Принципы расчета скважинных зарядов

По своей конструкции заряды ВВ могут быть сплошными и сосредоточенными. Сплошной заряд, расположенный в нижней части скважины, воздействует в основном на нижнюю часть уступа. Поэтому при взрыве сплошных зарядов (особенно в крепких труднодробимых породах), образуется негабарит. Рассредоточенные заряды с воздушными промежутками, конструкция которых разработана в ИГД им. А.А.Скочинского под руководством акад. Н.В.Мельникова, позволяют улучшить дробление породы благодаря дополнительному использованию части энергии взрыва, затрачиваемой при сплошном заряде на переизмельчение породы в непосредственной близости к заряду.

Масса скважинного заряда ВВ определяется по формуле

Q_з=qV_п,, кг (2.8)

где q – удельный расход ВВ, кг/м³;

V_п - объем породы, взрываемый зарядом, м³.

Удельный расход ВВ зависит от взрываемости пород и необходимости их дробления. На карьерах он изменяется в значительных пределах (0,15 – 0,9 кг/м³ и более). Для учебных расчетов можно воспользоваться следующими данными.

Легковзрываемые породы 0,2 – 0,4

Средневзрываемые породы 0,4 – 0,6

Трудновзрываемые породы 0,6 – 0,9

В практике масса заряда определяется по формулам:

для скважин первого ряда

Q_з=qWh_уа, кг (2.9)

для скважин следующих рядов

Q_з=qbh_уа, кг (2.10)

Для рассредоточенных зарядов масса нижней части заряда

Q_з.н=(0,65 – 0,75) Q_з, кг (2.11)

Длину забойки сплошного заряда можно ориентировочно определить по формуле

l_заб=W, м (2.12)

где =0,4 – 0,7 – коэффициент забойки.

Длина воздушного промежутка

l_в.п =(0,17 – 0,35)l_вв, м (2.13)

где l_вв – длина заряда, м

, м (2.14)

где Р_вв – вместимость ВВ в 1 м скважины, кг;

Р_вв=7,85², кг;

d_c – диаметр скважины, дм;

 - плотность заряжания ВВ в скважине, кг/дм³.

Значение l_вв должно удовлетворять условию

(2.15)

Вторичное дробление

Под вторичным дроблением горных пород понимают разрушение негабаритных кусков действием взрыва, термическими, электротермическими или механическими способами.

Метод накладных зарядов применяется при хрупких и легкодробимых породах и небольшом объеме работ, когда затраты на повышенный расход ВВ (2 – 2,5 кг/м³) меньше затрат на бурение шпуров. Накладной заряд толщиной h_з=4-5 см располагают на поверхности негабарита и прикрывают слоем глины или песка толщиной h_забh_з. для повышения эффективности накладных зарядов используют специальные заряды мощных ВВ с кумулятивной выемкой, которые позволяют снизить расход ВВ в 5 – 7 раз.

При шпуровых зарядах диаметр шпура составляет 25 – 60 мм а глубина шпуров h_ш=(0,25 – 0,5)h_н, где h_н – толщина негабарита). Удельный расход ВВ составляет 0,1 – 0,3 кг/м³. Для бурения шпуров используются ручные и колонковые перфораторы. Для уменьшения разлета кусков и расхода ВВ в шпуры помещают малые заряды высокобризантного ВВ (заряды в 8-12 раз меньше, чем обычные) и заполняют их жидкостью (гидрозабойка).

Механический способ дробления негабарита основан на использовании силы тяжести падающего груза массой 1,5 – 5 т, который подвешивается к канату крана или экскаватора. Груз имеет форму шара или цилиндра. Эффективность дробления повышается при направленных ударах с помощью специальных бутобоев.

Термические и электротермические способы дробления негабаритов основаны на местном нагреве негабаритных кусков с использованием различных источников тепла (реактивные горелки, электрическая дуга, и т.д). На карьерах применяется низкочастотный нагрев токами промышленной частоты при низком напряжении.

Механизация вспомогательных работ при бурении и взрывании скважин К вспомогательным работам при бурении и взрывании скважин относятся планировка площадок и уступов для передвижения и установки буровых станков, доставка к месту работ бурового инструмента и материалов, перемещение бурового оборудования с уступа на уступ, погрузочно-разгрузочные работы на складах взрывчатых материалов (ВМ), подготовка компонентов и приготовление простейших ВВ, транспортирование ВВ к месту заряжания, заряжание и забойка скважин.

Для планирования площадок уступов используют бульдозеры. При выравнивании площадок уступов, сложенных крепкими породами, иногда применяют небольшие буровые установки для обуривания неровностей.

Для заряжания скважин применяются зарядные машины различных конструкций. Для гранулированных ВВ используются однобункерные машины, доставляющие ВВ от пункта приготовления до места заряжания и двухбункерные (под тротил и аммиачную селитру) для приготовления их на месте заряжания различных по составу зерногранулитов. Из бункера в скважину ВВ подается сжатым воздухом, шнеком или под действием силы тяжести. Масса заряда в скважине контролируется дозатором. На карьерах применяется универсальная пневмозарядная машина СУЗН-5А с двумя бункерами общей емкостью 7м³, смонтированная на шасси КрАЗ-222. Она может заряжать скважины как гранулированным тротилом, так и зерногранулитом. Для забойки скважин применяется забоечная машина СУЗН-1 (на шасси МАЗ). В качестве забойки используют песок, отходы обогатительных фабрик, мелкий щебень.