рии невозможно определить раздельно затрату энергии на различ ного вида работу, расход ее относят к единице объема взорванно
го грунта в пределах воронки взрыва, i. е. необходимую величину заряда считают пропорциональной объему взрываемого грунта. Следовательно, формулу для расчета заряда в общем виде можно написать:
Q = KV,
где Qi—искомая величина заряда в кг;
К—расход ВВ в кг?м3 взрываемой породы;
V — объем породы в пределах воронки |
взрыва в м3. |
|||
|
|
Учитывая, что заряд нор |
||
|
|
мального выброса является |
||
|
|
промежуточным между заря |
||
|
|
дами усиленного выброса и |
||
|
|
рыхления, построение фор |
||
|
|
мул расчета зарядов различ |
||
|
|
ного действия начинают с за |
||
|
|
ряда |
нормального выброса. |
|
|
|
Объем воронки нормаль |
||
Рис. 82. Воронка нормального |
выброс |
ного |
выброса (рис. 82), ис |
|
ходя |
из объема прямоуголь |
|||
|
|
|||
ного конуса, составляет:
Л7tO2
3 4
где D— диаметр основания конуса в м; /г —высота конуса в м.
Заменяя h через го, « D — через 2 w (см. рис. 81), получаем объем воронки нормального выброса:
Пренебрегая незначительной разницей, объем воронки нормаль ного выброса можно выразить:
V = w3.
Подставляя принятое значение V в формулу (62), получаем:
Q = Kw3. |
(63) |
Таким образом, величина заряда нормального выброса пропор циональна кубу ЛНС.
Зная длину ЛНС и приняв значение К по табл. 58, разрабо
танной на основе долголетней практики взрывных работ в различ ных горногеологических условиях, можно легко определить вели чину сосредоточенного заряда нормального выброса.
262
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 58 |
|
Величины расчетного |
расхода |
ВВ для |
зарядов выброса (аммонит № 9) |
||||||||
|
Наименование горных |
пород |
|
Категория |
Значение К |
||||||
|
|
твердости |
в |
кг[м' |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пород1 |
|
|
Песок ... |
|
. |
• . . |
|
|
|
|
__ |
1,5 |
—1,7 |
|
Песок плотный |
или влажный . |
|
|
— |
1,2 |
—1,3 |
|||||
Суглинок |
тяжелый . . |
. |
. |
. . |
|
III |
1 |
-1,15 |
|||
Крепкие |
глины . . |
|
• . |
|
IV |
1 |
—1,3 |
||||
Лесс ... |
. . |
• . . |
|
|
|
|
IV-V |
0,9 —1,3 |
|||
Мел ... |
.... |
|
|
|
|
V |
0,8 -0.95 |
||||
Гипс ... |
|
|
. . |
|
V—VI |
1 |
-1,3 |
||||
Известняк-ракушечник . . |
|
|
|
VI—VII |
1,5 |
-1,75 |
|||||
Опока, мергель..................... |
|
пемза .... |
V-VI |
1 |
—1,3 |
||||||
Туфы трещиноватые, |
плотная |
|
VI |
1,3 |
—1,5 |
||||||
Конгломерат и |
брекчии на известковом цементе . |
VI—VII |
1,15-1,4 |
||||||||
Песчаник на глинистом цементе, сланец глинистый, |
VII—VIII |
1,15-1,4 |
|||||||||
известняк, мергель ... |
|
. |
. • . |
|
|||||||
Доломит, известняк, магнезит, |
|
песчаник . . . |
VIII —IX |
1,3 —1,7 |
|||||||
Известняк, песчаник................................................... |
VIII —XII |
1,3 —2,1 |
|||||||||
Гранит, гранодиорит ............................... .... |
IX-XV |
1,5 |
—2,15 |
||||||||
Базальт, |
андезит ... |
....................................... |
XII—XVI |
1,75—2,3 |
|||||||
Кварцит ....... ...................................... |
XIV |
1,5 —1,75 |
|||||||||
Порфирит ....... .................................. |
XIV-XV |
2,1 |
—2,15 |
||||||||
1 Здесь и |
ниже во |
всех |
|
случаях |
категория |
твердости |
пород |
указана |
|||
по шкале норм и расценок на буровзрывные работы 1955 г., а для грунтов — по шкале «Единых норм времени и расценок» 1944 г.
§ 56. Значение функции показателя действия взрыва заряда
Если заряд нормального действия, имеющий постоянную ЛНС
(w), изменять, то изменится и его действие. При увеличении за ряда показатель выброса п увеличится, а при уменьшении заряда
п уменьшится. При некотором меньшем значении величины Qi вы
броса совершенно не произойдет.
Из сказанного вытекает, что если изменять значение п, то при равных условиях будет изменяться и величина заряда Qi, причем с возрастанием п величина заряда будет возрастать, с уменьшени ем п — понижаться.
Следовательно, при прочих равных условиях величина заряда
Q, является функцией показателя действия взрыва заряда п и если эту функцию обозначить через /(п), то формулу для расчета за
рядов в общем виде можно записать: |
|
Q = /(n)/Cw8 |
(64) |
Для заряда нормального выброса величина f(n) должна рав няться единице, так как только в этом случае выражение (64)
принимает вид формулы (63).
Для зарядов нормального дробления значение f(n) должно быть меньше единицы, а для зарядов усиленного выброса — боль ше единицы.
263
Из сказанного можно сделать вывод, что величина f(n) есть коэффициент, показывающий, во сколько раз вес заряда с задан ным показателем действия взрыва меньше или больше веса заря да нормального выброса для тех же условий.
Исследования по определению величины /(га) ведутся давно. Наиболее простой и до настоящего времени широко распростра ненный метод был предложен в 1868 г. выдающимся русским тео ретиком в области взрывного дела генералом М. М. Фроловым. На основании анализа результатов опытных взрывов он установил,
что для зарядов усиленного выброса, когда га>Л, величина f(n) находится в пределах 1</(га)<га3.
Исходя |
из указанных предельных |
значений f(n) и |
учитывая, |
||
что при п=1 величина f(n) = \, |
а также приняв, что для зарядов, |
||||
имеющих |
га<1, 1>/(га) >га3, М. |
М. Фролов |
предложил |
следую |
|
щую формулу для определения |
функции |
показателя |
действия |
||
взрыва заряда: |
|
|
|
|
|
|
f(n) — А + Вп\ |
|
(65) |
||
Коэффициенты А и В — величины |
положительные, |
значение |
|||
каждого из них меньше 1. а сумма их составляет Л-|-В=1.
Для двух зарядов, заложенных в одинаковом грунте и имею щих одинаковую длину ЛНС (да), если один из зарядов Q> произ водит действие, необходимое для нормального выброса, а другой Qu имеет показатель га=#1, можно в соответствии с формулами
(63), (64), и (65) записать:
=цп} = А + Впз
Q Kw3
Величины Qi, Qi и да известны из опытов, показатели действия взрыва зарядов можно определить по результатам замеров. Под ставив известные из опытов величины, М. М. Фролов определил значения А и В; он нашел, что Л =0,5 и В = 0,5. Окончательная формула, предложенная М. М. Фроловым для расчета сосредото ченных зарядов, имеет вид
Q = |
(0,5 + 0,5га3). |
(66) |
Использовав метод М. М. Фролова, его современник генераллейтенант М. М. Боресков проверил значения коэффициентов А и
Вив 1871 г. предложил более точную формулу:
Q = W (0,4 + 0,6га3). |
(67) |
Формула М. М. Борескова до настоящего времени |
является |
основной для расчетов сосредоточенных зарядов выброса'. Эта формула применима только для расчета зарядов усиленного вы броса, а для зарядов уменьшенного выброса она дает преувели ченные значения и поэтому не может быть применима для заря дов рыхления.
264
Опыт взрывов больших зарядов с ЛНС более 25 л и весом зарядов в несколько сотен и тысяч тонн показал, что в этом слу чае расчет по формуле М. М. Борескова дает заниженные ре зультаты.
На основании анализа взрывов, проведенных при вскрытии Алтын-Топканского месторождения, член-корр. АН СССР
М. А. Садовский и проф. д-р. техн, наук Г. А. Покровский предло жили к формуле М. М. Борескова следующую поправку:!/ —>
где Щф—фактическая ЛНС, имеющая величину более 25 м.
С учетом приведенной |
поправки |
расчетная формула |
заряда |
усиленного выброса при ад>25 м имеет вид |
|
||
Q = 1/ |
Kw* |
(0,4 + 0,6га3). |
(68) |
Эта формула оказалась справедливой при взрыве на руднике Алтын-Топкан, где отдельный заряд имел вес 1 610 т, а также при взрывах на Байинчанском руднике в Китае, где величина зарядов ВВ достигала 9 200 т.
Обширный практический опыт показал, что для зарядов рыхле
ния можно принимать f (га) =0,33.
Для таких зарядов общая расчетная формула имеет вид
Q = 0,33 Л>3. |
(69) |
|
Из формулы (69) видно, что |
удельный расход К' при заряде |
|
рыхления составит K' — Q,33K. |
рыхления |
подсчитывают по |
Необходимую величину заряда |
||
формуле |
|
|
Q' = |
|
(70) |
Значения К! для различных пород приведены в табл. 59.
В случае применения других сортов ВВ значения К и К' пере считываются с учетом переводного коэффициента для соответ ствующего ВВ (табл. 60).
При взрыве заряда выброса, особенно когда значение п мень ше 2, не весь взорванный грунт выбрасывается за пределы ворон ки и значительная часть его падает обратно в воронку. Это объяс няется большой крутизной траектории полета частиц при выбросе их взрывом. Средняя высота выброса в 3—10 раз больше длины
ЛНС.
При взрыве заряда нормального выброса воронка имеет контур mbt (рис. 83). Величина ОЬ называется видимой глубиной воронки выброса и обозначается буквой р.
265
|
|
Таблица 59 |
|
Величины расчетного расхода В В для |
зарядов рыхления (аммонит X» 9) |
||
|
Категория |
Значение К' |
|
Наименование горных пород |
твердости |
||
в кг!м3 |
|||
|
пород |
|
|
■Суглинки тяжелые |
|
|
.Крепкие глины.................................................................. |
• |
|
.Лесс ... |
. . |
|
Мел . . |
............................................................... |
|
Гипс ... |
. . |
• ............................................. |
Известняк-ракушечник |
.......... |
|
Опока, мергель |
....... |
....................... |
Туфы трещиноватые, плотная пемза.................... |
||
Конгломерат и |
брекчии на известковом цементе . |
|
'Песчаник на глинистом цементе, сланец глинистый,
известняк, |
мергель ... |
. . . |
Доломит, известняк, магнезит, песчацик . |
||
Известняк, |
песчаник ... |
...... |
Гранит, гранодиорит ........... |
...................................... |
|
Базальт, андезит ... |
||
Кварцит ....... |
....................................... |
|
Порфирит |
....................................................................... |
|
III |
0,35-0,4 |
IV |
0,35-0,45 |
IV—V |
0,3 -0.45 |
V |
0.25-0,3 |
V—VI |
0,35-0,45 |
VI—VII |
0,5 —0,6 |
V—VI • |
0,35-0,45 |
VI |
0,45-0,5 |
VI—VII |
0,4 -0,5 |
VI I—VI11 |
0,4 -0,5 |
VIII—IX |
0,45-0,6 |
VIII—XII |
0,45-0,7 |
IX-XV |
0,5 -0,7 |
XII—XVI |
0,6 -0,75 |
XIV |
0,5 -0,6 |
XIV—XV |
0,7 -0,75 |
Таблица 60
Значения переводного коэффициента е для перехода от аммонита № 9 на другие ВВ и средняя плотность ВВ в заряде
|
Наименование ВВ |
Значение |
Средняя |
плот |
||||
|
переводного |
ность |
в |
заряде |
||||
|
|
|
|
коэффициента |
в г/см3* |
|||
Аммонит № 9 . . |
|
........................... |
|
1 |
0,8 |
(0 85) |
||
Аммонит № 10 . . . |
|
...... |
|
1 |
0,9 |
(0,95) |
||
Аммиачная селитра .... |
|
1,45 |
0,9 |
(0,95) |
||||
Тротил..................... |
•.............................................. |
....... |
|
0,85 |
0,93(0,98) |
|||
Порох бездымный ... |
|
1 |
0,8 |
(0,9 ) |
||||
Аммонит № 6 . . . |
|
........................... |
|
0,85 • |
0,9 |
(0,95) |
||
Аммонит № 7 . . |
........................................... |
|
0,9 |
0,9 |
(0,95) |
|||
Аммонит № 7ЖВ ........ |
|
|
! |
0.9 |
0,9 |
(0,95) |
||
Динафталит зерненый ............................................... |
|
|
0,9 |
0,9 |
(0,95) |
|||
Аммонит В-3................................................................ |
|
|
1 |
0,9 |
0,9 |
|||
62%-ный динамит........................................................ |
|
|
; |
0,75 |
1,25 |
|
|
|
* Цифры |
в скобках — для порошкообразных |
ВВ, |
остальные — для |
|
патро- |
|||
шированных. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Видимую глубину воронки определяют по формуле |
|
|
|
|||||
|
|
р = 0,33®(2/г — 1) м. |
|
|
|
(71) |
||
Из формулы следует, что видимая глубина воронки, равная |
||||||||
получается |
только |
при |
п — 2. |
|
|
|
|
|
266