Акционерное общество «апатит»

УТВЕРЖДАЮ Технический директор - Главный инженер  АО «Апатит»   И.В.Сальников   «____»__________________2016 г.

УТВЕРЖДАЮ Врио директора Федерального государственного бюджетного учреждения науки Горного института Кольского научного центра Российской академии наук   С.В.Лукичев «____» ___________ 2016г.

Методические указания по расчету параметров и проектированию проектов буровзрывных работ для проходки горных выработок

 

Апатиты – Кировск 2016 г.

СОДЕРЖАНИЕ

 

		Стр.
1	ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К БУРОВЗРЫВНЫМ РАБОТАМ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК	3
2	ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ	6
3	СОДЕРЖАНИЕ ПАСПОРТА БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ	8
4	МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ГОРНЫХВЫРАБОТОК	11
5	ВЫБОР СХЕМ ВЗРЫВАНИЯ	22
6	ПОРЯДОК ОРГАНИЗАЦИИ И БЕЗОПАСНОГО ПРОИЗВОДСТВА ВЗРЫВНЫХ РАБОТ В ПРОХОДЧЕСКИХ ЗАБОЯХ	25
	ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Пример расчета паспорта БВР.	32
	ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Методика расчета расстояний между контурными шпурами для зарядов с воздушным радиальным зазором.	38
	ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Автоматизированное построение паспортов буровзрывнх работ с помощью программы «Borehole Chart "	41
	ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Примеры паспортов БВР, построенных в «Borehole Chart».	53

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К БУРОВЗРЫВНЫМ РАБОТАМ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

В зависимости от типа горной выработки и площади поперечного сечения, коэффициента крепости вмещающих пород по шкале проф. М.М.Протодьяконова, а также ряда других факторов буровзрывные работы должны обеспечивать:

− максимально возможные значения коэффициента использования шпуров в данных горно-геологических условиях, позволяющие наиболее эффективно использовать длину шпуров или скважин;

− получение выработки требуемого поперечного сечения с соблюдением минимально допустимых переборов пород за проектным контуром выработки, рекомендуемых действующими нормативными документами, и уменьшение зоны трещиноватости законтурного массива;

− интенсивное разрушение породы до оптимальных размеров фракций взорванной горной массы, необходимых для работы породопогрузочных машин с максимальной производительностью;

− компактное расположение взорванной породы в забое с ее минимальным развалом по выработке, снижающее использование ручного труда при погрузке взорванной горной массы;

− сохранность временной, предохранительной и постоянной крепи в выработках.

Для удовлетворения вышеперечисленных требований необходимо в каждом конкретном случае устанавливать параметры паспорта буровзрывных работ и средств механизации, наиболее соответствующие данным горно-геологическим условиям и обеспечивающие максимальную технико-экономическую эффективность проведения горных выработок.

Качество взрывных работ при обычном взрывании следует оценивать коэффициентом использования шпуров и коэффициентом перебора породы.

Увеличение поперечного сечения горных выработок регламентируется и не должно превышать значений, указанных в табл. 1.1. (СНиП 3.02.03-84.Подземные горные выработки).

Контурным взрыванием при проходке горных выработок решается две задачи:

· обеспечение максимального соответствия фактической площади сечения выработки проектной (снижение переборов) для снижения расходов материалов на возведение крепи;

· снижение нарушений (трещиноватости и шероховатости) в приконтурной части массива для повышения его несущей способности.

Основные требования при производстве контурного взрывания:

· вынос проектной линии контура на “грудь” забоя;

· расположение контурных шпуров на проектной линии, а их бурение производить с минимальным (постоянным) углом наклона к продольной оси выработки;

· заряжание шпуров специальными зарядами:

- колонковыми зарядами контурного взрывания (ЗКВК);

- из низкоэнергетических типов ВВ с отношением диаметра шпура к диаметру заряда не менее 2;

- рассредоточенными патронированными ВВ диаметром меньше диаметра шпура.

- эмульсионными ВВ пониженной плотности на все сечение шпура;

- эмульсионными ВВ с заполнением шпура на неполное сечение.

· одновременное инициирование зарядов в контурных шпурах;

· обеспечение контроля за состоянием поверхности контура выработки и оперативное изменение режимов БВР при изменении горно-геологических условий.

Применяют два вида контурного взрывания - предварительное щелеобразование и последующее оконтуривание (метод контурной отбойки). В их основу положен метод сближенных зарядов, при котором расстояние между контурными шпурами не превышает 0,3—0,5 м, а заряды должны при этом обеспечивать разрушение массива между шпурами.

При возведении набрызг-бетонной крепи (обделки) в выработках, проходимых буровзрывным способом, следует обеспечивать допустимую шероховатость поверхности породного обнажения. Критериями допустимой шероховатости являются отношение Y суммарной длины отпечатков (следов) шпуров к суммарной длине всех контурных шпуров и высота h _k неровностей (выступов впадин) между отпечатками шпуров:

Y = 4,83 Т + 0,52 f + 30,29 %;

h _k£ 1,08 T + 0,06 f + 13,23 см,

где Т - категория трещиноватости скального массива по классификации Межведомственной комиссии по взрывному делу;

     f - коэффициент крепости по М. М. Протодьяконову.

Правильное применение технологии контурного взрывания при соблюдении технологической дисциплины обеспечивает требуемое качество поверхности контура выработки.

Нормативные значения характеристик шероховатости контура определяют для конкретных условий проходки. Соответствие фактических величин характеристик шероховатости нормативным устанавливают маркшейдерскими измерениями и в случае несоответствия корректируют режимы БВР.

Сверхнормативная шероховатость поверхности выработки может появиться при резком падении инженерно-геологических условий проходки, а также при расположении шпуров вне проектного контура, несоблюдения параллельности их бурения и превышении углов забуривания контурных шпуров.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1. Методические указания предназначены для повышения эффективности и безопасности буровзрывных работ (БВР) при проведении горных выработок, обеспечения единообразия содержания и формы проектной документации, сокращения сроков и затрат на ее разработку.

       2.2. Методические указания составлены с учетом требований Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Правила безопасности при взрывных работах".

2.3. Основной проектной документацией на производство буровзрывных работ является паспорт или проект БВР. Производство всех видов взрывных работ должно осуществляться только в соответствии с утвержденным паспортом или проектом БВР. Производство буровзрывных работ без утвержденного паспорта или проекта, а также с их нарушением запрещается.

2.4. Паспорт БВР — технологический документ, содержащий основные сведения, необходимые для ведения буровзрывных работ. Он представляет собой инструктивную карту определенной формы с указанием характеристик выработки и горных пород, исходных технологических данных, параметров и показателей БВР, схем расположения зарядов и монтажа взрывной сети, мер безопасности.

2.5. Проект БВР — комплект технической документации и материалов, представляемых в виде расчетов, схем, графиков и пояснительной записки, включающей (помимо вопросов, отражаемых в паспорте БВР) также расчеты параметров и показателей БВР; расчет взрывной (электровзрывной) сети; мероприятия по организации работ; более детальные требования по мерам безопасности.

2.6. Паспорт или проект БВР призваны обеспечить высокий уровень эффективности и безопасности производства работ. Поэтому в их основу должны быть заложены рациональные параметры БВР, наиболее прогрессивная технология, безопасные и наиболее эффективные взрывчатые материалы, оптимальная организация работ. Неудачные проектные решения при ведении БВР неизбежно ведут к перерасходу средств, повышению опасности работ, поэтому качеству проектирования должно придаваться особое значение.

2.7. Паспорт БВР разрабатывают на проведение всех горных выработок, проходимых взрывами шпуровых зарядов.

2.8. Паспорта должны утверждаться одним из руководителей той организации (шахты, рудника, карьера и т.п.), которая ведет взрывные работы. Паспорта составляются на основании и с учетом результатов не менее трех опытных взрываний. По разрешению руководителя взрывных работ организации допускается вместо опытных взрываний использовать результаты взрывов, проведенных в аналогичных условиях.

2.9.  При выполнении взрывных работ подрядным способом специализированными организациями паспорт или проект утверждаются предприятием- подрядчиком.

2.10.  Проекты БВР могут быть как разовые, на каждый взрыв, так и типовые — при систематическом взрывании. Типовые проекты составляют для постоянно повторяющихся условий, когда в течение длительного времени на данном территориальном объекте систематически выполняют однообразные буровзрывные работы одним и тем же методом, производственным подразделением и персоналом. Типовые проекты корректируют для каждого взрыва по фактическим данным.

2.11. С изменением горнотехнических условий паспорт разрабатывают заново, а проект корректируют. В отдельных случаях в связи с изменением горно-геологических или других условий с разрешения лица технического надзора, осуществляющего непосредственное руководство взрывными работами, допускается уменьшение массы и числа зарядов в сравнении с показателями, предусмотренными паспортом.

       2.12. Разовые взрывы зарядов в шпурах для доведения контура выработки до размеров, предусмотренных проектом буровзрывных (взрывных) работ, удаления навесей, выравнивания забоя, почвы выработки, расширения выработки при перекреплении и опытном взрывании, а также в целях ликвидации отказов разрешается проводить по схемам. Схема составляется и подписывается руководителем взрывных работ, а на шахтах, опасных по газу или пыли, подлежит утверждению техническим руководителем шахты. В схеме указываются расположение шпуров, масса и конструкция зарядов, места расположения постов и укрытия взрывника, необходимые дополнительные меры безопасности. Со схемой под роспись должен быть ознакомлен взрывник.

       2.13. При проходке конкретных выработок в дополнение к типовому паспорту БВР должны быть разработаны привязка к паспорту БВР (с указанием о расстановке постов охраны или оцепления, расположении предохранительных устройств, предупредительных и запрещающих знаков, ограждающих доступ в опасную зону и к месту взрыва и о местах укрытия взрывника (мастера-взрывника) и рабочих на время производства взрывных работ) и паспорт вентиляции. 

       2.14.  Порядок оформления технической документации, производства взрывных работ и допуска людей по окончанию взрывных работ при проходке выработок определяется «Порядком производства и оформления взрывных работ при проходке горных выработок», разрабатываемом в каждом цехе и утверждаемом техническим руководителем цеха.

СОДЕРЖАНИЕ ПАСПОРТА БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ

3.1. Паспорт БВР может выполняться как обычным способом на листе кальки или белой бумаги, так и с использованием компьютерной техники по специально разработанным программам, если на их использование имеется соответствующее разрешение руководства предприятия.

3.2. При больших объемах проектных работ и для выработок сечением более 10 м² рекомендуется использовать компьютерные программы. Автоматизация проектирования БВР позволяет устранить ручной труд в процессе разработки проектов. Производительность проектирования возрастает в десятки раз. Затраты времени на разработку проекта составляют десятки минут, вместо нескольких суток. Высокая скорость разработки проектной документации позволяет рассматривать множество альтернативных вариантов.

3.3. Автоматизированная технология проектирования позволяет удобно хранить необходимую информацию и оперативно ею пользоваться. Для автоматизированного проектирования нужно иметь нормативно-справочные и исходные данные, а также набор (пакет) компьютерных специализированных  прикладных программ, обеспечивающих решение задач выбора оптимальных параметров БВР.

       3.4. Типовые паспорта БВР (паспорта БВР) должны включать следующие разделы:

I. Характеристика выработки.

II. Характеристика пород.

III. Исходные технологические данные.

IV. Параметры буровзрывных работ.

V. Основные показатели буровзрывных работ.

VI. Меры безопасности.

VII. Дополнительные сведения и замечания.

Графическая часть включает:

• схему расположения шпуров

• схему конструкции зарядов

• схему монтажа взрывной сети

•основные показатели буровзрывных работ

3.5. Выбор параметров буровзрывных работ должен производиться дифференцированно для различных участков рудного тела. Для этих целей целесообразно типы руд и пород разделить на группы в зависимости от содержания полезного компонента (апатита) с близкими физико-механическими свойствами (таблица 3.1).

Таблица 3.1 - Физико-механические свойства руд и пород Хибинского массива

Характеристика руд и пород	Группы пород	Плот-ность, кг/м3	Коэф-фициент Пуассона	Модуль Юнга, Мпа	Пределы прочности, МПа
					На сжатие	На растяжение

Руды