11. Методы ведения взрывных работ на земной поверхности

Взрывные работы на земной поверхности ведутся с целью добычи минерального сырья на карьерах, сооружения выемок, полок в транспортном строительстве, врезке оснований и сооруже­ний котлованов, каменно-набросных/плотин в гидротехническом строительстве, мелиоративных каналов, разрушения различных промышленных объектов, дробления мерзлых грунтов в промыш­ленном строительстве, обработке металлов с целью их резки, штам­повки, упрочнения и т. д. В сшйк большим разнообразием усло­вий и объемов ведения взрывных работ для взрывных работ при­меняют шпуровые, скваж1шные, котловые, камерные, накладные заряды. В каждом случаема основе технико-экономического ана­лиза выбирается наиболее экономичный и производительный ме­тод., Кроме того, все шире применяется на карьерах, в транспорт­ном и гидротехническом строительстве метод контурного взрыва­ния для заоткоски откосов уступов с целью минимального их разрушения и повышения устойчивости. Основные расчетные параметры расположения удлиненных наиболее распространен­ных зарядов на уступе показаны на рис. 11.1.

11.1. Метод шпуровых зарядов

Параметры расположения шпуров. На карьерах этот метод применяется при небольших объемах работ, раздельной (селек­тивной) выемке и малой мощности месторождения полезного иско­паемого, при добыче крупных блоков строительного и отделоч­ного камня, разработке особо ценных полезных ископаемых

в тех случаях, когда требуется сохранить структуру ископаемого или не допустить излишнего его измельчения, для дробления негабаритов и рыхления мерзлоты. Вертикальные, наклонные или горизонтальные (слабонаклонные) шпуры диаметром 32—70 мм и глубиной 3—5 м на карьерах бурят ручными или установленными на легких каретках бурильными молотками. По длине шпуры раз­личаются: до 1,5—мелкие, 1,5—2,5 м — средние, 2,5—5 м — глубокие.

В зависимости от свойств взрываемой породы и требуемого объема взрыва шпуры на уступе располагают в один или не­сколько рядов. В крепких породах для лучшего отрыва породы шпуры бурят с перебуром, составляющим 10—15 % высоты ус­тупа. Если в подошве уступа залегают более слабые породы, то шпуры бурят на глубину, равную высоте уступа. При наличии в подошве уступа глинистых или слабых прослоев шпуры недо-буривают до этого слоя на 0,15—0,2 м.

Расстояние между шпурами в ряду должно быть таким, чтобы исключить повреждение соседних зарядов, взрываемых с замедле­ниями.

При огневом взрывании расстояние между шпурами в ряду принимают

а = (1,2÷l,5) W;

при электрическом взрывании и взрывании с помощью детонирую­щего шнура

а = (0,8÷1,3) W.

Масса шпурового заряда определяется по формуле

Q = qaHW,

где q — расчетный удельный расход ВВ, кг/м³; Н — высота уступа, м; W — сопротивление по подошве, м.

Для интенсивного дробления пород и хорошей проработки по­дошвы уступа значения W не должны превышать 20—25 диамет­ров заряда для крепких пород и 25—35 диаметров заряда для по­род средней крепости.

Расчетный удельный расход ВВ принимают на основе обобще­ния и анализа предыдущих взрывов или по справочникам. При увеличении крепости с f = 3 до f = 16 и блочности пород с I до V категории расчетный расход ВВ увеличивается от 0,3 до 1,2 кг/м³. Для ориентировочных расчетов он может быть принят в пределах 0,85—0,9 от удельного расхода ВВ для скважинных зарядов.

Значение W определяется по формуле

где р — вместимость шпура, кг/м; т — коэффициент сближения шпуров.

При этом значение т = a/W должно составлять 0,7—1,0, W = 0,5÷0,7 высоты уступа, глубина перебура 10 диаметров заряда (d₃), длина забойки (15—20) d₃.

При взрывании шпуров с величиной СИП меньше 1 м факти­ческий удельный расход ВВ увеличивается. Поэтому в расчетную формулу определения величины заряда вводится поправочный коэффициент k_w, значения которого приведены ниже.

W 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3

k_w 1,0 1,15 1,37 1,8 2,4 3,5 5,4 8,8

Достоинства метода шпуровых зарядов: равномерное и мелкое дробление взрываемых пород, возможность применения в любых горно-геологических условиях, простота, высокая маневренность. Недостатки метода: большой объем бурения, высокая себестои­мость работ, необходимость заряжания и взрывания большого числа шпуров, сложность организации работ при необходимости отбойки значительных объемов породы.

Технология и организация взрывных работ. Перед заряжанием проверяются правильность расположения шпуров на уступе, соот­ветствие их глубины высоте уступа или проектным данным. При необходимости производится очистка шпуров от буровой мелочи или шлама. Чистка шпуров выполняется их продувкой сжатым воздухом через опускаемую в шпур металлическую трубку или реже выгребанием шлама специальной ложечкой — чищалкой.

Для заряжания вертикальных и наклонных шпуров применяют порошкообразные, гранулированные и патронированные ВВ, для заряжания горизонтальных шпуров и при наличии в шпурах воды (влаги) — только патронированные ВВ. На карьерах механизи­рованное заряжание шпуров не применяется. При использовании порошкообразных ВВ шпуры заряжают засыпкой из мерной кружки или совком порциями по 150—200 г через металлическую воронку, установленную над устьем. После засыпки порции ВВ его слегка уплотняют деревянными или алюминиевым забойником. После размещения в шпуре 80—85 % величины заряда в него помещают патрон-боевик, и остальную часть заряда засыпают без уплотнения.

В случае заряжания шпурачторошкообразными ВВ изготов­ление патронов-боевиков необязательно. В этом случае перед за­сыпкой последней порции ВВ в шпур опускают капсюль-детона­тор, электродетонатор или отрезок детонирующего шнура с за­вязанным на конце, узлом.

При заряжании патронированными ВВ патроны в шпуры вводят по одному. Патрон-боевик вводят последним. Слежавши­еся патроны с аммиачно-селитренным ВВ перед заряжанием не­обходимо предварительно размять руками до восстановления пер­воначальной порошкообразной структуры ВВ.

При заряжании сухих шпуров патронированным ВВ на их оболочках делают косой надрез, чтобы при раздавливании забойником сечение шпура было полностью заполнено ВВ.

Патроны-боевики во всех случаях вводят в шпур без надреза­ния, и вводимое после них ВВ уплотнять запрещается. При ис­пользовании прессованных ВВ торцы патронов с большей плот­ностью, не имеющие углублений для детонаторов, должны быть обращены к дну шпура. В прессованные патроны детонатор раз­решается вставлять только в углубление, сделанное в патроне на заводе-изготовителе.

При взрывании шпуров обычно для инициирования зарядов применяют капсюли-детонаторы или электродетонаторы.

После того как в шпур помещен весь заряд ВВ, оставшуюся свободной часть шпура осторожно, чтобы не повредить шнуры (детонирующий, огнепроводный) или электрические провода, за­полняют мелкой забойкой (песком, глиной, смесью глины с пе­ском, мелкой породой и т. п.). Первые порции забойки вводят без уплотнения, а у устья шпура забойку утрамбовывают. Обычно на забойку оставляют третью часть длины шпура.

При огневом инициировании зарядов проверяют число заря­женных шпуров, раскладывают концы шнуров, идущих от заря­дов, в удобное для поджигания положение, поджигают указан­ными выше способами (см. подраздел 6.4) отрезки огнепроводного шнура и уходят в безопасное место. Перед взрывом зарядов с по­мощью детонирующего шнура взрывник обязан проверить пра­вильность монтажа взрывной сети. При электрическом взрывании взрывник монтирует взрывную сеть, присоединяет участковые провода к магистрали, осматривает сеть, уходит в безопасное место и оттуда с помощью электроизмерительных приборов про­веряет исправность взрывной сети. После проверки сети он под­соединяет концы магистральных проводов к клеммам взрывной машинки или минной станции и производит взрыв.

Если сопротивление сети отличается от расчетного более чем на 10 %, взрывник должен закоротить концы магистральных про­водов, найти и устранить неисправность электровзрывной сети.

После взрыва взрывник и руководитель взрыва тщательно ос­матривают место взрыва и убеждаются в том, что в забое не оста­лось невзорвавшихся зарядов. В случае обнаружения невзорвавшихся зарядов (отказов) их ликвидируют.