Взрывные работы при проходке шурфов и стволов

Буровзрывные работы при проходке шурфов применяются при пересечении выработкой пород, относимых к категории V и более высоким категориям буримости по ЕНВ, когда использование энергии взрыва для рыхления и отбойки этих пород становится неизбежным.

Взрывная отбойка пород осуществляется наиболее часто и является неотъемлемой частью технологической операции при проходке глубоких шурфов. При относительно небольших площадях поперечного сечения шурфов, а также в зависимости от свойств пересекаемых выработкой пород шпуровые комплекты состоят из шпуров глубиной 0,8... 1,2 м, причём в комплектах иногда отсутствуют врубовые шпуры.

Наиболее часто используемые комплекты шпуров в выработках с небольшой площадью поперечного сечения показаны на рис. 7.7. Количество шпуров в комплекте определяют по формуле

где q - удельный расход ВВ, кг/м ; S - площадь поперечного сечения шурфа в проходке, м2; у = 0,60...0,85 - коэффициент заполнения шпуров ВВ; d - диаметр патрона ВВ, м; р - плотность ВВ в патронах, кг/м3.

Комплекты шпуров в породах //-/// (а) и IV-V (б) категорий по буримости

Рис. 7.7. Комплекты шпуров в породах //-/// (а) и IV-V (б) категорий по буримости

Удельный расход аммонита 6ЖВ приведен ниже.

Коэффициент крепости пород,/

1,5

2...3 4...6 7...9

10...14 15...18

Удельный расход ВВ, кг/м3

1,40

1,50 1,92 4,20

4,50 5,00

Расход В В Q (кг)

на цикл может быть определён

по формуле

Q = Shq,

(7.26)

где h - глубина отбойного шпура, м.

Шпуры заряжают вручную. Шпуровые заряды взрывают электрическим способом. После первых взрывов количество ВВ, расходуемое на один цикл, подлежит уточнению.

Взрывной способ проходки шурфов может быть применён в мягких легкосжимаемых породах - глинах, суглинках, супесях и лёссах. При этом способе при взрыве удлинённого заряда, размещенного в скважине, в результате деформации пород образуется полость, близкая к цилиндрической, - шурф (рис. 7.8). Во влажных породах процесс образования горной выработки протекает более эффективно. При относительно правильной форме поперечного сечения, представляющей собой круг, диаметр выработки на различных её участках не остается постоянным, однако в однородных породах отклонения его от среднего значения невелики (расположение инициаторов в донной части заряда обеспечивает большую стабильность диаметра выработки). В верхней части выработки, как правило, образуется воронка выброса (особенно в выработках диаметром более 1 м).

Конструкция скважинных зарядов для проходки шурфов

Рис. 7.8. Конструкция скважинных зарядов для проходки шурфов: а - заряд с воздушными промежутками: б - с промежутками из забоечного материала: I - забойка; 2 - воздушные промежутки:

3 - дополнительные заряды; 4 - основной заряд

Диаметр скважинного заряда ВВ dt (м), необходимого для получения полости шурфа диаметром Д, (м), определяют по формуле

где П„р - показатель простреливаемое™ породы, дм3/кг; Д - плотность ВВ в заряде, кг/дм3.

Формула (7.27) в основном пригодна для случая, когда используют аммонит 6ЖВ или аналогичные ему по работоспособности ВВ. Для других ВВ необходим пересчёт величины заряда по работоспособности. Глубина заряда определяется глубиной шурфа. Для уменьшения размеров воронки в устьевой части полости верхняя часть заряда ВВ должна не доходить до поверхности земли на 1,5.. .2,0 м.

Взрывной способ характеризуется незначительными затратами времени, труда и средств на проходку выработок и наиболее целесообразен в тех случаях, когда шурфы используют в качестве вскрывающих выработок, а геологическую информацию получают при проходке рассечек из этих шурфов.

Вследствие ограниченных поперечных размеров шурфов и стволов, проводимых при геологоразведке, взрывы зарядов осуществляются в условиях значительного зажима, что затрудняет работу зарядов по дроблению. В таких условиях возрастает роль врубовых шпуров, которые, как правило, нужно располагать в более слабых участках породы в забое.

Применяемые при проходке вертикальных нисходящих выработок типы врубов не столь разнообразны, как при проведении горизонтальных выработок. Разведочные шурфы имеют по сравнению со стволами небольшую площадь, поперечное сечение обычно прямоугольной формы. При площади поперечного сечения до 2 м2 комплект шпуров складывается из врубовых и оконгуривающих, при больших площадях сечений добавляются отбойные.

Пирамидальный вруб состоит из четырёх шпуров, образующих в пространстве перевернутую пирамиду и располагаемых в средней части забоя. Применяется в монолитных или слаботрещиноватых крепких и средней крепости породах при проходке стволов прямоугольной формы при горизонтальном и пологом напластованиях пород. Этот вруб является наиболее эффективным.

Клиповый вруб обычно располагают вдоль меньшей оси шурфа и применяют в крепких и средней крепости породах при крутом напластовании или трещиноватости. Если угол наклона трещин составляет 30...60°, то целесообразно применять клиновый вруб, направленный по простиранию пород.

Призматический вруб применяется при проходке шурфов малой площади сечения, когда из-за стесненных условий невозможно пробурить наклонные шпуры.

Щелевой и боковой врубы применяются в забоях с выраженной слоистостью, ориентированной трещиноватостью, включением участков более слабых пород, тектонических нарушений и т. п.

Типы врубов при проходке стволов шахт применяются такие же, как и при проходке шурфов.

Конический вруб отличается от вышерассматриваемого пирамидального тем, что шпуры (более четырех) образуют в пространстве конус. Применяется в стволах круглого сечения в монолитных или с горизонтальным и пологим напластованиями пород различной крепости. Для уменьшения разлета породы в центре конуса пробуривают один-три вспомогательных шпура на 2/3 средней глубины шпуров комплекта.

Бочкообразный вруб образует в пространстве цилиндр, ось которого совпадает с осью ствола. Применяется в стволах круглого сечения в крепких породах различного залегания.

В стволах прямоугольной формы отбойные шпуры пробуривают вертикальными рядами, а в стволах круглого сечения они располагаются но окружностям. Оконтуривающие шнуры пробуривают с наклоном к контуру ствола с тем, чтобы получить качественное оконгуривание.

Основные параметры комплекта шпуров при проходке вертикальных горных выработок рассчитываются по той же методике, что и при проведении горизонтальных выработок. Усреднённые диаметры окружностей, по которым располагаются отбойные шпуры, определяются по формуле

где D0 - диаметр окружности, по которой располагаются отбойные шпуры, м; п - порядковый номер окружности отбойных шпуров, начиная с первой, следующей за врубом; т - общее число окружностей шпуров, включая окружности врубовых и оконтуривающих шпуров; DBP - диаметр окружности врубовых шпуров, м; Dnp - диаметр ствола в проходке, м.

Контрольные вопросы

  • 1. Какова область применения взрывного способа проходки шурфов?
  • 2. Какие комплекты шпуров используют при проходке шурфов небольшой площади поперечного сечения?
  • 3. В чём состоит сущность взрывного способа проходки шурфов в мягких легкосжимаемых породах?
  • 4. Какие типы врубов применяются в геологоразведке при проведении стволов?
  • 5. Как рассчитываются параметры комплекта шпуров при проходке стволов?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >