Разрушение горных пород взрывом

Разрушение горных пород взрывом

1.  Условия производства буровзрывных работ

Разрабатываемые горные породы мелкозернистые кварциты с коэффициентом крепости ¦=16-18 и относящийся к IV категории трещиноватости, объемный вес порфиритов g = 2,65 т/м³.

На вскрышных работах получают следующие параметры уступа: высота добычного уступа равна 15 м, угол откоса уступа - 75⁰. В среднем объем взрыва составляет 90 тыс. м³.

Выемка горных пород и их погрузка ведется экскаватором ЭКГ - 5. поэтому максимально допустимый размер кусков взорванной породы рассчитывается.

скважина буровзрывной порода

где:

·        К= 0,3 - 0,4 в среднем;

·        К - вместимость ковша экскаватора равна 5 м³.

Размер кусков:  м;

Важнейшим свойством горной породы при выборе способа бурения и типа бурового станка является показатель трудности бурения горной породы.

П_б = 0,07 (d_сж + t_сдв) + 0,7g

Где: d_сж, t_сдв - соответственно предел прочности на сжатие и сдвиг;

g   - плотность породы равная 2,65 т/м³.

d_сж= ¦×100 = 16×100 = 1600 = 160 МПа;

где: ¦ - коэффициент крепости;

d_сдв= d_сж/3 = 160/3 = 53 МПа;

П_б = 0,07 (160 + 53) + 0,7×2,65 » 17

Отсюда делаем вывод, что мелкозернистые кварциты относятся по буримости к IV классу весьма труднобуримым породам.

2.  Выбор способа бурения, типа бурового станка и расчет его сменной годовой производительности

Способ бурения выбирается в зависимости от параметров уступа и буримости горных пород. Бывают способы бурения скважин: вращательное, погружными пневмоударниками, с шарошечными долотами, огневое, комбинированное и взрывное. У способов бурения типы станков бывают: во вращательном бурении скважин - СБР-125 и СБР-160; с погружными пневмоударниками - СБУ-125, СБУ-100Г и СБУ-100П; с шарошечными долотами - 2СБШ-200, 2СБШ-200Н, СБШ-250МН и другие.

Шарошечные станки для карьеров выпускаются на гусеничном ходе, они достаточно маневренны при большой массе, необходимой для создания высоких осевых усилий на долото 10¸20 кН на 1 см диаметра долота.

Для удаления буровой мелочи с забоя на всех станках устанавливаются винтовые компрессоры. Для пылеулавливания на станках 2СБШ-200 установлены рукавные фильтры или емкости с водой, а на станках СБШ-250МН и СБШ-320 - емкости с водой, необходимой для создания воздушно-водяной смеси, используемой для очистки скважины и пылеподавления.

Выбираем тип станка СБШ-250МН с диаметром скважины d_cкв = 244 мм.

Сменную производительность рассчитываем по формуле:

где:

Т_см - продолжительность смены составляет 8 ч;

Т_о, Т_в - соответственно продолжительность выполнения основных и вспомогательных работ на 1 м скважины, ч;

К_и.б. - коэффициент использования сменного времени;

К_и.б.= (Т_см - (Т_пз + Т_р + Т_вп))/Т_см;

где: Т_пз, Т_р, Т_вп - соответственно продолжительность подготовительно-заключительных операций, регламентированных перерывов и внеплановых простоев в течении смены, ч.

Т_пз и Т_р в сумме дают 0,5¸1 ч, а Т_вп - 1¸1,5 ч.

К_и.б.= (8 - (1 + 1,5))/8 = 0,7;

Т_о= 1/V_о

где V_о - техническая скорость бурения. Для СБШ-250МН выбираем 10 м/ч.

Т_о = 1/10 = 0,1 ч

Величина Т_в определяется по хронометрическим наблюдениям и примерно составляет 2-3 мин. или 0,02-0,03 ч.

 м/смена;

Потом решаем годовую производительность, которая рассчитывается по формуле:

П_г = П_см×n_см×N;

где:

n_см - число рабочих смен в сутки равно 3;

N - число рабочих дней в году равное 285.

П_г = 47×3×285 = 40185 м/год

3.  Выбор типа ВВ и оценка эффективности их применения

Для упрощения выбора взрывных веществ, взрываемые массивы разделены в зависимости от крепости горной породы на две группы с коэффициентом крепости по шкале М.М. Протодьяконова до 12 и более 12 и в зависимости от обводненности толщи на две группы - сухие и обводненные.

Для заряжания обводненных скважин на открытых горных работах, заряды будут находиться в скважине до взрывания от 7 до 30 суток, пригодны только гранулит АС-4 и игдонит.

По степени вредного воздействия на человеческий организм наиболее опасны детониты и углениты, т.к. они содержат в своем составе нитроэфиры.

При работе с гранулотолом, аммонитами, граммонитами и др. тротило - содержащими составами также необходимо избежать их контакта с открытыми частями тела. Содержащие пыли ВВ в атмосфере на рабочем месте, в зоне дыхания рабочего, зарядного устройства и в забое не должно превышать санитарных норм (тротила - не более 1 мг/м³, алюминиевой пудры - 2 мг/м³, аммиачной селитры - 10 мг/м³, паров индустриального масла - 10 мг/м³).

Для создания санитарно-гигиенических условий труда на предприятиях необходимо осуществлять меры защиты от пыли ВВ: устанавливать системы пылеотсоса из накопительных бункеров, производить мокрую уборку помещений, увлажнять ВВ в процессе пневматического заряжания, применять специальные насадки для формирования зарядов из россыпных ВВ, в восходящих шпурах и скважинах устанавливать устройства для улавливания пыли в устье скважины и т.д. трудящихся, работающих с ВВ, необходимо обеспечить индивидуальными средствами защиты.

Граммониты - грубодисперсные аммиачно-селитренные ВВ, представляющие собой смесь водоустойчивой гранулированной аммиачной селитры с гранулированным или чешуйчатым тротилом. Граммониты горючих добавок не содержат, устойчивы против слеживаемости, имеют хорошую сыпучесть, пригодны для механической зарядки, могут использоваться в сухих и обводненных условиях. Грамониты приготавливаются путем холодного или горячего смещения.

На гранулированном тротиле изготваливаются - граммониты 50/50 и 30/70 - для взрывания обводненных скважин. Значение индексов: числитель дроби - процентное содержание гранулированной аммиачной селитры, знаменатель - тротила.

Гранулотол (гранулированный тротил) с размером гранул 3-5 мм применяется как самостоятельное ВВ для взрывания обводненных скважин и в качестве компонента в составе граммонитов и водосодержащих ВВ. В сухом состоянии гранулотол имеет теплоту взрыва 3450 кДж/кг, а водонаполненный - 4200 кДж/кг в пересчете на 1 кг сухого ВВ. Работоспособность водонаполненного гранулотола на баллистическом маятнике и в свинцовой бомбе (с промежуточным детонатором) на 10-13% выше работоспособности сухого в тех же условиях. Гранулотол абсолютно водоустойчив, хорошо тонет в воде, имеет хорошую сыпучесть в сухом и мокром состоянии. При хранении не слеживается и не спекается, обладает высокой стабильностью взрывчатых свойств. Его заряды могут продолжительное время находиться в воде, в том числе и проточной, без потери взрывчатых свойств. Для инициирования гранулотола необходим промежуточный мощный детонатор, так как он недостаточно чувствителен к обычным СИ.

Алюмотол - гранулированный сплав с гранулами до 5 мм серого цвета, состоящий из 85% тротила и 15% алюминиевой пудры, с теплотой взрыва 5600 кДж/кг. Плотность гранул 1,5-1,7 г/см³. Алюмотол абсолютно водоустойчив, хорошо сыпуч в сухом и мокром состоянии, не слеживается, пригоден для механизированного заряжания скважин, обладает высокой стабильностью и высокими взрывчатыми свойствами. Предназначен для взрывания в обводненных скважинах, в том числе и с проточной водой, и с крепостью пород свыше f >12. Для его инициирования необходимы мощные промежуточные детонаторы.

Из перечисленных выше ВВ выбираем более подходящее, а именно алюмотол.

4. Обоснование удельного расхода ВВ

q_p = (q_э ×е × К_d × γ)/2,6 кг/м³;

где:

q_э - эталонный расход граммонита 79/21 при кондиционном размере кусков и равен 0,6 кг/м³;

γ - плотность породы, равная γ=2,65;

е - коэффициент работоспособности (поправочный коэффициент), равный е =0,83;

К_d - коэффициент дробления (зависит от среднего размера d_ср), равный К_d =0,85

d_ср =(0,3÷0,4), м,

где Е - объём ковша применяемого экскаватора, Е=5 м³

d_ср =0,3×=0,51 м

Решаем удельный расход ВВ

q_p = (0,6 ×0,83 × 0,85 × 2,65)/2,6 = 0,43 кг/м³

5. Расчет основных параметров и показателей взрывных работ

) Определить показатель от скважины до подошвы уступа, линию сопротивления, W по формуле:

;

Р - вместимость одного погонного метра скважин находится по формуле:

 кг/п.м.

где: d_c - диаметр скважины составляет 244 мм, а D - плотность ВВ в заряде и равна 900 кг/м³.

минимальное значение линии сопротивления по подошве уступа, удовлетворяющее безопасному обуриванию уступа

W_min = 15 × Ctg a + L_д;

где:

a - угол откоса уступа равен 75^о;

L_д - минимальное допустимое расстояние от оси скважин до верхней бровки уступа равное 3 м.

W_min = 15×Ctg 75^o + 3 = 6 м³ W_min

2) Определить расстояние между скважинами и рядами.

Расстояние между рядами b = w, т.е. b = 9 м.

Расстояние между скважинами

a = m × W = 1 × 9 = 9 м,

где m - коэффициент сближения (1 ¸ 1,25)

3) Определим глубину скважины.

Глубина скважины зависит от высоты уступа, угла их наклона и длины перебура.

Ориентировочно перебур определяется по формуле:

L_пер = (8 ¸ 16) × d_с; L_пер = 10 × 244 = 2440 = 2,4 м;

Глубина скважины находится по формуле:

L_c = H + L_пер = 12 + 2,4 = 14,4 м;

где Н - высота уступа равна 12 м.

4) Вес заряда определяется по формуле:

Q_з = m × q_p × H ×W² = 1 × 0,43 × 12 × 9² = 418 кг;

5) Длина заряда определяется по формуле:

L_з = Q_з / Р = 418/42 = 10 м;

6) Длина забойки

L_заб = L_с - L_з = 14,4 - 10 = 4,4 м;

7) Количество скважин в ряду определяется по формуле:

N_с = L_б/а;

где L_б - длина блока, которая определяется из выражения

L_б = V_б/В_б × Н = 120000/27×12 = 370 м;

где:

V_б - средний объем взрыва равен 120000 м³;

В_б - ширина блока, которая определяется по формуле:

В_б = N_р × W = 3×9 =27 м;

где: N_р - число рядов скважин равное 3;

Тогда количество скважин равно:

8) Общее количество скважин находится по формуле:

N_об = N_c × N_р = 41×3 = 123 скважины.

9) Определяем объем бурения

N_v = N_об × L_б = 123×370 = 45510 м³.

) Определяем выход взорванной горной массы с 1 погонного метра скважин по формуле:

V = (m × H × W²)/L_с = (1×12×9²)/14,4 = 67,5 м³/п.м.

6. Выбор и описание конструкции заряда в скважине

Изменением заряда конструкции можно регулировать степень дробления пород, при равном выходе горной массы с 1 м скважины и равном удельном расходе ВВ рассредоточение заряда способствует улучшению дробления по сравнению со сплошным зарядом за счет увеличения зоны регулируемого дробления. В качестве материала рассредоточения используется вода, воздух, порода.

А) Рассредоточение скважинных зарядов воздушным промежутком, способствует улучшению дробления породы.

Воздушные промежутки в скважинах изменяют характер взрыва. При взрыве сплошного забоя без воздушных промежутков происходит переизмельчение породы ближней зоны. При этом в дальнюю зону передается относительно меньшее количество энергии, из-за дробления породы в ней получается менее интенсивным.

Создавая воздушные промежутки, можно снизить плотность ВВ в скважине и пиковое давление взрыва на границе заряда порода и тем самым уменьшить переизмельчение породы около заряда, увеличив время активного воздействия взрыва на среду. Газы от взрыва верхней части заряда запирают газообразные продукты нижней, увеличивая время воздействия взрыва на массив.

В результате такого изменения параметров взрывного импульса доля энергии, идущей на место переизмельчения, уменьшается, повышается коэффициент использования энергии на дробление в дальней зоне.

Б) Дробление породы можно улучшить, если образовать воздушный промежуток между зарядом и забойкой, в сочетании с запирающими зарядами, которые взрываясь одновременно с основным, препятствуют выбросу забойки из скважины.

В) Проработка подошвы уступа достигнута путем оставления в перебуре скважины промежутки с водой или воздухом.

Длина воздушного промежутка между частями зарядов в большинстве случаев зависит тот длины колонки заряда, типа ВВ и механических свойств пород.

Суммарную длину воздушных промежутков можно принимать в следующих пределах: для слабых пород 0,32-0,4 длины заряда, для крепких пород 0,15-0,2 длины заряда.

Величина верхней части заряда принимается 0,25-0,35 от общего заряда. Если длина воздушного промежутка превышает 3,5-4 м следует заряд рассредоточить на несколько частей.

Для упрощения работ при заряжании ее забойки принимаем сплошной заряд ВВ. он состоит из заряда ВР, боевика и забойки. Его недостаток состоит в том, что он воздействует в основном на нижнюю часть уступа, впоследствии чего образуется выход негабарита.

7. Выбор способа и средств взрывания зарядов

Выбор способа взрывания

Для инициирования зарядов взрывчатых веществ применяют средства взрывания. Средства взрывания очень чувствительны и начинают действовать от небольших по величине и простых по форме начальных импульсов: удара, нагрева, трения и т.д. К средствам взрывания предъявляются жесткие требования: безотказное действие от сообщенных этим средством начальных импульсов и достаточная мощность, чтобы обеспечить надежное и безотказное инициирование зарядов.

Качество начального импульса сильно влияет на результаты взрыва: например, одни и те же детонаторы могут сообщать различную скорость детонации патрону-боевику, если они не будут обладать одинаковым начальным импульсом. Следствием разновременного действия замедлителей одного номинала может быть некачественное дробление горной массы, недопустимый сейсмический эффект или нарушения взрывной сети, т.е. отказы. Следовательно, вторим не менее важным качеством средств инициирования должно являться однообразие их действия.

Обязательным условием, предъявляемым ко всем средствам взрывания, является безопасность в обращении. Устройство средств инициирования должно обеспечить их безопасность и стойкость к случайным ударам и тряске, неизбежным при обращении. Другие требования, предъявляемые к средствам инициирования, заключаются в допустимых сроках хранения, простоте устройства, дешевизне и т.д. В промышленности правилами безопасности допускаются следующие способы взрывания: а) огневой;

б) при, помощи детонирующего шнура; в) электрический.

Огневое взрывание осуществляется с помощью зажигательных трубок, которые представляют собой отрезки огнепроводного шнура, соединенные с капсюлями-детонаторами. Зажигательные трубки разрешается зажигать тлеющим фитилем, отрезком огнепроводного шнура или специальными приспособлениями (патронами для группового зажигания и прочее).

Электроогневое   взрывание отличается применением электрозажигательных патронов, снабженных горючей смесью, которая после подачи импульса зажигает нужное количество зажигательных трубок.

Взрывание зарядов при помощи детонирующего шнура (ДШ) является наиболее распространенным в отечественной и зарубежной практике.

Современные методы многорядного короткозамедленного взрывания с помощью ДШ характеризуются широким применением пиротехнических замедлителей.

Инициирование  взрывной   сети   из      ДШ   осуществляется электродетонатором или капсюлем-детонатором. Взрывание зарядов электродетонаторами (электровзрывание) возможно при наличии источников тока, проводов и контрольно-измерительной аппаратуры. До начала монтажа электровзрывной сети все электроустановки, кабели и провода в пределах опасной зоны обеспечиваются. Многорядное короткозамедленное взрывание при массовых взрывах ограничено также количеством ступеней замедлений электродетонаторов. Применяется при взрывах на выброс и отбойке пород, где не требуется большого числа замедлений. Перечисленные способы взрывания допускается применять на открытых и подземных работах для организаций, ведущих взрывные работы. Выбор их зависит от условий производства работ и поставленных задач, которые необходимо решить с помощью взрыва.

В целях достижения наибольшей надежности взрывных работ применяем метод взрывания ДШ.

Промежуточные детонаторы

Промежуточные детонаторы применяются для инициирования ВВ, обладающих пониженной чувствительностью. Использование их оправдывает себя при малых (близких к критическим) диаметрах и значительной длине скважинных зарядов, л также при наличии в заряде ВВ инертных примесей (шлама).

В качестве промежуточных детонаторов используют порошкообразные аммиачио-селитрснные ВВ в патронах или же специально изготовляемые шашки - заряды стандартных форм и размеров. Марку шашки в большинстве случаев обозначают буквами и числом. Буквы указывают наименование ВВ, а число - массу. На отечественных горнодобывающих предприятиях наиболее распространены литые и прессованные шашки следующих марок:

Т-400 - тротиловые прессованные цилиндрической формы с центральным сквозным отверстием;

ТГ-500 - изготовленные из сплава тротила и гексогена;

ТТ-500 - тротило-тетриловые цилиндрической формы;

Т-200 - тротиловые;

Т-75, Т-200 - тротиловые прессованные цилиндрической или прямоугольной формы, массой 75-200 г. с гнездом под капсюль-детонатор (или без гнезда).

В зарядах ВВ, где неизбежны инертные примеси в виде шлама, массу промежуточных детонаторов рекомендуется увеличивать на 60-80%. Для обеспечения нормального протекания детонационного процесса по всей длине заряда надо учитывать местонахождение боевика в заряде, а следовательно, и соответствующие его параметры. В зависимости от условий взрывания шашки выпускаются приспособленными для инициирования их капсюлями-детонаторами (электродетонаторами) или детонирующим шнуром. Шашки или патроны ВВ, соединенные с детонирующим шнуром или детонатором, называют боевиками.

Боевики изготовляют на месте работ или в специально. отведенных местах. Количество их не должно превышать потребности подготовляемого взрыва. Патрон-боевик из патронированного ВВ в мягкой оболочке до ввода в патрон детонатора или ДШ нужно хорошо размять, а оболочку с торца развернуть. После введения в патрон ДШ (завязанного узлом) или детонатора бумажную оболочку необходимо обвязать шпагатом вокруг ДШ, огнепроводного шнура или проводов электродетонатор. Детонатор при этом должен быть введен в патрон ВВ на полную длину независимо от типа применяемого ВВ.

При производстве взрывных работ в сырых условиях патрон-боевик изолируют с помощью резиновой оболочки или другими способами.

Боевики вводятся в заряд осторожно, без толчков. При заряжании запрещается уплотнять боевики, а также проталкивать их ударами.

В качестве промежуточного детонатора принимаем Т400-Г тротиловая шашка весом 400г, скоростью детонации 6,8 км/с и плотностью 1,52г/см3.

Имеет осевое отверстие под детонирующий шнур.

Выбор электродетонатора

Электродетонатор мгновенного действия - соединение КД с электровоспламенителем в одной гильзе, служащее для инициирования заряда ВВ. Принцип действия ЭД мгновенного действия; при прохождении электрического тока мостик накаливания электровоспламенителя мгновенно нагревается, вызывает вспышку зажигательного состава, от которого мгновенно загорается воспламенительный состав. Луч пламени воспламенительной головки вызывает взрыв ЭД. ЭД изготовляются мгновенного, короткозамедленного и замедленного действия. В ЭД применяют безгазовые зажигательные, воспламенительные и замедляющие составы. Электровоспламенитель соединяется с КД при помощи мастики или обжима гильзы по пластиковой пробочке, а в ряде конструкций резьбовым ниппелем и крышкой. Гильзы ЭД изготовляются из тех же материалов, что и гильзы КД.

Детонаторные провода изготовляются с медной или стальной жилой в полиэтиленовой или полихлорвинидовой изоляции.

Безопасный ток для всех марок ЭД 0,18 а. ЭД водонепроницаемы и выдерживают давление водяного столба высотой более 1 м.

Промышленность выпускает ЭД мгновенного действия ЭД-8П (предохранительный), ЭД-8-ПМ, повышенной инициирующей способности предохранительного типа, ЭДБ-не содержит инициирующих ВВ, менее

чувствителен к механическим и температурным воздействиям, ЭД-8-ЗПС - для взрывания в сухих местах. ЭД-8-Э и ЭД-8-Ж выпускаются партиями не более 50000 шт., ЭДП, ЭДП-р и ЭДС - не более 15000 шт.

В одну картонную коробку в зависимости от длины проводов и типа ЭД укладывают 30-80 электродетонаторов.

Выбираем электродетонатор мгновенного действия для работы в обводненных местах ЭД-8-Э.

Детонирующий шнур и пиротехнические замедлители

Детонирующий шнур (ДШ) состоит из оболочки и сердцевины. Сердцевиной служит слабо спрессованное бризантное ВВ или смесь бризантного ВВ с инициирующим, навеска которого составляет 12 - 13 г. на 1 м шнура. Через сердцевину пропущены две направляющие хлопчатобумажные нити, которые способствуют распределению ВВ при изготовлении шнура. Оболочка состоит из трех слоев льняных или хлопчатобумажных нитей. Средняя и наружная оплетка покрыты изолирующим составом и лаком, которые предохраняют сердцевину от влаги и механических повреждений.

Наружная белая оболочка детонирующего шнура марки ДШ-А имеет спиральные красные нити, а водоустойчивый шнур марки ДШ-В покрыт красной полихлорвиниловой оболочкой. Шнуры имеют диаметр 5 - 6 мм и выпускаются отрезками длиной 50 м, свернутыми в бухты. Бухты заворачивают и бумагу, упаковывают в ящики и в таком виде отправляют потребителям. В горной промышленности наиболее широкое распространение получили шнуры, сердцевина которых изготовлена из тэна. Такие ДШ сравнительно безопасны: к удару они почти не чувствительны, от огня не взрываются.

При температуре выше 30°С гидроизоляция плавится, проникает в сердцевину и резко снижает чувствительность ВВ к детонации. Поэтому сети из детонирующих шнуров при температуре воздуха более 30°С должны прикрываться от действия солнечных лучей. При применении шнуров, имеющих пластиковую оболочку, эта необходимость отпадает. В условиях минусовых температур при монтаже взрывной сети шпур может ломаться. Скорость детонации тэнового шнура 7000 м/с. Детонирующий шнур применяется для передачи детонации на расстояние одновременного взрывания нескольких зарядов от одного капсюля, а также для обеспечения полноты взрыва удлиненных или рассредоточенных зарядов. На открытых и подземных разработках детонирующий шнур широко применяют для короткозамедленного взрывания скважинных и камерных зарядов.

При взрыве нескольких зарядов, расположенных в различных местах, в них вводят отрезки ДШ, которые соединяют в общую цепь и взрывают с одного места зажигательной трубкой или электродетонатором. При бескапсюльном взрывании колонковых и камерных зарядов на конце детонирующего шнура, вводимого в заряд, завязывают 2-3 узла. Заряды между собой можно соединять последовательно и параллельно. Соединение двух отрезков или ответвления с магистральным шнуром разрешается производить только внакладку или способами, указанными в инструкции, находящейся в ящике с ДШ. Соединение внакладку необходимо делать по длине не менее 10 мм, при этом шнуры должны плотно прилегать один к другому. Скрепляют шнуры изоляционной лентой, тесьмой пли шпагатом. Шнуры следует присоединять к магистральному шнуру так, чтобы направление распространения детонации по ответвлению совпадало с направлением распространения детонации по магистральному шнуру. При прокладке ДШ нельзя допускать витков и скруток шнура, так как это может вызвать затухание детонации. При пересечении шнуров между ними необходимо помещать прокладку из грунта или дерева толщиной не менее 10 см. Разработана конструкция шнура, в котором сердцевина заключена в целлофановую трубку. По сравнению со шнуром ДШ-А это делает ДШ более термостойким и препятствует высыпанию ВВ при перегибах. В предохранительных ДШ, созданных для шахт, опасных но газу или пыли, сердцевина состоит из смеси ВВ с пламегасителем (ДШП-1 и ДШП-2). Диаметр их 8,5 -9 мм, скорость детонации 6000 м/с, инициируют от капсюля-детонатора №8.

В 1959 г. на предприятиях Советского Союза замедления между зарядами или группами зарядов при взрывании ДШ начали осуществлять с помощью пиротехнических реле КЗДШ-58. Реле представляет собой жесткую бумажную трубку, в которую вставлен замедляющий элемент, который состоит из обычного капсюля-детонатора №8 и пиротехнического замедлителя (оксид меди и алюминиевая пудра). С обоих концов трубки закреплены отрезки детонирующего шнура: один длиной 350 мм, а другой 150 мм. Между концом трубки с длинным отрезком ДШ и замедляющим элементом, помещенным в другом конце трубки, находится свободное пространство длиной 100 мм. На бумажной трубке краской нанесена стрелка, указывающая направление хода детонации, и цифры, обозначающие номинал замедления (в миллисекундах).

Пиротехническое реле применяется в таких же условиях, как ДШ и капсюли-детонаторы №8. Принцип действия реле состоит в следующем. Детонация от нити ДШ через свободное пространство трубки передается в виде снопа огня к замедляющему составу, который запрессован в металлическую гильзу. Продолжительность горения пиротехнического замедлителя указана на трубке. Пламя от замедлителя передается капсюлю-детонатору, который инициирует передний конец ДШ. КЗДШ-58 выпускаются в шести сериях с номиналами 10, 20, 35, 50, 75 и 100 мс. Для создания замедлений больших, чем 100 мс, соединяют последовательно несколько реле.

Реле передает детонацию только в направлении, указанном стрелкой на бумажной гильзе. В сеть детонирующий шнур включают «внакладку» или «внакрутку» (с сивкой нитей ДШ). При дублировании сети ДШ параллельные реле должны иметь одинаковую степень замедления и находиться на расстоянии не менее 15 см один от другого.

С 1963 г. освоен выпуск пиротехнических реле двухстороннего действия КЗДШ-62-2, которые передают детонацию в сети ДШ независимо от того, каким концом оно подключено. Гильза реле - металлическая, длиной 137 мм и диаметром 7,1 мм. В гильзе находятся два промежуточных колпачка, два замедлителя и два капсюля-детонатора. С обоих концов закреплены отрезки ДШ. Прочный корпус и небольшие габариты КЗДШ-62-2 делают его более удобным и безопасным. Применять можно и интервале температур от +50° до -30°С, гарантийный срок - 1 год. Конструкции реле, выпускаемых за рубежом, несколько отличаются от отечественных. Так, детонационное реле двухстороннего действия английского производства имеет с двух концов капсюли-детонаторы, между которыми находится замедляющий состав (пиротехнический элемент). В ФРГ выпускаются двухсторонние реле, в которых нет капсюлей-детонаторов. Передача и усиление импульса от одного отрезка ДШ к другому осуществляется самим пиротехническим замедлителем, расположенным между отрезками ДШ. По правилам безопасности пиротехнические реле должны проходить испытание на наружный осмотр и безотказное взрывание.

Выбираем марку ДШ-А диаметр шнура 5,8 мм, длина бухты 100 м, скорость детонации 6500 м/с, вес ВВ 1-го метра шнура 12,0г, температура применения от -28° до +50° С.

Выбор пиротехнических реле замедлителей

Устройства, служащие для передачи детонации во взрывной сети через заданные интервалы времени при короткозамедленном взрывании зарядов ВВ детонирующим шнуром. В практике взрывания ДШ находят применение

вида П. р. з. марок КЗДШ-58 и КЗДШ-62-2. Значение индексов: КЗ ДШ - пиротехническое реле для короткозамедленного взрывания детонирующим шнуром; 58 и 62-год изобретения: 2-двустороннего действия. КЗДШ разработаны производственно-экспериментальным управлением Союзвзрывпрома. В КЗДШ-58 вмонтирован один КД №8 и он способен передавать детонацию только в одну сторону. Принцип действия КЗДШ-62-2: в искусственный разрыв длиной 200-300 мм во взрывной сети из ДШ помещают реле, концы которого внакладку соединяют с отрезками ДШ взрывной сети.

При взрыве один отрезок детонирующего шнура КЗДШ-62-2 детонирует от магистрали. Раскаленные продукты, образовавшиеся при взрыве отрезка ДШ, принимающего детонацию, мгновенно проходят через отверстие в диафрагмах и пустотелую часть металлической трубки, воспламеняют замедляющий состав от пламени, которого через заданный интервал времени взрывается специальный капсюль, инициирующий отрезок ДШ, который передает детонацию в последующую часть взрывной сети.

Назначение отдельных частей КЗДШ-62-2. Металлическая трубка служит для монтажа всех элементов и обеспечения водостойкости. Пустотелая часть трубки с колпачками и диафрагмами служит для снижения ударного действия продуктов взрыва одного из отрезков ДШ на замедляющий состав. Замедляющий состав весом 0,25-0,45 г. состоит из окиси меди и алюминиевой пудры. Время замедления зависит от высоты столбика замедляющего состава и величины давления, при котором прессовался замедляющий состав.

Обработав выше приведенный материал и опираясь на расчет интервала замедления выбираем КЗДШ-62-2№3 с интервалом замедления 35 мс, выполненного из металла, диаметром 7 мм, длиной 138 мм и двухсторонней передачей детонации.

8. Выбор схемы взрывания и расчет интервала времени замедления

Для вскрыши выбираем диагональную схему взрывания с расположением скважины в шахматном порядке. Наш выбор обуславливается тем, что это схема является сравнительно простой в монтаже и способствует лучшей проработке уступа подошвы. На вскрыше нам надо произвести взрыв на сброс. Эта схема удовлетворяет всем условиям.

Основные схемы многорядного КЗВ - порядные последовательные. Порядные схемы имеют интервалы замедления между сниженными рядами t= 25¸75 мс. При t < 25 мс затрудняется проработка подошвы и наблюдаются выбросы породы на верхнюю площадку уступа. Схемы просты и целесообразны при взрывании пород крупных, мелко трещиноватых, слабых.

Диагональные схемы, особенно пологие позволяют резко уменьшить, фактическую величину, линии наименьшего сопротивления зарядов смешанных рядов скважин и соответственно улучшит дробление.

Расчет интервала времени замедления при КЗВ

t = k × W = 3 × 9 = 27 мс;

где k - 2,5¸6

9. Определение расхода взрывчатых материалов на массовый взрыв

Общий расход ВВ

Q_об = Q_з × N_об = 418 × 123 = 51414 кг;

где:

Q_з - масса заряда;

N_об - общее количество скважин.

Длина детонирующего шнура

L_дш = 2 (N_об(а + L_c) + 100) = 2 (123 (9 + 14,4) + 100) = 5956 м;

где:

а - расстояние между скважинами в ряду;

L_с - глубина скважины.

Общее количество боевиков

N_боев = N_об × 2 = 123×2 =246 штук.

10. Расчет безопасных расстояний и определение радиуса опасной зоны для людей, оборудования, зданий и сооружений

По сейсмическому действию взрыва

где:

К_г - коэффициент, зависящий от свойств грунта в основании охраняемого здания;

К_с - коэффициент, зависящий от типа здания и характера застройки;

a - коэффициент, зависящий от условий взрывания.

Расстояние опасное для людей на защиту отдельных кусков породы при взрывании

;

где:

n_з - коэффициент заполнения скважины ВР;

n_заб - коэффициент заполнения скважины забойки;

а - расстояние между скважинами в ряду.

Определение расстояний, безопасных по действию УВВ

Q_э = 12 × Р × d_скв × К_з × N_об = 12×42×0,244×0,03×123 = 454 м.

11. Механизация заряда и забойки скважин

В настоящее время средства для механизации взрывных работ на карьерах большой производительной мощности имеют большую единичную мощность и состоят из зарядных и смесительно-зарядных машин для гранулированных и водосодержащих ВВ заводского и местного изготовления, забоечных машин и машин для удаления воды из скважин.

Зарядная машина МЗ-3А предназначена для транспортировки и заряжания скважин, на открытых горных работах игданитом, а также ВВ заводского производства. Выгрузка из бункера машины и транспортирование ее к устью скважины осуществляется системой шнеков, которые служат и для смешения аммиачной селитры с дизельным топливом при изготовлении игданита.

Машина МЗ-4 предназначена и функционально выполняет те же операции, что и МЗ-3А. основным отличием является высокая производительность и грузоподъемность. Базой служат шасси автомобиля Белаз - 540А. кроме этого не разрешается движение таких машин по автодорогам общего пользования.

Машина МДЗ-1М предназначена для доставки сухих смесей к местам производства взрывных работ и перегрузки смесей ВВ, а также для доставки и заряжания скважин.

Машина МЗ-8 представляет собой бункер, смонтированный на автомобиле МАЗ-563Б с размещенными внутри него диафрагмами - пневматическими для перемещения ВВ. ВВ из бункера самотеком поступает в дозатор, откуда также самотеком в скважину.

Изготовитель ППП «Кривбасвзрывпром».

Характеристики зарядных машин

Забоечные машины

Забоечные машины ЗС-1М и ЗС-2М предназначены для транспортировки забоечного материала к заряженным скважинам и их механизированной забойки.

Принцип работы машины ЗС-2М аналогичен с машиной ЗС-1М, но в отличие от последней она имеет вместо одного два рабочих органа, каждый из которых работает автономно и состоит из бункера. Выхлопными газами автомобиля происходит обогрев стенок бункеров, что предотвращает к ним забойного материала при минусовой температуре.

Технические характеристики забоечных машин

Для зарядки скважин принимаем зарядную машину МЗ-4, т.к. грузоподъемность наиболее больше и забойка скважин производится забоечной машиной ЗС-2М, он лучше чем ЗС-1М по вместительности и грузоподъемности.

12. Правила техники безопасности, организация работ и распорядок проведения массового взрыва

При проведении массового взрыва должны быть определены границы опасной зоны. В период взрывных работ на границах опасной зоны выставляются посты, обеспечивающие ее охрану, а люди не занятые заряжанием выведены в безопасные места лицом технического надзора или по его получению бригадиром. Скважины заряжают под руководством одного мастера. Заряженный блок считается готовым после удаления за пределы опасной зоны и проведении других мероприятий, обеспечивающих безопасность взрыва.

На открытых горных работах при длительном заряжании в зависимости от горнотехнических условий и организации работ запретная зона должна состоять не менее 20 м от ближайшего заряда.

При выполнении взрывных работ применяют звуковые и световые сигналы. Первый сигнал - предупредительный, продолжительный свисток или гудок подается перед началом заряжания. По этому сигналу все люди не занятые при производстве взрыва удаляются в безопасное место. На границе опасной зоны выставляются посты охраны. Второй сигнал - боевой, два продолжительных сигнала. При этом сигнале зажигаются огнепроводные шнуры и персонал взрывной работы уходит за пределы опасной зоны. Третий сигнал - отбой, три коротких сигнала. Подается после осмотра места взрыва и означает окончание взрывных работ.

Список литературы

1. П.И. Томаков, И.К. Наумов «Технология, механизация и организация открытых горных работ», Москва 1992.

2.      Б.Н. Кутузов «Разрушение горных пород взрывом», Москва 1992.

.        Н.М. Ялтанец, М.И. Щадов «Практикум по открытым горным работам», Москва 2003.

.        Н.Л. Росинский «Мастер-взрывник», Москва 1988.