Практическое занятие № 3 определение параметров безопасного ведения взрывных работ

1.Цель практического занятия

Целью занятия является освоение студентами методики определения границ опасной зоны при ведении взрывных работ на карьерах.

2. Общие сведения

Взрывные работы представляют собой особо опасный технологический процесс горного производства. Взрывные работы на открытых горных работах ведутся с применением методов шпуровых скважин. При взрывных работах необходимо определять безопасное расстояние для зданий и сооружений, по действию воздушной волны и по разлету отдельных кусков взорванной породы.

Анализ производственного травматизма при производстве взрывных работ на карьерах позволяет установить основные причины несчастных случаев при ведении взрывных работ: поражение людей разлетающимися осколками из-за не соблюдения безопасных расстояний; преждевременные взрывы зарядов; преждевременный подход к месту взрыва; нарушение правил безопасности при огневом взрывании и ликвидации отказавших зарядов; нарушение Правил безопасности при заряжании и простреливании скважин; неправильное обращение с электродетонаторами; неправильное уничтожение ВМ и т.д.

Это свидетельствует о том, что практически все указанные причины являются результатом нарушения требований безопасности, и их можно избежать при строгом соблюдении требований, изложенных в Единых правилах безопасности при взрывных работах.

3. Порядок выполнения работы:

1.Требуется определить радиус опасного воздействия воздушной ударной волны взрыва на человека r_вч

(1)

где К_в- коэффициент учитывающий расположение зарядов относительно

свободных поверхностей (К_в = 10-15);

- общая масса одновременно взрываемых зарядов ВВ, кг.

2. Определить радиус опасного действия ударной воздушной волны на сооружение при полном отсутствии повреждений остекления

(2)

3. Определить радиус зоны, опасной по сейсмическому воздействию на здания и сооружения из-за колебаний грунта

(3)

где К_с – коэффициент, учитывающий тип пород в основании сооружений, определяется по таблице 1.

Таблица 1.

Тип пород	Величина Кс
Скальные практически монолитные и малотрещиноватые	3
Скальные и полускальные средне- и сильнотрещиноватые	5
Галечниковые и щебенистые	7
Песчаные в массиве	8
Глинистые в массиве	9
Песчаные и глинистые насыпные, на почве	15
Плывунные и торфянистые	20

При взрывах в обводненных скважинах величина увеличивается в 1,5 – 2 раза. При взрывах на поверхности земли сейсмическое действие не учитывается.

4. Определить радиус опасной зоны при повторяющихся взрывах по допустимой скорости колебания пород основания сооружения

(4)

Обычно при повторяющихся взрывах V_L = 3 см/с при однократных взрывах V_L = 10 см/с.

4. Предварительные вычисления:

а) Коэффициент трещиноватости взрываемой породы К_т

К_т= 1,2 ∙ l_ср + 2 (5)

где l_ср - средний линейный размер отдельности а массиве, l_ср=0,1-0,25 м

б) эталонный удельный расход ВВ q_э

q_э=0,1 ∙К_т ∙ (G_сж. + G_сдв. + G_раст.) + 40·γ, г/м³; (6)

где γ - объемный вес взрываемой породы, кг с/дм³.

Эталонный удельный расход ВВ используется не только для классификации горных пород по степени трудности их дробления взрывом. Он также является основой для предварительного расчета технологии взрывания и действительного расхода ВВ при взрывании (табл. 2).

в) Проектный удельный расход ВВ q_n

q_n=q_з∙ K_в.в. ∙ К_д ∙ К_с.з∙ К_v ∙ К_с.л. г/м³ (7)

Таблица 2

Класс пород по взрывае-мости	Характеристика пород		Эталонный расход ВВ, г/м3.	Породы по взрываемости
	Gсж.+Gсдв.+Gраст кГс/см2	Категория трещино-ватости
I	До 2300 До 1200 До 700 До 500	I II III IV	До 200	Легко взрываемые
II	1200-3300 700-2200 500-1600 До 1100	II III IV V	200-400	Средней трудности взрывания
III	2200-3300 1600-2700 1100-1700	III IV V	400-600	Трудно взрываемые
IV	2700-3300 1700-2300	IV V	600-700	Весьма трудно взрываемые
V	1900-2300	V	700-800	Исключительно трудно взрываемые
VI	2000 - 2300	III IV V	800-900	Исключительно трудно взрываемые
VII	Более 2300	III IV V	900-1000	Исключительно трудно взрываемые

Коэффициент К_в.в. является переводным коэффициентом от аммонита № 6-ЖВ и практически используемому ВВ в карьере (см. табл.2).

Коэффициент К_д. учитывает действительно потребную в данных условиях степень дробления. Так как при определении принята степень дробления где средний размер куска взорванной породы (м).

Коэффициент К_с.з. учитывает фактически принимаемую степень сосредоточения зарядов ВВ, т.е. форму заряда в массиве, отличную от принятой при определении сосредоточенного заряда с размещением его в центре куба. Больщая степень сосредоточения заряда несколько уменьшает расход ВВ, но при этом ухудшается качество дробления. При методе скважинных зарядов величина К_с.з.≈1; зависит от диаметра скважин, который определяет масштабный эффект взрыва (радиус зоны регулируемого дробления). Для скважин диаметром d=100мм для соответственно при легко-, средне- и трудновзрываемых породах 0,95-1,0; 0,85-0,9 и 0,7-0,8 для 300 мм; 1,05-1,1; 1,2-1,25 и 1,35-1,4.

Влияние объема взрываемой породы на проектный расход ВВ может быть учтено поправочным коэффициентом (для уступов высотой более 15 м).

Для уступов высотой Н_у <15 м, К_v =1

Коэффициент свободных поверхностей К_с.п. при взрывании скважин равен 1. При одной свободной поверхности К_с.п = 2,5-5.

г) Вместимость скважины Р.

Р=7,85d_с·Δ, кг/м

где d_с - диаметр скважины м;

Δ - плотность заряжания ВВ в скважине, Δ=0,9кг/дм³.

д) Длина заряда ВВ в скважине

l_вв=(0,65 1) Н_у, м

где Н_у - высота уступа, м.

е) Общая масса одновременно взрываемого ВВ

Q_з.о. =P · l_вв·N,

где N- общее число взрываемых скважин, шт.

Тип ВВ	Состав и агрегатное состояние	Теплота взрыва, ккал/кг	Переводной коэффциент ВВ		Работо-способность, см3	Область применения по степени обводненности скважин
1	2	3	4	5		6
Основные ВВ для скважинных зарядов
Акватол М	Водонаполненная смесь гранулированной селитры с алюмотолом и загустителем	1205	0,86	400-430		Для сухих, влажных и малооб-водненных скважин
Акватол 65/35	Водонаполненная смесь гранулированной селитры с тротилом и загустителем	920	1,10	330-350		То же
Зерногранулит 79/21	Смесь гранулированной селитры с чешуйчатым тротилом	1030	1,0	360-370		Для сухих скважин
Гранулит АС-8	Омасленная гранулированная селитра с алюминиевой пудрой	1242	0,89	410-430		То же
Игданит	Омасленная гранулированная селитра местного приготовления	920	1,13	320-330		То же
Гранулит М	То же заводского изготовления	920	1,13	320-330		То же
Гранулотол	Гранулированный тротил	825	1,0	285-295		Для неограниченного по времени пребывания в воде
Алюмотол	Гранулированный сплав тротила с алюминиевым порошком	1260	0,83	420-440		То же

Таблица 3