Предмет горного дела 3

Общие сведения о буровзрывных работах

Взрывные работы применяют при проведении горных выработок при добыче полезного ископаемого в случае наличия горных пород с I по V категорию крепости (табл. 1).

Табл. 1.
Классификация горных пород проф. Протодьяконова

Категория пород по крепости

Способ разработки

Наименование горных пород

Средний вес 1 м3 породы в плотном теле, кГ

Коэффи-циент разрых-ления

Коэф. крепости по шкале проф. Протодьяконова

Угол внутреннего трения φ

Вне кате-горная

Взрыв-ной

Кварциты исключительно крепкие; джеспилиты, габбродиабаз, габбродиорит. Порфириты исключительно крепкие. Базальт оливиновый, андезит, роговик, диабаз, диорит высшей крепости. Гранит мелкозернистый весьма крепкий. Кремень. Сливные кварцитовидные песчаники исключительной крепости, окремненные известняки высшей крепости.

2900 3100-3300 3000

2, 2 2, 2 2, 2

20-25 17-18 15-16

87^008´ 86^011´ -

I

Взрыв-ной

Среднезернистые граниты, кварцитовые сливные песчаники, кварциты, диабазы, гнейсы крепкие, порфорит, трахит крепкий, сиенит. Мелкозернистые монолитные окварцованные песчаники. Сливные известняки исключительной крепости. Мрамор исключительно крепкий.

2700-3000 2700-2900

2, 2 2, 2

12-14 10-11

84^018´ -

II

Взрыв-ной

Конгломерат крепкий на известковом цементе. Песчаники крепкие на кварцевом цементе. Колчеданы крепкие, доломиты и известняки. Змеевик, гранит и сиенит крупнозернистые.

2700-2900 2600-2800

2, 0 2, 0

8-9 7

84^018´ 82^015´

III

Взрыв-ной

Крепкие аргиллиты и алевролиты, песчано – глинистые сланцы, сидерит, магнезит, змеевик оталькованный, известняк плотный. Граниты, гнейсы, сиениты и прочие массивные и изверженные породы, сильно минерализованные или выветрившиеся. Известняк мергелистый, песчаник глинистый, сланец слюдистый, доломиты.

2800 2500 2200-2300

2, 0 2, 0 2, 0

6 5 4-5

80^032´ 78^041´ 75^058´

IV

Взрыв-ной и отбой-ными молот-ками

Глинистые и углистые сланцы средней крепости, плотный мергель, слабые песчанистые сланцы, слабые известняки и доломиты. Антрацит, крепкий каменный уголь, конгломерат и песчаник – слабые, алевролит и аргиллит средней крепости.

- 1400-1500

- 1, 8

- 2

71^034´ 63^026´

V

Взрыв-ной и отбой-ными молот-ками

Слабые глинистые сланцы, опока крепкая, очень слабые выветрившиеся известняки и доломиты, каменный уголь средней крепости, крепкий бурый уголь. Плотные карбонатные глины, мел плотный, мергель средней крепости, гипс, крепкая каменная соль.

1400-2000 1900-2600

1, 4 1, 8

1, 5-2, 0 1, 5

63^026´ 63^026´

Категория пород по крепости

Способ разработки

Наименование горных пород

Средний вес 1 м3 породы в плотном теле, кГ

Коэффи-циент разрых-ления

Коэф. крепости по шкале проф. Протодьяконова

Угол внутреннего трения φ

VI

Отбой-ными молот-ками

Каменный уголь мягкий, отвердевший лёсс, мергель мягкий, мягкая опока. Бурый уголь, карбонатная глина, трепел, мягкая каменная соль, пористый гипс. Тяжелая ломовая глина, моренный суглинок, жирная глина и тяжелый суглинок, содержащий до 10% гальки или хряща; мелоподобные слабые породы (мергель, опоки и др). Сцементировавшийся строительный мусор.

- - 1200-1950

- 1, 4 1, 8

- - 1, 0-1, 5

45^000´ 45^000´ 45^000´

VII

Вруч-ную

Легкая глина, суглинки, супески, лёсс, галечник, гравий, щебень. Песок, песок – плывун, почвенный слой. Рыхлый известковый туф, туф и другие слабые породы.

1600-1800 1500 1100

1, 8 - -

0, 9 0, 6 0, 4

38^040´ 30^050´ 30^058´

Взрывные работы могут производиться одним из следующих способов: 1) шпуровым, 2) с прострелом шпуров для получения расширения их нижней части (котловой метод), 3) накладными зарядами (без бурения шпура или подготовки какого–либо пространства для помещения заряда), 4) глубокими скважинами и 5) минными камерами.

При подземных работах применяют в основном шпуровой способ. Сущность взрывных работ при шпуровом способе заключается в следующем: в забое пробуривают скважины относительно незначительной глубины (до 4 – 6 м) и небольшого диаметра (25 – 27 мм) – так называемые шпуры, в которые помещают определенное количество взрывчатого вещества (заряд). Часть шпура между зарядом и его устьем заполняют каким–либо инертным материалом, не воспламеняющимся от высокой температуры, развивающейся при взрыве (обычно патронами из смеси песка с глиной). Это заполнение свободной от заряда части шпура инертным материалом носит название забойки.
После того, как вызван взрыв заряда, происходит мгновенный удар газов, образовавшихся в объеме заряда вследствие разложения твердого взрывчатого вещества. Этот удар вызывает распространение ударных волн в среде,

Рис.1. Буры: а – для вращательного бурения; б – для ударного бурения.

которые совместно с расширяющими под влиянием высокой температуры взрыва газами производят механическую работу по отрыванию кусков породы от массива и ее дроблению.
Б
урение шпуров осуществляется при помощи буров и может быть ударным или ударно – поворотным, вращательным и ударно – вращательным.
Буры для бурения шпуров состоят из основных частей: резца 1 (рис.1, а) у буров вращательного бурения и головки бура 4 (рис.1, б) у буров для ударного бурения, стержня 2 и хвостика 3. Бур называется сплошным (цельным), если головка (или резец), стержень и хвостик составляют одно целое, или составным, если каждая часть его отнимается.
Головки буров, которые могут сниматься, в горнорудной промышленности называют съемными коронками.
При вращательном бурении разрушение породы, в результате которого образуется шпур, производится резцом, а при ударном - головкой бура. При вращательном бурении лезвие резца, прижимаясь в забое шпура к породе, срезает и скалывает ее частицы. При ударном бурении после каждого удара бур поворачивают на некоторый угол, и углубление шпура осуществляется за счет раздробления и скалывания породы, происходящих при каждом ударе лезвия головки бура о забой шпура.
При вращательном бурении порода, разрушаемая резцом, удаляется из шпура за счет продвижения ее по виткам стержня бура. При ударном бурении раздробленную породу необходимо из шпура удалить.
Бурильные машины по способу действия делятся на вращательные, ударно–поворотные и ударно–вращательные, а по роду энергии – на электрические и пневматические.
Электрические бурильные машины ударного действия, основанные на принципе разрушения породы посредством удара, до последнего времени большого распространения не получили ввиду сложной конструкции, частых поломок при бурении в крепких породах и высокой стоимости.
Электрические вращательные бурильные машины (электросверла) широко применяют при бурении в породах, отнесенных по степени добываемости ко второй и третьей группам. Достоинства этих машин-простота конструкции и сравнительно незначительная стоимость потребляемой энергии.
Пневматические ударные бурильные машины получили широкое распространение вследствие простоты конструкции и высокой производительности по сравнению с другими бурильными машинами при бурении шпуров в крепких породах.
Использование пневматических вращательных бурильных машин (пневматические сверла СПР – 11) ограничиваются вследствие высокой стоимости пневматической энергии. Они применяются преимущественно в условиях, в которых невозможно использование электрических сверл (например, в сильно газовых шахтах) или при наличии на участке пневматической энергии, используемой для других целей, при отсутствии электрической энергии.
В
21-22-23
зрывные работы при проведении подземных горных выработок выполняются в соответствии с паспортом буровзрывных работ (рис.2), который состоит из схемы расположения шпуров в забое, табличных показателей по шпурам, технико – экономических показателей взрыва и мероприятий по технике безопасности.
Р
ис.2. Паспорт буровзрывных работ: а – схема расположения шпуров; б – показатели по шпурам; в – конструкция заряда в шпуре; г – технико - экономические показатели взрыва; 1 – патроны ВВ; 2 – патрон-боевик; 3 - проводники электродетонатора; 4 – песчано-глиняная забойка