Методы регулирования кусковатостью горных пород взрывом

 

МЕТОДЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ КУСКОВАТОСТЬЮ ГОРНЫХ ПОРОД ВЗРЫВОМ

Короткозамедленное взрывание

        Одним из методов регулирования кусковатостью горных пород является короткозамедленное взрывание (КЗВ). Под КЗВ понимается поочередное взрывание зарядов или группы зарядов ВВ с такими малыми замедлениями по времени срабатывания, при которых удается использовать остаточные напряжения и намечающиеся дополнительные обнаженные поверхности, вызванные в массиве взрывом предыдущего заряда (или группы зарядов).

          В зависимости от геологических и горнотехнических условий это время может составлять от 10 до 250 м/сек.

КЗВ может применяться при необходимости в самых разнообразных случаях ведения взрывных работ. В зависимости от горнотехнических условий КЗВ применяется для:

·       снижения сейсмического эффекта взрыва;

·       улучшения степени дробления горной массы и уменьшения выхода негабарита;

·       увеличения выхода горной массы с единицы длины скважины (шпура) и уменьшения расхода ВВ;

·       уменьшения ширины, изменения направления или формы развала взорванной горной массы;

·       для уменьшения размеров зон заколов, макротрещин и микротрещин, а также увеличения угла откоса уступа;

·       для обеспечения хорошей проработки сопротивления по подошве уступа при многорядном расположении скважинных зарядов ВВ.

          При КЗВ за счет разновременности взрывания отдельных зарядов или серий зарядов отсутствует наложение волн напряжений соседних зарядов, приводящее к образованию неоднородного напряженного состояния.

Разрушение горных пород при однорядном КЗВ происходит следующим образом. При взрыве первого заряда процесс разрушения массива аналогичен разрушению его взрывом одиночного заряда. В результате действия волн напряжений призма выброса оказывается раздробленной, а под действием остаточного давления газообразных продуктов взрыва происходит ее сдвижение.

Давление газов к этому времени в скважине хотя и снижается, но все еще продолжает действовать на массив, который в области первого заряда и соседнего находится в сложном напряженном состоянии. Взрыв второго заряда приводит к еще более сложному напряженному состоянию, так как в этом случае увеличивается напряженность массива, вызванного действием взрыва предыдущего заряда, а также увеличивается разрушение за счет отраженной волны напряжения от вновь образованных открытых поверхностей.

Передача некоторой энергии взрыва второго заряда в участок массива, разрушаемый первым зарядом, приводит к увеличению продолжительности действия волн напряжений на массив и тем самым оказывает значительное влияние на интенсивность дробления. На интенсивность и равномерность дробления горных пород при КЗВ влияет также уменьшение заколов в тыльной части массива. При разновременном взрывании соседних зарядов происходит соударение и, как результат, дополнительное дробление горных пород.

Таким образом, улучшение дробления горных пород при КЗВ достигается за счет удлинения периода действия взрыва на массив, образования дополнительных открытых поверхностей, соударения горных пород при взрыве и меньшей нарушенности тыльной части массива в сравнении с мгновенным взрыванием. Все это может быть достигнуто только при правильно выбранных параметрах сетки расположения скважин и интервале времени замедления.

Интервал замедления при КЗВ, для улучшения степени дробления, определяется по формуле: clip_image002, мс

где     W  - величина ЛНС или СПП, м;

А – коэффициент, зависящий от свойств взрываемой породы, значения которых принимаются равными, мс/м:

 

Особо крепкие породы: граниты, порфириты и др. 3

Крепкие породы: песчаник, метаморфические крепкие сланцы, железистые кварциты и др… 4

Породы средней крепости: известняк, мрамор, магнезит, филлитовые сланцы, серпентинит и др.5

Мягкие породы: мергель, мел, глинистые сланцы, каменный уголь, аргиллиты, алевролиты и др.6

 

При КЗВ с помощью ДШ и пиротехнических  замедлителей КЗДШ применяют разнообразные схемы соединения зарядов, которые должны удовлетворять следующим требованиям:

·       обеспечить надежность передачи детонации по всей сети;

·       обеспечивать высокую интенсивность дробления горных пород;

·       формировать развал взорванной горной массы желаемых геометрических параметров;

·       обеспечивать минимальные разрушения в глубь горного массива.

 

Основные  достоинства КЗВсостоят в следующем:

·       повышается эффективность БВР на добычных и подготовительных участках шахт, рудников и карьеров;

·       сокращаются затраты рабочего времени и труда на добычных участках в результате ликвидации вторичного дробления, на подготовительных работах обеспечивается возможность взрывать шпуры по всему сечению выработки в один прием, что особенно важно для угольных шахт опасных по газу и пыли;

·       отказ от многоприемного взрывания при проведении выработок и вторичного дробления негабарита в шахтах ликвидирует одну из главных причин травматизма;

·       минимальные разрушения зон заколов, макротрещин и микротрещин в глубь горного массива;

·       регулирование геометрическими параметрами развала взорванной горной массы;

·       увеличение выхода взорванной горной массы с одного метра скважины;

·       улучшение степень дробления горных пород по высоте уступа;

·       уменьшение удельного расхода ВВ;

·       улучшение организации буровых работ вследствие их концентрации на одном участке;

·       уменьшение объема путевых работ.

 

Основные  недостатки КЗВсостоят в следующем:

·       в трудоемкости подбора рациональных схем;

·       в трудоемкости определения интервалов замедления;

·       в некоторых усложнениях монтажа взрывной сети.