Технология контурного взрывания

ПРИ ОБРАЗОВАНИИ ПРОФИЛЬНЫХ ВЫЕМОК

При сооружении выемок в скальных породах особое значение придается устойчивости откосов выемки. Для получения выемок с точно и хорошо отработанным профилем без нарушения естественного строения пород в откосах применяют контурное взрывание. Выемки можно оконтуривать до или после разрушения основной массы породы в пределах проектного контура выемки. В первом случае по контуру выработки делают щель, т.е. предварительно оконтуривают. В литературе этот метод известен как метод предварительного щелеобразования. Во втором случае заряды оконтуривающих скважин (шпуров) взрывают после скважин (шпуров) рыхления. Такой способ в отличие от предыдущего принято называть последующим оконтуриванием. Условия работы зарядов при этих способах резко отличаются друг от друга: при предварительном оконтуривании заряды работают в зажиме (одна обнаженная поверхность), при последующих – при наличии второй обнаженной поверхности, в сторону которой отбивается горная порода. В сопоставляемых способах технология и организация работ будут различными.

Метод предварительного оконтуривания может применяться при наличии холостых (незаряженных) шпуров или скважин между заряженными. Наличие холостых шпуров изменяет условия работы зарядов, так как появляется дополнительная обнаженная поверхность. По этому признаку методы контурного взрывания с предварительным оконтуриванием можно разделить на две группы: с использованием холостых скважин (шпуров) и без применения их.

Для методов с последующим оконтуриванием использование холостых шпуров не является характерным, а общей основой повышения качества оконтуривания является уменьшение разрушающего действия взрывов контурных зарядов на окружающую породу. В принципе это может быть достигнуто за счет изменения параметров зарядов и их расположения. В этой связи целесообразно выделить две разновидности метода: при нормальном и уменьшенном диаметре зарядов.

Разнообразие методов последующего оконтуривания связано в основном с отсутствием взрывчатых веществ, удовлетворяющих требованиям контурного взрывания, и в связи с этим необходимостью изменения конструкции контурного заряда. При контурном взрывании по линии откоса забуривают скважины малого диаметра (76-105 мм ), в которых размещают заряды пониженной плотности (0,1-1,0 кгна 1 мскважины). Низкая плотность заряжания достигается за счет создания воздушных зазоров по длине и по радиусу заряда (рис.4).

Для определения плотности заряжания контурных скважин при методе предварительного щелеобразования (оконтуривания) в зависимости от физико-механических свойств горных пород предложена номограмма (рис.5, а). В соответствии с номограммой установлена оптимальная плотность заряжания в зависимости от крепости пород для различных типов ВВ (рис.5, б).

Вторым фактором, определяющим эффективность контурного взрывания, в частности предварительного щелеобразования, является выбор рационального расстояния между оконтуривающими скважинами.

На рис.6 приведены зависимости значений неровности боковой поверхности выемки от расстояния между скважинами.

Из рис.6 следует, что существует интервал изменения расстояния между скважинами, в пределах которого качество оконтуривания изменяется незначительно. Дальнейшее увеличение расстояний между скважинами приводит к резкому ухудшению качества оконтуривания, возрастанию значений неровностей.

 

 

Рис.4. Конструкции скважинных зарядов при контурном взрывании: а – сплошной заряд диаметром 16-20 мм;

б – полупатроны ВВ; в – воздушный промежуток; г – патроны ВВ, прикрепленные к детонирующему шнуру (ДШ);

д – рассредоточенный заряд из рассыпного ВВ; е – стержневой заряд

 

1 – ДШ; 2 – забоечный материал; 3 – бумажная пробка; 4 – воздушный промежуток; 5 – донные заряды; 6 – полупатроны ВВ;

7 – патроны ВВ; 8 – деревянная рейка

 

100 200 300 400 500 Диаметр скважин, мм       б 50 100 125 150 Диаметр скважин, мм   Рис.7. Зависимость расстояния между контурными скважинами от их диаметра: а – при постоянной линейной плотности заряжания; б – при постоянной объемной плотности заряжания   1 – для абсолютного значения расстояний; 2 – для относительных расстояний

На основании экспериментальных исследований разработаны зависимости, характеризующие изменение расстояния между контурными скважинами от их диаметра при постоянной линейной (рис.7, а) и объемной плотности заряжания (рис.7, б). При постоянной линейной плотности масса 1 м заряда остается неизменной независимо от диаметра скважины. При постоянной объемной плотности масса 1 мзаряда изменяется пропорционально квадрату диаметра заряда.

Расстояние между оконтуривающими скважинами зависит также от трещиноватости и слоистости горных пород (табл.2). При большей трещиноватости массива расстояния между контурными скважинами должны уменьшаться.

Параметры расположения оконтуривающих скважин диаметром 105 ммприведены в табл.3.

Для заряжания оконтуривающих скважин следует применять низкобризантные ВВ. Взрыв контурных скважин осуществляется до взрыва остальных скважин или в один прием с зарядами рыхления, но с опережением на 75-100 мс.

При взрыве контурных скважин образуется щель, которая ограничивает распространение трещин за контур выемки при взрыве зарядов рыхления.

Таблица 2