Процессы ОГР. Процессы открытых горных работ (Практикум). Практикум Издание второе, исправленное и дополненное Допущено Учебнометодическим объединением вузов Российской
Скачать 4.36 Mb.
|
2.3.1. Цель занятия. Выбор взрывчатого вещества (ВВ). Расчет проектного удельного расхода ВВ. Корректировка расчетного проектного расхода ВВ с учетом свойств взрываемых пород и необходимой степени дробления. Обоснование конструкции скважинного заряда. 2.3.2. Краткое теоретическое введение. Для взрывания пород в карьерах используют различные виды взрывчатых веществ заводского приготовления или изготавливаемых на прикарьерных пунктах и в передвижных установках [6]. Технологические качества ВВ определяется бризантностью, работоспособностью, плотностью, водоустойчивостью, возможностью механизации заряжения. Область применения различных ВВ зависит в первую очередь от структурно-прочностных свойств и обводненности пород (табл. 2.10). Кроме гранулированных и порошкообразных ВВ широкое распространение получили водосодержащие и эмульсионные ВВ. Находят применение и ВВ на основе утилизируемых ВМ (табл. 2.11-2.16). Сравнение действия ВВ производится по переводному коэффициенту KВВ, учитывающему соотношение энергии (теплоты взрыва) эталонного (аммонит № 6 ЖВ, граммонит 79/21) и сравниваемого ВВ. Степень дробления породы взрывом зависит, прежде всего, от ее сопротивления действию взрыва, что характеризуется величиной удельного расхода ВВ, (кг/м3). В соответствии с требованиями «Единых правил безопасности при взрывных работах» производство массовых взрывов на карьерах регламентируется проектом массового взрыва. Для расчета параметров скважинных зарядов в нем используют проектный удельный расход ВВ, учитывающий технологические и организационные условия взрыва. Расчет элементов конструкции скважинного заряда осуществляют из условия полного и равномерного охвата взрываемого массива дробящим действием взрыва (рис. 2.1.). Конструктивно сплошной скважинный заряд более прост и удобен при механизированной зарядке скважин. Рассредоточенный заряд позволяет уменьшить размеры зоны нерегулируемого дробления и снизить выход негабаритных кусков. Рис. 2.1 Параметры скважинных зарядов: сплошного (а), рассредоточенного инертной забойкой (б) и рассредоточенного воздушным промежутком (в) Рассредоточение осуществляют разделением частей заряда инертной забойкой, пенополистиролом или путем создания воздушных промежутков. Длина промежутков зависит от взрываемости пород. При конструировании рассредоточенных зарядов следует помнить о том, что размещение ВВ в верхнем разрушенном слое пород уступа (в зоне перебура скважин вышележащего уступа) приводит к усилению метательного эффекта взрыва и к нарушению компактности развала. Увеличение расстояния между отдельными частями заряда также может привести к увеличению выхода негабарита из средней части уступа. 2.3.3. Последовательность выполнения расчетов В соответствии со свойствами пород (табл. 1.1) и обводненностью скважин (табл. 2.1) выбирают тип ВВ (табл. 2.10). При пользовании табл. 2.10 следует иметь в виду, что ВВ расположены в ней в порядке предпочтения. Наиболее дешевыми и достаточно эффектными являются простейшие ВВ, изготавливаемые на прикарьерных пунктах и в смесительно-зарядных машинах. Вычисляют проектный удельный расход ВВ, кг/м3 , (2.11) где qэ - удельный эталонный расход эталонного ВВ (п. 1.2), кг/м3; KВВ - переводной коэффициент ВВ (табл. 2.11-2.16); Kд - коэффициент, учитывающий трещиноватость пород; Kv - коэффициент, учитывающий влияние объема взрываемой породы; Kз - коэффициент, учитывающий степень сосредоточения заряда; Kоп - коэффициент, учитывающий местоположение заряда и число открытых (свободных) поверхностей взрываемой части массива. Значение Kд можно установить по формуле , (2.12) здесь dсp.o - средний оптимальный размер куска взорванной породы (п. 2.1), м. Коэффициент Kт для конкретных условий , (2.13) здесь lсp - средний размер структурного блока в массиве (табл. 1.1), м. Величина Kv зависит от высоты взрываемого уступа. Для уступов высотой до 15 м , (2.14) а при высоте уступа более 15 м , (2.15) здесь h - высота уступа (табл. 1.1), м. Величина коэффициента Kз зависит от диаметра скважины (п. 2.1), который определяет радиус зоны регулируемого дробления. Для скважин диаметром 200 мм Kз »1; при диаметре скважин 100 мм в легко- средне- и трудновзрываемых породах Kз соответственно равен 0,85 ¸ 0,9; 0,7 ¸ 0,8 и 0,95 ¸ 1. При диаметре скважин 300 мм величина Kз соответственно составляет 1,05 ¸ 1,1; 1,2 ¸ 1,25 и 1,3 ¸ 1,4. Для промежуточных значений диаметра скважины Kз находят путем интерполяции. При рассредоточении заряда в скважинах большего диаметра (более 300 мм) величину Kз рекомендуется умножать на поправочный коэффициент 0,95 [1]. В случае многорядного короткозамедленного взрывания Kоп = 6¸8. При разработке рудных месторождений используют методику «Гипроруды». Рассчитывают проектный удельный расход ВВ, кг/м3 , (2.16) где q¢э - удельный расход эталонного ВВ, кг/м3, при размере кондиционного куска 1000 мм и диаметре заряда 243 мм (табл. 2.17), кг/м3; Kдк - поправочный коэффициент, учитывающий средний оптимальный размер кондиционного куска (табл. 2.18); Kсз - поправочный коэффициент, учитывающий расчетный диаметр скважины (табл. 2.19). Сопоставляют величину проектного удельного расхода ВВ, найденного по формулам (2.11) и (2.16). Для дальнейших расчетов принимают наибольшую из двух величин. Выбирают конструкцию заряда. При механизированной зарядке скважин следует ориентироваться на сплошной колонковый заряд (рис. 2.1, а). При взрывании крупноблочных пород и высоких уступов предпочтительнее рассредоточенный заряд, позволяющий уменьшить размеры нерегулируемой зоны дробления и снизить выход негабарита. Промежутки в обводненных скважинах заполняют инертной забойкой (рис. 2.1, б), а сухих - воздушными промежутками (рис. 2.1, в). Воздушные промежутки, предпочтительнее в породах легковзрываемых и средней трудности взрывания, их создают с помощью специальных полиэтиленовых скважинных затворов, вспененного полистирола или деревянных затворов типа «катушка». Детонирующий шнур прокладывают по всей длине скважин. Заряд, как правило, рассредоточивают на две, реже - на три части. Рассчитывают длину забойки. Качественная забойка позволяет существенно улучшить качество взрываемых пород. Уменьшение величины забойки опасно преждевременным выбросом продуктов взрыва и снижением эффективности взрывных работ. Однако чрезмерное опускание забойки резко ухудшает качество взорванных пород, особенно крупноблочного строения [3]. Обычно длина забойки, м , (2.17) Более точные зависимости для определения минимальной величины забойки предложены А.С. Ташкиновым [3]. Для сплошного колонкового заряда длина забойки, м - при ведении взрывных работ с перебуром , (2.18) - при ведении взрывных работ без перебура , (2.19) - при наличии недобура , (2.20) где D - плотность ВВ, г/см3; dc - диаметр скважин, м; lcp - средний размер структурного блока в массиве, м; l п - длина перебура, м. Для рассредоточенного заряда длина забойки, м , (2.21) здесь lз - длина забойки для сплошного колонкового заряда, м; l np - суммарная длина промежутков, м. Длина каждого промежутка, м . (2.22) Вычисляют расчетную длину заряда, м: – сплошной колонковый заряд . (2.23) – рассредоточенный заряд . (2.24) При рассредоточении заряда на две части длина верхней ( ) и нижней ( ) частей составляет, м , (2.25) . (2.26) В случае рассредоточения колонки ВВ на три и более частей длину нижней части заряда принимают равной, м: - при вертикальном расположении скважин , (2.27) - при наклонном расположении скважин . (2.28) В соответствии с условиями индивидуального задания выбрать тип промежуточного инициатора (шашки-детонатора) (табл. 2.20). Тротиловые шашки Т - 400Г рекомендуются для инициирования сухих и обводненных скважинных зарядов из игданита, гранулитов, граммонитов, алюмотола. Шашки с большой инициирующей способностью ТГ - 500, предназначены для инициирования обводненных скважинных зарядов гранулотола, алюмотола, граммонитов и водонаполненных ВВ. Шашки ТП - 200 и ТП - 400 используют только при электрическом инициировании зарядов, а шашки БШД-800 (У) и ТГФ-850-Э для зарядов водосодержащих и эмульсионных ВВ.. Устанавливают расход шашек-детонаторов на скважину. Для большинства применяемых ВВ достаточно одной шашки-детонатора на заряд любой массы. При взрывании алюмотола и гранулотола используют 1-2 шашки Т-400Г или шашки БШД-800 (У), ТГФ -850Э. В рассредоточенных зарядах при значительной длине промежутков с целью повышения надежности детонации можно устанавливать два боевика: один в нижней (основной) части заряда, другой – в верхней. Для взрывания зарядов из аммонита 6ЖВ, гранулитов, детонита часто используют по одному стандартному патрону-боевику, обвязываемому ДШ из аммонита 6ЖВ или патронированных эмульсионных ВВ (табл. 2.15). Последние можно использовать и для инициирования зарядов эмульсионных ВВ. Оформляют отчет о занятии и сдают его преподавателю на проверку. Знакомятся с контрольными вопросами и заданиями. Подготавливаются и защищают отчет. 2.3.4. Контрольные вопросы и задания Из каких соображений выбирают тип ВВ? Какие взрывчатые вещества относят к простейшим? Перечислите известные вам водонаполненные (водосодержащие) ВВ. Какие преимущества имеют водонаполненные (водосодержащие) ВВ по сравнению с гранулированными ВВ? Перечислите преимущества эмульсионных ВВ. Укажите принципы, на основе которых устанавливают область применения взрывчатых веществ на карьерах. Поясните смысл переводного коэффициента ВВ. Каким образом можно определить величину переводного коэффициента ВВ? С какой целью вычисляют проектный удельный расход ВВ? В чем отличие проектного удельного расхода ВВ от фактического удельного расхода ВВ? Каким образом изменится проектный удельный расход ВВ, если средний размер взорванного куска породы увеличится с 0,5 м до 0,75 м? Почему при расчете проектного удельного расхода ВВ нужно учитывать число свободных поверхностей взрываемой части массива? Как учитывают трещиноватость массива при расчете проектного удельного расхода ВВ? Из каких соображений учитывают влияние объема взрываемой породы на величину проектного удельного расхода ВВ? Каким образом изменяится проектный удельный расход ВВ, если высота уступа увеличится с 12 м до 18 м? Какие факторы учитывают при определении степени сосредоточения заряда? Поясните, какие факторы учитывают при расчете проектного удельного расхода ВВ по методике «Гипроруды». С какой целью применяют рассредоточенные скважинные заряды? Чем заполняют промежутки между отдельными частями рассредоточенного заряда? Каким образом создают воздушные промежутки между отдельными частями рассредоточенного заряда? Какие факторы влияют на длину промежутков между отдельными частями рассредоточенного заряда? Как найти длину сплошного колонкового заряда? Укажите назначение забойки. Что используют в качестве забоечного материала? Чем опасны уменьшение и увеличение длины забойки? Какие факторы влияют на длину забойки? В чем отличие длины забойки для сплошного колонкового и рассредоточенного зарядов? Из каких соображений устанавливают длину верхней и нижней частей рассредоточенного заряда? Поясните принципы выбора типа шашки-детонатора. Как определить расход шашек-детонаторов на скважину? Какие вы знаете способы инициирования скважинных зарядов? Почему в последнее время получили широкое распространение водосодержащие, эмульсионные ВВ и ВВ на основе пористой селитры? 2.3.5. Справочные данные Таблица 2.10. Рекомендуемая область применения взрывчатых веществ на карьерах
Продолжение табл. 2.10
Продолжение табл. 2.10
Таблица 2.11 Основные взрывотехнические характеристики порошкообразных и гранулированных ВВ на основе плотной аммиачной селитры
Таблица 2.12. Основные взрывотехнические характеристики ПВВ нового поколения на основе пористой аммиачной селитры
Таблица 2.13. Основные взрывотехнические характеристики водосодержащих ВВ
Таблица 2.14. Основные взрывотехнические характеристики эмульсионных ВВ
Продолжение табл. 2.14
Таблица 2.15. Взрывотехнические характеристики патронированных эмульсионных ВВ
Таблица 2.16. Взрывотехнические характеристики ВВ, разработанных из утилизируемых взрывчатых материалов
Таблица 2.17. Эталонный удельный расход ВВ (по данным «Гипроруды»), кг/м3 (граммонит 79/21, диаметр скважины 243 мм, средний линейный размер кондиционного куска 1000 мм)
Таблица 2.18. Поправочный коэффициент
Примечание. Для размеров кусков, отсутствующих в таблице, данные находить линейной интерполяцией. Таблица 2.19. Поправочный коэффициент, учитывающий диаметр скважины (по данным «Гипроруды»).
Примечание. Для размеров кусков, отсутствующих в таблице, данные находить линейной интерполяцией. Таблица 2.20. Характеристика шашек-детонаторов
2.4. Параметры сетки скважин и скважинных зарядов |