Технология подготовки горных пород к выемке

Цель занятия: рассчитать параметры взрывной подготовки вскрышных пород.

Параметры БВР

3.1. Общие сведения

Вскрышные породы, подлежащие разрушению буровзрывным способом, можно разделить на три группы: легковзрываемые с пределом прочности на одноосное сжатие до s_СЖ=40 МПа, средней взрываемости с пределом прочности на одноосное сжатие s_СЖ=40–80 МПа и трудновзрываемые при s_СЖ=80–100 МПа. Предел прочности на сжатие является одним из важных показателей технологических свойств пород.

При производстве буровзрывных работ необходимо соблюдение следующих требований:

§ разрушение пород уступа на куски, не превышающие нужных размеров;

§ получение развала взорванной породы уступа необходимой ширины и высоты;

§ создание определенного запаса разрыхленной породы, обеспечивающего длительную работу погрузочных средств;

§ обеспечение безопасности и экономичности работ.

Удельный расход ВВ

Удельный расход ВВ (взрывчатого вещества) является одним из главных показателей разрушения вскрышных пород взрывом и характеризуется величиной ВВ (кг), которое требуется для разрушения 1 м³ породы с заданной степенью дробления.

В табл. 3.1–3.4 приведены необходимые показатели для расчета величины удельного расхода ВВ.

 

Таблица 3.1

Классификация вскрышных пород по блочности

Категория пород по блочности	Временное сопротивление сжатию sСЖ, МПа	Сопротивляемость пород взрыву	Блочность пород
I	до 40	легковзрываемые	мелкоблочные
II	40-60	средней взрываемости	среднеблочные
III	60-80	крупноблочные
IV	80-100	трудно-взрываемые	весьма крупноблочные
V	более 100	исключительно крупноблочные

Средний диаметр естественной отдельности, м:

, (3.1)

где s_СЖ – временное сопротивление сжатию, МПа.

Средний диаметр куска взорванной породы, м:

, (3.2)

где d – диаметр скважинного заряда (табл. 3.2), м; d_e – диаметр средней естественной отдельности, м; q – удельный расход ВВ, кг/м³.

Степень взрывного дробления породы:

, (3.3)

где E – вместимость ковша экскаватора (табл. 4.5–4.6), м³; К_ВВ – переводной коэффициент эквивалентных зарядов
(табл. 3.4).

Удельный расход ВВ, кг/м³:

, (3.4)

где К_В – коэффициент влияния обводнённости породы (К_В=1, скважины сухие); Z – рациональная степень взрывного дробления пород; b – угол наклона скважин к горизонту (табл. 3.3), град; Н_У – высота уступа (формула (4.2)), м.

Таблица 3.2

Рациональные значения диаметров скважин, м

Временное сопротивление сжатию sСЖ, МПа	Вместимость ковша экскаватора, м3
	8 – 10	12 – 15	20 – 30
до 40	0,216-0,269	0,244-0,269	0,269-0,320	0,320-0,380
40-60	0,216-0,269	0,244-0,269	0,269-0,320	0,320-0,380
60-80	0,160-0,244	0,244-0,269	0,244-0,320	0,269-0,320
80-100	0,160-0,244	0,216-0,269	0,244-0,269	0,269-0,320
более 100	0,160-0,244	0,216-0,269	0,244-0,269	0,269-0,320

Указанные диаметры скважин могут быть пробурены следующими типами буровых станков (табл. 3.3).

Таблица 3.3

Основные технологические характеристики
станков буровых шарошечных

Показатели	2СБШ-200-32	5СБШ-200-36	СБШ-250-55	СБШ-320-36
Диаметр долота, м	215,9; 244,5	215,9	244,5; 269,9
Прочность буримых пород, МПа	50-120	50-120	50-120	50-120
Глубина скважины, м
Длина штанги, м		9,6		17,5
Угол наклона скважин к горизонту b, град	60; 75; 90	60; 75; 90	60; 75; 90

Типы взрывчатых веществ применяемых на открытых горных работах приведены в табл. 3.4.

Таблица 3.4

Взрывчатые вещества, рекомендованные
на открытых горных работах

Условия размещения ВВ	Временное сопротивление сжатию, МПа	Способ приготовления
заводской	на прикарьерных пунктах и передвижных установках
наименование	rВВ, кг/м3	КВВ	наименование	rВВ, кг/м3	КВВ
Сухие скважины	до 120	Гранулит М		1,12	Игданит		1,13
Гранулит АС-4		0,98	Сибирит-1000		1,29
Гранулит АС-8		0,89	Сибирит-1200		1,30
Гранулит С-6М		1,11	Порэмит 1-МК		1,25
Граммонит 79/21*		1,00
Гранулит 82/18		0,99
более 120	Граммонит 50/50		1,01	Ифзанит Т-20		1,20
Граммонит 30/70		1,13	Ифзанит Т-60		1,10
Гранулотол		1,20	Ифзанит Т-80		1,08
Алюмотол		0,83	Акватол Т-20Г		1,20
Обводнённые скважины	до 120	Гранулит АСД-М			Порэмит 4-A		1,28
Гранулит АС-4В			Порэмит 1-МК		1,25
Гранулит АС-8В		0,89	Сибирит-1000		1,29
Гранулотол		1,20	Сибирит-1200		1,30
более 120	Гранулотол		1,20	Карбатол 10-В		1,39
Алюмотол		0,83	Карбатол 15-Т		1,42
			Ифзанит Т-20		1,20
			Ифзанит Т-60		1,10
			Ифзанит Т-80		1,08

Примечание: ^* – эталонное ВВ; r_ВВ – плотность ВВ, кг/м³; К_ВВ – переводной коэффициент эквивалентных зарядов.

После установления величины удельного расхода ВВ для разрушения вскрышных пород в конкретных горно-геологических условиях и с известными прочностными свойствами (s_СЖ) определяют параметры сетки скважин и величину заряда ВВ.