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

Т а б л и ц а 85

их действия. Причем с уменьшением крепости породы и с увеличением ее вязкости время воздействия волны напряжений на разрушаемую среду играет более важную роль.

В крепких породах наилучшее дробление дает обратное иниции­ рование, но при этом наблюдается увеличенный развал отбитой гор­ ной массы. Встречное инициирование дает несколько худшее дробле­ ние, но позволяет получить компактный развал.

§ 100. Внутренняя забойка шпуров и скважин

И н е р т н ы й м а т е р и а л , р а з м е щ а е м ы й в ш п у р е ( с к в а ж и н е ) в с л е д з а з а р я д о м ВВ с ц е л ь ю г е р ­ м е т и з а ц и и з а р я д н о й к а м е р ы на п е р и о д в з р ы в ­ н о г о р а з р у ш е н и я с р е д ы , н а з ы в а ю т в н у т р е н ­ н е й з а б о й к о й .

Внутренняя забойка оказывает существенное влияние на эффек­ тивность и безопасность взрывного разрушения, увеличивая время воздействия продуктов взрывчатого превращения на разрушаемый массив, способствуя наиболее полному использованию энергии вврыва. Герметизация зарядной камеры улучшает условия протека­ ния детонационного процесса, что способствует созданию условий для более полного взрывчатого превращения ВВ.

Забойка препятствует прорыву высокотемпературных газообраз­ ных продуктов детонации и твердых раскаленных частиц в приза­ бойное пространство, что особенно важно при производстве взрывных работ в шахтах, опасных по газу или пыли, улучшает санитарные

условия производства работ, снижает количество вредных газов, образованных при взрыве, и уменьшает пылеобразование.

При взрывании шпуровых и скважинных зарядов в различных горно-геологических и горнотехнических условиях применение за­

взрывчатого разложения ВВ в начальный момент их образования обладают высокой температурой. Кроме того, после детонации заряда образуются твёрдые раскаленные частицы непрореагировавшего ВВ, осколки электродетонаторов. Забойка препятствует попаданию их в призабойное пространство, исключая возможность воспламенения взрывоопасной концентрации метано- и пылевоздушной среды. Поэтому применение внутренней забойки при ведении взрывных ра­ бот в горных выработках шахт, опасных по газу или пыли, строго обязательно.

Герметизация забойкой взрывной камеры оказывает значитель­ ное влияние на полноту протекания первичных и вторичных реакций

впроцессе взрывчатого превращения ВВ, снижая объем образован­ ных при взрыве ядовитых газов.

Качество забойки определяется видом применяемого забоечного материала. Сопротивление единицы площади поперечного сечения забойки одинаковой длины, но изготовленной из различных мате­ риалов изменяется в широких пределах. Поэтому правильный выбор материала забойки имеет большое практическое значение. Основными требованиями, предъявляемыми к забоечным материалам, являются, обеспечение высокой сопротивляемости выталкивающему действию продуктов детонации; удобство в обращении и возможность механи­ зации работ по забойке; низкая стоимость.

По физико-механическим свойствам и характеру сопротивления выталкивающему действию продуктов детонации все используемые

внастоящее время типы забоечного материала можно сгруппиро­ вать следующим образом:

забойка из пластичных материалов; забойка из сыпучих материалов; жидкостная забойка; забойка из твердых материалов;

забойка раствором быстрозатвердевающих веществ.

К п л а с т и ч н ы м з а б о е ч н ы м м а т е р и а л а м отно­ сится глина, смесь глины с песком, суглинки, которые имеются повсеместно. Такая забойка оказывает сопротивление выталкива­ ющему действию продуктов детонации за счет совместного действия инерции покоя массы забойки, сил трения и сил внутреннего сцеп­ ления забоечного материала. Для увеличения последних в глину обычно добавляют песок в соотношении 1 : 2 или 1: 3.

Для механизированного изготовления пыжей песчано-глинистой забойки разработаны и широко применяют на практике различные пыжеделательные машины, которые подразделяются по конструктив­

404

ным особенностям — на шнековые и прессовые; по месту уста­ новки— на стационарные, отличающиеся более высокой про­ изводительностью, обслуживающие всю шахту или горизонт круп­ ной шахты, и забойные, пли передвижные, предназначенные для снабжения пыжами забойки одного-двух проходческих забоев

(рис. 214).

Процесс забойки с помощью песчано-глинистых или глинистых пыжей выполняется вручную.

К с ы п у ч и м з е р н и с т ы м з а б о е ч н ы м м а т е р п а -

допустимо в подземных условиях.

Для механизации процесса забойки шпуров разработаны и приме­ няют на практике различные виды пневмозабойников.

Ж и д к о с т н а я з а б о й к а является наиболее перспектив­ ной, так как ее применение наряду с улучшением эффективности взрывного разрушения за счет удлинения периода герметизации зарядной камеры позволяет повысить безопасность ведения взрывных работ в отношении воспламенения метано- и пыле­ воздушных сред, а также способствует снижению пылеобразования.

В отечественной и зарубежной практике ведения взрывных работ в настоящее время применяют следующие основные типы жидкостной забойки:

натренированную водяную забойку в виде водонаполненных пластиковых (чаще всего полиэтиленовых) ампул;

405.

забойку из воды, находящейся под избыточным давлением и удер­ живаемой в шпурах с помощью гидрозатворов или гидропробок; -забойку из пульпы и гидрогелевых паст;

комбинированную забойку, состоящую из воды или пульпы и за­ пирающей забойки — пробки из песка или глины и т. п.

Наиболее широкое применение получила патроиированная водя­ ная забойка. В настоящее время она выпускается промышленностью в трех видах:

полиэтиленовые ампулы с обратным клапаном длиной 30 см, диаметром менее диаметра шпура на 4—5 мм;

самоудлиняющиеся телескопические ампулы конструкции ИГД пм. А. А. Скочинского длиной 1—1,2 м, диаметром, на 2—3 мм боль­ шим, чем диаметр шпура;

саморасппрающпеся ампулы гидрозабойки с химреагентом (ВостНИИ).

Первый вид ампул заполняется водой перед введением в шпур, в шпур вводится 1 —3 ампулы, для их удержания необходимо допол­ нительно забить устье шпура пробкой из песчано-глинистой забойки длиной 10—15 см.

Самоудлиняющиеся ампулы представляют собой полиэтиленовую трубку, запаянную с одного торца, и с обратным клапаном на дру­ гом. Глухой торец ампулы подвернут внутрь к клапану. Ампулу вводят в шпур вслед за зарядом и заполняют водой через клапанную часть. Так как диаметр ампулы больше диаметра шпура, ампула распирается в нем, а подвернутая часть ее под давлением воды вы­ двигается до упора в заряд.

Основное преимущество этих ампул заключается в том, что они плотно прилегают к стенкам шпура и торцу заряда, исключая воз­ можность раздвижки заряда в процессе взрывания и прорыва про­ дуктов взрыва через радиальные зазоры между стенкой шпура и ампулой.

Для гпдрозабойкн восстающих шпуров ВостНИИ предложил помещать в ампулу гидрозабойки (первого типа) специальиый хим­ реагент, который при взаимодействии с водой образует в ампуле газоводяную смесь, в результате чего объем ампулы увеличивается и она полностью перекрывает сечение шпура, препятствуя выпаде­ нию заряда ВВ.

Забойка шпуров пробками из твердых материалов (деревянные или пластиковые расклинивающиеся пробки) и раствором из быстротвердеющих вяжущих веществ пока не получила широкого применения в связи с высокой стоимостью и нетехнологичностыо ее выполнения.

Для получения максимального эффекта взрыва забойка в течение всего времени разрушения массива должна оставаться в шпуре, т. е. она должна обеспечить герметизацию зарядной камеры до мо­ мента ее разрушения. Однако после детонации заряда забойка на­ чинает движение и выбрасывается из шпура.

Установлено, что движение забойки из жидких пластичных и зер­ нистых материалов в процессе взрыва происходит следующим образом:

406