2.5Способы ведения взрывных работ

Взрывной способ разрушения горных пород универсален, является наиболее распространенным. В общей массе около 90% минерального сырья в стране добывается с помощью взрывных работ. Взрывная отбойка части горкой массы от целого массива может применяться при любой крепости полезного ископаемого и пород.

Взрывные работы применяют в тех случаях, где механическое разрушение неэффективно. При добыче рудных полезных ископаемых и проведении горных выработок по крепким породам взрывное разрушение является единственным способом, имеющим промышленное применение. Взрывной способ разрушения основан на применении взрывчатых веществ, при быстротечном разложении которых освобождающаяся энергия взрыва отделяет от массива и осуществляет дробление породы. Чтобы осуществить взрывное разрушение с достаточной эффективностью, взрывчатое вещество должно быть размещено в специально образуемой в породе полости. В зависимости от формы и размеров этих полостей различают следующие способы ведения взрывных работ: шпуровой, скважинный, камерными и накладными взрывами.

Шпуровой метод взрывных работ применяют при проведении горных выработок, в отдельных случаях для отбойки угля в очистных забоях и руд в блоках при небольшой мощности рудных залежей. Шпур — продольное цилиндрическое углубление в горной породе диаметром до 75 мм и глубиной до 5 м, предназначенное для размещения заряда взрывчатого вещества. Шпуры могут быть горизонтальные, наклонные, вертикальные (нисходящие и восходящие).

Скважинный способ взрывных работ применяют при массовой отбойке руды в блоках мощных рудных тел, а также на открытых горных работах для разрушения пород в уступах. Взрывная скважина — горная выработка цилиндрической формы глубиной более 5 м и диаметром 75 мм, проведенная в породе способом бурения. Скважины, как и шпуры, могут быть горизонтальные, наклонные, вертикальные (обычно нисходящие).

Метод камерных зарядов применяют в отдельных случаях для отбойки руды в блоках, а также для осуществления массовых взрывов на поверхности. С этой целью проводят специальные горные выработки, нередко с нишами, в которых размещают сосредоточенные заряды взрывчатого вещества. Их масса может достигать нескольких тонн и даже десятков тонн.

Метод накладных зарядов применяют для дробления негабарита, т.е. для дополнительного измельчения (вторичного дробления) кусков породы на месте их образования. Применение этого способа допускается и на подземных работах за исключением шахт, опасных по газу и пыли.

2.6Шпуровой метод ведения взрывных работ

При проведении горных выработок с применением буровзрывных работ используют, как правило, шпуровой метод. Шпуры бурят диаметром до 45 мм.

Эффективность отделения породы от массива и дробления ее на куски зависит от ряда факторов. Основными из них являются: крепость, слоистость и трещиноватость горных пород. Для получения наибольшего эффекта от взрывных работ шпуры в забое необходимо располагать с учетом этих факторов.

При взрыве заряда в шпуре, пробуренном перпендикулярно плоскости забоя, отрыва породы не произойдет (рис. 2.4, а). При взрыве же зарядов в шпурах, пробуренных под углом к плоскости забоя, условия для отрыва породы более благоприятны (рис. 2.4, б). При взрыве зарядов в наклонных шпурах образуется вруб, создающий вторую обнаженную плоскость в забое проводимой выработки. Эти шпуры называются врубовыми. Заряды в них взрывают в первую очередь. Все последующие заряды в шпурах взрывают при наличии второй обнаженной плоскости. Эти шпуры подразделяются на отбойные и оконтуриваю­щие. Последние придают выработке проектную форму поперечного сечения. Отбойные шпуры бурят параллельно оси выработки оконтуривающие — наклонно к бокам выработки (рис. 2.5).

При шпуровом методе ведения взрывных работ применяют удлиненный сплошной или рассредоточенный заряды. Сплошным называется заряд, представляющий компактную массу ВВ, сосредоточенную в шпуре (рис. 2.6, а). Рассредоточенным называется заряд, масса ВВ в котором рассредоточена на части, разделенные между собой воздушными промежутками или забойкой.

В шахтах, опасных по газу и пыли, при проведении выработок применяют сплошные заряды. Перед заряжанием шпур очищают от остатков буровой мелочи.

Затем в шпур деревянным забойником вводят патроны ВВ. Патрон-боевик располагают первым от устья шпура таким образом, чтобы электродетонатор был ориентирован в сторону устья шпура. Патроном-боевиком называется патрон ВВ, снаряженный капсюлем-детонатором или электродетонатором. Свободная от ВВ часть шпура заполняется внутренней забойкой. В качестве внутренней забойки применяют пыжи из смеси глины и песка или водонаполненные ампулы (гидрозабойка). Внутренняя забойка повышает эффективность взрывных работ, так как она оказывает сопротивление высокому давлению газов взрыва.

Рис. 2.4. Схема отрыва породы при перпендикулярных (а) и наклонных (б) шпурах

Рис. 2.6. Сплошной (а) и рассредоточенный (б) заряды: 1 — патроны ВВ; 2 — патрон-боевик; 3 — внутренняя забойка

Д

Рис. 2.5. Расположение шпуров в забое: а — врубовые; б — отбойные; в — оконтуривающие

лина внутренней забойки должна составлять: не менее половины длины шпуров при длине шпуров ℓ_ш ≤ 1 м; не менее 0,5 м при длине ℓ_ш > 1 м. Эта требования относятся к шахтам, опасным по газу и пыли, склонным к внезапным выбросам угля и газа.