Криворожский экономический институт Киевского национального экономического университета им. Вадима Гетьмана, ул. Карла Маркса. 64. г. Кривой Рог, 50000. Украина. E-mail: 1 borshevskiv@gmail.com;
Исследовано влияние контурного взрывания на скорость проходки выработок. Проанализированы параметры для различных вариантов условий в зависимости от коэффициента крепости пород.
The influence of the explosion contour on the mineworking speed in considered. Analyses of parameters the different variants of terms depending on the coefficient strengts of rocks ate given.
Рациональное проведение реконструкции шахт предполагает изучение различных факторов в том числе, связанных с организацией работ. В рамках этого исследуем влияние контурного взрытии я на скорость проходки горизонтальных выработок.
Анализ применение контурного взрывания покапал следующее (1,2). Уменьшение концентрации взрыва 1 м шпура достигается за счет применения ВВ с высокой (360-450см2) работоспособностью в патронах малого (21-24 мм) диаметра или применения ВВ и патронах обычного (32-36 мм) диаметра, ко малой (260-З00см) работоспособности, а также комбинации двух первых способов. Благодаря увеличенному зазору между диаметром шнура и патроном ВВ снижается плотность заряжания и связанное с этим давление газа на стенки шпура. При контурном взрывании применяют три типа контурного заряда с радиальным, осевым и радиально-осевым зазором. Заряды с радиальным зазором применяют при использования ВВ в патронах малого диаметра, с осевым зазором при использовании ВВ и патронах диаметром 32-36 мм. заряды с радиально-осевым зазором применяются в случаях когда ВВ имеют большую работоспособность, но малый диаметр патрона. Применение контурного взрывания уменьшает глубину трещин в породном массиве в 4-7 раза перебор породы примерно в 3 pаза и заметно снижает затраты на крепление 1 м выработок в 1,5 раза.
В работах (1,2) приводится зависимость расстояния между оконтуривающими шпурами в горизонтальных выработках от коэффициента крепости пород по шкале проф. ММ. Протодьяконов. Так, например, при f=3 что расстояние составляет 75 см. а при f=10 уменьшается до45 см. В то же время в указанных работах отсутствуют данные о параметрах размещения оконтуривающих шпуров в породах с f > 10.
Воспользовавшись данными, приводимыми в (1.2) можно установить зависимости параметров размещения шнуров от коэффициента крепости по-род, экстраполировав их для условий с f=10-20 (рис. 1, табл. 1).
Полученные зависимости параметров размещения шпуров контурного и предконтурного ряда используем для определения зависимости скорости проходки выработки при контурном взрывания в крепких и весьма крепких породах. Исследуем зависимость скорости проходки выработки от крепости пород для различных условий (табл. 2) в выработках с площадью поперечного сечения S =10 и S=20м2. Использование контурного взрывания приводит к необходимости бурения дополнительного числа шпуров, что должно сказываться на темпах проходки выработки.
Рис.1 параметры размещения оконтуривающих и предконтурных шпуров.
Анализ результатов моделирования числа шнуром при обычном и контурном взрывании покатал следующее (рис. 2). При абсолютном и весьма значительном возрастании числа шпуров с увеличением коэффициента крепости пород относительное их увеличение при контурном взрывании будет более высоким при меньших значениях f. Так, например, м выработке с 5-10 м2 относительное возрастание числа шпуров при контурном взрывании но сравнению с обычным при f=10 составит 1.276 раза, при f=14 1.244 раза, в то время как при f=20 оно уменьшится до 1,189 раза. В выработке с f=9-20м2 такое изменение. Имея сходный характер будет отличаться несколько мень¬шим уровнем: при f=10 оно составит 1.276 pаза, при f=14 1.244 раза, а в то время как при f=20 - уменьшится до 1.189 раза.
Рис.2 Динамика сил.
В варианте условий 1. при применении обычного взрывания, и изменения f= 10 до 14 скорость проходки выработки снизится (рис. 3) с 77 м/мес. до 50,16 м/ мес. на 34,8%. Дальнейшее изменение f до 20 приводит к снижению скорости проходки выработки до 29 м/мес.
При использовании контурного взывания (вариант условий 2) необходимость в бурении дополнительного числа шпуров приводит к снижению в соответствуюших случаях скорости проходки выработки. Представляет интерес исследование изменения скорости проходки выработки при контурном взрывании, но при увеличении в 2 раза (в соответствующих случаях) производительности средств бурения, поскольку именно буренке сказывает наибольшее воздействие на темпы работ. В том случае (вариант условии 3) будут иметь место следующие скорости проведения выработки (рис. 3): 63.4 м/мес. при f=10 (0,82 к соответствующему уровню скорости при обычном взрыванин): 49,2 м/мес. при f=14 (уже 0,98); 41 м /мес. При f=6 происходит уравнивание скоростей проходки с обычным и контурным взрыванием, но с удвоенной производительностью бурового оборудования.
Рис.3 Зависимость от крепости по вариантам условий
В породах с f=20 контурное взрывание с удвоенной производительностью бурового оборудования обеспечивает скорость проходки выработки уже в 1.41 выше обычного взрывания.
Рассмотрим аналогичным образом скорости проходки выработки с S =20 м2 (рис. 4). В том случае при обычном взрывании (вариант условий 4) скорость проходки выработки изменяется от 51.2 м/мес. при f=10 и 36.4 м/мес, при f — 14 до 22.3 м/мес. при f=20. Использование контурного взрывания (вариант условий 5) приводит к снижению темпов сооружения выработки в следующих пределах: при f=10 до 46, м/мес. (в 1,11 раза), при f=14 до 32.4 м/мес. (в 1.12 paза), и при f=20 до 18 м/мес. (в 1,24 раза).
Рис.4 Зависимость от крепости по вариантам условий
Более интенсивнее снижение скорости проходки при контурном взывании при больших значениях f можно объяснить не столько увеличением числа шпуров, сколько усложнением условий их бурения.
Применение и в данном случае, по аналогии с выработкой меньшего сечения, сочетании контурного взрывания С удвоенной производительностью бурового оборудования (вариант условий 6) заметно повышает скорость проведения выработки до 54 м/мес. при f=10 или 28.2 м/мес, при f =20.
Результаты исследований, на основании которых установлены зависимости скорости проходки выработок от f по вариантам условий, показаны и табл. 3. Указанные зависимости с удовлетворительной точностью могут быть описаны линейными функциями.
Таблица 3. Зависисмости скорости проходки выработки от крепости пород
Таким образом исследования зависимости влияния контурного взрывания на скорость скорости проходки выработок при различных условиях показали следующее: при использовании контурного взрывания происходит необходимость в бурении необходимого количества шнуров, измеряемого, для различных условий, 19-28% для выработки с S=5-10м2 или 17-24% дня вырабок с S=20 м2 причем с увеличением f имеет место относительное сокращения прироста числа оконтуривающих шпуров; скорость проходки выработки с S= 20м2 при контурном взрывании снизится в 1,14 при f= 10 и в 1,18 paзa при f= 20; для выработки с S=20 м2 указывает показатели составят соответственно 1.1 и 1,24 раза. Более интенсивное падание скорости проходки при повышении f можно объяснить в снижением в этом случае производительности бурового оборудования. Удвоенная производительность средств бурения позволяет не только компенсировать снижении скорости при контурном взрывании, но и получить при более высоких значения f, ее приращение.
Литература:
1. Смирняков B.B., Вихарев В.И., Очкуров B.И., Технология строительства горных предприятий. М.: Недра, 1989. - 573 c.
2. Насонов И.Д., Федюкин В.А., Шуплик М.Н. Технология строительства горных сооружений. М.: Недр». 1983. 233 с.