Источник: Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений. Сб. научн. трудов. Вып 10, – Донецк: «Норд – Пресс», 2010. – с. 79-82.
Основная идея предлагаемой конструкции шпурового заряда – повышение эффек-тивности взрывных работ за счет усиления радиального импульса взрыва ВВ (бризантного действия ВВ) на породы придонной части шпура для лучшего их дробления. При проходке стволов именно в придонной зоне шпуров располагается порода, уборка которой производится во 2-й фазе. Очевидно, что лучшее дробление пород этой зоны позволит снизить продолжительность весьма трудоемкой 2-й фазы уборки породы.
В работе [2] доказано, что радиальный импульс взрыва заряда ВВ увеличивается при использовании инертных промежутков (ИП); причем максимальный импульс дости-гается при отношении массы ИП (Мин) к массе активного заряда (mВВ) равной 1/12,2 для ИП из склеенных частиц песка, а для ИП из склеенных стальных стружек – 1/13,5.
Как показано в работе [1], при проходке стволов разрушенная горная масса в пре-делах зоны рыхления – не что иное, как порода, уборка которой идет в 1-й фазе; глубина этой зоны совпадает с глубиной воронки рыхления. Смятая и деформированная порода, сплошность которой нарушена трещинами, убирается во 2-й фазе. Ниже располагаются стаканы шпуров и уплотненные взрывом породы.
Вначале определим рациональное место установки ИП в заряде ВВ. Учитывая ска-занное выше, инертную преграду целесообразно размещать в заряде на расстоянии от дна шпура, lип , равном:
где lш –глубина шпура, м;
l1ф = hр – высота слоя разрушенной горной массы, уборка которой происходит в 1-й фазе или глубина воронки рыхления, м.
Для наиболее распространенных параметров взрывных работ в стволах аммоналом скальным № 1 прессованным (масса шпурового заряда qз = 4,0 кг; глубина отбойных шпу-ров lш = 4,2 м) величину l1ф можно определить по формуле [1]:
при крепости пород f = 7…20 (2):
при f = 5…17 (3):
Таким образом, инертный промежуток должен располагаться приблизительно на предполагаемой границе слоев разрушенной горной массы, уборка которых ведется в 1-й и 2-й фазе или зон I и II. Положение этой границы определяется расчетом по (2) или (3).
Очевидно, что величина инертной преграды должна быть меньше критической (Мин.max), через нее должна устойчиво передаваться детонация между стандартными па-тронами ВВ, т.е. соблюдаться условие:
В работе [1] была произведена оценка критической величины инертного промежутка при различных условиях взрывания зарядов отечественных и зарубежных промышленных ВВ. На основании рекомендуется критическое значение толщины инертной таблетки (lин. max) при использовании аммонита 6ЖВ принимать равным 1,5 см, а в случае применения аммонала скального № 1 прессованного (в патронах диаметром 45 мм) – 3,5 см.
Таким образом, при значениях lин > lин. max детонация между стандартными патро-нами ВВ передаваться не будет, что приведет к отказу. Связь между параметрами lин. max и Мин.max можно легко установить, используя формулу (4):
где ?ин – плотность инертных промежутков, г/см3. Отметим, что исследования [2] про-водились для ?ин.ср = 1,6 г/см3 при ИП из песка, а при ИП из стальной стружки – ?ин.ср = 1,8 г/см3.
Sин – площадь поперечного сечения инертных промежутков, см2,
где dин – диаметр инертного промежутка, см.
Отметим, что, диаметр инертного промежутка должен был принят таким, чтобы последний полностью перекрывал сечение патрона ВВ, а также легко входил в шпур при заряжании, т.е. должно выполняться условие:
где dп – диаметр патрона ВВ. Для аммонала скального № 1 прессованного dп = 4,5 см;
dш – диаметр шпура. При проходке стволов обычно dш = 5,2 см.
Таким образом, в условиях проходки вертикальных шахтных стволов целесообраз-но принимать dин в интервале 4,7...5,0 см. При dин = 5 см, Sин = 19,625 см2. Расчеты по (4) показывают, что критическая масса при использовании ИП из склеенных частиц песка составит 109 г, а из склеенных стальных стружек – 123 г.
Разработку конструкции заряда ВВ будем вести для наиболее распространенных условий проходки стволов – при lш = 4,2 м, qз = 4,0 кг, ВВ – аммонал скального № 1 (dп = 45 мм, масса патрона mп = 400 г). В нашей конструкции, как и в работе [1], предполагается использование двухъярусных зарядов ВВ. Таким образом, ударная волна и продукты детонации первого яруса заряда и отраженные от дна шпура ударная волна и продукты детонации взрыва заряда второго яруса встретятся на каком-то участке шпура и тем са-мым обеспечат более интенсивный сосредоточенный удар на породный массив, увеличив степень его разрушения в этой зоне. Расчеты, проведенные автором [1] и результаты прак-тического их применения показали, что для нанесения этого дополнительного удара по породам в предполагаемой зоне размещения стаканов шпуров необходимо размещать па-трон-боевик заряда второго яруса вторым-третьим от устья шпура. Патрон-боевик заряда первого яруса размещается при этом первым от устья шпура. Способ инициирования за-рядов ВВ – прямой. Для дальнейших расчетов примем, что патрон-боевик второго яруса располагается третьим от устья шпура.
Окончательные рекомендации по выбору параметров ИП для различных условий взрывания сведены в табл. 1. Необходимо особо отметить, что в случае попадания пред-полагаемой границы слоев разрушенной горной массы, уборка которой ведется в 1-й и 2-й фазе в пределы первого яруса, целесообразно размещение дополнительного ИП между патроном-боевиком и пассивным патроном первого яруса.
Библиографический список