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

Г л а в а XXIV

БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ В ОЧИСТНЫХ ЗАБОЯХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

С помощью буровзрывных работ осуществляют отбойку угля в забоях, оборудованных врубовыми машинами, в механизирован­ ных забоях при разделке ниш и для предварительного ослабления угольного массива при разработке крепких и весьма крепких углей для рыхления угольного массива при гидравлическом способе добычи. Энергия взрыва находит широкое применение при массовых взрывах в подземных условиях, при щитовой системе разработки для обрушения вмещающих труднообрушаемых пород, при отра­ ботке мощных крутых пластов, опасных по прорывам глин и пульпы.

§102. Буровзрывные работы при разработке тонких

исредней мощности пластов

Буровзрывные работы в очистных забоях применяют в основном

влавах, оборудованных врубовыми машинами, а также для выемки ннш п предварптельпого ослабления массива в весьма крепких углях при струговой п комбайновой выемке.

Влавах с машинным врубом шпуры бурят ручными электро­ сверлами. Располагают шпуры через каждые 2—3 м в один илп несколько рядов, в зависимости от крепости н мощности пласта. Величина шпурового заряда составляет 0,2—0,4 кг. Взрывание шпуровых зарядов осуществляется электродетонаторамп мгновен­ ного плп короткозамедленного действия. Схема расположения шпу­ ров в лавах с нпжнпм врубом показана на рис. 226.

На пластах крутого п наклонного падения выемку угля осуще­ ствляют с помощью взрывных работ п отбойными молотками. В за­ висимости от мощности пласта шпуры располагают в один, два и три ряда. Для пластов мощностью до 1,5 м наиболее целесообразным является двухрядное расположение шпуров. Расстояние между шпурамн, в зависимости от крепости угля, колеблется от 0,6 до 1,1 м,

аглубина шпуров — в пределах 1—1,3 — 1,6—2,0 м, в зависимости от устойчивости боковых пород и ширины вынимаемой полосы. Для предотвращенпя повреждения призабойной крепи шпуры рас­ полагают с некоторым наклоном по падению пласта. Одновременно

водном уступе взрывают до 10—20 шпуровых зарядов.

На рис. 227 показаны схемы расположения шпуров при выемке мягких и средней крепости углей при мощности пласта от 0,5 до

0,8 м (рис. 227, а) и от 0,8 до 1,2 м (рис. 227, б), а на рис. 228 — при выемке крепких углей.

При выемке мягких и средней крепости углей расход ВВ на 1 т составляет 0,37 кг, а крепких — 0,7 кг.

422

Из существующих способов предварительного рыхления уголь­ ного массива при гидродобыче наиболее распространены мелко­ шпуровой метод и метод рыхления угля скважинами уменьшенного диаметра. При мелкошпуровом методе глубина шпуров составляет 2—3 м, расход ВВ на 1 т отбитого угля — 0,4—0,6 кг, в зависимости от крепости угля.

При методе рыхления угля скважинами уменьшенного диаметра

стругами и комбайнами, применяют для предварительного ослабле­ ния массива. В настоящее время предварительное ослабление мас­ сива перед работой стругов с помощью гидровзрыванпя получает широкое применение.

Сущность метода предварительного ослабления массива с по­ мощью гидровзрыванпя заключается во взрывании небольших за­ рядов ВВ в окружении воды, подаваемой в шпур под давлением. Жидкость, нагнетаемая через гпдрозатвор, герметизирующий устье шпура, проникая по трещинам, раскрывает их и способствует передаче импульса взрыва в отбиваемый массив. Одновременно с этим происходит увлажнение массива, что снижает пылеобразование.

Последовательность работ при этом способе следующая. После введения в шпур небольшого заряда с инициатором в устье шпура устанавливают гидрозатвор, который с помощью гибкого шланга соединен с высоконапорным насосом, а затем в шпур нагнетают воду под высоким давлением (рис. 229). При достижении определен­ ного давления воды подается импульс на инициатор и производится взрыв.

Взрывание шпурового заряда осуществляется с помощью элек­ тродетонаторов. В качестве взрывчатых веществ применяют водоустойчивые ВВ, в том числе непредохранительные, исключающие

424

возможность переуплотнения и увлажнения под избыточным давле­ нием (типа скального аммонита № 1), или обычные ВВ, помещаемые в герметичные пластиковые оболочки.

При гидровзрывании применяют фронтальную и фланговую схемы отбойки угля. При ф р о н т а л ь н о й с х е м е (рис. 230) шпуры глубиной от 3 до 6 м пробуривают на расстоянии до 6 м, а при ф л а н ­ г о в о й с х е м е (рис. 231) работы ведут с помощью глубоких скважин, пробуриваемых параллельно очистному забою. Фланговая

дой от рудничной атмосферы. Производительность струга при гидро­ взрывном ослаблении угольного массива возрастает в 2—2,5 раза по сравнению с работой струга в неослабленном массиве.

При выемке угля на пластах, подверженных внезапным выбро­

переходе геологических нарушений и зон, наиболее опасных по вне­ запным выбросам угля и газа, а также при вскрытии пластов гор­ ными выработками.

Сотрясательное взрывание — это способ подготовки пластов, подверженных внезапным выбросам угля и газа, для последующей выемки путем «встряхивания» массива. В результате воздействия взрыва на массив происходит снятие предварительных напряжений и дегазация пласта и, как следствие, нарушение его сплошности.

Особенностью этого способа взрывания является разрушение пласта в глубине массива на расстоянии 8—10 м от забоя путем взры­ вания зарядов в удлиненных шпурах.

425

При камуфлетно-сотрясательном взрывании применяют предохранительные ВВ, допущенные для взрывания на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа. Инициирование зарядов можно осуществлять электродетонаторами мгновенного и короткозамедлен­ ного действия прп общем интервале замедлений не более 130 мс. Распределение замедлений электродетонаторов в шпурах должно быть таким, чтобы исключался подрыв одного заряда другим.

4--6м

Рис. 230. Фронтальная схема отбойки угля

Рис. 231. Фланговая схема отбойки угля прп гпдровзрывании:

Для электродетонаторов разрешается пропуск только одной ступени замедления (25 мс). При этом совместно с электродетонато­

рами мгновенного действия можно применять замедления 50, 75, 100 мс.

426

Удельный расход ВВ при камуфлетио-сотрясательном взрывании в зависимости от крепости угля имеет следующие значения:

При камуфлетно-сотрясательном взрывании необходимо соблю­ дать следующие условия:

Рис. 232. Схема расположения шпуров в очистном забое при каму­

флетно-сотрясательном взрывании для пластов мощностью:

а — более 1 м; б — менее i м; 1—4 — скважипы

вначале необходимо производить одновременное взрывание заря­ дов камуфлетных н сотрясательных шпуров, после чего отбойку угля производить одним сотрясательным взрыванием, при этом оставляется незаряжаемый запас камуфлетных шпуров длиной 4— 5 м;

камуфлетные шпуры перед каждым сотрясательным взрыванием на всю длину необходимо забивать глиной и песком;

камуфлетно-сотрясательное взрывание необходимо применять не только в местах геологического нарушения, но и не менее чем 15 м до и после него.

Схемы расположения шпуров в очистном забое при камуфлетносотрясательном взрывании показаны на рис. 232.

Взрывание камуфлетных зарядов производят, как правило, в скважинах диаметром 43—45 мм, глубиной не менее 8—10 м. Расположение скважин, в зависимости от мощности пласта, прини­ мается однорядное или двухрядное.

Основным преимуществом этого способа взрывания на опасных по выбросу пластах является снижение вероятности внезапных вы­ бросов при последующей выемке угля и повышение безопасности ведения работ. Кроме того, при этом способе благодаря внутримассивному рыхлению пласта обеспечивается увеличение произ­ водительности выемочных машин.

427