Материал: Миндели, Э. О. Разрушение горных пород учебное пособие

Естественно, что если применять постоянный интервал замедле­ ния, когда т = const, а в практике взрывных работ величины а, Ь, с, к, I являются переменными, то указанное соотношение пол­ ностью нарушается и может быть действительным только для какоголибо одного определенного сочетания переменных.

Для осуществления автоматически замедленного взрывания необ­ ходимо, чтобы интервал замедления т был переменным и соответ­ ствовал бы оптимальному значению для данной среды и любым конкретным горно-геологическим условиям. Это возможно обеспе­ чить только с помощью приборов, чувствительных к воздействию

ударных волн или волн напряжений, на­ пример пьезодатчяков, ионизационных я вибрационных датчиков. Таким образом,

принцип автоматического замедленного взры­ вания основан на том, что подача тока (за­ мыкание контактов) в инициаторе мгновен­ ного действия осуществляется в момент подхода к последнему волны напряжений.

Однако схемы с использованием датчиков имеют следующие существенные недостатки: сложность монтажа электровзрывной сети; большую инерционность; опасность самосрабатыванпя и т. д.

При а. з. в. волна напряжения, иду­ щая по среде при подходе к соседнему заряду, должна осуществить взрыв инициа­ тора последнего. В отличие от к. з. в., когда имеют постоянно заданные интервалы замедления, при а. з. в. волна напряжений от взрыва предыдущего заряда, распрост­ раняясь в горной породе, «определяет» оптимальный интервал замедления электро­ детонатора автоматического замедления

№8 ( 6).

Принцип действия ЭДАЗ заключается в следующем. Перед взры­

вом боевого заряда за 6 —8 с на ЭТЭ подается напряжение. Электро­

350

термический элемент раскаляется до 1200° С и разогревает металли­ ческий сплав на своем конце. Распространяющаяся от взрыва преды­ дущего заряда волна напряжения достигает ЭДАЗ, смещает его, вызывая тем самым интенсивный разлет искр от разогретого метал­ лического сплава. Эти искры попадают на азид свинца и инициируют

•его, в результате срабатывает и капсюль-детонатор, расположенный на конце ЭДАЗ, а тот, в свою очередь, инициирует или непосред­ ственно заряд ВВ или же отрезок ДШ, идущий к боевику сква­

жины.

В электровзрывную сеть включен электродетонатор заряда, взрываемого первым. Он представляет собой штатный электродетона­ тор ЭДЗД с периодом замедления 4—6 с.

Учитывая тот факт, что на многих разрезах и карьерах элек­ тровзрывание запрещено, был создан автоматический замедлитель

.для детонирующего шнура (АЗДШ), срабатывание ЭТЭ кото­ рого осуществляется от импульса, создаваемого детонирующим

шнуром.

Электродетонаторы автоматического замедления успешно прошли проверку на многих горнодобывающих предприятиях страны. В на­ стоящее время их используют вместо замедлителей пиротехнических реле типа КЗДШ, позволяющих осуществлять замедление между взрывами рядов зарядов ВВ, так называемое порядное замедление. Первый ряд зарядов ВВ, расположенный у свободной поверхности, взрывается от электродетонатора нормального замедления. В каж­ дом последующем ряду около одной скважины на поверхности уступа находится ЭДАЗ, присоединенный к ДШ, идущему в заряд ВВ этой скважины. Все заряды одного ряда связаны детонирующим шну­ ром.

В момент взрыва напряжение от источника тока подается на все ■термические элементы ЭДАЗ и на детонатор нормального замедления. Через 6 с после подачи импульса на ЭТЭ металлический сплав на его конце разогревается и в этот момент следует взрыв первого заряда или ряда зарядов ВВ. Волна напряжений от этого взрыва достигает второго ряда зарядов и смещает ЭДАЗ, которые при этом начинают срабатывать и инициировать весь ряд зарядов ВВ. В этом случае имеют переменный интервал замедления, который устанавливается волной напряжения и зависит только от данных горно-геологических условий.

Экспериментально установлено повышение степени дробления горной массы при автоматически замедленном взрывании по сравне­ нию с применявшимися способами взрывания горных пород, в том числе и при многорядном к. з. в.

Массовые взрывы, проведенные на открытых разработках при взрывании известняков, гранитов и доломитов позволили установить, что применение а. з. в. позволяет снизить выход негабарита в поро­ дах средней крепости в 3,5—4 раза, а в условиях крепких горных пород — в 4—5 раз.

351

Г л а в а XXIII

ПАРАМЕТРЫ ШПУРОВОЙ ОТБОЙКИ ГОРНЫХ ПОРОД

§ 93. Число шпуров

Число шпуров, как один из параметров буровзрывных работ,, предопределяет в некоторой степени качественные показатели взрыва. Оптимальное число шпуров позволяет рационально разместить ВВ в разрушаемом массиве и произвести правильное оконтуривание проектного сечения горной выработки.

Удельное число шпуров на 1 м3 разрушаемого массива при про­ чих равных условиях завпспт от крепости пород, пересекаемых выра­ боткой, ее поперечного сечения, диаметра и глубины шпуров, удель­ ного расхода ВВ:

где q — удельный расход ВВ, кг/м3; d — диаметр шпура, мм; S — площадь поперечного сечения горной выработки, м2; I — глубина шпура, м; / — коэффициент крепости пород по шкале проф. М. М. Протодьяконова.

Обычно число шпуров при проходке выработок рассчитывают без учета типа вруба, однако в случае применения особых схем располо­ жения врубовых шпуров число шпуров в забое может значительно’ изменяться.

Зависимость удельного числа шпуров от крепости пород может быть выражена как

яш.к = 1,05 ]//У

Зависимость удельного числа шпуров от площади сечения горной выработки может быть представлена следующим выражением:

Число шпуров существенно завпспт от диаметра шпуров в выра­ ботках большого сечения (S > 18 м2) и в меньшей степени в выра­ ботках небольшого сечения (S < 10 м2). Так, в выработках большого сечения относительное изменение числа шпуров N в зависимости от диаметра шнуров d определяется по формуле

N i_/ ^2 \ 2

N2 ~ \ <ii ) ’

где d-y и d2 — обычный и увеличенный диаметры шпуров.

На рис. 163 показана зависимость числа шпуров на 1 м2 забоя от диаметра патронов ВВ. Анализ результатов применения ВВ в па­ тронах диаметром 32 и 44 мм при проведении горных выработок площадью сечения S ^ 18-^20 м2 показал, что с переходом на ВВ в патронах диаметром 44 мм число шпуров уменьшается в 1,8 —2 раза.

352

Если предположить, что удельный расход ВВ в шпурах увеличен­ ного н нормального диаметра является постоянным, тогда

^1 _ Уг Yi '

где N x н N 2 — число шпуров в забое при обычном и увеличенном диаметре; у х и у 2 — количество ВВ в единице длины шпура соответ­ ственно обычного и увеличенного диаметра,

Jld2

Т = “ Р — .

а — коэффициент заряжания; р — плотность ВВ.

Таким образом, отношение числа шпуров различного диаметра обрат­

ров пропорционально отношению диаметров патронов ВВ в первой степени, т. е.

В выработках большого сечения удельный вес врубовых шпуров невелик, а в выработках малого сечения на врубовые шпуры прихо­ дится до 30% объема работ по бурению, следовательно, их влияние сказывается в большей степени. Чем меньше сечение выработки;,(Тем меньше возможности для сокращения числа оконтуривающих шпу­ ров. С увеличением диаметра заряда ВВ растет эффективность взрыв­

ных работ, что объясняется обеспечением оптимальной концентра­ ции заряда в шпурах, т. е. при одном и том же коэффициенте запол­ нения шпуров обычного и увеличенного диаметров количество ВВ

на единицу длины заряда увеличивается.

При проведении вертикальных стволов и других выработок боль­ шого сечения число шпуров в забое уменьшается обратно пропор­ ционально отношению квадратов диаметров патронов ВВ, а в забоях малого сечения (7—8 м2) относительное изменение числа шпуров на

периметру таким образом, чтобы достичь проектного оконтуриванпя выработки. Следовательно, число шпуров в забое в этих случаях практически превышает потребное для размещения ВВ. Самое существенное — это преобладающее влияние фактора зажима при уменьшении сечения выработки.

В выработках сечением более 18 м3 с изменением глубины шпу­ ров (от 1,5 до 4,0 м) оптимальное число шпуров на 1 м2 площади забоя постоянно. В выработках меньшего сечения (S < 1 8 м2) с увеличением глубины шпуров пх удельное число (на 1 м2 площади забоя) растет, что объясняется влиянием зажима. На рис. 164 пока­ зана зависимость числа шпуров от площади сечения выработки.

Наиболее правильно можно определять число шпуров, исходя из удельного расхода ВВ на 1 м3 обуренного объема породы. В этом случае число шпуров рекомендуется определять по формуле проф. Н. М. Покровского

где р — плотность ВВ, г/см3; d — диаметр патронов ВВ, мм; S — площадь поперечного сечения выработки, м2; ос — коэффициент заря­

В последние годы в Советском Союзе и за рубежом принята тех­ нология взрывных работ, при которой схема расположения шпуров

354