Разработка месторождения методом взрыва

1. Исходные данные

2. Выбор взрывчатого вещества

3. Расчет параметров расположения скважинных зарядов

4. Расчёт параметров скважин блока № 1 «Железистые кварциты»

5. Расчёт параметров скважин блока № 2 «Кристаллический сланец»

6. Алгоритм расчета параметров первого ряда скважинных зарядов

7. Алгоритм расчета параметров второго и последующих рядов

8. Выбор средств взрывания и интервалов замедлений

9. Определение безопасных расстояний при массовом взрыве блока

10. Разлет кусков горной массы при взрывании скважинных зарядов рыхления

11. Сейсмическое воздействие взрывов на здания и сооружения

12. Разрушающее действие ударной воздушной волны взрыва

13. Выбор техники для заряжания и забойки скважин

14. Монтаж поверхностной взрывной сети блока

15. Оформление сводной таблицы показателей массового взрыва блока Сводная таблица Литература

1. Исходные данные

Открытым способом разрабатывается месторождение железистых кварцитов плотность которых т/м³ и крепость по шкале М. М. Протодьяконова f=16−20. Вмещающие породы — кристаллические сланцы плотностью т/м³ и крепостью

Для бурения взрывных скважин используется станок СБШ — 250 МНА-32, диаметр скважин d_c=0,25 м, высота уступов Н_у=15м. Недозаряд (забойка) заряженных скважин заполняется забоечным материалом на высоту 3 м от уровня ВВ.

Охраняемые объекты на борту карьера представляют одиночные здания высотой до 3^х этажей с кирпичными и подобными стенами, в основании зданий слабо обводненные песчаные и глинистые грунты глубиной (1218) м. Взрываемый блок включает один уступ сложенный железистыми кварцитами и кристаллическими сланцами, простирание их от границы раздела внутри блока — не ограничивается. Характеристика взрываемого блока и условия заложения зарядов ВВ представлены в 10-ти вариантах (табл.1). Для каждого студента преподавателем выбирается индивидуальная комбинация характеристики блока и условий заложения зарядов. Граница раздела пород в блоке определяется студентом при построении плана расположения скважин на блоке, расчетный взрываемый объем пород блока находится из планов расположения скважин и разрезов по железистым кварцитам и сланцам.

Регламентируемый результат взрыва — средний диаметр куска взорванного массива, который должен составлять: d_ср.жк = 0,25 м — при взрывании железистых кварцитов; d_ср.с= 0,35 м — кристаллических сланцев.

Таблица 1

Варианты исходных данных

2. Выбор взрывчатого вещества

Выбр взрывчатого вещества определяется экономической оценкой его использования на конкретном горном предприятии и зависит от многих факторов — геологических, климатических, масштаба предприятия и проч. Следует учесть, что перевозка и хранение заводских ВВ значительно дороже, чем транспортировка и складирование невзрывчатых компонентов для изготоления ВВ аналогичной эффективности на месте применения. Поэтому на горных проедприятиях с большим расходом ВВ, как правило, это карьеры и разрезы, применяют различные ВВ местного приготовления. Предпочтительные области применения различных ВВ представлены в табл.2

За рубежом наиболее широко распространены бестротиловые ВВ местного приготовления.

Таблица 2

Современные ВВ, допущенные Госгорнадзором России к постоянному применению на открытых горных работах

Принимаем:

Карбатол ГЛ-10 В с плотностью заряда 1,6 т/м3 для блока сложенного железистыми кварцитами.

Акватол Т-20 с плотностью заряда 1,5 т/м3 для блока сложенного кристаллическим сланцем.

3. Расчет параметров расположения скважинных зарядов

Общий порядок расчета

Расчет ведется отдельно для железистых кварцитов и кристаллических сланцев с учетом особенностей первого ряда скважин. Скважинами первого ряда взрываются породы, нарушеные взрывом предыдущего блока, поэтому удельный расход ВВ на отбойку этих пород ниже, чем для массива второго и последующих рядов. Кроме того, линия сопротивления по подошве (ЛСПП) 1-го ряда (W_I) регламентируется условиями безопасности размещения станков при бурении этих скважин

W_IБ W_I, (1)

где: W_I — расчетное (фактическое) значение; W_IБ — значение, предписаное правилами безопасности.

W_Б = H_у Ctg+ C м, (2)

где: H_у =15 м.;

— (см. табл.4.1.);

С= 3 м — расстояние от оси скважины станка до бровки уступа. Округляем значение W_IБ до целого или краткого 0,5 м числа.

А) Железистый кварцит:

W_IБ =15*0,4+3=9м

Б) Кристаллический сланец:

W_IБ =15*0,53+3=11м

Расчетная величина линии сопротивления по подошве уступа для вертикальных скважин

W = 0,9 м, (3)

где: P — вместимость скважины по ВВ, кг/м; qрасчетный удельный расход ВВ.

Вместимость скважины по ВВ

P = кг/м, (4)

где: м — диаметр скважины; - плотность заряда ВВ в скважине кг/м³ (см. табл.2)

А) Железистые кварциты:

P = =78,5 кг/м

Б) Кристаллический сланец:

P = =73,6 кг/м

Расчетный удельный расход ВВ

кг/м³, (5)

где: q_э — эталонный удельный расход аммонита № 6ЖВ при кондиционном куске 500 мм (табл.3);

К_вв — переводной коэффицент (табл.4) по идеальной работе взрыва от эталонного ВВ (табл.3) к принятому в расчете;

К_кк — поправочный коэффициент на размер кондиционного куска в карьере (исходные данные);

К_ср — поправочный коэффициент на заданную величину диаметра среднего куска (d_ср) взорванного массива (исходные данные);

— плотность взрываемых пород (табл.1).

Таблица 3

Эталонный удельный расход аммонита № 6ЖВ при различной трещиноватости и крепости (f) пород для первых и последующих рядов скважин

При диаметре d_К.К. кондиционного куска на выемочно-погрузочных работах в карьере отличным от d_К.К.=0.5м, удельный расход ВВ корректируется поправочным коэффициентом К_КК:

В проекте d_К.К. =1.2м, принимаем К_КК=0.71.

Поправочный коэффициент К_ср определяется по формуле:

К_ср=0,88 (6)

где: d_ср — диаметр куска взорванной горной массы, м (см. исходные данные).

А) Железистый кварцит:

К_ср=0,88 =1,2

Б) Сланец кристаллический:

К_ср=0,88 =1,1

Таблица 4

Переводные коэффициенты (К_ВВ) для определения расчетного удельного расхода различных ВВ

А) Железистые кварциты:

Для III: = 0,7 кг/м³

Для IV: = 0,9 кг/м³

= 0,8 кг/м³

Б) Кристаллический сланец:

Для II: = 0,5 кг/м³

Для III: = 0,7 кг/м³

= 0,6 кг/м³

А) Железистые кварциты:

W = 0,9=9м

Б) Кристаллический сланец:

W = 0,9=10м

4. Расчёт параметров скважин блока № 1 «Железистые кварциты»

Глубина вертикальных скважин

м, (7)

=18,5 м

где — глубина перебура вертикальных скважин, м.

=3,5 м (8)

Расстояние (a) между скважинами в рядах:

для первого ряда

м; (9)

=9м

для 2^го и последующих рядов вертикальных и наклонных скважин

м, (10)

=9м

где: m — коэффициент сближения скважин; - сопротивление по подошве, преодолеваемое скважинным зарядом 1^го ряда, м; - расчетная величина линии сопротивления по подошве 2^го и последующих рядов, м (3).

Для вертикальных скважин 1^го ряда m=(0.5 1.0) и зависит от отношения .

Для скважин 2^го и последующих рядов, а также наклонных, коэффициент колеблется от m=0.8 — при выраженной слоистости перпендикулярно бровке уступа, до m=1.2 — при слоистости вдоль бровки уступа.

Расстояние (в) между рядами вертикальных скважин по горизонтали:

м или, м; (11)

м или, м.

=9м Длина заряда вертикальных и наклонных скважин

м, (12)

где: — длина скважин м;

— длина незаряжаемой части скважины от ее устья (забойка), м.

Для скальных пород крепостью длина недозаряда вертикальных и наклонных скважин увеличивается с увеличением степени трещиноватости массива от практически монорлитного V^ой категории до III^ей категории в следующих пределах:

м, (13)

5,5 м

=13м Масса заряда скважины

кг, (14)

где: Pвместимость скважины, кг/м.

=1020,5кг

5. Расчёт параметров скважин блока № 2 «Кристаллический сланец»

1) Линию сопротивления по подошве принимаем W=10м

2) Коэффициент увеличения расчетного значения ЛСПП в сравнении с принятой равен: =1

3) Коэффициент сближения m равен:

m = 1,08

4) Расстояние между скважинами 1-го ряда

a = W*m = 10 * 1,08 = 11 м Для 2-го и последующих рядов:

a = W= *10 = 10 м

5) Расстояние между рядами:

в === 9,5 м

6. Глубина вертикальных скважин

м,

=18,5 м где — глубина перебура вертикальных скважин, м.

=3,5 м

8. Длина заряда вертикальных и наклонных скважин

м, где: — длина скважин м;

— длина незаряжаемой части скважины от ее устья (забойка), м.

9. Для пород крепостью с трещиноватостью от IV^ой категории до II^ой категории

м,

7,5 м

=11м

10. Масса заряда скважины

кг, где: Pвместимость скважины, кг/м.

=810кг

6. Алгоритм расчета параметров первого ряда скважинных зарядов

Найти (2) для взрываемой породы, м.

Определить, кг/м (4) и, кг/м³ (5,6) для 1^го ряда.

Найти, м (3) и сравнить с, при этом возможны три варианта, рассмотренные ниже.

А. Вариант

Последовательно определить:, м (10);, м (9);, м (при (14));, м (17,18);, м (16);, кг (19).

Б. Вариант

Б.1 Принять, что проектная величина ЛСПП 1^го ряда —

,

округляя значение до целого числа, или кратного 0.5м.

Б.2. Вычислить коэффициент увеличения расчетного значения ЛСПП в сравнении с принятой

(15)

Б.3. Увеличить преодалеваемое СПП скважин 1^го ряда, взрываемых короткозамедленно, возможно путем уменьшения коэффициента сближения (m) скважин за счет уменьшения расстояния между скважинами в ряду.

На основании известной зависимости, получена формула для вычисления коэффициента m, которая действительна в области

(16)

определить m по вычисленному (Б.2.) значению

Б.4. Найти расстояние (a) между скважинами 1^го ряда, округлив результат до целого значения, или кратного 0.5м.

, м (17)

Б.5. Далее последовательно определить показатели, приведенные в варианте А.

7. Алгоритм расчета параметров второго и последующих рядов

Определить q кг/м³ для вертикальных (5,6) или наклонных (8) скважин 2^го и последующих рядов.

Найти значение линии наименьшего сопротивления вертикальных W (3) или наклонных скважин, округлив до целого или кратного 0.5м числа.

Выбрать коэфффициент m и определить, м (14) и, м (15).

Далее последовательно найти:, м (10);, м (9);, м (16);, м (17,18);, кг (19).

8. Выбор средств взрывания и интервалов замедлений

Используется короткозамедленное выравнивание (КЗВ) скважинных зарядов. Рекомендуются схемы с диагональными рядами на блоке, как наиболее универсальные и не ограничивающая размеры блоков. Схема, как правило, включает диагональную часть и врубочную часть, обычно это «клин», который располагают в менее крепких породах.

Оптимальный интервал замедлений между взрывами групп зарядов «диагоналей», «рядов»

мс, (18), 20мс

где: Wкр — кратчайшее расстояние между соседними «диагоналями» (между рядами — в);

А = (36) — коэффициент пропорциональности, мс/м.

Величина коэффициента, А зависит, в основном, от трещиноватости горных пород, для монолитных пород V-й категории трещиноватости и крепостью f=(620), А=3, для пород I^ой категории трещиноватости A=6.

Прокладка ДШ вдоль заряда по скважине ведет к потере энергии взрыва ВВ, поэтому для инициирования скважинных зарядов, и в первую очередь эмульсионных ВВ, рекомендуется использовать электрические системы инициирования или неэлектрические с низкоэнергетическими волноводами.

Системы инициирования (СИН) на карьерах, где применяется электрический привод экскаваторов, буровых станков, тяговых транспортных агрегатов, а также механизированная зарядка скважин, должны иметь детонаторы, защищенные от воздействия блуждающих токов и статического электричества.

Традиционные электрические СИН — это электродетонаторы мгновенного или замедленного действия нормальной чувствительности с безопасным током I_б = 0,18А, или пониженной чувствительности, защищенные от блуждающих токов (I_б 1,0 А) и статического электричества до 10кВ (ЭД-1−8Т мгновен., ЭД-1−3-Т короткозамедл.) Нечувствительны к блуждающим токам индукционные электродетонаторы с трансформаторным входом ЭДЗИ и ЭД-24 (ОАО «Муромец»), которые имеют 21 и 15, соответственно, ступеней замедления, зарубежные «Магнадет», их взрыв производится специальными взрывными приборами.

Наиболее современные электрические СИН, нечувствительные к блуждающим токам и статическому электричеству основаны на использовании электродетонаторов с электронным замедлением ЭДЭЗ:

1 — (ФГУП НМЗ «Искра»), интервал замедления (112 000) мс с дискретностью 1мс, одновременный взрыв до 1000 ЭДЭЗ при длине линии до 3 км (цена 320 руб./шт. на 1.01.07);

2 — система «Динанет» фирмы «Динамит-Нобель» (Германия) одновременный взрыв 1200 ЭД, 366 ступеней замедления.

Электронные детонаторы и взрывная сеть подготавливаются к взрыву с помощью переносного компьютера через согласующее устройство, подрыв детонатора осуществляется разрядом конденсатора, размещенного в корпусе ЭДЭЗ.

Взрывная сеть электрических СИН двухпроводная, управление взрывными приборами может производиться дистанционно по радиоканалу через исполнительные блоки «Гром» или «Друза», которые размещают в бронированном ящике на расстоянии (100 150)м от взрываемого блока.

Неэлектрические СИН с низкоэнергетическими волноводами безопасны в отношении блуждающих токов и статического электричества. В России используются отечественные и зарубежные СИН данного типа.

1. Система «Нонель-Юнидет» (Швеция), с высокоточными внутрискважинными детонаторами NPED (номанал замедления от 400 до 500 мс через 25 мс) и трехслойным волноводом от детонатора до поверхностной сети. Поверхностная сеть монтируется из соединительных блоков (SLO; SL 25), интервал замедления 25 мс.

2. Система «Динашок» фирмы «Динамит Нобель» (Германия) — аналог системы «Нонель — Юнидет».

Таблица 5

Характеристика электродетонаторов

3. Система «Примадет» фирмы UEB (Испания). Включает внутрискважин-ный блок — волновод с микрокапсюлем на внешнем конце, КД с замедлением 350 мс, два патрона-боевика массой (1,22,0) кг, а также поверхностный магистральный блок EZTLволновод и замедлитель номиналом: 9; 17; 25; 42; 67 или 100 мс, который устанавливается между рядами.

4. Система «Эдилин», ОАО «Муромец» (Россия). Внутрискважинная сеть включает детонатор ДБИ — 1 (475 мс, 500 мс) и волновод до поверхностной сети. Поверхностная сеть монтируется из волноводов или ДШ через поверхностный детонатор ДБИ — 2 с разделителем, в который можно ввести до 8-ми волноводов.

5. Система «СИНВ-С», ФГУП «НМЗ Искра» (Россия). Внутрискважинная сеть состоит из детонатора с замедлением, волновода с соединительным элементом на поверхностном конце. Поверхностная сеть монтируется из волноводов или ДШ через поверхностное инициирующее устройство СИНВ-П с фиксатором, в который можно ввести до 12-ти волноводов.

Таблица 6

Характеристика детонаторов с низкоэнергетическими волноводами

На отечественных карьерах поверхностную сеть неэлектрических СИН с низкоэнергетическими волноводами обычно выполняют из ДШ и пиротехнических реле, устанавливаемых между рядами (диагоналями).

Используется шнур марок: ДШ — В, ДШЭ — 12 и ДШЭ — 6 с массой взрывчатой сердцевины на 1 м шнура, соответственно 14,0 г, 12,0 г и 6,0 г, скорость детонации шнуров (65 007 000) м/с.

Пиротехническое реле РПЭ-2 ОАО «Муромец», представляет собой мерный отрезок волновода с линейной массой ВВ (1530) мг/м, в концы которого встроены капсюли-детонаторы. На капсюли одеты соединительные блоки для крепления ДШ сети. Параметры РПЭ-2 аналогичны временным параметрам детонатора ДБИ — 2 (табл.6).

Реле детонационное двухстороннего действия РП-Н, ФГУП «НМЗ Искра» имеет следующи временные параметры:

— номинал замедления 20мс, 35 мс и 50 мс;

— среднее квадратическое отклонение времени срабатывания реле «стандарт» = 3,5 мс;

— возможные отклонения 2 = 7,0 мс.

Таблица 7

Характеристика промежуточных детонаторов (шашек)

Наиболее дешевые тротиловые шашки, затем шашки из тротила сенсибилизированного ТЭНом (ТС).

Следует учесть, что при глубине скважин 15 м и более внутрискважинная взрывная сеть дублируется (ЕПБ). Основной промежуточный детонатор (боевик) должен устанавливаться на высоте 1 м от уровня подошвы взрываемого уступа.

Принимаем: скважина взрыв заряд сейсмический Электродетонатор — ЭД-1−3-Т Волновод — СИНВ-С-300

Промежуточный детонатор — ПТ-П750

Реле замедления — РП-Н с замедлением 20мс

Схема короткозамедленного взрывания блока, коммутация поверхностной взрывной сети

Наиболее приемлемой схемой КЗВ при большой длинне блока вляется диагональная схема с пологой диагональю. Для повышения надежности срабатывания поверхностной взрывной сети из ДШ рекомендуется кольцевая коммутация сети. Основную коммутационную магистраль с расчетными интервалами замедления между «диагоналями» рационально расположить в тыльной части блока, а кольцевую (дублирующую) магистраль — у бровки уступа. Вруб схемы КЗВ располагают, как правило, в наименее крепких породах, слагающих блок.

Места установки пиротехнических реле и исполнительных блоков систем «Гром» или «Друза» обозначают условными знаками на схеме.

9. Определение безопасных расстояний при массовом взрыве блока

10. Разлет кусков горной массы при взрывании скважинных зарядов рыхления

Расстояние (r_раз), опасное дл ялюдей по разлёту отдельных кусков при массовом взрыве скальных пород в карьере, рассчитывается по формуле

м, (19)

где: K_зар — коэффициент заполнения скважин ВВ;

K_зб — коэффициент заполнения недозаряда скважин забоечным материалом;

f — коэффициент крепости пород по М. М. Протодьяконову;

d_c — диаметр скважин, м;

— расстояние между скважинами, м.

При взрывании серии скважин одного диаметра с переменными параметрами а, K_зар, K_зб расчет должен производиться по наименьшим значениям а, K_зб и наибольшему K_зар в серии.

Если взрываемый блок представлен породами с различной крепостью, то при вычислении r_раз следует принимать максимальное значение коэффициента f.

Коэффициент заполнения скважин

(20)

где — длина заряда скважины, м;

— глубина скважины, м.

l₃ = L_c — l_н м,

где l_н — губина недозаряда скважины (от устья скважины до верхнего уровня ВВ), м.

А) Железистые кварциты:

=0,7

Б) Кристаллический сланец:

=0,6

Коэффициент заполнения недозаряда забойкой

K_зб = l_3б / l_н, (21)

где l_зб — высота колонки забоечного материала в скважине, м.

А) Железистый кварцит:

K_зб = 5,5/18,5 = 0,3

Б) Кристаллический сланец:

K_зб = 7,5/18,5 = 0,4

А) Железистый кварцит:

₌ 557 м

Б) Кристаллический сланец:

₌ 331 м

Расчетное значение опасного расстояния округляется до значения, кратного 50 м, в большую сторону.

В любом случае безопасное расстояние на открытых работах должно быть не меньше следующих значений:

300, м — метод наружных зарядов, в том числе кумулятивных (конкретное значение устанавливается проектом);

200, м — метод шпуровых зарядов (на косогорах вниз по склону — 300 м);

200, м — метод рукавов (на косогорах вниз по склону — 300 м);

4) 200, м — метод скважинных зарядов (при забойке скважин), конкретное значение безопасного расстояния устанавливается проектом;

5) 300, м — метод котловых скважин (конкретно по проекту);

6) 300, м — метод камерных зарядов (конкретно по проекту).

Принимаем безопасное расстояние по разлёту кусков 600 м.

11. Сейсмическое воздействие взрывов на здания и сооружения

Сейсмическая безопасность зданий и сооружений при массовых взрывах предполагает отсутствие повреждений, нарушающих нормальное их функционирование.

При разновременном взрывании N зарядов ВВ общей массой G₀ со временем замедления между взрывами каждого заряда 20мс безопасное расстояние определяется по формуле:

м (22)

где: N — количество зарядов ВВ в группе, шт.;

K_г — коэффициент свойств грунта в основании здания (сооружения);

K_c — коэффициент, зависящий от типа здания (сооружения) и характера застройки;

— коэффициент условий взрывания зарядов;

G₀ — общая масса зарядов ВВ, взрываемых одновременно, кг.

При определении N и G₀ не учитываются заряды, масса которых меньше массы максимального заряда в группе в 3 раза и более.

Значения коэффициента К_г

1. Cкальные породы плотные, ненарушенные

2. Нарушенные скальные породы, неглубокий слой мягких пород на скальном основаниии

3. Необводненные песчаные и глинистые грунты

4. Почвенные обводненные грунты и грунты с высоким уровнем грунтовых вод

5. Водонасыщенные грунты

При характеристике грунтов не полностью соответствующей вышеприведенной, принимается ближайшее большее значение К_г.

Значения коэффициента К_с

1. Одиночные производственные здания и сооружения с металлическим и железобетонным каркасом

2. Одиночные здания не выше 2−3 этажей с кирпичными и подобными стенами

3. Небольшие жилые поселки

Значения коэффициента a

1. Камуфлетный взрыв и взрыв на рыхление…1,0

2. Взрыв на выброс…0,8

3. Взрыв полууглубленного заряда…0,5

4. Взрыв наружного заряда на поверхности земли…0,0

При размещении заряда в воде или в водонасыщенных грунтах коэффициент, а следует увеличить в (1,52) раза.

А) Железистый кварцит:

= 170 м

Б) кристаллический сланец:

= 123 м

Принимаем безопасное расстояние по сейсмическому воздействию 200 м

12. Разрушающее действие ударной воздушной волны взрыва

Ударные воздушные волны (УВВ) взрыва разрушают застекление зданий и могут быть опасны для человека.

А. Безопасные расстояния (r_в) по действию УВВ на застекление при одновременных взрывах наружных и скважинных (шпуровых) зарядов рыхления определяется по формулам:

м, при 5000>G_э1000 кг; (23)

м, при 2 G_э<1000 кг. (24)

где: G_э — экивалентная масса заряда, кг;

К₁ — коэффициент, зависящий от величины интервала замедления между взрывами групп зарядов;

К₂ — коэффициент, зависящий от крепости пород;

К₃ — коэффициент температуры воздуха.

Эквиватентная масса заряда

Таблица 8

Зависимость коэффициента К_ЗБ от от l_заб/d и l_н/d

Группа из N скважин (шпуровых) зарядов, взрываемых одновременно, длина которых l_з/d 12

кг. (25)

P — вместимость ВВ на 1 м скважины (шпура), кг/м;

d — диаметр скважины (шпура) м;

К_ЗБ — коэффициент, обусловленный отношением длины забойки l_заб к d (l_заб/d)

G_ДШ — масса ВВ сети ДШ для инициирования данных зарядов, кг;

Значение коэффициента К_1:

>50мс К₁ = 1; = (3150) мс К₁ = 1,2;

=(2130) мс К₁ = 1,5; = (1020) мс К₁ = 2,0

Число групп замедлений и сумарная масса зарядов не ограничивается.

Значение коэффициента К_2:

f < 4 К₂ = 0,5; f = (412) К₂ =1,0; f>12 К₂ = 1,5, ;

где f — коэффициент крепости пород по школе проф. М.М. Протодьяконова

Значение коэффициента К₃:

при положительной температуре воздуха К₃ = 1,0;

при отрицательной температуре воздуха К₃ = 1,5.

А) Железистые кварциты:

= 13,3 кг

= 1066 м

Б) Кристаллический сланец:

= 9,7 кг

= 607 м

Принимаем безопасное расстояние при действии ударной воздушной волны взрыва 1100 м.

13. Выбор техники для заряжания и забойки скважин

В России зарядную технику выпускает Карпинский маш. завод, опытный завод НИПИГормаш и Белгородский завод горного машиностроения. Машины Белгородского завода наиболее совершенны, но пока уступают зарубежным аналогам транспортно-смесительно зарядных машин фирм ETI (Канада-США), Айрико (США), Нитро-Нобель (Швеция) по надежности работы и компьютеризации машин. Оборудование фирмы ETI эксплуатируется на ЛГОКе (изготовление ВВВ, транспортно-смесительно-зарядная машина «Америнда»)

А. Машины для гранулированных ВВ

Смесительно-зарядные машины данного типа предназначены для транспортирования ВВ заводского изготовления, или раздельного транспортирования компонентов ВВ (АС; ДТ; энергетические добавки) и приготовления ВВ типа «ИГДАНИТ», а также заряжания как сухих, так и предварительно осушенных скважин этими ВВ. Машины наиболее просты в конструктивном исполнении, поэтому надежны в экусплуатации и относительно дешевы.

Таблица 9

Характеристика машин смесительно-зарядных

Б. Машины для водосодержащих суспензионных ВВ

Машины «Акватол» предназначены для доставки компонентов и приготовления ВВ на основе горячего раствора окислителя (акватолы, карбатолы, инфзаниты), а также заряжания этих ВВ в сухие скважины и под столб воды. Машины имеют бункер-смеситель, смеситель-дозатор и барабан-извлекатель зарядного шланга. Горячий раствор окислителя (АС) загружается в бункер-смеситель на стационарном пункте или готовится самой машиной. Тротил, как правило, загружается в бункер-смеситель в карьере машиной МЗ-3А (пневматическая перегрузка)

Таблица 10

Характеристика смесительно-зарядных машин для водосодержащих суспензионных ВВ [15]

В. Машины для водосодержащих эмульсионных ВВ «Порэмитов»

Эмульсионные смесительно-зарядные машины предназначены для транспортирования невзрывчатых компонентов ВВ (эмульсия «матрица», газогенерирующая добавка), смешивания их и заряжание полученного ВВ как в сухие, так и обводненные скважины, включая проточную воду. Машины имеют: теплоизолированные емкости для компонентов и горячей воды (промывка оборудования); насосное оборудование для дозировки компонентов, их смешивания и подачи ВВ по шлангу в скважину; системы контроля расхода ВВ (весовой или иной); системы управления дозированием компонентов и подачи ВВ в скважину, а также процессом опускания шланга в скважину и его подьема барабаном-извлекателем. Отличительной особенностью машин Белгородского завода является использование современных электронных компонентов, обеспечивающих автоматическое управление технологическим процессом по заданной программе.

Таблица 11

Характеристика смесительно-зарядных машин для эмульсионных ВВ «Порэмитов»

Особой машиной этой группы является разработанная Красноармейским НИИ механизации (КНИИМ) смесительно-зарядная машина СЗМ-8Э, которая по принципу работы является «заводом на колесах» и обеспечивает изготовление эмульсии на месте заряжания.

Г. Машины для водосодержащих ВВ «Гранэмитов»

Гранэмиты —- смесевое суспензионное ВВ, получаемое путем добавки в «Порэмит» сенсибилизированную эмульсию (жидкая среда) 3070% смеси (АС+ДТ) — «ИГДАНИТА» (твердая фаза).

Транспортные смесительно-зарядные машины (ТСЗМ) предназначены для транспортирования компонентов ВВ, их смешивания и заряжания полученного ВВ в сухие скважины сверху или через шланг под столб воды. Транспортируемые компоненты: матричная эмульсия и газогенерирующая добавка, или эмульсия, сенсибилизированная микросферами («Порэмит»); дизельное топливо; гранулированная АС. При использовании зарубежной (чистой) пористой АС и содержании твердой фазы в «Гранэмите» более 40%, функцию сенсибилизатора выполняет АС, поэтому не требуется добавки микросфер или порофоров (ГГД) в матрицу. Оборудование машин (ТСЗМ) аналогично машинам группы В, но дополнительно оснащены бункером для АС, баком и насосом для ДТ, а также системой шнеков: дозирующим, перемешивающим, подающим. Название машин такого типа «мультитрак».

Отличительной особенностью мультитраков Белгородского завода является наличие автоматизированной централизованной системы управления технологическим процессом с возможностью работы в автоматическом, полуавтоматическом (наладочном) и ручном (аварийном) режимах.

Д. Машины для забойки скважин

Для механизации работ по забойке скважин привозным материалом рекомендуется забоечная машина Белгородского завода гор.маш. (без маркировки). Шасси машины БелАЗ-7547, грузоподьемность 30 т, производительность (ориентировочно) — 300 скважин в смену, при транспортном плече 10 км, длительности смены 8 часов и диаметре скважин 0.25 м.

Таблица 12

Характеристика транспортных смесительно-зарядных машин «мультитраков» для водосодержащих ВВ «ГРАНЭМИТОВ»

Принимаем:

Зарядные машины — на железистые кварциты Акватол-3 (3шт) на кристаллический сланец Акватол-3 (1шт) Забоечная машина БелАЗ-7547 (1шт)

14. Монтаж поверхностной взрывной сети блока

Взрывную сеть монтируют в последнюю смену перед взрывом после окончания работ по зарядке и забойке скважин, а также вывода техники и людей, не занятых на монтаже, за пределы опасной зоны.

А. Взрывная сеть из ДШ

В первую очередь прокладывают порядные (диагональные) линии вдоль ряда заряженных скважин на расстоянии (0.30.5) м от них. К линии ДШ присоединяют нити ДШ, выходящие из скважины, способом «внакладку» (липкой лентой) на длине не менее 100 мм с углом между нитью и линией ДШ не более 90⁰ по ходу детонации, или узлом «петля». Если из скважин выходят волноводы неэлектрических СИН они крепятся к линии ДШ специальными «соединителями» ФГУП НМЗ «Искра» или петлей на линии ДШ, куда вставляют волноводы и затягивают.

Порядные (диагональные) линии ДШ соединяют с коммутационными магистралями ДШ: основная — в тылу блока за последним рядом; кольцевая (дублирующая) у бровки уступа. Соединение шнуров ДШ линии к магистрали, как правило, узлом «петля» («удавка»). В местах установки пиротехнических реле в магистралях (основной и кольцевой) оставляют специальные разрывы. Шнуры ДШ магистралей и реле РП-Н соединяют «морским» узлом или специальными «соединителями» ФГУП НМЗ «Искра», реле РПЭ-2 монтируется в магистраль через соединительные блоке на его конце. При монтаже сети используют ДШ одной партии и применяют один тип соединений в порядных линиях. При кольцевых схемах с дублирующей магистралью поверхностная сеть ДШ прокладывается в одну нить, без дублирования из двух нитей.

В последнюю очередь прокладывают магистраль из 2^х нитей ДШ от узла в точке начала инициирования взрывной сети блока до исполнительного блока «Гром» или «Друза». Контроль смонтированой сети — визуальный.

Б. Взрывная сеть неэлектрических СИН из низкоэнергетических волноводов

Поверхностная сеть монтируется: из специальных соединительных блоков («Нонель», «Динашок»); магистральных блоков («Примадет»); из волноводов через детонатор ДБИ-2 с разделителем («Эдилин»); из волноводов через поверхностное инициирующее устройство СИНВ-П с фиксатором («СИНВ-С»).

Поверхностная сеть из волноводов дублируется.

В последнюю очередь, как и в сети ДШ (А), прокладывается магистраль из 2-х нитей ДШ до блоков «Гром» или «Друзья». Контроль качества смонтированной взрывной сети — визуальный.

В. Монтаж электровзрывной сети

Монтаж электровзрывной сети ведется от зарядов (ЭД) к источнику тока. Провода ЭД, выходящие из скважин должны быть замкнуты накоротко. Электровзрывная сеть должна быть двухпроводной, для магистральных линий могут использоваться провода только с резиновой или пластиковой (ПХВ) изоляцией.

Соединения проводов тщательно изолируют лентой или специальными зажимами-контактами, наполненными солидолом. Два конца провода смонтированной части взрывной сети должны быть замкнуты накороко на все время до присоединения их к следующей части электровзрывной сети. Концы проводов магистральной линии должны быть замкнуты накоротко до окончания монтажа сети и присоединения их к клеммам источника тока.

На время монтажа сети все электродетонаторы и токопроводы (кабели, ЛЭП, троллеи), находящиеся в пределах опасной зоны, должны быть обесточены.

Общее сопротивление электровзрывной сети должно быть заранее подсчитано и замерено с места подачи тока в сеть, или сеть проверяется после монтажа компьютером, когда используются электродетонаторы ЭДЭЗ. При расхождении замеренного и расчетного сопротивления сети более чем на 10% концы сети закорачиваются и ведется поиск узла, вызывающего отклонение сопротивления.

Ключ от источника тока (взрывные машинки, взрывные станции, исполнительные блоки) должен постоянно находиться у руководителя взрывных работ или у взрывника до времени взрыва.

Основное достоинство сети — возможность инструментальной проверки сети перед взрывом.

15. Оформление сводной таблицы показателей массового взрыва блока

1. Общий объём блока м³, объем блока железистых кварцитов, объём блока кристаллического сланца.

м³,

где: и — число скважин первого ряда и сумма скважин остальных рядов, шт;

() — сопротивление по подошве 1^го ряда, м; в — расстояние между рядами скважин, м; и — растояние между скважинами в ряду по первому и остальным рядам, м; - высота уступа, — перечисленные значения для конкретной части блока.

V_жк = (23 * 9 * 9 + 69 * 9 * 9) * 15 = (1869 + 5589) * 15 = 111 870 м³

V_сл = (4 * 10 * 11 + 8 * 9,5 * 10) * 15 = (440 + 760) * 15 = 11 842 м³

= 123 712 м³

2. Общий расход ВВ на массовый взрыв

кг, (26)

где: и — суммарная масса скважинных зарядов по железистым кварцитам и кристаллическим сланцам взрываемого блока (количество заряжаемых скважин по частям блока расчитывается на плане расположения скважин).

=104 091 кг

3. Проектный удельный расход ВВ по блоку

кг/м³, (27)

где: — общий обьем блока, м³.

где: — обьем железистых кварцитов блока, м³; - обьем кристаллических сланцев, м³.

104 091/123712 = 0,84 кг/м3

Проектный удельный расход ВВ по железистым кварцитам

кг/м³

92 865,5/111 870 = 0,83 кг/м3

и сланцам

кг/м^3.

11 225,5/11 840 = 0,94 кг/м3

4. Выход горной массы с 1 м пог. скважин блока

м³/м, где — суммарная длина скважин блока

111 870/(91*18,5) = 66,4 м3/м

11 840/(11*18,5) = 58,1 м3/м

5. Расход ДШ

м,(28)

где: — расстояние между крайними скважинами диагонали (ряда), м; - количество диагоналей (рядов) шт; - длина основной магистрали, м; - длина кольцевой магистрали, м; - длина сети для врубовой части блока, м.

1176 м

6. Ширина развала взорваного массива [19]

При однорядном мнговенном взрывании

м,(29)

где: — высота уступа, м; - проектный удельный расход ВВ, кг/м³; - коэффициент, характеризующий взрывоемкость пород (=2; 2.5; 3 — соответсвенно, легко, средне и трудновзрываемых пород); - коэффициент, учитывающий угол наклона скважины к горизонту;

(30)

42,2 м При многрядном короткозамедленном взрывании без подпорной стенки, ширина развала

м, где: — число рядов скважин, шт; - расстояние между рядами, м; - коэффициент дальности отброса, зависящий от схемы КЗВ и величины интервала замедления между взрывами рядов (диагоналей).

Значение коэффициента К₃ для короткозамедленного взрывания рядов с различными интервалами мс замедления между взрывами рядов:

= 283 м

Таблица 13

Сводная таблица. Показатели массового взрыва блока

1. Проектирование взрывных работ/ Б. Н. Кутузов, Ю. К. Валухин, С. А. Давыдов и др.-М.: Недра, 1974.-328 с.

2. Таранов П. Я., Гудзь А. Г. Разрушение горных пород взрывом. Учебник. Изд. 3, перераб. и доп.-М.: Недра, 1975.-253 с.

3. М. А. Садовский, Н. В. Мельников, Г. П. Демидюк. Основные направления совершенствования взрывных работ в горной промышленности// Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых.-1973.-№ 3.-с.35−44.

4. Выбор рациональных способов инициирования скважинных зарядов/ Э. И. Ефремов, Б. Н. Кутузов, П. В. Швыдько и др. // Горный журнал.-2000.-№ 8.-с.25−28.

5. Макаров А. В. О заседании межведомственного совета по взрывному делу при Горгостехнадзоре России// Безопасность труда в промышленности.-2003.-№ 10. с.45−49.

6. Андреев В. В., Неклюдов А. Г. Производителям взрывных работ надежные современные средства взрывания// Безопасность труда в промышленности.-2006.-№ 1.-с.23−24.

7. Граевский М. М., Кутузов Б. Н. Технико-экономическое сопоставление электрических и неэлектрических систем инициирования зарядов ВВ // Горный журнал.-2000. № 5. с. 54−59.

8. Достижения фирм Швеции в области бурового оборудования и производства взрывчатых материалов / С. А. Поздняков, В. А. Соснин, А. В. Старшинов и др.//Горный журнал.-2000.-№ 8. с.38−41.

9. Инструкция по монтажу и эксплуатации неэлектрической системы инициирования ЭДИЛИН//ОАО «Муромец», 2003. 22 с.

10. Инструкция по применению устройств инициирующих с замедлением скважинных СИНВ-С // ФГУП «НМЗ Искра», 2003. 12 с.

11. Инструкция по применению устройств инициирующих с замедлением поверхностных СИНВ-П//ФГУП «НМЗ Искра», 2003.-16 с.

12. Шашки-детонаторы в полимерном корпусе/ Ю. Н. Жуков, В. М. Янкилевич, А. А. Ананьин и др.// Горный журнал.-2002. № 3. с.45−47.

13. Промышленные шашки-детонаторы конструкции ФГУП «ГосНИИ «Кристалл» / А. Г. Гороховцев, В. П. Ильин, Я. С. Кулакевич и др. // Горный журнал.-2005.-№ 1.-с.31−34.

14. Единые правила безопасности при взрывных работах.- М.: НПО ОБТ, 1992.-238с.

15. Буклет «Белгородский завод горного машиностроения» // Белгород, ул. Сумская 72.-2007.

16. Кутузов Б. Н. Взрывные работы: Учебник для техникумов.- 3-е изд., перераб. и доп.-М.: Недра, 1988.-383 с.

17. Справочник. Открытые горные работы / К. Н. Трубецкой, М. Г. Потапов, К. Е. Виницкий, Н. Н. Мельников и др.- М.: Горное бюро, 1994.-590 с.