33. Застосовувані методи (способи) вибухових робіт

Способи вибухових робіт - сукупність прийомів підривання зарядів вибухових речовин у заданій послідовності та в заданий момент часу з використанням засобів, що забезпечують безпеку вибуху. Способи вибухових робіт класифікують залежно від застосовуваних засобів (вогневі, електричні, детонуючим шнуром); інтервалу між вибухами окремих зарядів у серії (миттєвий, сповільнений, короткосповільнений); особливостей розташу¬вання зарядів – однорядне чи багаторядне. В залежності від способу розміщення заряду, його форми і величини застосовуються такі методи В.р.: Метод зовнішніх (накладних) зарядів — застосовується для подрібнення негабаритних шматків і валунів. Заряд ВР розміщують на поверхні об'єкта, який потрібно зруйнувати; Метод шпурових зарядів — при розробці родовищ відкритим способом застосовують при подрібненні негабаритних шматків і у невеликих кар'єрах з уступом малої висоти як основний метод проведення висаджувальних робіт. При розробці родовищ підземним способом цей метод застосовується при проведенні підготовчих та нарізних виробок, для підготовки зарядних камер при масових вибухах і в очисних вибоях; Метод котлових зарядів — метод проведення висаджувальних робіт, який застосовується, якщо розрахований заряд за розміром більше розміру шпура. У цьому разі у донній частині шпуру послідовним висадженням невеликих (прострілочних) зарядів утворюють котел, де розміщують основний збільшений заряд. Метод застосовують для розпушення розкривних уступів і відбійки корисних копалин при висоті уступів до 10 м і куті укосу уступу 0,85-1,4 рад (50-80о) у породах м'яких, середньої і вище середньої міцності, які добре подрібнюються, а також у породах з природними окремостями, розміри яких близьких до кондиційних. Метод також застосовують при висадженні на викид і скид у м'яких і пластичних породах, які легко прострілюються; Метод малокамерних зарядів — застосовується для розпушення гірських порід у невеликих кар'єрах, які розробляються уступами висотою не більше 6 м. Зарядною камерою, в яку закладають зосереджений заряд, є «рукав» — горизонтальна або слабкопохила виробка прямокутного перерізу розміром від 0,2х0,2 до 0,5х0,5 м, проведена у нижній частині укосу уступу; Метод свердловинних зарядів — застосовується на кар'єрах при уступній відбійці і проведенні траншей, а також для відбійки руди в очисних вибоях з паралельним або віялоподібним розташування свердловин, при розробці ціликів і при відбійці стелин. Заряд у свердловині розміщують у вигляді суцільної або переривчастої колонки, яка згори засипана вибійним матеріалом (забивкою). Свердловини висаджують серіями, які розташовані паралельно до вибою у один (одиничне висадження) або декілька рядів (багаторядне висадження). Висадження здійснюється електричним способом або за допомогою детонуючого шнуру. Значний вплив на ступінь подрібнення має конструкція заряду. Встановлено, що не завжди раціонально застосовувати суцільний колонковий заряд. Іноді доцільно його розосередити на 2-3 частини повітряними проміжками, що дозволяє краще розподілити і використати енергію вибуху — у зв'язку з цим покращується подрібнення породи і зменшується ширина розвалу. Для розширення сітки свердловин застосовують прострілювання їх донної частини; ВР у котлі, який утворився, складає зосереджену частину свердловинного заряду; Метод камерних зарядів — полягає у тому, що вибухові роботи проводяться зарядами ВР, які розміщені у спеціальних виробках — камерах. Маса камерних зарядів — від одиниць до декількох десятків тонн (іноді тисяч тонн ВР). Цей метод широко застосовують для масових обрушень при відкритому і підземному способі розробки. Дроблення масиву силою вибуху відбувається тільки поблизу заряду, а товща, що лежить вище, обрушується під власною вагою і подрібнюється при падінні. Заряд закладають у глибині масиву, для чого заздалегідь проводять підготовчі виробки, тип яких залежить від висоти висаджуваного масиву, числа зарядів і ступені доступності;

Метод вибухів на викид — висаджувана маса не тільки руйнується, але і відкидається у різні боки, утворюючи тонкий шар на певній відстані — по лінії розташування зарядів утворюється виїмка (траншея, котлован, канал тощо). Ступінь викиду залежить від прийнятої величини показника дії вибуху, а також від конструкції заряду. Цей метод має такі різновиди: -однорядні вибухи зарядів з рівномірним викидом породи на обидва боки виїмки; — багаторядні вибухи зарядів з двостороннім спрямованим викидом гірських порід рівномірно на обидва боки виробки; — багаторядні вибухи зарядів з одностороннім спрямованим викидом. При відкритому способі розробки іноді виникає необхідність скинути частину розкривних порід, які заважають розгортанню фронту робіт у бік виробленого простору. Для цього застосовують висадження на скид, при якому заряди розташовують у камерах вздовж верхньої брівки уступу з віддаленням їх від вибою на 1,1-1.2 лінії найменшого опору. Скидання здійснюють також висадженням свердловинних зарядів, які розташовані по згущеній сітці. Надійну спрямованість вибуху забезпечують застосуванням плоских систем зарядів.

29. Металлізатор ЕМ-14М призначений для нанесення антикорозійних, жаростійких, зносостійких і декоративних покриттів, а також відновлення зношених поверхонь методом газо-термічного напилення дротяного матеріалу з температурою плавлення не більше 3000 С на спеціально підготовлену поверхню. Апарат використовується при проведенні робіт вручну, а також може встановлюватися на будь-який пристрій при механізованому процесі напилення. Продуктивність  з розпилення матеріалу кг / год За алюмінію-12,5  По цинку - 40,0 Діаметр розпилюється дроту мм Алюміній - 1,5-2,0  Цинк - 1,5 - 2,5 Номінальна частота Гц 50/60 Робочий струм дуги А 50-400 Робоча напруга дуги 17-40 Робочий тиск стисненого повітря МПа 0,5-0,6 Габарити мм 230x220x133 Маса кг 2,3 Конструктивно електродуговий розпилювач складається з двох основних частин: розпилювальної головки і механізму подавання матеріалу. У свою чергу, основними складовими частинами розпилювальної головки є сопловий апарат і система для напрямлення дроту з шинами для підведення струму і контактними притискувачами. Може використовуватися також захисний кожух. Електродугові розпилювачі застосовуються для нанесення металевих покриттів шляхом розпилення дроту. Дуга плавить електроди, а розплавлений метал вилучається і розпилюється із зони плавлення потоком газу. Електроди-дріт подаються назустріч один одному спеціальними механізмами подавання і у такий спосіб компенсується збільшення відстані між ними через плавлення. Швидкість подавання дроту визначається режимом горіння дуги. Електроди повинні виходити за переріз керамічної вставки сопла, горіння дуги повинно відбуватись за сопловою частиною (див. рис. 4.1). Сопло формує розпилюючий потік повітря (або іншого газу), який евакуює та диспергує розплавлений метал. Плавлення електродів здійснюється переважно завдяки енергії, яка виділяється у зоні активних плям дуги. Фронт плавлення близький за формою до площини, нормаль до якої перетинається із віссю електрода під деяким кутом (див. рис. 4.2). Цей кут може змінюватись від 0° до мах = 90° – /2, де - кут перетинання осей електродів. Зміна режиму призводить до зміни кута нахилу фронту плавлення при постійній швидкості подавання електродів: при збільшенні напруги дуги кут зменшується; при збільшенні швидкості подавання електродів кут збільшується. Якщо між середньою швидкістю переміщення фронту плавлення і швидкістю подавання електродів існує динамічна рівновага, то спостерігається стабільне горіння дуги без коротких замикань і зривів. При такому режимі газовий потік забезпечує евакуацію і розпилення порції рідкого металу з електродів до їх зіткнення і короткого замикання. Далі розплавлений метал знову накопичується на торцях електродів, стовп дуги скорочується і цикл повторюється. Поряд з періодичним викиданням порцій металу з міжелектродного проміжку спостерігається також безперервне струменеві стікання перегрітого металу з поверхні електродів. Це результат зменшення сил поверхневого натягу при сильному перегріванні розплавленого металу і, як наслідок, нездатність утримання ним оплавленого шару на поверхні електродів. Під дією струмини газу цей оплавлений шар змивається з поверхні електродів і розпилюється. Маса і розміри крапель значно менші, ніж маса порції металу, який вилучається з електродів за один цикл горіння дуги. Це є наслідком подрібнення металу під впливом газодинамічних сил газової струмини. Ступінь диспергування багато в чому залежить від властивостей розплавленого металу частинки, а саме від ступеня його перегріву.

36. Будова і робота установки по детонаційному напиленню

У разі детонаційно-газового напилення джерелом нагрівання і прискорення частинок є детонаційний вибух газової суміші. Швидкість розповсюдження детонаційної хвилі становить 2000...4000 м/с, а температура 2473...5773 К (залежно від складу суміші). Це забезпечує досягнення частинками швидкості 600... 1000 м/с і, як наслідок, отримання покриттів з високою міцністю зчеплення і щільністю.

Для отримання детонувальної суміші використовують ацетилен, метан, пропан, водень та інші детонувальні гази, а також продукти піролізу бензину, гасу та ін.

Детонаційно-газове напилення виконують порошковими матеріалами з розміром частинок 10...50 мкм. Більші частинки розігріваються і прискорюються недостатньо для утворення міцних зв'язків у момент удару об напилювану поверхню. Дрібні порошки мають недостатню кінетичну енергію в момент удару, що також погано позначається на якості покриттів.

Узагальнену схему процесу детонаційно-газового напилення подано на рис. 1

Рис. 1 Узагальнена схема процесу детонаційно-газового напилення:

1 - камера запалювання; 2 - високовольтне джерело підпалювання газової суміші;

З - ударна хвиля; 4 - детонаційна хвиля; 5 - порошковий живильник; 6 - ствол

У камеру запалювання подається задана кількість робочої суміші газів, наприклад С2Н2 - О2 - N2. За допомогою високовольтного електричного розряду суміш підпалюється. Теплові хвилі, що виникають при цьому, поро джують ударну, а потім і детонаційну хвилю. Одночасно із заповненням ствола вибуховою сумішшю вводять напилюваний порошок. На виході зі ствола утворюється полум'я і потік напилюваних частинок.

Детонаційно-газове напилення належить до циклічних процесів. Час циклу складається із часу заповнення камери і ствола газовою сумішшю і порошком, часу вибуху та викиду продуктів детонації і порошку, часу продувки камери і стовбура та становить 0,2...0,5 с. Зазвичай намагаються мінімізувати час циклу, оскільки він визначає швидкострільність установки, а відповідно і продуктивність.

Залежно від конструктивних особливостей детонаційно-газові установки бувають з осьовою і радіальною подачею порошку, з прямим і форкамерним підпалом суміші, з прямим попереднім змішуванням вибухової суміші, з інжекційною і примусовою подачею порошку, з періодичним і неперервним уведенням газової суміші, зі стволом постійного і змінного перерізу, з прямолінійним стволом і у вигляді змійовика, з механічним і електромагнітним клапанним механізмом подачі робочих газів.

Для детонаційно-газового нанесення покриттів розроблені і широко використовуються установки ДГУ, АДК-1М, ДНП-5 та ін.

Детонаційно-газова установка ДГУ конструкції ІПМ АН УРСР складається із ствола, у який через електромагнітні клапани надходить робоча газова суміш і продувальний газ – азот. У ствол умонтовано запальну свічку. Система подачі порошку складається з бункера і дозувального пристрою. Послідовність спрацьовування електромагнітних виконавчих органів установки забезпечується електронним пультом керування. Калібр ствола – 22 мм, швидкострільність – 1…6 циклів/с, товщина покриття за один цикл – 5…30 мкм, продуктивність – 2…8 кг/год, КВП – 50…70 %.

Автоматичний детонаційний комплекс АДК-1М складається з установки для детонаційно-газового напилення «Протел-ЛК», автоматичної системи керування і регулювання технологічним процесом АСУР-1 та багатоканального розподільного пульта подачі робочих газів і напилюваного матеріалу. Комплекс виконано на електромагнітних пневмоклапанах, які дозволяють значно спростити процес і автоматизувати технологію нанесення покриттів.

Максимальна температура продуктів детонації – 3 773 К, калібр ствола – 16…25мм, швидкострільність – 1…5 циклів/с, товщина покриття за один цикл – 8…15 мкм, продуктивність – 1…5 кг/год, КВП – 50…60 %.

Установка детонаційного напилення покриттів ДНП-5, створена в Луганському машинобудівному інституті, має механічний розподільний механізм. Ствол установки звужується в поперечному перерізі в напрямі руху продуктів детонації, що дозволяє скоротити його довжину до 500...800мм. Інжекційний змішувач відрізняється простотою і забезпечує належний ступінь змішування за низького вихідного тиску горючого газу.

У системі запалювання застосовано схему з накопичувальним конденсатором. Швидкострільність установки – до 1,5 циклів/с.

Детонаційно-газова установка 1СМ АН УРСР має швидкострільність 200…400 циклів/хв. Товщина покриття за один цикл 5…15 мкм. Установка забезпечена також приладом прогнозування товщини покриттів на виробах.