Расчет зарядов и параметров их расположении (при заданных модели станка и диаметре скважин)

Основой расчета скважинного заряда ВВ является правильное определение величин эталонного и проектного расхода ВВ (q_э и q_п) и объема породы V_з, взрываемого зарядом.

Предельное значение сопротивления по подошве (с.п.п.) для одиночной скважины W_од (м) диаметром d_с (м) определяется по формуле

, (1)

где К_Т - коэффициент трещиноватости, равный для пород:

* монолитных - 1;

* трещиноватых - 1.1;

* сильно трещиноватых - 1.2;

D - плотность заряда ВВ, кг/м³;

g - плотность пород, кг/м³;

К_BB - коэффициент работоспособности ВВ (по отношению к граммониту 79/21).

Предельная величина с.п.п. с учетом взаимодействия соседних зарядов W_пр при m £ 1.2

, (2)

Решая совместно уравнения (1) и (2) и принимая К_T = 1.1; К_BB = 1; D = 0.9 т/м³, получим

(3)

Величина с.п.п. при вертикальных скважинных зарядах проверяется также из условия безопасного ведения буровых работ W_б = H_у ctg a + C, (4)

где H_у - высота уступа, м;

a - угол откоса уступа, градус;

C - минимально допустимое расстояние от оси скважины до верхней бровки уступа, м; C = 3 м.

Приравнивая уравнения (3) и (4), можно найти диаметр вертикальных скважин, который обеспечивает нормальную проработку подошвы уступа при данной высоте и угле откоса уступа:

(5)

Если определенный по этой формуле диаметр скважины получается большим, чем позволяет пробурить станок, то надо использовать другие станки для бурения скважин большего диаметра или бурить наклонные скважины, или применить более мощное ВВ, или, наконец, парносближенные скважины с тем, чтобы обеспечить предельно допустимую величину с.п.п. (W_пр).

Опыт и исследования показывают, что W_пр находится в функциональной зависимости от d_с. Для одинаковых типов ВВ, плотности заряжания и коэффициента сближения зарядов можно определять значение W_пр для разных диаметров скважин по формуле

W_пр = К d_с (6)

где К - коэффициент, равный для пород:

* легковзрываемых - 40..45;

* средней взрываемости - 35...40;

* трудновзрываемых - 25...35.

Величина W является основой дальнейших расчетов сетки скважин с учетом коэффициента их сближения m. По условию дробления значения m для пород:

* легковзрываемых - 1.1...1.2;

* средней взрываемости - 1.0...1.1;

* трудновзрываемых - 0.85...1.0.

Следует отличать приведенные показатели m, характеризующие положение скважинных зарядов относительно откоса уступа, от расстояний между одновременно взрываемыми зарядами (с одним интервалом замедления) при различных схемах КЗВ. Эти схемы позволяют при квадратной схеме расположения скважин производить взрывание с фактическим m = 2...4 и более, чем достигается существенно лучшее дробление трудновзрываемых пород.

При пологих откосах уступов, когда фактическая величина с.п.п. для вертикальных скважин больше предельной величины с.п.п., а коэффициент их сближения уменьшается (до m ³ 0.6), применяют наклонные скважины. К мероприятиям по преодолению завышенной величины с.п.п. относятся также:

* применение более мощных ВВ;

* увеличение диаметра зарядов ВВ;

* применение котловых зарядов;

* применение парносближенных скважин в первом ряду.

Для изотропных пород a = m W, при квадратной сетке b» a, при шахматной сетке b» 0.85 a.

Взрывание разнородных и сложных разнородных уступов может быть валовым или раздельным.

При валовом взрывании все три размера взрываемого блока (ширина, длина и высота) или некоторые из них устанавливаются независимо от положения контактов разновидных пород на основе общих технологических соображений. Такое взрывание организационно является наиболее простым. Однако при нем значительные потери и разубоживание полезного ископаемого и возникает необходимость раздельной выемки. Поэтому в ряде случаев производят раздельную подготовку разнородных пород к выемке.

Раздельное взрывание породосуществляется путем:

* разновременного взрывания горизонтальных разнотипных слоев;

* разновременного взрывания наклонных разнотипных слоев;

* выборочного взрывания горизонтальных или наклонных разнотипных слоев;

* выборочного взрывания отдельных участков в плане;

* взрыворазделения пород.

При разновременном многорядном взрывании горизонтальных (рис.1, а) и пологих (рис.1, б) слоев отдельно производят бурение скважин или шпуров по разнотипным породам, разделяя их на подуступы.

Рис. 1. Схемы раздельного взрывания разнородных пород

а - горизонтальные залежи; б - пологие залежи.

Возможен сброс части породы верхнего уступа на нижнюю площадку уступа. При взрывании верхнего слоя применяют порядные схемы КЗВ.

Такой порядок взрывания применяется при расположении контактных поверхностей между разнотипными породами под углом к горизонту до 10-15^о.

Недостатки:

* высокая трудоемкость процессов;

* низкая производительность оборудования;

* большой расход бурения и ВВ;

* увеличение сроков выемки полезного ископаемого.

Разновременное взрывание наклонных слоев наклонными скважинными зарядами обеспечивает разделение разнотипных пород при расположении контактов под углом до 65-80^о и достаточной мощности взрываемого слоя (не менее 0.1 Н_у) (рис.2).

Рис. 2. Схема разновременного взрывания наклонных слоев

Указанные способы раздельного взрывания применяются при сложных разнородных уступах (чередование пород в профиле). При их применении уменьшается высота и ширина взрываемых блоков.

При разнородных уступах, отличающихся чередованием разнотипных пород по длине уступа, применяют разновременное выборочное взрывание отдельных участков по длине уступа, при котором ширина и длина взрываемых блоков определяется конфигурацией залежи полезного ископаемого в плане (рис.3, а).

Рис. 3. Схемы раздельного взрывания разнородных пород

а - разновременное выборочное взрывание; б - взрыворазделение разнородных пород.

Способы разделения пород в процессе взрыва (взрыворазделение) с использованием КЗВ наклонных (реже вертикальных) скважинных зарядов позволяет перемещать породы из отдельных частей уступа в заданные участки развала.

При разнородных в плане уступах уменьшить разубоживание полезного ископаемого можно путем выбора подходящей схемы коммутации скважинных зарядов (рис.3, б).

При сложных и разнородных уступах с наклонным или крутым контактом между рудой и пустой породой взрыворазделение возможно путем перемещения их из разных частей уступа в следующие части развала:

* периферийную;

* центральную;

* приуступную.

Перемещение руды из нижней части уступа в периферийную часть развала с обрушением породной части уступа достигается сгущением сетки скважин и увеличение длины забойки (рис.4, а).

В этих условиях для перемещения пустой породы в дальнюю часть развала в верхней части скважины размещают дополнительный заряд ВВ (до 20 % массы всего заряда). Так же можно переместить руду из верхней части уступа в дальнюю часть развала (рис.4, б).

5.Способы и схемы ведения взрывных работ.

На взрывных работах применяют способ взрывания с помощью детонирующего шнура скважинными зарядами в группе их в мгновенное или короткозамедленное взрывание, в комплексе с системой СИНВ-С. Предусматриваем следующие схемы короткозамедленного взрывания: диагональные, треугольные, радиальные, поперечные, продольные, волновые поперечные, змейка и угловые схемы.

Для обеспечения надёжной детонации взрывной сети при взрывном блоке длиной более 40м производится кольцевание сети, для чего магистральные линии каждого ряда скважин соединяются между собой поперечными перемычками из детонирующего шнура и КЗДШ. Однорядное и многорядное взрывание Схемы короткозамедленного взрывания при однорядном и многорядном расположении скважин.