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

Область неравномерного трехосного сжатия во всех случаях имеет вид шарового сегмента, объем которого

У = ± п к Ц З г ш- } 1 с),

поверхностях. Это позволяет увеличивать глубину подвигания при уменьшении расхода ВВ.

Изложенное относится к горным выработкам с площадью попе­ речного сечения от 4 до 15 м2 при коэффициенте крепости пород до / —16. При дальнейшем увеличении сечения выработок (5=18 м2)

Т а б л и ц а 88

“

зона отжима настолько велика, что при взрывании зарядов в шпурах глубиной 2,5—3,0 м расход ВВ остается практически постоянным. Это подтверждается практикой проведения вертикальных и гори­ зонтальных выработок большого сечения.

До настоящего времени явление зажима определяли как изме­ нение взрываемости среды в зависимости от положения заряда в ней, размера и числа обнаженных поверхностей. Это справедливо для условий однородности пород при взрывании на одну свободную поверхность. Однако взрывание слоистых сред с прослойками по­ роды с существенно различными физико-механическими свойствами распространение ударных воли при взрывании меняется.

Можно предположить, что неравномерное нагружение пород в забое будет способствовать разрушению пород взрывом. Однако решение задачи о взаимодействии статических и динамических по­ лей напряжений весьма сложно. Поэтому была предпринята по­ пытка экспериментально установить взаимосвязь эффекта взрыва

снапряженным состоянием горных пород.

Суменьшением размеров свободной поверхности забоя показа­ тели взрыва снижаются. Однако степень этого снижения зависит еще и от прочностных свойств взрываемых пород и характера спаян­ ности контакта взрываемой среды с вмещающими породами. При отбойке жил акустическая жесткость вмещающих пород обычно больше, чем руды, поэтому ухудшение показателей взрыва обычно объясняют зажимом взрываемой среды.

С у щ н о с т ь з а ж и м а в з р ы в а е м о й с р е д ы м о ж н о п р е д с т а в и т ь к а к и з м е н е н и е о б ъ е м а и с т е п е н и

Величину коэффициента зажима определяют как отношение параметров воронок взрывов, полученных в условиях ограниченной и неограниченной свободной поверхности.

Коэффициент зажима используют как поправочную величину к массе заряда, при котором достигаются показатели как при неогра­ ниченной свободной поверхности.

Взрывание зарядов ВВ в незажатой среде создает значительный экономический эффект за счет применения шпуров уменьшенного диаметра и снижения разубоживания руды.

В этой связи представляют интерес исследования явления за­ жима с целью определения границ его действия и разработки реко­ мендаций по выбору параметров зарядов ВВ, позволяющих вести эффективное взрывание зарядов. Было предположено, что причи­ ной уменьшения предельной л. н. с. в ограниченной среде яв­ ляется взаимодействие отраженных волн с волной разрежения. Исследование проводили по следзчощей методике. Взрывы произво­ дили в металлической камере. В качестве энерговоспринимающей среды служила вода. Изменение импульса давления в зависимости от условий взрывания заряда ВВ определяли степенью деформации

мембранного датчика—круглой металлической пластинки, жестко укрепленной между прижимными плитами на дне цилиндрической взрывной камеры (рис. 224, а).

Подводный взрыв заряда моделирует взаимодействие волн взрыва заряда в рудном теле, ограниченном породами с большей акусти­ ческой жесткостью. Уровень воды над зарядом моделирует измене­ ние л. н. с., а диаметр взрывной камеры — мощность взрываемого

Рис. 224. Впд образцов п взрывной камеры для изучения явления зажпма:

а — взрывна.т камера; б — модель пз органического стекла и стали; 1 — верхняя прижим­

рудного тела. Дополнительные опыты проводили в твердых средах (рис. 224, б л в): органическом стекле, зажатом между сталь­ ными штатами; песчано-цементных блоках, вмещающие слои которых имели более высокую акустическую жесткость, чем взрываемый слой.

Этими исследованиями установлено, что при распространении отраженных волн от границы раздела сред руда — порода в напра­ влении к центру взрыва они нейтрализуют действие волны разре­ жения и ограничивают ее влияние на развитие вторичного процесса трещинообразования.

Скоростная съемка подводного взрыва к ограниченной среде показала, что при движении отраженных волн к центру взрыва они устраняют процесс кавитации, вызванный прохождением волны разрежения. Это свидетельствует о том, что растягивающие напря­ жения в волне разрежения исчезли и направление движения потока за фронтом этой волны определяется направлением распространения отраженной волны.

420

Способом зеркального отображения источника и стока опреде­ лено (рис. 225), что предельная л. н. с. в рудном теле

W np = 0,8651V,

где N — мощность взрываемого рудного тела. Учитывая размеры радиуса

зоны первичного трещинообразования R T при N < lV np, получим

W^p = 0,8651V+ ЛТ, м,

где JVnp — мощность взрываемого рудного тела, при которой не происходит зажим среды,

N hp = 1,156 (Жпр— RT).

отбойке руды в таких условиях представляется возможным, не­ значительно уменьшая л. н. с., существенно сократить диаметр шпура и получить значительный экономический эффект.

Величина зажима взрываемой среды характеризуется степенью уменьшения предельной л. н. с. в ограниченной среде. Необходи­ мость установления коэффициента зажима в этом случае отпадает. Однако для удобства оценки величины зажима введено понятие

о г р а н и ч е н н о й с в о б о д н о й п о в е р х н о с т ь ю и в у с л о в и я х з а ж и м а п р и п о с т о я н н о й в е л и ч и н е

з а р я д а :

421