Технология и безопасность взрывных работ: Методические указания и контрольные задания

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ “МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”

кафедра горного дела

ТЕХНОЛОГИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ Методические указания и контрольные задания для студентов заочного обучения специальностей 130404 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» и 130403 «Открытые горные работы»

Мурманск 2006

2

УДК 622.34 ББК 33.32 Т 38

Составитель – Александр Нестерович Любин, канд. техн. наук, доцент кафедры горного дела

Методические указания рассмотрены и одобрены кафедрой горного дела 06.10.2003 г., протокол № 2

Рецензент – Д.С. Подозерский, д-р техн. наук, профессор кафедры горного дела

Редактор Е.В. Попова

© Мурманский государственный технический университет, 2006

3

ОГЛАВЛЕНИЕ ОБЩИЕ ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ…………………4 ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН…………………………………………...5 СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ……………………………………………………...5 ТЕМА 1. СОСТАВ И СВОЙСТВА ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ…………………...5 ТЕМА 2. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА………………………7 ТЕМА 3. СРЕДСТВА ИНИЦИИРОВАНИЯ ВЗРЫВА ЗАРЯДА И ВЗРЫВНЫЕ СЕТИ…………………………………………………………………..7 ТЕМА 4. ДЕЙСТВИЕ ВЗРЫВА В ГОРНЫХ ПОРОДАХ…………………………...9 ТЕМА 5. ПРОИЗВОДСТВО ВЗРЫВНЫХ РАБОТ В ПОДЗЕМНЫХ УСЛОВИЯХ ……………………………………………………...10 ТЕМА 6. ПАРАМЕТРЫ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК……………………………………………………………...11 ТЕМА 7. ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ ПРИ ПОДЗЕМНОЙ ДОБЫЧЕ РУДЫ И НА ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ…………………………………………………..12 ТЕМА 8. ОБЩИЕ ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ……………………………………...13 КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА…………………………………………………………...14 РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА…………………………………………..........22 ПРИЛОЖЕНИЕ ………………………………………………………………………24

4

ОБЩИЕ ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Методические указания и контрольные задания по дисциплине “Технология и безопасность взрывных работ” составлены в соответствии с типовой и рабочей программами дисциплины “Технология и безопасность взрывных работ” для специальностей 130404 "Подземная разработка месторождений полезных ископаемых" и 130403 "Открытые горные работы", а также Государственным образовательным стандартом базового высшего профессионального образования. Настоящие методические указания включают контрольные задания по дисциплине “Технология и безопасность взрывных работ ” и список рекомендуемой литературы. Целью дисциплины является изучение студентами правил безопасности и современной технологии выполнения взрывных работ. Основные задачи дисциплины: – приобретение знаний о методах ведения взрывных работ в различных условиях, общих правилах подготовки и производства взрывов; – овладение практическими навыками самостоятельного решения вопросов, которые возникают при производстве инженерных расчетов и организации проведения взрывных работ на горнорудных предприятиях.

5

ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

№ п/п

1 2 3 4 5 6 7 8

Тема

Количество часов по плану заочного обучения индивисамост. лекций дуальных работы работ

Состав и свойства взрывчатых веществ 2

1

8

4

2

10

4

2

10

2

3

8

2

3

20

1

3

4

2

3

8

1 18

1 18 110

6 74

Промышленные взрывчатые вещества Средства инициирования и взрывные сети Действие взрыва в горных породах Производство взрывных работ в подземных условиях Параметры взрывных работ при проведении горных выработок Взрывные работы при подземной добыче руды и на земной поверхности Общие правила безопасности при производстве взрывных работ Всего часов: Итого:

СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ Тема 1. Состав и свойства взрывчатых веществ Понятие о взрыве и взрывчатом веществе (ВВ). Расчетные характеристики взрывчатых веществ. Основы детонации взрывчатых веществ. Факторы, влияющие на устойчивость детонации взрывчатых веществ. Физикохимические характеристики взрывчатых веществ. Рабочие характеристики и чувствительность взрывчатых веществ. Основные принципы создания и методы испытаний предохранительных ВВ.

6

Методические указания. Следует обратить особое внимание на необходимые условия протекания химической реакции в форме взрыва, четко усвоить, какие химические превращения могут претерпевать ВВ в зависимости от внешних воздействий, в какой степени различные факторы определяют устойчивость и скорость детонации ВВ. С точки зрения безопасности и надежности возбуждения процесса детонации большое значение имеет чувствительность ВВ к начальному импульсу, поэтому необходимо знать методы определения чувствительности ВВ, а также изучить данные сравнительной оценки различных ВВ по чувствительности. Качество взрыва во многом зависит от правильного выбора ВВ, поэтому необходимо выучить основные характеристики ВВ (объем газообразных продуктов взрыва, теплота, температура и давление) и знать способы их определения. Для сравнительной оценки взрывчатых свойств, характеризующих производственную эффективность ВВ, следует усвоить экспериментальные методы определения скорости детонации, бризантности и работоспособности ВВ, а также методы оценки их технологической стойкости. Вопросы для самопроверки 1. Каковы характерные признаки взрыва? 2. Что такое начальный импульс и чувствительность ВВ? 3. Как объяснить механизм детонации ВВ с позиции гидродинамической теории? 4. Какие факторы определяют скорость и устойчивость детонации ВВ? 5. Что такое критический диаметр и критическая плотность ВВ? 6. Чем характеризуется кислородный баланс, и каков его физический смысл? 7. Как определяют основные константы ВВ?

7

Тема 2. Промышленные взрывчатые вещества Классификация промышленных взрывчатых веществ. Индивидуальные ВВ и основные компоненты промышленных ВВ. Промышленные ВВ. Методические указания. Промышленные ВВ, как правило, представляют собой смеси, поэтому изучение данной темы следует начинать с классификации ВВ по составу. Нужно усвоить роль и свойства отдельных компонентов и взрывчатых веществ в целом, необходимо также ознакомиться с классификацией ВВ по условиям применения, обратив внимание на принципы создания и применения предохранительных ВВ. Вопросы для самопроверки 1. Каковы основные свойства и назначение компонентов, входящих в состав ВВ? 2. Как классифицируют ВВ по областям применения и составу? 3. Каковы достоинства и недостатки аммиачно-селитренных и нитроглицериновых ВВ? 4. Назовите низкопроцентные нитроглицериновые ВВ. Какова область их применения? 5. Какими достоинствами обладают гранулированные ВВ? 6. Каковы особенности простейших аммиачно-селитренных ВВ? 7. Каковы достоинства водосодержащих ВВ? 8. Какие виды упаковки ВВ применяют при производстве подземных и открытых горных работ? 9. Какие ВВ рекомендуют применять для проходки горных выработок в породах крепких и весьма крепких? 10. Какие ВВ можно применять в шахтах, имеющих повышенную опасность взрыва газа и пыли? Тема 3. Средства инициирования взрыва заряда и взрывные сети Инициирующие ВВ. Капсюли-детонаторы и электродетонаторы. Огнепроводный шнур и средства его зажигания. Детонирующий шнур. Пиротехническое реле. Подготовка средств инициированиия (СИ) к взрывным

8

работам. Взрывные сети. Источники тока, применяемые при электрическом взрывании. Контрольно-измерительные приборы. Методические указания. Последовательно рассматривая разные способы взрывания, следует изучить соответствующие им средства инициирования взрыва, правила их подготовки и изготовления, а также технологию применения. Нужно обратить внимание на допустимую при взрывных работах область применения каждого из способов взрывания и на их положительные и отрицательные стороны. Вопросы для самопроверки 1. Какие ВВ относятся к первичным и вторичным инициирующим веществам? 2. Объясните устройство электродетонатора мгновенного и короткозамедленного действия, пиротехнического реле, зажигательного и электрозажигательного патронов. 3. Как устроен огнепроводный шнур, и каким требованиям он должен удовлетворять? 4. Что такое зажигательная и контрольная трубки? Каковы правила их изготовления и технология применения? 5. Что такое патрон-боевик? 6. Какова область применения огневого и электроогневого способов взрывания? 7. Что означают термины безопасный ток и гарантийный ток при электрическом взрывании? 8. Как рассчитать силу тока при различных схемах соединения электровзрывной сети? 9. Какие источники тока и контрольно-измерительные приборы можно использовать при электрическом способе взрывания, и как ими пользоваться в соответствии с Едиными правилами безопасности (ЕПБ) при взрывных работах? 10. Как изготавливают патрон-боевик при электрическом способе взрывания? 11. Как устроен детонирующий шнур?

9

12. Какие существуют правила монтажа взрывной сети из детонирующего шнура? 13. Какие средства используются в качестве промежуточного детонатора при взрывании детонирующим шнуром? 14. Каковы преимущества бескапсюльного и неэлектрического способов взрывания по сравнению с другими способами?

Тема 4. Действие взрыва в горных породах Физическая сущность процессов разрушения горных пород. Камуфлетное действие взрыва. Действие взрыва у открытой поверхности. Взаимодействие зарядов при мгновенном, замедленном и короткозамедленном способах взрывания. Общий принцип расчета массы заряда. Методические указания. При изучении действия взрыва в горных породах следует учесть, что из-за разнообразия физических свойств и структурных особенностей массивов горных пород механизм их разрушения при взрыве различен. Необходимо уяснить, какие формы работы взрыва и механизм разрушения массива имеют определяющее значение в зависимости от состава и свойств горных пород. Следует усвоить основные направления развития теории взрыва. Знакомясь с механизмом действия заряда в горном массиве вблизи открытой плоскости, необходимо выделить принципы расчета зарядов рыхления и выброса как основы расчета параметров буровзрывных работ (БВР) при различных методах ведения взрывных работ. Вопросы для самопроверки 1. В чем состоит принцип действия взрыва сосредоточенного заряда ВВ в массиве горной породы? 2. Какие волны возникают при взрыве заряда ВВ? Какова их роль в процессе разрушения горной породы? 3. В чем заключаются особенности разрушения горных пород, различных по своим свойствам?

10

4. Как трещины в массиве горных пород влияют на процесс разрушения при ведении взрывных работ? 5. Каковы основные особенности построения формул для расчета величины заряда при различных показателях действия взрыва? 6. Из каких основных элементов состоит взрывная воронка? Как производится расчет зарядов рыхления и выброса?

Тема 5. Производство взрывных работ в подземных условиях Состав рудничной атмосферы. Места отложения и свойства каменноугольной пыли. Источники воспламенения метановоздушной и пылевоздушной смесей при проведении взрывных работ. Основные причины аварий и травматизма при проведении взрывных работ. Методические указания. Следует уяснить, что состав рудничной атмосферы отличается от состава атмосферного воздуха пониженным содержанием кислорода, увеличенным содержанием углекислого газа, а также содержанием примесей взрывчатых, горючих, удушливых и ядовитых газов, угольной и породной пыли. Необходимо уяснить требования ЕПБ по предельно-допустимым концентрациям (ПДК) вредных и ядовитых газов в горных выработках шахт и рудников. Надо запомнить места концентрации каменноугольной пыли. Кроме того, следует иметь в виду, что взрывная волна, возникающая при взрыве пыли, обладает многократностью действия, так как газы в очаге взрыва, нагретые в результате выделившего в ходе реакции большого количества паров воды, быстро охлаждаются, создавая разрежение в очаге взрыва, и формируют обратную ударную волну, идущую к очагу взрыва. Необходимо обратить внимание на причины формирования источников перегрева пылевоздушной смеси. Вопросы для самопроверки 1. Перечислите величины предельно-допустимых концентраций вредных и ядовитых газов и метана в рудничной атмосфере?

11

2. На какие категории по составу рудничной атмосферы разделяются рудники? 3. В чем особенность взрыва метановоздушных и пылевоздушных смесей? 4. Назовите основные причины травматизма при проведении взрывных работ в подземных условиях? Тема 6. Параметры взрывных работ при проведении горных выработок Определение параметров буровзрывных работ при проведении горизонтальных и наклонных горных выработок. Расположение шпуров при проведении горизонтальных и наклонных выработок сплошным забоем. Расположение шпуров в угольных и смешанных забоях. Проведение выработок методом скважинных зарядов. Контурное взрывание. Методические указания. Изучая методику выбора параметров БВР при проведении горных выработок, нужно обратить внимание на алгоритм взаимосвязи физико-механических свойств породы, площади поперечного сечения выработок, наличия открытых плоскостей обнажения и продолжительности горнопроходческого цикла. Необходимо запомнить основные схемы врубов при проведении горных выработок на рудниках и в угольных шахтах. При изучении методики контурного взрывания следует обратить внимание на выбор параметров расположения шпуров, исключающих разрушение законтурной части массива. Вопросы для самопроверки 1. Перечислите основные факторы, влияющие на выбор параметров БВР при проведении горных выработок? 2. Объясните физический смысл коэффициента зажима породы при проведении горных выработок? 3. Каково назначение врубовых, вспомогательных и оконтуривающих шпуров? 4. Чем отличается вертикальный вруб от горизонтального? 5. Объясните принцип работы прямого вруба?

12

6. Что используют в качестве вруба при проведении горных выработок методом скважинных зарядов? 7. В каких пределах изменяется значение коэффициента сближения контурных шпуров? 8. Какие типовые конструкции рассредоточенных зарядов применяются при контурном взрывании? Тема 7. Взрывные работы при подземной добыче руды и на земной поверхности Метод скважинных зарядов. Метод камерных зарядов. Организация массового взрыва. Схемы комплексной механизации взрывных работ при отбойке руды. Особенности взрывных работ на угольных разрезах. Контурное взрывание в карьерах. Схемы комплексной механизации взрывных работ в карьерах. Организация и проведение взрыва. Методические указания. Изучая перечисленные методы ведения взрывных работ, нужно обратить особое внимание на область их применения, определение параметров взрыва, технику выполнения и условия безопасности (особенно при производстве взрывных работ в шахтах, имеющих повышенную опасность взрыва газа и пыли). Метод скважинных зарядов широко применяют при производстве открытых и подземных горных работ. Поэтому следует обратить внимание на применяемые схемы расположения скважин, расчет параметров БВР (диаметр и расстояние между скважинами, длина линии наименьшего сопротивления (ЛНС), величина заряда ВВ и т. д.) и безопасную технологию выполнения работ в процессе подготовки к взрыву. Метод камерных зарядов имеет свои специфические особенности. Необходимо научиться обосновывать применение этого метода для конкретных условий с учетом его достоинств и недостатков по сравнению с методами шпуровых и скважинных зарядов. Следует уделить внимание вопросам комплексной механизации взрывных работ при подземной и открытой разработке месторождения (разгрузка ВВ, изготовление смесевых ВВ, доставка ВВ, зарядка и забойка скважин и шпуров).

13

Изучая конкретные методы взрывных работ, необходимо усвоить основы организации взрывных работ. Вопросы для самопроверки 1. Какова область применения метода скважинных зарядов? 2. В чем состоят особенности производства взрывных работ методом камерных зарядов? Каковы условия его применения? 3. Изложите методику расчета параметров скважинных зарядов в карьерах. 4. Какие схемы расположения и взрывания скважинных зарядов применяют в карьерах? 5. Как можно использовать типовой проект массового взрыва? 6. Какие разновидности метода скважинных зарядов используются при разработке рудных месторождений подземным способом? Каковы их достоинства и недостатки? 7. Какие основные технические средства механизации взрывных работ применяют в условиях подземной и открытой разработки? 8. Какими способами могут быть ликвидированы отказавшие шпуровые и скважинные заряды? 9. Укажите область применения основных схем короткозамедленного взрывания в карьерах. 10. Перечислите основные конструкции скважинных зарядов и схемы инициирования взрыва сплошных колонковых зарядов. 11. Как осуществляется организация и проведение взрыва при подземном и открытом способах разработки месторождения? Тема 8. Общие правила безопасности при производстве взрывных работ Подготовка и производство взрывов при разных способах инициирования зарядов. Общие правила подготовки и ведения взрывных работ. Особенности взрывных работ в подземных условиях. Особенности взрывных работ на угольных шахтах, имеющих повышенную опасность взрыва газа и пыли.

14

Методические указания. Следует обратить внимание на особенности подготовки и производства взрыва при различных способах инициирования. Необходимо запомнить последовательность выполняемых операций, внимательно изучить общие правила подготовки и ведения взрывных работ. При этом следует учесть особенности производства взрывных работ в подземных условиях, характеризующихся повышенной опасностью взрыва газа и пыли. Вопросы для самопроверки 1. Какова последовательность выполнения операции при огневом инициировании? 2. Какой должна быть минимальная длина зажигательной трубки? 3. Какие операции включает электроогневое инициирование? 4. Назовите допустимое расхождение измеренного и расчетного сопротивления смонтированной электровзрывной сети (в процентах)? 5. Какой ток должен поступать в каждый электродетонатор (ЭД) для обеспечения надежности взрыва? 6. Какими должны быть действия взрывника, если после подачи тока в сеть взрыв не произошел? 7. Какую последовательность выполнения операций включает инициирование детонирующим шнуром (ДШ)? 8. Ограничено ли число зарядов при взрывании ДШ? 9. Как выставляются посты охраны при производстве взрывных работ? 10. Как производится подача предупредительных сигналов при производстве взрывных работ? 11. Какие операции включает метод камерных зарядов? 12. Какие условия необходимо соблюдать при проведении горных выработок встречными забоями и сбойке выработок? 13. Какие требования предъявляются к проведению взрывных работ на шахтах, имеющих повышенную опасность взрыва газа и пыли? 14. В каких случаях должен пересматриваться режим производства взрывных работ в забоях шахт и рудников, имеющих повышенную опасность взрыва газа и пыли?

15

15. Как характеризуются выработки в зависимости от условий производства взрывных работ?

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА В процессе изучения курса студенту необходимо выполнить контрольную работу. При этом рекомендуется пользоваться учебными пособиями, указанными в данном методическом руководстве. Контрольная работа включает графическую часть и пояснительную записку, в которой содержатся расчеты и пояснения к ним. Чертежи и эскизы к контрольной работе выполняют на листе ватмана или миллиметровой бумаги (формат А4) с указанием фамилии студента и шифра его специальности. Пояснительная записка представляется на листах формата А4 или в тетради школьного формата стандартного объема (12 страниц). Образец оформления титульного листа приведен в приложении. Номер варианта контрольной работы должен соответствовать последней цифре номера зачетной книжки. В конце контрольной работы следует перечислить учебные пособия, которыми студент пользовался при ее выполнении. Все страницы контрольной работы и прилагаемые к ней чертежи должны быть пронумерованы. После проверки преподавателем студенту необходимо устранить ошибки и в исправленном виде представить контрольную работу при явке на экзамен. Задание В работе требуется рассчитать основные параметры и показатели отбойки слоя массива горных пород вертикальными нисходящими скважинами в заданных горно-геологических условиях ведения горных работ, которые для каждого варианта представлены в табл. 1. Отбойка производится зарядами ВВ в забое, имеющем две открытые поверхности. При ведении взрывных работ в подземных условиях и на дневной поверхности применяется аммиачно-селитренное смесевое ВВ. В транспортной схеме предусмотрено использовать конвейерную доставку

16

отбитой руды. Ширина ленты конвейера составляет 1200 мм. Дополнительное дробление рудной массы не предусмотрено. Заряжание скважин производится зарядчиками. В качестве ВВ используется нитрат аммония (NH4NO3 = 79 %) + тротил (C7H5O6N3 = 21 %) – для подземных горных работ. Из тех же индивидуальных ВВ следует составить смесевое ВВ с | δ с | ≤ 0.3 % для открытых работ. Таблица 1 Исходные данные для выполнения работы Наименование параметра Параметры секции, м: -длина -ширина -высота Диаметр скважин, мм Коэффициент крепости руды Плотность руды в массиве, т/м3 Расстояние между трещинами, м Выход негабарита, %

1

2

3

4

Вариант 5 6

5 35 8 17 7 10 55 85 12

6 40 9 20 7 10 55 85 13

7 45 10 25 7 10 55 85 14

6 40 9 20 6 9 55 85 15

7 45 10 25 6 9 55 85 12

5 35 8 17 6 9 55 85 13

7 45 10 25 5 8 55 85 14

5 35 8 17 5 8 55 85 15

6 40 9 20 5 8 55 85 15

7 45 10 25 8 11 55 85 14

3,0

3,0

3,0

3,0

3,0

3,0

3,0

3,0

3,0

3,0

0,5 4

0,5 2

0,5 3

0,5 4

0,5 3

0,5 4

0,5 2

0,5 3

0,5 4

0,5 2

7

8

9

10

Примечание. Числитель и знаменатель – параметры исходных данных соответственно для подземного и открытого способов разработки месторождения. Длину секции

можно округлять до целого числа рядов в ней.

Порядок выполнения работы При выполнении работы принимается следующий общий порядок расчетов и изложения материала. 1. Обоснование типа промышленного ВВ.

17

Приводится расчет кислородного баланса взрывчатых превращений промышленного ВВ. По условию задания в качестве промышленного ВВ для производства взрывных работ используется бинарная смесь. При расчете кислородного баланса (КБ) на 1 кг смесевых ВВ сначала вычисляют массу каждого из входящих в состав ВВ компонентов. Затем определяют КБ смесевого ВВ как сумму произведений доли каждого компонента смесевого ВВ в 1 кг на величину его кислородного баланса: δ с = δ1 р1 + δ 2 р2 + ... + δ к рк , %,

где δ с и δ1 , δ 2 , δ к – кислородный баланс соответственно смесевого ВВ и компонентов, входящих в его состав; р1, р2, …, рk – соответственно массовые доли компонентов смесевого ВВ, доли ед. Кислородный баланс каждого из i-ых компонентов (индивидуальных ВВ), которые входят в состав смесевого ВВ определяют по формуле 16 (o − (2 c + 0.5 h))100 δi = , %, M где o, c, h – число атомов соответственно кислорода, углерода и водорода в молекуле ВВ; 16 – относительная атомная масса кислорода; М – относительная молекулярная масса ВВ. Соотношение составных частей с отрицательным и положительным КБ для получения смеси ВВ с нулевым КБ можно определить из системы уравнений: |δ2 | ⎫ ⎪ | δ 2 | + | δ 1 | ⎬ при δ 2 > 0 и δ 1 < 0 или δ 2 < 0 и δ 1 > 0. ⎪ р 2 = 1 − р1 ⎭ р1 =

2. Построение схемы сетки расположения зарядов в отбиваемой секции. В соответствии с параметрами отбиваемой секции приводится ее общий вид и схема сетки расположения зарядов. 3. Расчет параметров буровзрывных работ. Расчет параметров БВР начинают с определения размера необходимого кондиционного куска отбитой горной массы и удельного заряда ВВ. Значения этих параметров являются исходными при последующих расчетах и обосновании параметров БВР. Расчет ведется в следующей последовательности: 3.1. Размер кондиционного куска dк с учетом ширины ленты конвейера определяется по формуле

18

dк = 0.25 Bb + 0.1, мм, где Bb – ширина ленты конвейера. 3.2. Удельный эталонный расход ВВ qэ выбирают в соответствии с данными, представленными в табл. 2. 3.3. Обоснование диаметра скважины (dс). Данный параметр устанавливают экспертно на основании технологической схемы транспортирования отбитой горной массы. При использовании конвейерного транспорта отбойка горной массы производится зарядами, имеющими диаметр не более 155 мм. Таблица 2 Удельный расход ВВ при отбойке горных пород скважинными зарядами, кг/м3 Размер кондиционного куска, мм

Коэффициент крепости породы по шкале Протодьяконова Выход негабарита, %

400

1 2 3 4 5 6 8 10 12

2–4

4–6

6–8

8–10

10–12

12–16

16–18

18–20

2,1 1,65 1,48 1,34 1,26 1,2 1,11 1,05 1,01

2,55 1,98 1,71 1,56 1,46 1,38 1,27 1,2 1,14

2,92 2,23 1,93 1,74 1,62 1,53 1,4 1,31 1,25

3,23 2,46 2,11 1,9 1,76 1,66 1,5 1,41 1,34

3,51 2,65 2,27 2,04 1,89 1,77 1,61 1,5 1,42

3,89 2,93 2,49 2,23 2,06 1,92 1,74 1,62 1,53

4,23 3,15 2,68 2,4 2,2 2,07 1,86 1,73 1,62

4,44 3,3 2,81 2,51 2,3 2,15 1,94 1,79 1,68

Примечание. Данные для гранулита АС-4

3.4. Удельный заряд применяемого ВВ рассчитывается по формуле q = qэ e k1 k2 k3 k4 k5 k6, кг/м3, где е – коэффициент работоспособности применяемого ВВ; k1–k6 – поправочные коэффициенты: k1 – коэффициент трещиноватости массива, который определяется по формуле

19

k1 = lтp d k n тp , где lтр – среднее расстояние между трещинами в массиве; nтр – показатель трещиноватости, принимается в пределах 0.5–0.6; k2 – коэффициент, учитывающий схему расположения зарядов (принимается): – при параллельном расположении скважин – 1.0; – при веерном расположении скважин – в пределах 1.2–1.3; – при ярусном расположении – в пределах 1.3–1.5; k3 – коэффициент, учитывающий способ отбойки (принимается): – при отбойке на одну свободную плоскость – 1.0; – при отбойке на две свободные плоскости – в пределах 0.7–0.9; – при отбойке на разрушенную породу – в пределах 1.2–1.3; k4 – коэффициент плотности заряжания (принимается): – при заряжании скважин патронированными ВВ вручную – 1.0; – при пневматическом заряжании россыпными ВВ – в пределах 0.9– 0.95; – при использовании водосодержащих ВВ – в пределах 0.85–0.9; – при заряжании прессованными патронированными ВВ – в пределах 0.8–0.85. k5 – коэффициент, учитывающий диаметр скважин, который определяется по формуле k5 = dc / 0.105, где dc и 0.105 диаметр соответственно применяемой и эталонной скважин, м; k6 – коэффициент, учитывающий диаметр скважин, который рассчитывается по формуле k6 = k7½ – (k7 – 1)1/2, где k7– показатель выхода негабарита, %. Показатель выхода негабарита определяется по формуле k7 = (Vн + a)2 / 4 b c, где Vн допустимый выход негабарита; a, b, c – эмпирические коэффициенты, равные соответственно 20–30, 8–20 и 10–30, причем для a и c большие значения соответствуют породам меньшей крепости, а для b – породам большей крепости. Коэффициент работоспособности применяемого ВВ (e) выбирается в соответствии с данными, представленными в табл. 3.

20

Таблица 3 Теплота взрыва и переводной коэффициент к аммониту № 6ЖВ некоторых промышленных ВВ

Промышленные ВВ

Теплота взрыва Q, ккал/кг

825 1260 1030 870 880 1474 910 920 1080 1100 1030 1360 1292

Гранулотол Алюмотол Граммонит 79/21 Граммонит 30/70 Граммонит 50/50 Аквотол Т-20 Игданит Гранулит М Гранулит АС-4 Гранулит АС-4В Аммонит № 6ЖВ Аммонал скальный № 3 Аммонал скальный № 1

Коэффициент к аммониту № 6ЖВ (коэффициент работоспособности ВВ) 0,8 1,2 1,0 0,8 0,8 1,4 0,9 0,9 1,0 1,0 1,0 1,3 1,3

3.5. Выход горной массы с 1 м скважины определяется по формуле В = 0.785 dс2 γ τ q-1, м3/м,

где γ – плотность руды; τ – коэффициент заполнения скважин, учитывающий их недозаряжание, (принимается): – при параллельном расположении скважин – в пределах 0.85–0.95; – при веерном расположении скважин – в пределах 0.75–0.85; – при ярусном расположении скважин – в пределах 0.5–0.7, при этом меньшие значения коэффициента заполнения скважин соответствуют их меньшим глубинам. 3.6. Параметры расположения скважин. Основными параметрами расположения скважин являются ЛНС и расстояние между скважинами в ряду. При параллельном расположении скважин: ЛНС определяется по формуле w=

B / mc , м,

21

где mc – коэффициент сближения скважин, который изменяется в пределах 1–1.2, при этом меньшему диаметру скважин соответствует меньшее значение коэффициента. Расстояние между скважинами в ряду определяется по формуле a=

B mc , м.

При веерном или ярусном расположении зарядов: ЛНС на концах скважин определяется по формуле wmax = ((2 Lср – 3) wср) / (Lср – 3), м, где Lср – средняя глубина скважин, м; wср – средняя длина ЛНС, м; при этом значения параметров Lср и wср соответствуют среднему расстоянию между скважинами в середине веера. Максимальное расстояние между концами скважин рассчитывается по формуле amax = ((2 Lср – 3) aср) / (Lср – 3), м, где aср – соответствует среднему расстоянию между скважинами при их ярусном расположении, м. 3.7. Общая длина скважин в отбиваемом массиве определяется по формуле L = X Y (Z + lпер) B-1, м, где X, Y и Z соответственно ширина, длина и высота отбиваемой секции; lпер – заглубление скважин ниже проектной отметки высоты секции (перебур), м. Заглубление скважин рассчитывается по формуле lпер = 12 dc, м. Длина всех параллельных скважин одинакова и рассчитывается по формуле lскв = Z + lпер, м. Средняя длина скважин в веере определяется по формуле lскв = Е Н / (Е+ Z) +

( Е 2 + Z 2 ) / 2 , м,

где Е – средняя ширина слоя, отбиваемого одним веером в секции. 3.8. Число скважин рассчитывается по формуле N = L / lскв. 3.9. Масса заряда в скважине определяется по формуле Qскв = q lскв B, кг.

22

3.10. Масса заряда во всех скважинах отбиваемой секции (масса заряда, взрываемого за один прием) рассчитывается по формуле Q = q X Y Z, кг. 4. Выбор оборудования для заряжания скважин. Выбор технологического оборудования для заряжания скважин производится в соответствии с данными, представленными в табл.4. Таблица 4 Технические характеристики пневматических зарядных устройств нагнетательного принципа работы

Наименование параметра зарядного устройства

ЗКП-5 (камерный)

Вместимость бункера, кг Производительность, кг/мин. Глубина заряжания, м Диаметр скважин или шпуров, мм Масса порции ВВ, кг Диаметр зарядного шланга, мм Плотность заряжания, г/см3 Размеры, мм – высота – ширина Масса без шлангов, кг

25 40–120 до 50 56-105 – 25–50 1.15

Тип зарядчика ЗП-2 (порционный) до 20 20–50 до 25 43-56 0.5–2.0 25 1.15

1000 260 20

900 570 17

РПЗ-06 (порционный) до 10 10 до 5 36–46 1.0 18–25 1.15

до 900 до 570 12

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Баранов, Л.В. Технология и безопасность взрывных работ : справочное пособие / Л.В. Баранов, В.В. Першин, А.П. Муратов, В.М. Колмогоров. – М. : Недра, 1993. – 237 с. 2. Граевский, М.М. Справочник по электрическому взрыванию зарядов / М.М. Граевский. – М. : Недра, 1983. – 240 с. 3. Друкованый, М.Ф., Буровзрывные работы на карьерах / М.Ф. Друкованый, Э.И. Ефремов, В.И. Ильин. – М. : Недра, 1969. – 374 с.

23

4. Кутузов, Б.Н. Взрывные работы / Б.Н. Кутузов. – М. : Недра, 1990. – 367 с. 5. Лурье, А.И. Электрическое взрывание зарядов / А.И. Лурье. – 3-е изд. – М. : Недра, 1973. – 272 с.

24

ПРИЛОЖЕНИЕ МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ “МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ” Апатитский филиал кафедра горного дела

Контрольная работа

По дисциплине_______________________________________________________________________ ________________________________________________________________

Тема___________________________________________________________ _______________________________________________________________

Автор: студент гр._________ _________________ /_______________/ (шифр)

(подпись)

(Ф.И.О.)

Оценка:_________________ Дата: ___________________ Проверил Преподаватель______________/_______________/____________ (должность)

(подпись)

Апатиты 2006

(Ф.И.О.)