ЗАНЯТИЕ № 3

Расчет параметров буровзрывных работ

Буровзрывные работы производятся в тех случаях, когда непосредственная выемка пород из массива невозможна из-за крепости пород ( > 35 МПа). В этом случае недостаточно усилий у экскаваторов по отделению породы от массива. Последовательность расчета параметров буровзрывных работ следующая:

1. Определяется величина сопротивления по подошве уступа –

(см. рис. 31):

, м,

где – диаметр скважины в метрах.

Производится проверка по условию безопасности бурения

,м,

где – высота уступа, м,

– угол откоса уступа, градус;

– минимальное допустимое расстояние от скважины до верхнейбровки уступа (см. рис.33). По правилам безопасности l=3 м.

При принимается значение , а при принимается значение .

2. Рассчитывается значение перебура скважины (см. рис. 31) по формуле

, м.

3. Вычисляется глубина (длина) скважины по выражению

, м,

где – угол наклона скважины к горизонту, градус.

Для вертикальных скважин

.

4. Определяется удельный расход взрывчатого вещества (ВВ).

Эффективное дробление горных пород достигается на основе правильно установленного удельного расхода ВВ, т.е. массы заряда взрывчатого вещества, необходимого для дробления 1м³ породы.

Рис.31.Параметры буровзрывных работ на уступе

Рис.32. Шахматное расположение скважин в плане

Для сопоставимости результатов взрывания в качестве эталонного принимается взрыв на дробление 1м³ монолитной породы при шести свободных поверхностях (свободно подвешенный куб) с расположением заряда эталонного ВВ (аммонита № 6 ЖВ) в центре куба. Эталонный удельный расход ВВ (г/м³) определяется по формуле

,

где , , – предел прочности пород соответственно сжатию, сдвигу, растяжению, Па;

– плотность пород в естественном состоянии, г/см³.

Горные породы по эталонному удельному расходу ВВ разделяются на 5 классов:

I класс – легковзрываемые породы, ≤ 10 г/м³;

II класс – средневзрываемые породы, =10,1÷20 г/м³;

III класс – трудновзрываемые породы, =20,1÷30 г/м³;

IV класс – весьма трудновзрываемые породы, =30,1÷40 г/м³;

V класс – исключительно трудновзрываемые породы, =40,1÷50г/м³.

Для конкретных условий фактический удельный расход ВВ(аммонит № 6ЖВ) рассчитывается по формуле

, кг/м³,

где – коэффициент крепости породы по шкале проф.М.М. Протодъяконова ( =0,1 , здесь размерность в МПа);

– средний размер отдельности в массиве (среднее расстояние между трещинами в массиве), м.

5. Определяются параметры сетки скважин при многорядном

взрывании. Расстояние между скважинами в ряду (рис. 31)

, м,

где – коэффициент сближения скважин. Для легковзрывамых пород =1,1-1,4,средневзрываемых =1,1-1;трудновзрываемых – =0,75-1.

Расстояние между рядами скважин () составляет:

- при квадратном расположении скважин в плане (рис. 31)

,

- при шахматном расположении скважин в плане (рис.32)

.

6. Рассчитывается масса заряда ВВ в скважине:

- для первого ряда скважин

, кг,

- для второго и последующих рядов скважин

, кг.

7. Вычисляется длина забойки в скважине.

Забойка в скважине необходима для направления энергии взрыва

для дробления пород в массиве и снижения радиуса разлета кусков породы. Забойка размещается в верхней части скважины. Материалом для забойки служит песок, мелкие куски породы и т.д. Длина забойки

, м.

8. Рассчитывается длина заряда ВВ по формуле

, м,

где – вместимость ВВ в 1 м скважины, кг.

, кг/м,

где – диаметр скважины, м;

Δ – плотность заряжания ВВ в скважине, кг/м³. При ручном заряжании Δ=0,9, при механизированном – 1,0, при использовании водонаполненных ВВ Δ=1,4÷1,6.

9. Производится проверка длины заряда ВВ на вместимость в скважинепо соотношению

.

- Если , то ВВ помещается в скважине и расчет параметров буровзрывных работ продолжается.

- Если _. ,то в скважине делается воздушный промежуток,длина которого равна

, м.

- Если , то ВВ в скважине не помещается и необходимо изменить рассчитанные параметры буровзрывных работ, приняв один из следующих вариантов: увеличить диаметр скважины, принять другое ВВ с большей плотностью заряжания, уменьшить размеры сетки скважин. Последний вариант наиболее предпочтителен.

10. Расчет интервала замедления взрывания скважин.

На большинстве карьеров страны применяется короткозамедленное взрывание. При короткозамедленном взрывании отдельные скважины или группы скважин взрываются с замедлением по отношению друг к другу. Интервал замедления изменяется в пределах 5-250 мс. Практически используемый интервал замедления 15-100мс. По сравнению с мгновенным взрыванием всех скважин короткозамедленное взрывание обеспечивает повышение равномерности дробления пород, уменьшает выход негабарита, снижает расход ВВ.

Существует множество схем замедления. В настоящем задании применяется порядная схема замедления, т.е. в начале взрывается первый (ближайший к откосу уступа) ряд скважин, затем второй ряд.

Для реализации схем короткозамедленного взрывания используются специальные замедлители.

Интервал замедления

, мс,

где – коэффициент, зависящий от взрывности пород, длялегковзрываемых пород =1,5-2,5, средневзрываемых =3-4, трудновзрываемых =5-6.

11. Определяется ширина развала взорванных горных пород по

формуле

, м,

где – коэффициент интервала замедления; при =10мс =0,95, =25мс =0,9, =50мс =0.85, =75мс =0,8;

– ширина развала взорванных горных пород при взрыве первого ряда скважин, м;

– количество рядов взрываемых скважин.

, м,

где – коэффициент взрываемости пород, для легковзрываемых пород =4,5-5,5, средневзрываемых пород =3,5-4, трудновзрываемых пород =2,5-3

–коэффициент наклона скважин, вычисляемый по формуле

.

12. Рассчитывается выход горной массы с 1-го погонного метра

скважин по выражению

.

Задание: Рассчитать параметры буровзрывных работ ипостроитьв

масштабе паспорт буровзрывных работ.Пример паспорта приведен на

рис. 31.

Исходные данные: физико-механические свойства горных пород по

вариантам принимаются по данным задания № 3. Из этого же задания берется диаметр буримых скважин. Высота уступа для вариантов с четными номерами – 10 м, с нечетными номерами –12 м.

Используется ВВ аммонит № 6 ЖВ. Количество рядов взрываемых скважин – 2. Схема замедления – порядная.

Контрольные вопросы:

1. В каких случаях производятся буровзрывные работы на карьере?
2. Что такое удельный расход ВВ?
3. Для чего необходима забойка скважин?
4. Что такое короткозамедленное взрывание?

Дата добавления: 2015-07-10