных камерах) сосредоточенных зарядов массой от нескольких десятков до сотен тонн. Он используется при массовых взрывах на выброс и сброс (в гористых условиях), для образования траншей, котлованов, плотин и т. п.

Метод малокамерных зарядов (рукавов) заключается во взрывании зарядов, помещенных в горизонтальных или пологие выработки – рукава, сечением до 0,5х0,5м. Его применяют при относительно небольшом объеме взрывных работ в условиях, где использование других методов затруднено.

Метод наружных, (накладных) зарядов применяют для дробления негабаритных кусков породы. Преимущество этого метода - простота исполнения и отсутствие буровых работ. Недостатки метода - значительное увеличение расхода ВВ по сравнению с расходом его при методе шпуровых зарядов; увеличение радиуса действия воздушной ударной волны и зоны, опасной по разлету кусков скального грунта; увеличение загазованности подземных выработок. Метод наружных зарядов следует применять только в исключительных случаях, когда отсутствуют средства бурения, или в местах, труднодоступных для производства буровых работ.

128. Метод скважинных зарядов. Достоинства и недостатки скважинной отбойки.

Метод скважинных зарядов предусматривает размещение зарядов ВВ в вертикальных, наклонных, горизонтальных скважинах диаметром 75 – 400 мм и глубиной до 30 – 50м.По классификации зарядов, скважинные, как и шпуровые, заряды являются внутренними, удлиненными, сплошными или рассредоточенными зарядами. Скважины бурят станками. При скважинной отбойке создаются условия эффективного использования высокопроизводительной бу­ровой техники, погрузочных машин и транспортных средств, что позволяет повысить эффективность взрывных работ, уменьшить стоимость 1 т добываемой руды за счет снижения удельной трудо­емкости работ и удельных затрат материалов.

Способ взрывания скважинных зарядов: детонирующим шнуров, СИНВ, реже электрический. В целях безопасности для механизированной зарядки скважин применяются промышленные взрывчатые вещества с низкой чувствительностью. Для инициирования скважинных зарядов используются ограниченные по массе (0,2-3,0кг) заряды более чувствительных ВВ (патроны аммонита №6ЖВ) и шашки-детонаторы, называемыми промежуточными детонаторами. Патрон аммонита с помещенным в него капсюль-детонатором именуются патроном-боевиком.

Для инициирования скважинных зарядов применяют верхнее (прямое) или нижнее (обратное) расположение промежуточных детонаторов. В скважинах с длиной заряда 10-15м и более применяется встречное - верхнее и нижнее инициирование. При использовании низкоскоростных ПВВ (гранулитов) с длиной заряда более15м рекомендуется многоточечное инициирование зарядов, представляющее гирлянду шашек-детонаторов закрепленных на ДШ с интервалом 2-3м.

129. Метод шпуровых зарядов. Достоинства и недостатки шпуровой отбойки. КИШ.

Метод шпуровых зарядовсостоитво взрывании зарядов ВВ, размещенных в искуственных цилиндрических углублениях (шпурах) диаметром до 75 мм и глубиной до 5 м. Метод шпуровых зарядов, как правило, применяют: при проведении подземных горных выработок; при подземной разработке богатых и маломощных руд; при выборочной отработке, когда не допускается смешивание полезного ископаемого и породы; при рыхлении крепких углей; на открытых горных разработках при дроблении крупных кусков горных пород, при добыче штучного камня; на строительстве при проходке небольших выемок - котлованов, траншей, канав и планировочных работах; при дроблении фундаментов и бетонных сооружений, валке дымовых труб и т.п. По классификации зарядов, шпуровые заряды относятся к внутренним, удлиненным, сплошным реже рассредоточенным зарядам. Шпуры, как правило бурят ручными или установленными на стреловых манипуляторах буровых кареток электрическими сверлами и пневматическими и гидравлическими бурильными молотками (перфораторами). На практике чаще всего бурятся шпуры коронками с первоначальным диаметром 40, 43 и 46 мм, в процессе бурения коронки изнашиваются и шпуры получаются несколько меньшего диаметра. В зависимости от объема взрываемого массива, свойств горных пород, бурят либо одиночные шпуры - дробление негабаритов, либо ряд шпуров – отбойка штучного камня, рыхление угольного пласта перед комбайновой выемкой, либо несколько рядов при отработке тонких пластов и жил. Несколько более сложная схема бурения и взрывания шпуров при проведении подземных выработок. Расстояние между шпурами должно быть таким, чтобы исключить повреждение соседних зарядов, взрываемых с замедлениями, и на практике составляет от 0,3 до 2-3 м.

Шпуры чаше всего заряжают вручную патронированным ВВ. При механизированной зарядке применяются россыпные, гранулированные взрывчатые вещества типа гранулита АС-8, с небольшим критическим диаметром.

При мгновенном взрывании применяется прямое инициирование заряда, боевик ставится первым от устья шпура. При разновременном взрывании нескольких шпуров, предпочтительнее обратное инициирование заряда, т.е. боевик помещается первым у дна шпура. Взрывание шпуровых зарядов производится огневым, электроогневым, электрическим способами, детонирующим шнуром или СИНВ-Ш.

Достоинства метода шпуровых зарядов – равномерное и мелкое взрывание горных пород, возможность применения в любых горно-геологических условиях, простота, высокая маневренность. Недостатки метода – высокие себестоимость и трудоемкость работ, из-за большого объем бурения, и необходимости заряжания и взрывания большого числа зарядов, а также сложность организации работ при необходимости отбойки значительных объемов горной массы.

Эффективность взрывных работ при шпуровом методе характеризуется удельным расходом ВВ, подвиганием забоя за взрыв и коэффициентом использования шпуров (КИШ). Коэффициентом использования шпуров называется отношение величины подвигания забоя за один взрыв к средней глубине шпуров. КИШ является одним из основных критериев качества взрыва, правильности выбранной схемы расположения шпуров и удельного расхода ВВ. Взрыв считается неудовлетворительным при КИШ менее 0,65 – 07, нормальным при КИШ 0,8 – 0,9, хорошим - при КИШ более 0,9. Величина КИШ зависит от от крепости пород, площади забоя, числа открытых поверхностей во взрываемом массиве, работоспособности ВВ, глубины шпуров, качества забойки шпуров, очередности взрывания зарядов и других факторов. Коэффициент использования шпуров существенно зависит от размеров врубовой полости, из-за чего выбору схемы расположения врубовых шпуровых шпуров (типу вруба) придается первостепенное значение.

130. Метод котловых зарядов.

Метод котловых зарядов. заключается в размещении в массиве, в так называемых котлах, сосредоточенных зарядов ВВ (300 – 2000 кг). Котлы образуются в процессе расширения скважин или шпуров при бурении или взрывном простреливании. Используется, преимущественно, в трещиноватых достаточно устойчивых породах, допускающих возможность взрывного образования котловых расширений. В приближенной к забою части скважины или шпура взрывают небольшие - прострелочные заряды ВВ. Стенки шпура или скважины разрушаются с образованием эллипсовидной полости – котла. Отбитая при взрыве горная порода осыпается в часть скважины ниже котла при вертикальном расположении скважины или удаляется механическим способом. Объем котла заполняется взрывчатым веществом при зарядке скважины, увеличивая массу заряда и создавая необходимую концентрацию ВВ на определенном участке.

Метод котловых зарядов применяется в условиях увеличенных сопротивлений по подошве скважинных зарядов, когда в скважине или шпуре не размещается расчетный заряд ВВ, при проходке полутраншей на косогорах, при взрывании прочных пород, расположенных над менее прочным полезным ископаемым, когда недопустим перебур скважины, а также для сотрясения сильнотрещиноватого массива горных пород.

Главным недостатком применения котловых зарядов является низкая управляемость результатами взрыва прострелочных зарядов. В зависимости от свойств породы котлы могут получиться либо чрезмерно большими или маленькими. В процессе взрыва прострелочного заряда могут обрушиться стенки скважины или шпура, и их приходится перебуривать. При взрыве котловых зарядов получается очень не равномерное дробление пород. В непосредственной близости к заряду породы переизмельчаются, а с удалением от заряда дробление ухудшается и возрастает выход негабаритов.

131. Забойка шпуров и скважин.

Для предотвращения бесполезного распространения энергии взрыва через устья взрывных выработок, свободное пространство в скважине или шпуре, камере, оставшееся после размещения ВВ частично или полностью заполняется инертными материалами. Этот процесс и сами материалы получили название забойки. Забойка препятствует свободному выходу взрывных газов из скважины. В качестве забойки следует применять материал, имеющийся на месте работ, удобный для равномерного расположения во взрываемых выработках или на заряде, не содержащий твердых тяжелых предметов (камней, кусков металла, и т.п.) - отходы обогатительных фабрик, песок. Чаще всего на открытых горных работах используют буровую мелочь. Засыпку забойки следует выполнять аккуратно, чтобы не повредить скважинные отрезки ДШ или ударно-волновых трубок СИНВ. Следует избегать взрывания зарядов без забойки, так как оно сопровождается повышенной интенсивностью ударной воздушной волны и увеличенным разлетом породы, недостаточным использованием энергии взрыва на дробление породы, преодоление СПП. Применение забойки значительно снижает разлет кусков и звуковой эффект при взрыве. Влияние забойки особенно сильно проявляется при использовании низкобризантных ВВ типа смесей АС-Д, и при верхнем инициировании зарядов. Применение забойки, повышает давление газов в месте взрыва, что в свою очередь улучшает взрывные характеристики взрывчатых вещнеств. Например, при взрывании без забойки большинство смесей АС-ДТ не детонирует в скважинах диаметром менее 100мм. Применение забойки позволяет осуществлять детонацию АС-ДТ в шпурах диаметром 25мм.

Механизация забоечных работ выполняется машинами ЗС-1 и ЗС-2М, грузоподъемностью соответственно 5 и 11 т, привозным забоечным материалом. Разгрузка бункеров ситемой шнеков. На базе погрузчика ТО-30 создана забоечная машина 2МЗШ, использующая для забойки буровую мелочь, остающуюся вокруг скважин.

Имеется опыт применения активной забойки скважин. Активная забойка состоит из инертного материала, в середине которого расположен один или несколько небольших зарядов ВВ общей массой около 3% массы скважинного заряда. Взрыв запирающего заряда производится одновременно со взрывом основного заряда. Активная забойка предназначена для повышения степени герметизации скважины, способствует увеличению продолжительности воздействия продуктов взрыва на разрушаемую среду.