Расчет параметров скважинных зарядов ВВ

К основным параметрам расположения скважинных зарядов относятся: длина скважины, величина перебура, размеры заряда ВВ с учетом его конструкции, длина забойки, масса заряда ВВ в скважине, расстояние между скважинами и рядами скважин, величина линии сопротивления по подошве уступа и число рядов скважин (рис. 1 и 2).

При взрывании вскрышных пород применяются сплошные однородные и комбинированные заряды. В комбинированных зарядах обводнённая часть скважины заряжается водоустойчивыми ВВ, сухая часть – неводоустойчивыми ВВ.

Сплошные простые и комбинированные заряды (рис. 3а).

В состав простых зарядов входят взрывчатые вещества одной марки и промежуточный детонатор. Комбинированные сплошные заряды формируются из взрывчатых веществ двух или более марок.

Рассредоточенные заряды (рис. 3б).

Рассредоточение заряда приводит к улучшению дробления вследствие увеличения зоны регулируемого дробления по сравнению со сплошным зарядом. Применение рассредоточенного заряда целесообразно только в том случае, если емкость скважины используется не полностью. Заряды рассредоточиваются инертным материалом (шлак, буровая мелочь или воздушными промежутками и твердеющими пеногелями).

Забойка уменьшает потери энергии в процессе детонации ВВ, что способствует полноте детонации и высвобождению максимальной доли потенциальной энергии. Она способствует завершению вторичных реакций в продуктах детонации, повышающих энергию взрыва; обеспечивает более интенсивное дробление породы; увеличивает длительность поршневого действия продуктов детонации и длительность напряженного состояния породы под воздействием взрыва; способствует уменьшению количества ядовитых газов в продуктах детонации; препятствует образованию сильной ударной волны в воздухе.

Рис. 1. Схема пространственного расположения вертикальных скважин по шахматной сетке

Рис. 2. Схема пространственного расположения наклонных скважин по прямоугольной сетке

Сплошной Комбинированный

ДШ или СИНВ-С (ДБИ-1)

Рис. 3. Конструкции скважинных зарядов: а) сплошных;

б) рассредоточенных

Длина скважины, м:

, (1.7)

где – величина перебура, м.

. (1.8)

Угол наклона скважин к горизонту рекомендуется принимать:

- в породах I категории по блочности = 90 град;

- в породах II-V категории по блочности = 75 град.

Длина забойки устанавливается из условия максимально возможной передачи дробящего действия взрыва разрушаемому массиву, м:

, (1.9)

где – плотность ВВ, т/м³.

Длина колонки заряда ВВ сплошной конструкции, м:

. (1.10)

Масса скважинного заряда, кг,

, (1.11)

где – вместимость 1 м скважины, кг.

. (1.12)

При высоте уступа более 15 м для качественной подготовки породы к выемке заряд ВВ целесообразно рассредоточивать воздушным или иными инертным промежутками на части.

Для рассредоточенного скважинного заряда ВВ суммарная длина промежутков составляет, м:

. (1.13)

При этом длина каждого промежутка составляет, м:

(1.14)

Количество промежутков определится как целая часть отношения

(1.15)

При рассредоточении заряда ВВ длина забойки и колонки заряда ВВ изменится и составит соответственно, м:

(1.16)

При рассредоточении колонки заряда ВВ на две части соответственно длину нижней и верхней части обычно принимают, м:

; . (1.17)

В этом случае масса заряда ВВ в нижней и верхней части скважины будут соответственно равны, кг:

, (1.18)

. (1.19)

При рассредоточении колонки заряда ВВ на три и более частей длину нижней части обычно принимают:

- при вертикальных скважинах, м:

(1.20)

- при наклонных скважинах, м:

(1.21)

Оставшийся заряд делят на равные части пропорционально количеству рассредоточений.

Длина колонки заряда ВВ составит, м:

. (1.22)

Параметры сетки скважин:

-расстояние между скважинами в ряду, м:

, (1.23)

где m – коэффициент сближения скважин.

. (1.24)

Расстояние между рядами скважин, м:

(1.25)

Количество рядов скважин

, (1.26)

где А_БВР – ширина буровзрывной заходки, м.

В практике А_БВР принимают равной ширине экскаваторной заходки, т.е.

, (1.27)

где – максимальный радиус черпания на горизонте установки экскаватора, м (см. табл.1.8).

Причем необходимо исходить из условия, чтобы количество рядов скважин в заходке [ n ] было числом целым, а произведение[ n ] не выходило за пределы ширины экскаваторной заходки, равной .

Линия сопротивления по подошве () уступа, м:

- при наклонном расположении скважин:

; (1.28)

- при вертикальном расположении скважин определяется из условия безопасного бурения первого ряда скважин и качественной проработки подошвы уступа из условия:

;

, (1.29)

где – соответственно рабочий и устойчивый углы откоса уступа, град. (при отработке скальных пород принимают = 75 град; = 60 град); ­– минимально допустимое расстояние от оси скважины до верхней бровки уступа, м.

Форму сетки скважин устанавливают с учетом угла между направлением максимальной скорости упругой волны в массиве и линией откоса уступа. Если этот угол находится в интервале от 30 до 60 град., то следует принимать прямоугольную сетку скважин, в остальных случаях необходимо принимать шахматную сетку скважин.

На основании выполненных расчетов необходимо изобразить схему пространственного расположения скважин с нанесением параметров сетки (см. рис. 1 и 2) и конструкцию скважинного заряда (см. рис. 3)