При проведении подземных горно-разведочных выработок используют взрывчатые вещества II класса, допущенные к постоянному применению для открытых и подземных работ в шахтах, не опасных по газу и пыли (табл. 65).

Промышленные взрывчатые вещества на основе аммиачной селитры представляют собой механические смеси аммиачной селитры с другими ВВ или с горючими невзрывчатыми веществами. Во взрывчатых веществах этой группы она выполняет роль окислителя. В В на основе аммиачной селитры безопасны в обращении, поддаются различным видам технологической обработки, имеют низкую стоимость.

ВВ на основе аммиачной селитры делятся на несколько групп: аммоналы, граммониты, аммониты, гранулиты, игданиты, водонаполненные.

Таблица 65

Аммониты представляют собой порошкообразные смеси аммиачной селитры с тротилом (реже с гексогеном, динитронафталином) и невзрывчатыми горючими компонентами. С целью повышения водоустойчивости аммонитов, т. е. их способности сохранять взрывчатые свойства при погружении в воду, используют водоустойчивую селитру марок ЖВ и ЖВФ, а также различные добавки, например парафин, асфальтит и др. Наиболее распространенным ВВ на основе аммиачной селитры является аммонит 6ЖВ, который часто принимают за эталон при сравнительной оценке взрывчатых свойств ВВ. Аммониты выпускаются в порошкообразном, патронированном, прессованном и шнекованном видах. Индексы аммонитов означают: ЖВ - марка водоустойчивой селитры, АП - аммонит предохранительный, К - марка мал ос л сживающейся аммиачной селитры с добавлением красителя (фуксина) для уменьшения слеживаемости. К недостаткам аммонита относятся: недостаточная плотность, слеживаемость, гигроскопичность, низкая водоустойчивость, небольшая эффективность при взрывании крупноблочных крепких скальных пород.

Динафталит (динафталит-200) - промышленное ВВ, основными компонентами которого являются аммиачная селитра и динитронафталин. Применяется в патронированном виде при открытых и подземных работах с ручным заряжанием шпуров. Распространен ограниченно.

Аммоналы - смеси порошкообразной аммиачной селитры и тротила с металлической горючей добавкой (алюминиевой пудрой). Аммоналы в гранулированном состоянии называются граммоналами.

Динамоны - смеси аммиачной селитры с жидкими или твердыми горючими добавками (соляровое масло, древесная мука, сажа, алюминиевая пудра и т. д.). Динамоны в гранулированном состоянии называются гранулитами (например, АС-4, АС-8, в которые вводится небольшое количество солярового масла и порошка алюминия, табл. 66).

К динамонам относят игданиты - простейшие ВВ, готовящиеся непосредственно на местах работ и состоящие из гранулированной (или чешуйчатой) аммиачной селитры, пропитанной небольшим количеством жидкого горючего (солярового масла или дизельного топлива). Игданиты - самые дешевые ВВ из всех применяемых. Они предназначены для использования в сухих забоях или в сухой части скважины при комбинированных зарядах.

Игданит относится к ВВ невысокой мощности и предназначен преимущественно для взрывания пород некрепких и средней крепости. По данным проф. Г.П. Демидюка, игданиты при высокой плотности их заряжания могут применяться и для взрывания крепких пород. С выпуском гранулированной пористой селитры качество игданитов повысилось, а область применения расширилась как на открытых, так и на подземных работах.

Таблица 66

Однако при инициировании заряда детонирующим шпуром (ДШ) возникает необходимость в создании ДШ, устойчивого к воздействию солярового масла в течение длительного времени (до 5-10 сут).

Нитроглицериновые ВВ делятся на высокопроцентные желатинированные, или пластичные ВВ, и низкопроцентные порошкообразные ВВ, содержащие не более 15 % жидких нитроэфиров (победиты, дето- ниты). В качестве нитроэфиров применяют нитроглицерин и нитрогликоль. Нитроглицериновые ВВ обладают высокой мощностью, водоустойчивостью и детонационной способностью.

Детониты - порошкообразные ВВ (с увеличенным содержанием нитроэфиров, приближаются к пластичным) - относятся к непредохранительным ВВ. Они состоят из аммиачной селитры, тротила, 5... 10 % алюминиевой пудры и 6... 15 % нитроэфира. Патроны детонита имеют плотность 1,15... 1,20 г/см 3 , что обеспечивает получение при взрывании высокого качества дробления массива горных пород.

При работе с детонитами необходимо соблюдать осторожность, защищать руки от действия нитроэфиров и не допускать просыпания ВВ из пачек и патронов. Применение детонитов (например, детонит М), несмотря на их сравнительно высокую стоимость, весьма эффективно и экономически выгодно при взрывании крепких пород.

Использование при взрывных работах гранулированных ВВ имеет ряд преимуществ по сравнению с патронированными ВВ:

• 1) возможность механизировать процесс заряжания шпуров;
• 2) пониженная чувствительность ВВ к механическим воздействиям;
• 3) повышенная плотность заряжания (1,1...1,3 г/см 3);
• 4) более низкая себестоимость проведения выработки (на 15...20 %). Выпускают гранулированные ВВ в россыпном виде.

Для механизированного заряжания шпуров гранулированным ВВ используют переносные зарядчики (табл. 67).

Таблица 67

Техническая характеристика пневмозарядчиков

Взрывание зарядов ВВ в заданной последовательности и в определенный промежуток времени осуществляется средствами инициирования (СИ), передающими импульс заряду ВВ и тем самым вызывающими (возбуждающими) его детонацию.

Специальные технические устройства, служащие для создания начального импульса при инициировании взрывчатых веществ, называются средствами инициирования.

Для гранулированных и водосодержащих ВВ требуется усиление начального импульса, для чего применяется дополнительный инициатор из более чувствительного ВВ (шашки тротила, патрон аммонита № 6ЖВ).

В соответствии с видом используемых средств инициирования применяют следующие способы взрывания: огневой, электроогневой, электрический и с помощью детонирующего шнура.

Капсюли-детонаторы предназначены для возбуждения детонации ВВ при огневом способе взрывания зарядов, а также для инициирования детонирующего шнура.

Серийно выпускаются капсюли-детонаторы КД-8УТБ и КД-8УТС. В обозначении первая буква после цифры указывает наименование материала гильзы (Б - бумага, С - сталь или биметалл, УТ - с уменьшенной массой первичного инициирующего вещества).

Огнепроводный шнур служит для передачи луча огня к инициирующему ВВ в капсюлях-детонаторах. В зависимости от материала водоизолирующего покрытия выпускают следующие марки шнура: асфальтированный (ОША), с пластиковым покрытием (ОШП) и экструзионный с полиэтиленовой оболочкой (ОШЭ).

Техническая характеристика огнепроводных шнуров

Гарантийный срок хранения шнура ОШП - пять лет, остальных - один год. Огнепроводные шнуры выпускаются отрезками длиной 10 м, свернутыми в бухты, и по 25 шт. укладывают в пачки, а пачки - в ящики. Скорость горения - 1 см/с.

Для зажигания огнепроводного шнура применяются зажигательные патроны, тлеющий зажигательный фитиль и др.

Зажигательные патроны применяют для группового зажигания огнепроводного шнура. Выпускают зажигательные и электрозажигатель- ные патроны в бумажных гильзах марок ЗП-Б от № 1 до № 5. Патроны

№ 1 предназначены для поджигания 7 отрезков шнура, № 2 - 8-12, № 3 - 13-19, № 4 - 20-27 и № 5 - 28-37.

Для группового зажигания огнепроводного шнура предназначены также электрозажигатели ЭЗ-ОШ (ЭЗ-ОШ-К), электровоспламенители ТЭЗ-ЗП, ЭВ-ПТ-Гр.

Электродетонатор представляет собой капсюль-детонатор с электровоспламенителем в одной гильзе. Электродетонаторы различают по роду и величине заряда, инициирующего ВВ, по времени срабатывания (мгновенного, замедленного и короткозамедленного действия), по назначению (общего назначения, для сейсморазведки, для торпедирования скважин и др.), по условиям применения (непредохранительные, предохранительные). Промышленность выпускает электродетонаторы мгновенного действия следующих марок: ЭД-8Э - водостойкий, непредохранительный, с эластичным креплением мостика накаливания; ЭД-8Ж - водостойкий, непредохранительный, с жестким креплением мостика накаливания; ЭД-КЗ-35П, ЭД-КЗ-ОП - предохранительный, повышенной мощности для шахт, опасных по газу и пыли.

Электродетонаторы короткозамедленного и замедленного действия отличаются от электродетонаторов мгновенного действия наличием столбика замедляющего заряда, расположенного между первичным ВВ и электровоспламенителем. Выпускают для шахт, не опасных по газу и пыли, трех видов: ЭДКЗ, ЭДЗД и ЭД-З-Н (23 серии с замедлением до 1000 мс).

Электродетонаторы короткозамедленного действия (ЭДКЗ) выпускают с 6 ступенями замедления с номинальным временем срабатывания 25, 50, 75, 100, 150 и 250 мс; замедленного действия (ЭДЗД) с замедлением до 1000 мс и номинальным временем срабатывания 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 4; 6; 8 и 10 с.

Электродетонаторы типа ЭДЗ-Н (непредохранительные) предназначены для замены электро детонаторов ЭДКЗ и частично ЭДЗД. Они имеют 23 ступени замедления. Первые десять ступеней имеют время замедления 10 мс, следующие четыре - 25 мс, последующие три - 50 мс и последние шесть - 100 мс. Характеристика электродетонаторов приведена в табл. 68.

Номинальное время срабатывания указано на донышке гильзы или металлической бирке, прикрепленной к выводным проводам. Гарантийный срок хранения всех электродетонаторов 1,5 года. Совместно с электродетонаторами поставляют контактные зажимы ЭК-ВР-А, представляющие собой металлический сердечник из белой жести в пластиковой оболочке.

Таблица 68

Предохранительные

Характеристика приборов при электрическом взрывании

Наиболее распространенные гранулиты АС-4 и АС-8 представляют собой однородные по внешнему виду гранулированные ВВ серебристо-серого цвета. Изготовляют их из гранулированной аммиачной: селитры, покрытой пленкой минерального масла и опудренной мелко­дисперсным алюминием.

Гранулиты предназначены для взрывных работ на открытых и подземных работахпо породам различной крепости.

Состав гранулита: АС-4 АС-8

Селитра аммиачная гранулированная- 91.8% 89.0%

Масло минеральное - 4.2% 3.0%

Пудра алюминевая - 4.0% 8.0%

Кислородный баланс + 0.71 + 0.34

Теплота взрыва, ккал/кг 1080 1212

Работоспособность, см 390-410 410-430

Благодаря опудривающим добавкам гранулиты отличаются малой: слеживаемостью и хорошей сыпучестью.

Все гранулиты и игданит устойчиво детонируют при применении промежуточного детонатора, представляющего собой шашку прессо­ванного тротила или тетрила массой 150-200 г или патрон аммонита. массой 200-400 г.

Существенным недостатком всех гранулитов является их неводо­устойчивость.

Билет №6

Определение ВВ . Классификация ВВ. Индивидуальные и смесевые ВВ.

ВВ называют химические соединения или механические смеси, которые под действием внешнего импульсов (нагрева, удара, трения и т.д.) способны взрываться, т.е. чрезвычайно быстро превращаться в другие соединения с выделением тепла и газообразных продуктов, способных производить разрушение и перемещение окружающей среды. При взрыве большинства ВВ горючие элементы – водород и углерод – окисляются кислородом, входящем в состав ВВ, в отличие от процесса горения, при котором окисление происходит за счет кислорода воздуха.

Основные признаки взрыва:

Высокая объемная концентрация энергии;

Сверхзвуковая скорость выделения энергии;

Экзотермичность процесса;

Образование большого объема газообразных продуктов;

Звуковой эффект.

Для расчета состава продуктов взрыва все ВВ делят на три группы:

ВВ с количеством кислорода, достаточным (или избыточным) для полного окисления горючих элементов. В этом случае весь угле­род превращается в углекислый газ, а водород - в воду (например, при реакции разложения динитрогликоля.

ВВ с количеством кислорода, достаточным для полного газообра­зования. При этом принимается, что кислород сначала окисляет весь водород в воду, углерод - в окись углерода, а затем оставшаяся часть кислорода образует с окисью углерода углекислый газ, на­пример при реакции разложения тэна.

ВВ с количеством кислорода, недостаточным для полного газо­образования. В этом случае водород окисляется в воду, часть угле­рода - в окись углерода, а оставшийся углерод выделяется в сво­бодном виде, как, например, при реакции разложения тротила.

Выбор типа ВВ и СИ

Первой стадией выбора рациональных ВВ при проведении горных выработок должна быть оценка технической возможности использования различных ВВ в соответствующих условиях. При этом из существующих ВВ выбираются те, которые способны обеспечить полноценную детонацию в шпурах, взрывание в сухих или обводненных породах в зависимости от условий, удобство и достаточную производительность использования ВВ.

Наиболее удобны для применения гранулированные ВВ. При качественном приготовлении они почти не слеживаются, мало пылят при заряжании, легко высыпаются из мешков.

На второй стадии выбора рациональных ВВ следует из технически пригодных и способных обеспечить необходимую производительность работы в данных условиях выбирать наиболее экономичные ВВ.

При проходке выработок наиболее широко применяются патронированные аммиачно-селитренные ВВ: скальный аммонит № 1 прессованный, аммонит № 6 ЖВ, динафталит и детониты, а также россыпные ВВ - гранулит АС-8 и др.

Выбор ВВ для взрывания шпуровых зарядов при проведении горизонтальных выработок производится в зависимости от физико-механических свойств горных пород.

Для весьма крепких пород f= 12-18 целесообразно применение высокобризантных ВВ типа скального аммонита № 1.

В зависимости от прочностных свойств пород рекомендуются ВВ со следующими значениями фугасности (табл.2.5)

Таблица 2.5

Кроме того, взрывчатые вещества выбираются в соответствии со списком выпускаемых взрывчатых веществ, обводненностью забоя и опасностью взрыва газа и пыли (табл.2.6, 2.7).

Характеристики ВВ, допущенных к применению в Российской Федерации представлены в Приложении 2.

Таблица 2.6

Продолжение табл. 2.6

* Наряду с угленитом Э-6 в порядке промышленных испытаний рекомендуется селектит № 1 - предохранительное ВВ V класса; по мощности находится на уровне ВВ IV класса.

** Комбинированные заряды - аммонит АП-5ЖВ и угленит № 5, применяемый в качестве активной забойки.

Таблица 2.7

не опасных по газу или пыли

В зависимости от методов возбуждения взрыва детонатора при проходке горных выработок различают следующие способы инициирования:

Электроогневой: детонатор взрывается от горящего ОШ, подожжённого электровоспламенителем;

Электрический: детонатор взрывается от горящего электровос-пламнителя;

Бескапсюльный: с помощью детонирующего шнура (ДШ);

Низкоэнергетический: с использованием систем СИНВ и "NONEL".

Огневой способ инициирования зарядов разрешается применять на земной поверхности и только в тех случаях, когда он не может быть заменен электрическим или другим, в т.ч. неэлектрическими системами инициирования .

Электрический способ позволяет уменьшить интервал замедления между взрывами до десятых долей секунды, что расширяет область применяемых врубов. Недостатками способа является то, что электродетонаторы подвержены воздействию блуждающих токов и способ требует расчета параметров сети и последующей её проверки, что усложняет его применение. В настоящее, время промышленность выпускает электродетонаторы мгновенного, замедленного (типа ЭД-ЗД) действия с интервалами замедления 0,25; 0,5 и 2 сек и короткозамедленные детонаторы (типа ЭД-КЗ) с интервалами замедления 15 или 25 мсек (приложение 2).

Низкоэнергетический способ инициирования отличается высокой надежностью, простотой монтажа и безопасностью применения.

Разрешенные к применению системы приведены в табл. 2.8.

В забоях выработок, где имеется газовыделение или взрывчатая угольная пыль, разрешается применять только предохранительные электродетонаторы мгновенного и короткозамедленного действия. При этом должны соблюдаться следующие условия :

Максимальное время замедления электродетонаторов короткозамедленного действия с учётом разброса по времени срабатывания не должны превышать при применении ВВ IV класса -220 мс, V и VI классов - 320 мс;

В подготовительных выработках, проводимых по углю с подрывкой боковых пород, взрывание зарядов в шпурах по углю и породе может производиться как раздельно, так и одновременно (одним забоем или с опережением одного из них);

Взрывание комплекта зарядов в забое допускается проводить раздельно, но не более чем за три приёма; заряжание шпуров в каждом отдельном приёме должно производиться после взрывания в предыдущем и принятия мер, обеспечивающих безопасность взрывных и других работ в забое.

Таблица 2.8

Неэлектрические системы инициирования

Электродетонаторы замедленного действия разрешается применять для взрывания зарядов в забоях, где разрешено использование непредохранительных ВВ II класса, при отсутствии газовыделения и взрывчатой пыли.

Запрещается размещать в одном шпуре ВВ различных классов или различных наименований, а при сплошном заряде - более одного патрона-боевика.

Различают прямое и обратное инициирование.

При прямом инициировании капсюль-детонатор или электродетонатор ориентированы от устья к донной части заряда. При обратном инициировании капсюль-детонатор или электродетонатор ориентированы от донной части к устью заряда.

При обратном инициировании увеличивается время воздействия продуктов детонации на разрушаемый массив, в результате чего повышается интенсивность дробления горного массива. Поэтому обратное инициирование наиболее целесообразно применять при взрываний в условиях сильного "зажима" (например, при проведении выработок в крепких породах).

Патрон-боевик должен быть расположен первым от устья шпура. При этом электродетонатор (капсюль-детонатор) необходимо помещать в ближайшей к устью шпура торцевой части патрона-боевика так, чтобы дно гильзы электродетонатора (капсюля-детонатора) было направлено ко дну шпура.

При заряжании без применения средств механизации допускается расположение патрона-боевика с электродетонатором (капсюлем-детонатором) первым от дна шпура. В этом случае дно гильзы электродетонатора (капсюля-детонатора) должно быть направлено к устью шпура. В угольных и сланцевых шахтах такое расположение в шпуре патрона-боевика с электродетонатором допускается только при отсутствии газовыделения и взрывчатой пыли, а также при наличии электродетонаторов с длиной проводов, превышающих глубину шпуров не менее 0,6 м .

По заданным условиям прочность аргиллитов при растяжении 8 МПа, что соответствует породам повышенной крепости по классификации М. М. Протодьяконова (младшего). Для пород повышенной крепости, а так же коэффициентом крепости ƒ<12 в сухих скважинах в основном используют такие ВВ как: Гранулит М, Граммонит 79/21 и Гранулит АС-4.

Среди вышеперечисленных ВВ выбираем гранулит АС-4, обосновываясь на том, что у этого ВВ чувствительность к удару небольшая, а теплота взрыва и идеальная работа взрыва выше, чем у остальных.

Удельный расход ВВ является основным показателем, от которого зависят как качество дробления горных пород, так и стоимость буровзрывных работ. Значение удельного расхода зависит от факторов, главными из которых являются: свойства горных пород, тип применяемого ВВ и условия взрывания. Удельный расход обычно определяется по формулам приводимых в специальной температуре и уточняется по результатам проведения опытно-промышленных взрывов.

Средний размер куска выбираем исходя из вместимости ковша экскаватора. По исходным данным задан экскаватор ЭКГ-8 с емкостью ковша 8 м³:

Формула справедлива для средневзрываемых пород.

Удельный расход ВВ определяется по формуле:

где q эт =0,735 кг/м 3 – эталонный расход гранулита АС-4 для пород с крепостью 6-10 и категорией трещиноватости III.

е=0,98 – коэффициент работоспособности гранулита АС-4.

k d =0,5/d ср =1,25 – коэффициент учитывающий потребную степень дробления.

γ=2,5 т/м 3 – плотность диабаза.

Длина перебура.

Перебур скважины необходимо для качественного разрушения пород в подошве уступа.

l п =(10-15)×d c

где d c =250 мм – диаметр скважины.

В легковзрываемых породах перебур принимают минимальным. А т. к. наша порода относится к средней трудности взрываемости, перебур принимаем:

l п =12×d c =12×250=3000 мм.

Глубина скважины.

Глубину определяем по следующей формуле:

м,

где Н у =12 м – высота уступа;

β=75° - угол наклона скважины к горизонту.

Угол наклона скважины к горизонту выбрал 75º в связи с тем, что при взрывании наклонных скважинных зарядов сопротивление породы взрыванию постоянно на высоте уступа, отрыв пород происходит, как правило, по линии скважин, улучшается степень дробления, хорошо прорабатывается подошва уступа, расход ВВ может быть снижен на 5-7 %.

Вместимость 1 погонного метра скважины.

Определяем по формуле:

D = 1200 кг/м 3 - плотность ВВ при заряжании;

кг/м;

Линия сопротивления.

Трест Союзвзрывпром предельное сопротивления по подошве одиночной скважины рекомендует определять по формуле:

м.

По условию безопасного ведения работ проверяем:

, м

где α=70° - угол откоса уступа;

Н=12 м – высота уступа;

с=3,0 м – минимально допустимое расстояние от оси скважин до верхней бровки уступа;

Расстояние между рядами и скважинами в ряду.

Расстояние между скважинами:

Расстояние между рядами при квадратной сетке:

Вес заряда в скважине.

Вес скважинного заряда определяется по формуле:

Длина заряда в скважине.

Длина заряда в скважине определим по формуле:

м.

Длина забойки.

Длина забойки определим по формуле:

Выход взорванной горной массы

с 1 погонного метра скважины.

С помощью формулы определяем:

где n р =5 – с число рядов скважин.

Ширина блока:

Ширина развала взорванной горной массы:

где K вз - коэффициент, зависящий от взрываемости пород (для средне взрываемых K вз = 2,5¸3);

K з - коэффициент, зависящий от времени замедления при короткозамедленном взрывании зарядов (при мгновенном взрывании К з =1, при замедлении до 25 мс K з =0,9, до 50 мc K з =0,8).

Высота развала взорванной горной массы:

м,

где K р = 1,4 - коэффициент разрыхления породы в развале.

Выбор и описание

конструкции заряда в скважине.

Суммарная длина воздушных промежутков определяется по следующей формуле:

где k=1,4 - коэффициент, учитывающий направление скважин, k=1,4-1,5 для пород с f≤8.

Длина каждого промежутка определяется в зависимости от диаметра заряда и категории пород по взрываемости. Для трудновзрываемых:

Число воздушных промежутков в скважине:

.

При рассредоточении скважинного заряда на две части одним промежутком масса нижней части заряда определяется формулой:

Масса верхней части заряда:

Длина нижней части заряда:

м.

Длина верхней части заряда:

м.

Длина забойки (исправленной):

Выбор способа

и средств взрывания зарядов.

Выбор способа инициирования зарядов.

Для инициирования зарядов взрывчатых веществ применяют средства взрывания. Средства взрывания очень чувствительны и начинают действовать от небольших по величине и простых по форме начальных импульсов: удара, нагрева, трения и т. д. К средствам взрывания предъявляются жесткие требования: безотказное действие от сообщенных этим средством начальных импульсов и достаточная мощность, чтобы обеспечить надежное и безотказное инициирование зарядов.

Качество начального импульса сильно влияет на результаты взрыва: например, одни и те же детонаторы могут сообщать различную скорость детонации патрону-боевику, если они не будут обладать одинаковым начальным импульсом. Следствием разновременного действия замедлителей одного номинала может быть некачественное дробление горной массы, недопустимый сейсмический эффект или нарушения взрывной сети, т. е. отказы. Следовательно, вторим не менее важным качеством средств инициирования должно являться однообразие их действия.

Обязательным условием, предъявляемым ко всем средствам взрывания, является безопасность в обращении. Устройство средств инициирования должно обеспечить их безопасность и стойкость к случайным ударам и тряске, неизбежным при обращении. Другие требования, предъявляемые к средствам инициирования, заключаются в допустимых сроках хранения, простоте устройства, дешевизне и т. д. В промышленности правилами безопасности допускаются следующие способы взрывания: а) огневой; б) при помощи детонирующего шнура; в) электрический.

Огневое взрывание осуществляется с помощью зажигательных трубок, которые представляют собой отрезки огнепроводного шнура, соединенные с капсюлями-детонаторами. Зажигательные трубки разрешается зажигать тлеющим фитилем, отрезком огнепроводного шнура или специальными приспособлениями (патронами для группового зажигания и пр.).

Электроогневое взрывание отличается применением электрозажигательных патронов, снабженных горючей смесью, которая после подачи импульса зажигает нужное количество зажигательных трубок.

Взрывание зарядов при помощи детонирующего шнура (ДШ) является наиболее распространенным в отечественной и зарубежной практике.

Современные методы многорядного короткозамедленного взрывания с помощью ДШ характеризуются широким применением пиротехнических замедлителей.

Инициирование взрывной сети из ДШ осуществляется электродетонатором или капсюлем-детонатором. Взрывание зарядов электродетонаторами (электровзрывание) возможно при наличии источников тока, проводов и контрольно-измерительной аппаратуры. До начала монтажа электровзрывной сети все электроустановки, кабели и провода в пределах опасной зоны обеспечиваются. Многорядное короткозамедленное взрывание при массовых взрывах ограничено также количеством ступеней замедлений электродетонаторов. Применяется при взрывах на выброс и отбойке пород, где не требуется большого числа замедлений. Перечисленные способы взрывания допускается применять на открытых и подземных работах для организаций, ведущих взрывные работы. Выбор их зависит от условий производства работ и поставленных задач, которые необходимо решить с помощью взрыва.

Применим способ взрывания зарядов при помощи детонирующего шну­ра , как наиболее эффективный и безопасный.

Выбор промежуточного детонатора.

Промежуточные детонаторы применяются для инициирования ВВ, обладающих пониженной чувствительностью. Использование их оправдывает себя при малых (близких к критическим) диаметрах и значительной длине скважинных зарядов, а также при наличии в заряде ВВ инертных примесей (шлама).

В качестве промежуточных детонаторов используют порошкообразные аммиачно-селитренные ВВ в патронах или же специально изготовляемые шашки - заряды стандартных форм и размеров. Марку шашки в большинстве случаев обозначают буквами и числом. Буквы указывают наименование ВВ, а число - массу. На отечественных горнодобывающих предприятиях наиболее распространены литые и прессованные шашки следующих марок:

Т-400 - тротиловые прессованные цилиндрической формы с центральным сквозным отверстием.

ТГ-500 - изготовленные из сплава тротила и гексогена.

ТТ-500 - тротило-тетриловые цилиндрической формы.

Т-200 - тротиловые.

Т-75, Т-200 - тротиловые прессованные цилиндрической или прямоугольной формы, массой 75 и 200 г с гнездом под капсюль-детонатор (или без гнезда) В зарядах ВВ, где неизбежны инертные примеси в виде шлама, массу промежуточных детонаторов рекомендуется увеличивать на 60-80%. Для обеспечения нормального протекания детонационного процесса по всей длине заряда надо учитывать местонахождение боевика в заряде, а следовательно, и соответствующие его параметры. В зависимости от условий взрывания шашки выпускаются приспособленными для инициирования их капсюлями-детонаторами (электродетонаторами) или детонирующим шнуром. Шашки или патроны ВВ, соединенные с детонирующим шнуром или детонатором, называют боевиками.

Боевики изготовляют на месте работ или в специально. отведенных местах. Количество их не должно превышать потребности подготовляемого взрыва. Патрон-боевик из патронированного ВВ в мягкой оболочке до ввода в патрон детонатора или ДШ нужно хорошо размять, а оболочку с торца развернуть. После введения в патрон ДШ (завязанного узлом) или детонатора бумажную оболочку необходимо обвязать шпагатом вокруг ДШ, огнепроводного шнура или проводов электродетонатор. Детонатор при этом должен быть введен в патрон ВВ на полную длину независимо от типа применяемого ВВ.

При производстве взрывных работ в сырых условиях патрон-боевик изолируют с помощью резиновой оболочки или другими способами.

Боевики вводятся в заряд осторожно, без толчков. При заряжании запрещается уплотнять боевики, а также проталкивать их ударами.

И так, в качестве промежуточного детонатора принимаем Т-400Г тротиловая шашка весом 400 г, скоростью детонации 6,8 км/с и плотностью 1,52г/см3. Имеет осевое отверстие под детонирующий шнур.

Выбор электродетонатора.

Электродетонатор мгновенного действия - соединение КД с электровоспламенителем в одной гильзе, служащее для инициирования заряда ВВ. Принцип действия ЭД мгновенного действия; при прохождении электрического тока мостик накаливания электровоспламенителя мгновенно нагревается, вызывает вспышку зажигательного состава, от которого мгновенно загорается воспламенительный состав. Луч пламени воспламенительной головки вызывает взрыв ЭД. ЭД изготовляются мгновенного, короткозамедленного и замедленного действия. В ЭД применяют безгазовые зажигательные, воспламенительные и замедляющие составы, Электровоспламенитель соединяется с КД при помощи мастики или обжима гильзы по пластикатовой пробочке, а в ряде конструкций резьбовым ниппелем и крышкой. Гильзы ЭД изготовляются из тех же материалов, что и гильзы КД.

Детонаторные провода изготовляются с медной или стальной жилой в полиэтиленовой или полихлорвиниловой изоляцией.

Безопасный ток для всех марок ЭД равен 0,18 А. ЭД водонепроницаемы и выдерживают давление водяного столба высотой более 1 м.

Промышленность выпускает ЭД мгновенного действия ЭД-8П (предохранительный), ЭД-8-ПМ, повышенной инициирующей способности предохранительного типа, ЭДБ - не содержит инициирующих ВВ, менее чувствителен к механическим и температурным воздействиям, ЭД-8-ЗПС - для взрывания в сухих местах. ЭД-8-Э и ЭД-8-Ж выпускаются партиями не более 50000 шт., ЭДП, ЭДП-р и ЭДС - не более 15000 шт.

В одну картонную коробку в зависимости от длины проводов и типа ЭД укладывают 30-80 электродетонаторов.

Для эффективности поджога ДШ выбираем 2 электродетонатора мгновенного действия ЭД-8-ПМ.

Выбор ДШ и пиротехнического замедлителя.

Детонирующий шнур (ДШ) состоит из оболочки и сердцевины. Сердцевиной служит слабо спрессованное бризантное ВВ или смесь бризантного ВВ с инициирующим, навеска которого составляет 12- 13 г на 1 м шнура. Через сердцевину пропущены две направляющие хлопчатобумажные нити, которые способствуют распределению ВВ при изготовлении шнура. Оболочка состоит из трех слоен льняных или хлопчатобумажных нитей. Средняя и наружная оплетка покрыты изолирующим составом и лаком, которые предохраняют сердцевину от влаги и механических повреждений.

Наружная белая оболочка детонирующего шнура марки ДШ-А имеет спиральные красные нити, а водоустойчивый шнур марки ДШ-В покрыт красной полихлорвиниловой оболочкой. Шнуры имеют диаметр 5 - 6 мм и выпускаются отрезками длиной 50м, свернутыми в бухты. Бухты заворачивают и бумагу, упаковывают в ящики и в таком виде отправляют потребителям. В горной промышленности наиболее широкое распространение получили шнуры, сердцевина которых изготовлена из тэна. Такие ДШ сравнительно безопасны: к удару они почти не чувствительны, от огня не взрываются.

При температуре выше 30° С гидроизоляция плавится, проникает в сердцевину и резко снижает чувствительность ВВ к детонации. Поэтому сети из детонирующих шнуров при температуре воздуха более 30°С должны прикрываться от действия солнечных лучей. При применений-шнуров, имеющих пластиковую оболочку, эта необходимость отпадает. В условиях минусовых температур при монтаже взрывной сети шпур может ломаться. Скорость детонации тэнового шнура 7000 м/с. Детонирующий шнур применяется для передачи детонации на расстояние одновременного взрывания нескольких зарядов от одного капсюля, а также для обеспечения полноты взрыва удлиненных или рассредоточенных зарядов. На открытых и подземных разработках детонирующий шнур широко применяют для короткозамедленного взрывания скважинных и камерных зарядов.

При взрыве нескольких зарядов, расположенных в различных местах, в них вводят отрезки ДШ, которые соединяют в общую цепь и взрывают с одного места зажигательной трубкой или электродетонатором. При бескапсюльном взрывании колонковых и камерных зарядов на конце детонирующего шнура, вводимого в заряд, завязывают 2-3 узла. Заряды между собой можно соединять последовательно и параллельно. Соединение двух отрезков или ответвления с магистральным шнуром разрешается производить только внакладку или способами, указанными в инструкции, находящейся в ящике с ДШ. Соединение внакладку необходимо делать по длине не менее 10 мм, при этом шнуры должны плотно прилегать один к другому. Скрепляют шнуры изоляционной лентой, тесьмой пли шпагатом. Шнуры следует присоединять к магистральному шнуру так, чтобы направление распространения детонации по ответвлению совпадало, с направлением распространения детонации по магистральному шнуру. При прокладке ДШ нельзя допускать витков и скруток шнура, так как это может вызвать затухание детонации. При пересечении шнуров между ними необходимо помещать прокладку из грунта или дерева толщиной не менее 10 см. Разработана конструкция шнура, в котором сердцевина заключена в целлофановую трубку. По сравнению со шнуром ДШ-А это делает ДШ более термостойким и препятствует высыпанию ВВ при перегибах. В предохранительных ДШ, созданных для шахт, опасных по газу или пыли, сердцевина состоит из смеси ВВ с пламегасителем (ДШП-1 и ДШП-2). Диаметр их 8,5 -9 мм, скорость детонации 6000 м/с, инициируют от капсюля-детонатора № 8.

В 1959 г. на предприятиях Советского Союза замедления между зарядами или группами зарядов при взрывании ДШ начали осуществлять с помощью пиротехнических реле КЗДШ-58

Реле представляет собой жесткую бумажную трубку, в которую вставлен замедляющий элемент, который состоит из обычного капсюльдетонатора №8 и пиротехнического замедлителя (оксид меди и алюминиевая пудра).

С обоих концов трубки закреплены отрезки детонирующего шнура: один длиной 350 мм, а другой 150 мм. Между концом трубки с длинным отрезком ДШ и замедляющим элементом, помещенным в другом конце трубки, находится свободное пространство длиной 100 мм. На бумажной трубке краской нанесена стрелка, указывающая направление хода детонации, и цифры, обозначающие номинал замедления (в миллисекундах).

Пиротехническое реле применяется в таких же условиях, как ДШ и капсюли-детонаторы № 8. Принцип действия реле состоит в следующем. Детонация от нити ДШ через свободное пространство трубки передается в виде снопа огня к замедляющему составу, который запрессован в металлическую гильзу. Продолжительность горения пиротехнического замедлителя указана на трубке. Пламя от замедлителя передается капсюлю-детонатору, который инициирует передний конец ДШ. КЗДШ-58 выпускаются в шести сериях с номиналами 10, 20, 35, 50, 75 и 100 мс. Для создания замедлений больших, чем 100 мс, соединяют последовательно несколько реле.

Реле передает детонацию только в направлении, указанном стрелкой на бумажной гильзе. В сеть детонирующий шнур включают «внакладку» или «внакрутку» (со сивкой нитей ДШ). При дублировании сети ДШ параллельные реле должны иметь одинаковую степень замедления и находиться на расстоянии не менее 15 см один от другого.

С. 1963г. освоен выпуск пиротехнических реле двухстороннего действия КЗДШ-62-2, которые передают детонацию в сети ДШ независимо от того, каким концом оно подключено. Гильза реле - металлическая, длиной 137 мм и диаметром 7,1 мм. В гильзе находятся два промежуточных колпачка, два замедлителя и два капсюля-детонатора. С обоих концов закреплены отрезки ДШ. Прочный корпус и небольшие габариты КЗДШ-62-2 делают его более удобным и безопасным. Применять можно и интервале температур от +50° до -30° С, гарантийный срок - 1 год.

Конструкции реле, выпускаемых за рубежом, несколько отличаются от отечественных. Так, детонационное реле двухстороннего действия английского производства имеет с двух концов капсюли-детонаторы, между которыми находится замедляющий состав (пиротехнический элемент). В ФРГ выпускаются двухсторонние реле, в которых нет капсюлей-детонаторов. Передача и усиление импульса от одного отрезка ДШ к другому осуществляется самим пиротехническим замедлителем, расположенным между отрезками ДШ. По правилам безопасности пиротехнические реле должны проходить испытание на наружный осмотр и безотказное взрывание.

Выбираем марку ДШ-А .

Пиротехнические замедлители ДШ применяются для создания необходимых замедлений между взрывами зарядов.

Конструкция замедлителя КЗДШ-69 предусматривает 10 ступеней замедлений – 10, 20, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175 и 200 мс.

Замедлитель состоит из жёсткой бумажной трубки, в которую помещён КД в металлической гильзе с пиротехническим замедлителем. С обоих концов трубки закреплены отрезки ДШ, один касается донышка КД, другой расположен на расстоянии 100 мм от среза гильзы детонатора. Замедлитель КЗДШ-69 включают в разрыв сети ДШ. При взрыве первым детонирует входящий (длинный) отрезок шнура. Пламя взрыва шнура воспламеняет замедлитель, огонь которого спустя заданный интервал времени инициирует КД, а взрыв последнего инициирует примыкающий к нему (короткий) отрезок ДШ, выходящий из трубки.

При замедлениях, отличных от номиналов, допускается последовательное включение нескольких КЗДШ между зарядами ВВ.

Замедлитель КЗДШ-69 передает детонацию только в одном направлении. Это требует повышенного внимания при монтаже сети, чтобы направление стрелки на трубке КЗДШ всегда совпадало с направлением детонации в сети.

Выбираем пиротехническое реле замедлитель КЗДШ-69-35 с интервалом замедления 35 мс.

Выбор схемы взрывания и расчёт

интервала времени замедления при КЗВ.

В последние годы на карьерах широко распространилось много рядное КЗВ скважинных зарядов, которое обеспечивает более высокие технико-экономические показатели взрывных работ, чем при мгновенном однорядном взрывании. При КЗВ с помощью ДШ и пиротехнических замедлителей КЗДШ применяют разнообразные схемы соединения зарядов, которые должны удовлетворять следующим требованиям:

Обеспечивать надежность передачи детонации по всей сети;

Обеспечивать высокую интенсивность дробления;

Формировать развал породы желаемых геометрических параметров;

Обеспечивать минимальные разрушения в глубь массива;

Создавать минимальный сейсмический эффект воздействия взрыва на окружающие сооружения и объекты.

Для повышения надежности схем применяют резервные магистрали, периферийные линии и кольцевые схемы ДШ, дублирование боевиков в скважинах.

Наиболее простыми являются схемы соединения сети при однорядном взрывании при соединении зарядов через один или замедлением на каждую скважину. Более эффективным с точки зрения дробления горной породы и уменьшения ширины развала, является взрывание с последовательным замедлением взрывание каждой скважины.

Интервал замедления между взрывами зависит от физико-технических свойств горных пород и находится экспериментальным путем в пределах 20-50 мс. С увеличением крепости пород интервал замедления уменьшают. Расстояние между скважинами для исключения подбоя одного заряда другим рекомендуется принимать не менее 28-30 их диаметров. При больших объемах добычи полезного ископаемого целесообразнее применять многорядное КЗВ, обеспечивающее сокращение расходов на путевые работы, уменьшение числа взрывов в карьере.

При многорядном расположении скважин применяются разнообразные схемы, сущность которых заключается в создании взрывом первых зарядов дополнительной открытой поверхности, облегчающей работу зарядов последующих взрывов, или в создании взрывом первой серии зарядов по контуру взрываемого участка массива раздробленного экрана (щели), который снижает разрушение горной породы за пределами оконтуренного участка и уменьшает сейсмическое действие взрыва, а также схлопывает трещины в массиве, обеспечивая тем самым лучшее распространение энергии и дробление при взрыве.

При проходке траншей лучшее дробление обеспечивают врубовые схемы: взрывом одного из рядов, как правило, среднего образуется вруб, на который и производят взрывание остальных рядов. Скважины врубового ряда бурят по сближенной сетке а = (0,6+0,7) W и перебур увеличивают на 1 м. В породах невысокой крепости скважины врубового ряда можно не сближать.

Выбираем диагональную схему взрывания.

Рассчитаем интервал времени замедления при КЗВ:

где k=4 коэффициент взрываемости пород для средневзрываемых пород.

Принимаем интервал времени замедления равной 35 мс.

Расчёт безопасных расстояний

Расстояние, безопасное для людей по разлету отдельных кусков породы при взрывании скважинных зарядов рыхления, определяется по формуле:

где h з = L вв /L с =11,2/15,4=0,73 - коэффициент заполнения скважины взрывчатым вещест­вом;

h заб = L заб /L н - коэффициент заполнения скважины забойкой, при полном заполнении забойкой свободной от заряда верхней части скважины h заб = 1.

L н =1,9 м - длина свободной от заряда верхней части скважины;

¦=8 - коэффициент крепости горной породы.

При расчете безопасных расстояний по этой формуле следует принимать минимально возможные в процессе взрывных работ значения параметров а, h заб и максимально возможные значения ¦ и h з.

Рассчитанные по той формуле безопасные расстояния округляются в большую сторону до значения кратного 50.

Безопасные расстояния по разлету кусков для механизмов, зданий и сооружений определяются с учетом конкретных условий.

Определение расстояний, безопасных по действию ударно-воздуш­ной волны на застекление при взрывании наружных зарядов и скважинных зарядов рыхления производится по формулам:

, м при 5000 > Q э ³ 1000 кг,

, м при 2 £ Q э < 1000 кг,

, м при Q э < 2 кг,

где Q э - эквивалентная масса заряда, кг.

Для группы из N скважинных зарядов длиной более 12 своих диаметров взрываемых одновременно

Q э =12·р×d c ×k з ×N одн =12·59·0,25·0,003·5=2,655 кг,

м,

где k з =0,003 - коэффициент, значение которого зависит от отношения L заб /d с и при­нимается из таблицы (п. 5.1.10 главы VIII ЕПБ при ВР);

N одн =5 – число зарядов одной группы, взрываемых одновременно.

При короткозамедленном взрывании под Q э и N следует понимать соответственно массу эквивалентного заряда и число зарядов одной группы, взрываемой одновременно. При интервале замедления между группами зарядов от 30 до 50 мс безопасное расстояние должно быть увеличено в 1,2, от 20 до 30 мс - в 1,5 и от 10 до 20 мс - в 2 раза.

Принимаем r в =R без =1,2×106=127,2 м.

Если взрывные работы проводятся при отрицательной температуре воздуха, то безопасное расстояние должно быть увеличено не менее чем в 1,5 раза: R без =1,5×127,2=190 м.

Правила техники безопасности и

организация работ массового взрыва.

Организация проведения массовых взрывов.

Производство массовых взрывов на разрезе осуществляется в соответст­вии с требованиями действующих, «Единых правил безопасности при вз­рывных работах» (2002 г.) и «Типовой инструкции по безопасному проведению массовых взрывов на земной поверхности» (1993 г.) в следующей последова­тельности:

Определение объема и места расположения взрывного блока;

Составления проекта массового взрыва состоящего из: а) технического расчета со схемой расположения скважин и графических материалов; б) таб­лицы параметров взрывных работ; в) распорядка проведения массового взрыва;

Бурение взрывных скважин;

Определение границ запретной и опасной зон и их обозначение на мест­ности;

Доставка ВМ на блок и организация их охраны;

Заряжание и забойка скважин;

Вывод людей и техники за граници опасной зоны;

Выставление постов охраны опасной зоны и монтаж взрывной сети;

Взрывание и осмотр места взрыва.

Технический расчет и схема расположения скважин должны состоять из пояснительной записки с расчетами и графической документации. Эти доку­менты составляются с учетом горных, геологических и гидрогеологических условий. Для составления схем ис­пользуются выкипировки планов горизонтов, на которых указываются точки расположения скважин. Маркшейдерская служба разреза должна указать по­ложение уступа (верхнею и нижнею бровки).

Точки расположения скважин маркшейдером выносятся на место ра­боты. Составляется и утверждается паспорт бурения блока и выдается бригаде на бурстанок. По окончанию бурения скважин производится маркшейдерская съемка обуренного блока и составляется план с указанием фактического поло­жения уступа и скважин, а также линии сопротивления по подошве уступа. На основании контрольной съемки составляется в виде самостоятельного доку­мента таблица параметров взрывных работ, в которой указываются расчетные данные. В ходе заряжания в таблицу заносятся фактические параметры: глу­бина скважин, масса заряда, длина забойки и др.

Составляется распорядок проведения массового взрыва, который утвер­ждается главным инженером разреза. В приказе о подготовке массового взрыва указывается ответственный руководитель. Ответственный руководи­тель массового взрыва обязан ознакомить ИТР и рабочих с документами по взрыву, довести до них порядок его подготовки и проведения.

На основании утвержденного проекта и распорядка массового взрыва издается приказ по предприятию о проведении массового взрыва. Ответст­венный руководитель массового взрыва составляет письменный наряд на вы­полнение взрывных работ с ознакомлением под роспись задействованных в нем лиц и выписывает наряд-путевку. Доставка ВМ на блок производится ав­тотранспортом. Заряжание скважин, в связи с небольшим объемом работ, производится вручную. Доставленные на блок затаренные ВВ размещаются у скважин в количествах, определенных расчетом, и должны быть защищены от атмосферных осадков.

На период заряжания по периметру блока устанавливается запретная зона. Контур запретной зоны должен отстоять не менее чем на 20 м от бли­жайшего заряда и обозначается на местности красными флажками и предупре­дительными надписями. С территории запретной зоны до начала заряжания должно быть убрано буровое и др. оборудование. Находящиеся на блоке ВВ и заряженные скважины должны охраняться взрывниками или проинструктиро­ванными рабочими, занятыми на зарядке. На границе запретной зоны на подъ­ездных дорогах на заряжаемый блок выставляются посты охраны. Вывод лю­дей и отвод техники с территории опасной зоны за ее пределы осуществляется перед вводом опасной зоны. Опасная зона, определенная расчетом в проекте, вводится при взрывании детонирующим шнуром до начала установки в сеть пиротехнических реле. На границе опасной зоны выставляются проинструкти­рованные посты охраны. По окончании монтажа взрывной сети ответственный руководитель массового взрыва проверяет соответствие монтажа взрывной сети проектным схемам коммутации, надежность узлов и соединений, пра­вильность установки замедлителей. Обнаруженные дефекты должны быть уст­ранены.

Ответственный руководитель взрыва, получив письменные донесения лиц, ответственных за охрану опасной зоны и выставление постов, а также за вывод людей с территории опасной зоны и убедившись в выполнении меро­приятий, перечисленных в распорядке проведения массового взрыва, дает ука­зание о подаче боевого сигнала.

Не ранее чем через 15 минут после взрыва ответственный руководитель массового взрыва организует осмотр места взрывных работ с принятием мер, предотвращающих отравление газами проверяющего персонала. При отсутст­вии отказов скважинных зарядов ответственный руководитель массового взрыва дает указание о подаче сигнала “Отбой”. По этому сигналу посты ох­раны опасной зоны снимаются.

Допуск людей к месту взрыва проводится согласно порядку, принятому на разрезе и утвержденному главным инженером предприятия.

Контроль за наличием отказов после массового взрыва, их регистрация и ликвидация осуществляются в соответствии с установленными на предпри­ятии требованиями инструкции, согласованной с управлением Якутского ок­руга Госгортехнадзора России.

Техника безопасности.

При подготовке массовых взрывов в пределах запретной зоны запреща­ется находиться людям не связанным с заряжанием. За границей запретной зоны в пределах опасной зоны допускается нахождение только максимально ограниченного распорядком массового взрыва числа людей.

Перед заряжанием скважины должны быть очищены от буровой мелочи. Поверхность у устья скважин должна быть очищена от обломков породы, бу­ровой мелочи, посторонних предметов и т.п. на расстоянии, исключающем па­дение кусков (предметов).

В качестве забойки для скважин нельзя применять кусковатый или горю­чий материал. Заполнять скважины забоечным материалом следует осторожно. При этом детонирующий шнур должен иметь слабину. Запрещается выдерги­вать или тянуть детонирующий шнур введенный в боевик.

Запрещается пробивать застрявший боевик. Если извлечь застрявший боевик не представляется возможным, заряжание скважины необходимо пре­кратить, боевик взорвать вместе с другими зарядами.

Если во время заряжания часть заряда будет пересыпана, скважину необ­ходимо дозарядить и заряд взорвать вместе с другими зарядами.

Запрещается проводить взрывные работы при недостаточном освещении рабочего места.

При производстве взрывных работ обязательна подача звуковых сигна­лов, а в темное время суток, кроме того, и световых сигналов. Запрещается подача сигналов голосом, а также с применением взрывчатых веществ.

Назначение и порядок подачи сигналов:

а) первый сигнал - предупредительный (один продолжительный), пода­ется при вводе опасной зоны;

б) второй сигнал - боевой (два продолжительных). По этому сигналу производится взрыв;

в) третий сигнал - отбой (три коротких). Он означает окончание взрыв­ных работ.

Сигналы при массовом взрыве подаются специально назначенным лицом по команде его ответственного руководителя.

II. Способы подачи и назначение сигналов, время производства взрывных работ должны быть доведены до сведения работников карьера, а также до жи­телей блиТехнология выемочно-погрузочных работ на карьере.

Исходные данные:

¨ Характеристика разрабатываемых пород – известняки;

¨ Коэффициент крепости по М. М. Протодьяконову – 6-8;

¨ Объёмная масса пород – 2,6 т/м 3 ;

¨ Способ подготовки горной массы – буровзрывной;

¨ Высота уступа – 10 м;

¨ Угол откоса уступа – 70°;

¨ Средний размер куска – 0,30 м;

¨ Вид транспорта – автомобильный;

¨ Грузоподъёмность автосамосвала – 40 т;

¨ Схема подачи транспортных средств – тупиковая;

¨ Годовой объём вскрышных работ – 2,0 млн. м 3 ;

¨ Число рабочих дней в году – 200.

Экскавируемость взорванных вскрышных пород.

Показатель трудности экскавации разрушенных пород определяется по эмпирической формуле:

где γ=26 Н/дм 3 – плотность известняка;

g=9,81 м/с 2 – ускорение свободного падения;

d ср =0,3 м – средний размер кусков разрушенной породы;

К р =1,27 – коэффициент разрыхления породы в развале;

МПа;

где σ сж, σ р, σ сдв – соответственно пределы прочности на сжатие, растяжение и сдвиг;

· ЭКГ – экскаватор электрический, на гусеничном ходу. Прямая карьерная лопата используется на мягких, плотных и разрыхленных (полускальных и скальных) породах, при погрузке пород в отвал и транспортные сосуды, установленные на уровне стояния экскаватора или на вышележащем уступе, а также при проходке траншей и на отвальных работах.

· ЭШ – экскаватор шагающий. Драглайн применяется на лёгких, средней крепости или взорванных крепких породах, как с нижним так и с верхним черпанием при бестранспортной системе разработки, при работе на отвалах, при переэкскавации горной массы, при погрузке в транспортные сосуды или в бункер, при строительстве карьеров и проходке траншей.

· ЭГ – экскаватор карьерный гидравлический, на гусеничном ходу, прямая лопата.

· ЭГО – экскаватор карьерный гидравлический, на гусеничном ходу, обратная лопата. Обратная лопата применяется на тех же породах, что прямая лопата, при черпании ниже уровня его стояния и погрузке в транспортный сосуд, расположенный на нижележащем уступе или на уровне стояния экскаватора и при проходке траншей.

Буквы А, И, М, С, добавленные к названию, обозначают модификации экскаваторов; Ус – экскаватор с удлинённым рабочим оборудованием для погрузки транспорта, расположенного на уровне стояния экскаватора; У – экскаватор с удлиненным рабочим оборудованием для верхней погрузки.

Исходя из способа подготовки горных пород, вида транспорта, годового объёма вскрышных работ, высоты уступа, среднего размера куска, расчёта экскавации и вышесказанного выбираем ЭКГ-8УС.

Техническая характеристика ЭКГ-8УС:

§ Вместимость ковша – 8 м 3 ;

§ Масса ковша – 14,4 т;

§ Расчётное время цикла – 28 с;

§ Максимальное усилие на подвеске ковша – 780 кН;

§ Длина стрелы – 16,5 м;

§ Ход рукояти – 4,75 м;

§ Максимальный радиус копания на уровне стояния -13,5 м;

§ Максимальный радиус копания – 19,8 м;

§ Максимальная высота копания – 17,6 м;

§ Максимальный радиус разгрузки – 17,9 м;

§ Максимальная высота разгрузки – 12,5 м;

§ Радиус копания на уровне стояния – 13,5 м;

§ Рабочая масса с ковшом – 405 т.

Ширина тупикового забоя:

где, R к.у =13,5 м – максимальный уровень копания на уровне стояния;

h у =10 м – высота уступа;

α=70° - угол откоса уступа.

Расчет производительности экскаватора.

Теоретическая производительность экскаватора ЭКГ-8УС в разрыхленной массе определяется по формуле:

м 3 /ч,

где Е=8 м 3 – вместимость ковша;

Т ц.т =28 с – теоретическая продолжительность рабочего цикла.

Часовая техническая производительность в плотной массе для одноковшовых экскаваторов определяется по формуле:

где k н.к =0,85 – коэффициент наполнения ковша;

k р.к =1,45 – коэффициент разрыхления породы в ковше;

k з =0,9 – коэффициент забоя, учитывающий влияние вспомогательных операций;

Т ц.р =37,5 с – расчётная производительность рабочего цикла экскаватора в данном забое, зависящая от типа разрабатываемых пород и угла поворота экскаватора к разгрузке.

Сменная эксплуатационная производительность определяется по формуле:

где Т см =8 ч – продолжительность смены;

k и.э =0,6 – коэффициент использования экскаватора во времени, зависящий от типа применяемого оборудования в смежных технологических процессах, организации производства и других факторов.

Годовая эксплуатационная производительность экскаватора определяется по формуле:

где n см =3 и N д =200 – соответственно число рабочих смен в сутки и число рабочих дней экскаватора в году.

Число экскаваторов:

,

где V г =2000000 м 3 – годовой объём вскрышных работ.

жайшиIII. Перемещение горной массы из рабочей зоны карьера.

Исходные данные:

¨ Район разработки месторождения – Западная Сибирь;

¨ Форма залежи – линзообразная;

¨ Вид перевозного груза – скальные и полускальные породы;

¨ Глубина карьера – 320 м;

¨ Параметры карьера (по верху) – 4,0×2,8 км;

¨ Погрузочное оборудование – ЭКГ-20;

¨ Годовой грузооборот карьера – 30,0 млн. м 3 ;

¨ Место расположения отвалов или ОФ – внешнее;

¨ Расстояние транспортирования – 4,5 км;

¨ Протяжённость дороги или железнодорожного пути в рабочей зоне карьера – 2,3 км;

¨ Объёмная масса породы или ПИ – 3,2 т/м 3 ;

¨ Средний размер куска после взрыва – 0,40 м.

Использую данные таблицы и, учитывая заданные горно-геологические условия, выбираем автомобильный вид транспорта. Автосамосвал БелАЗ-7512 с техническими характеристиками:

§ Грузоподъёмность – 120 т;

§ Масса снаряженного автомобиля – 90 т;

§ Габариты – 11250×6100×5280 мм;

§ Погрузочная высота – 4900 мм;

§ База – 5300 мм;

§ Наименьший радиус поворота – 16 м;

§ Объём кузова:

Геометрический – 47 м 3 ;

С «шапкой» - 62 м 3 ;

§ Двигатель – 8ДМ-21АМ;

§ Номинальная мощность – 956 кВт;

§ Частота вращения – 1500 мин -1 ;

§ Мощность генератора – 630 кВт;

§ Мощность тягового двигателя – 360 кВт;

§ Размер шин – 33.00-57.

По сравнению с железнодорожным транспортом он обладает большой гибкостью и маневренностью. Его особенно эффективно применять в период строительства карьеров. Отсутствие рельсовых путей и контактной сети, менее жесткие требования к плану и профилю автодорог обеспечивает уменьшения объёма горно-капитальных работ, сроков и затрат на строительство карьеров.

Ширина проезжей части автодороги при двустороннем движении:

где, а=6,1 м – ширина автосамосвала;

х=2·у=1,5 м – зазор между кузовами встречных автосамосвалов;

у=0,5+0,005·v=0,5+0,005×50=0,75 м – ширина предохранительной полосы;

v=50 км/ч – скорость движения автосамосвала.

Число автосамосвалов, которые могут эффективно использоваться в комплексе с одним экскаватором:

,

где, Т р =v ср /S=6,8/20=0,34 ч =20,4 мин – продолжительность рейса;

v ср =20 км/ч –средняя скорость движения машин;

S=4,5+2,3=6,8 км – расстояние транспортировки;

t п =n к ·t ц =3×0,5=1,5 мин – продолжительность погрузки автосамосвала;

n к =3 – число ковшей, разгружаемых экскаватором в кузов автосамосвала;

t ц =0,5 мин – продолжительность рабочего цикла экскаватора.

Так как часть автосамосвалов постоянно находится в ремонте и проходит техническое обслуживание, то интервальный парк автосамосвалов :

,

где, τ р =0,7 – коэффициент технической готовности парка.

Пропускная способность автодороги:

где, t а – интервал времени между автосамосвалами;

l б =60 – безопасное расстояние между следующими друг за другом автосамосвалами;

n=2 – число полос движения;

k н.д =0,65 – коэффициент неравномерности движения.

Провозная способность автодороги:

где, V а =62 м 3 – вместимость автосамосвала.

Выбранная модель автосамосвала и условия движения отвечают требуемому грузообороту, так как провозная способность автодороги за час больше чем часовой грузооборот карьера.

Изобретение относится к промышленным взрывчатым составам типа <гранулит>, применяемым для ведения взрывных работ при заряжении скважин и шпуров в сухих забоях карьеров, рудников и шахт, не опасных по газу или пыли. Предложенные составы близки или превосходят по взрывчатым характеристикам штатные промышленные ВВ, но обладают более высокой пожаро-, взрывобезопасностью и физической стабильностью при изготовлении и применении. Состав включает гранулированную аммиачную селитру, масло индустриальное и ферросилиций. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к промышленным взрывчатым составам типа гранулит, применяемым для ведения взрывных работ при заряжании скважин и шпуров в сухих забоях карьеров, рудников и шахт, не опасных по газу или пыли. Известны гранулированные взрывчатые вещества гранулиты АС-4, АС-8, (ГОСТ 21987-76, прототип), содержащие аммиачную селитру гранулированную неводоустойчивую, или водоустойчивую, или пористую, масло индустриальное и в качестве энергетической добавки - алюминиевую пудру в соотношении, указанном в таблице 1. Основным недостатком этих промышленных ВВ является высокая пожаро-, взрывоопасность при изготовлении и применении, обусловленная наличием в рецептуре составов химически активной мелкодисперсной алюминиевой пудры. Даже при незначительном увлажнении мелкодисперсный алюминий способен к окислительным экзотермическим процессам, сопровождающимся выделением водорода, и, как следствие, к возгоранию и взрыву. Поэтому для обеспечения безопасности к производствам алюминийсодержащих промышленных ВВ предъявляются специальные требования, усложняющие аппаратурное оформление и контроль технологического процесса. Алюминиевая пудра во взвешенном состоянии в атмосфере воздуха (аэрозоль) взрывоопасна, а в насыпном состоянии пожароопасна. Согласно ГОСТ 5592-71 нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР) пыли алюминия - 40 г/м 3 температура самовоспламенения аэрозоля - 540 o C, пыли - 320 o C, минимальная энергия зажигания - 1 мДж. При изготовлении гранулитов вследствие высокой удельной поверхности частиц алюминиевой пудры (S уд 4000 см 2 /г, d частиц 10 мкм), а также их пластинчатой формы не происходит полного закрепления частиц на поверхности омасленных гранул аммиачной селитры. Частицы алюминиевой пудры распределены на поверхности гранул селитры в несколько слоев и в результате этого при механизированном заряжании гранулитов наблюдается интенсивный унос частиц алюминия и сильное пыление, что приводит к запыленности забоя и ухудшению санитарно-гигиенических условий труда, а также к нарушению соотношения компонентов в составе и, как следствие, к ухудшению взрывчатых характеристик. Так, по данным [Сб. "Технология приготовления и применения простейших ВВ", М. , 1996, стр. 106-114] унос алюминиевой пудры при пневмозаряжании гранулитов АС-4, АС-8 составляет до 22% от ее содержания в составе. Кроме того, гранулиты АС-4, АС-8 при пневмозаряжании способны сильно электризоваться, так как на внутренней поверхности трубопровода образуется диэлектрическая оболочка из алюминиевой пудры, покрытой окисной пленкой из Al 2 O 3 , препятствующей отводу зарядов статического электричества от продукта, что повышает вероятность воспламенения несмотря на применяемые меры защиты от статического электричества (заземление зарядного оборудования, использование электропроводных зарядных шлангов, увлажнение продукта водой, впрыскиваемой при заряжании в количестве до 5%) [Сб. "Технология приготовления и применения простейших ВВ", М., 1996, стр. 144-148]. К недостаткам алюминийсодержащих гранулитов можно отнести также высокую стоимость мелкодисперсного алюминия как сырьевой базы для промышленных ВВ. Известна также композиция промышленного гранулированного взрывчатого вещества (заявка на изобретение N 95104709/02, C 06 B, 1995 г., РФ) на основе гранулированной аммиачной селитры и минерального масла, которая в качестве энергетической добавки содержит ферросилиций, а также дополнительно поверхностно-активное вещество при следующем соотношении компонентов, мас%: аммиачная селитра гранулированная - 87,5 - 90,5, ферросилиций - 7,5 -9,5, минеральное масло - 2,0 - 3,0, поверхностно-активное вещество св. 100% - 0,10 - 0,16. В этой композиции устранены недостатки, характерные для алюминийсодержащих промышленных ВВ, однако по своим энергетическим характеристикам он не соответствует гранулиту АС-8, выбранному в качестве прототипа (теплота взрыва заявленной композиции - 4814 кДж/кг, гранулита АС-8 - 5225 кДж/кг, тротиловый эквивалент - 1,15 и 1,25 соответственно), что сужает область применения данного состава по условиям взрывания и крепости пород. Для получения состава ВВ на основе ферросилиция, аналогичного гранулиту АС-8, необходимо более высокое содержание в нем ферросилиция. Однако в описании изобретения показано, что составы с содержанием ферросилиция более 9,5% физически нестабильны из-за ссыпания частиц ферросилиция. При меньшем содержании ферросилиция (7%) частицы не полностью покрывают гранулы селитры. Это обусловлено тем, что в заявленной композиции состава использовался ферросилиций по ТУ 14-5-239-91 с размером частиц до 500 мкм. Очевидно, что крупнодисперсные частицы трудно закрепить на поверхности гранул омасленной аммиачной селитры. Для удержания частиц на гранулах селитры введен в состав дополнительный компонент - поверхностно-активное вещество (ПАВ), что удорожает ВВ и усложняет технологию изготовления. В процессе транспортирования, хранения и механизированного заряжания такой состав будет расслаиваться, потеряет физическую стабильность и, как следствие, ухудшатся взрывчатые характеристики. Перечисленные в рассмотренных аналогах недостатки устранены в заявляемом составе. Целью изобретения является создание вариантов гранулированного взрывчатого состава, аналогичных по взрывчатым характеристикам и области применения гранулитам АС-4, АС-8, но превосходящих их по пожаро-, взрывобезопасности при изготовлении и применении. Сущность изобретения заключается в использовании в заявляемом составе в качестве энергетической добавки пожаро-, взрывобезопасного, химически инертного, недефицитного и недорогого по сравнению с алюминиевой пудрой мелкодисперсного ферросилиция - сплава железа и кремния с содержанием кремния 65 - 80% и размером частиц не более 50 мкм, в качестве окислителя - аммиачной селитры гранулированной неводоустойчивой, или водоустойчивой, или пористой, в качестве горючего - масла индустриального (предпочтительно марки И-40А по ГОСТ 20799-88) при следующем соотношении компонентов, мас.%: Мелкодисперсный ферросилиций по показателям пожаро- и взрывоопасности значительно безопаснее алюминиевой пудры. Так, чувствительность мелкодисперсного ферросилиция к тепловому импульсу меньше в 2-3 раза: температура самовоспламенения аэрозоля алюминиевой пудры - 540 o C, пыли - 320 o C, для мелкодисперсного ферросилиция эти характеристики составляют 1000 и 860 o C соответственно. Нижний концентрационный предел, при котором аэрозоль может взорваться, у ферросилиция больше в четыре раза (150 и 40 г/м 3 соответственно), чувствительность к электрическому импульсу, в том числе к электростатическому разряду, меньше на два порядка, чем у алюминиевой пудры (280 и 1 мДж соответственно). Ферросилиций является химически инертным продуктом, не взаимодействует с водой. Поэтому при изготовлении и применении составов с ферросилицием исключаются аварийные ситуации, связанные с возможными экзотермическими окислительными процессами, характерными для алюминийсодержащих составов. Заданные пределы массовой доли ферросилиция в вариантах заявляемого состава обусловлены необходимостью сохранения или превышения энергетических характеристик состава по сравнению с прототипом и обеспечения близкого к нулевому кислородному балансу стехиометрического соотношения компонентов для выполнения требований по количеству вредных газов в продуктах взрыва. Использование в составе ферросилиция с дисперсностью менее 50 мкм обусловлено необходимостью обеспечения достаточно высокой удельной поверхности частиц для равномерного покрытия и закрепления их на омасленных гранулах селитры и снижения чувствительности состава к механическим воздействиям. Использование в аммиачно-селитряных смесях ферросилиция с дисперсностью более 50 мкм, по данным [Сб. "Деформирующие среды при импульсных нагрузках", Киев, 1992, стр. 127-130], приводит к существенному увеличению чувствительности этих смесей к удару и трению. Авторами проведены исследования основных физико-химических и взрывчатых характеристик заявляемого гранулированного взрывчатого состава. Для проведения исследований использованы опытные образцы вариантов заявляемого состава, основные характеристики которых представлены в таблице 2. Изготовление образцов осуществлялось в две стадии: на первой стадии гранулированная аммиачная селитра перемешивалась с маслом индустриальным вручную в течение 5-7 мин, на второй стадии к омасленной селитре добавлялся ферросилиций, все компоненты перемешивались в течение 10 мин. Массовые доли (весовые части) вводимых компонентов для каждого образца соответствовали указанным в таблице 2. Достаточная удельная поверхность (S удFeSi 1300 см 2 /г), зерненая форма частиц, а также лучшая из-за отсутствия жировой и окисной пленки на поверхности частиц адгезионная способность обеспечивают полное и равномерное распределение и закрепление частиц ферросилиция (d 50 мкм) на поверхности омасленных гранул аммиачной селитры. При изготовлении образцов состава не наблюдается пыление, в составе отсутствуют сростки ("окатыши") из масла и ферросилиция или "свободный" ферросилиций. Основные физико-химические и взрывчатые характеристики образцов заявляемого состава и прототипа приведены в таблице 3. В соответствии с представленными данными варианты заявляемого взрывчатого состава по своим взрывчатым характеристикам не уступают гранулитам АС-4, АС-8 (прототипу), а по показателям, характеризующим безопасность ВВ при изготовлении и применении, их превосходят. Так, оба варианта заявляемого взрывчатого состава менее чувствительны, чем гранулиты АС-4, АС-8, а также взрывчатая композиция на основе крупнодисперсного ферросилиция (заявка N 95104709/02), к ударному трению (550, 300 и 360 МПа соответственно) и имеют более высокую температуру вспышки (288 и 265 o C соответственно). По величине удельного объемного электрического сопротивления (3,0 - 3,8)10 5 Омм заявляемый взрывчатый состав относится к электропроводным взрывчатым материалам, что обеспечит электростатическую безопасность при пневмозаряжании. В процессе проведения исследований установлено, что заявляемый взрывчатый состав обладает хорошей сыпучестью, при перемешивании не пылит, не слеживается и не расслаивается в процессе хранения (образцы хранились в течение 6 месяцев). Промышленная технология изготовления заявляемого гранулированного состава на основе мелкодисперсного ферросилиция аналогична технологии изготовления гранулитов АС-4, АС-8 и заключается в просеивании, дозировании компонентов, их двухстадийном перемешивании в лопастном смесителе или в системе шнеков, расфасовывании и упаковывании готового продукта. Вместе с тем замена алюминиевой пудры на мелкодисперсный ферросилиций упрощает технологический процесс и его аппаратурное оформление, так как исключаются операции автоматизированного контроля температуры в каждой банке и каждом технологическом аппарате с ферросилицием на наличие окислительных процессов, исключена необходимость использования аппаратов с аварийной выгрузкой продукта в случае обнаружения окислительных процессов, как это предусмотрено в аппаратах, содержащих алюминиевую пудру. В заявляемом составе в качестве энергетической добавки используется пылевидный ферросилиций, являющийся отходом производства при измельчении товарного ферросилиция по ГОСТ 1415-93 в электрометаллургической промышленности. Марки промышленного ферросилиция, выпускаемые в наибольшем объеме, определили в заявляемом составе пределы содержания кремния в ферросилицие - 65 - 80%. Использование ферросилиция с указанными пределами содержания кремния оптимально обеспечивает получение заданных энергетических характеристик заявляемого состава. Пылевидный ферросилиций являлся неутилизируемым отходом производства. Использование его во взрывчатом составе позволяет провести его утилизацию, расширив тем самым сырьевую базу для промышленных взрывчатых веществ, и исключить загрязнение им окружающей среды. Применение заявляемого состава ВВ у потребителя позволит исключить требования по пылеподавлению при заряжании шпуров и скважин в забоях и обеспечить гигиенические нормативы условий труда, а также снизить требования по электростатической безопасности.

Формула изобретения

1. Гранулированный взрывчатый состав, содержащий гранулированную аммиачную селитру, масло индустриальное и энергетическую добавку, отличающийся тем, что в качестве энергетической добавки содержит ферросилиций с содержанием кремния в пределах 65 - 80% и размером частиц не более 50 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%: Ферросилиций - 6,5 - 7,4 Масло индустриальное - 3,0 - 4,0 Селитра аммиачная - Остальное 2. Гранулированный взрывчатый состав, содержащий гранулированную аммиачную селитру, масло индустриальное и энергетическую добавку, отличающийся тем, что в качестве энергетической добавки содержит ферросилиций с содержанием кремния в пределах 65 - 80% и размером частиц не более 50 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%: Ферросилиций - 10,0 - 13,0 Масло индустриальное - 2,5 - 3,5
Селитра аммиачная - Остальное
3. Гранулированный взрывчатый состав по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он содержит утилизируемый в электрометаллургическом производстве ферросилиций.