Особенности действия взрыва в трещиноватых горных породах.

В этих породах ослабляется роль волнового фактора, так как трещины оказывают экранирующее действие на распространение волновой энергии, и за счет этого уменьшается разрушение отдельностей, расположенных на некотором удалении от заряда.

 

зона зона зона

нерегулируемого регулируемого нерегулируемого

дробления дробления дробления

 

В трещиноватом массиве можно выделить две зоны дробления: зона регулируемого дробления в ней разрушение происходит за счет в отдельности, в которой расположен заряд и преломленных волн в смежных отдельностях. Волны преломляются и в следующие отдельности, но их энергии уже недостаточно для их разрушения. Разрушение происходит за счет динамического воздействия (удара), расширяющего объемы зоны регулируемого дробления. Эта зона называется зоной нерегулируемого дробления, так как разрушение в ней носит случайный характер. Зону регулируемого дробления можно изменять за счет параметров заряда. Таким образом, трещиноватые массивы разрушаются больше за счет расширяющихся продуктов взрыва, чем от волнового фактора.

 

 

Разрушение пород при серийном взрывании.

При одновременном взрыве двух зарядов происходит сложное взаимодействие волновых полей от взрыва каждого заряда. Возможна интерференция напряжений от двух волновых полей, компенсация, то есть может быть как повышение напряжений, так и понижения их. При взрыве вблизи обнаженной поверхности могут иметь место зоны пониженных напряжений (зоны уменьшенного дробления) между зарядами и обнаженной поверхностью. При определенном расстоянии между зарядами может образовываться трещина между зарядами. Это зависит от расстояния между зарядами и расстоянием до обнаженной поверхности. При малых значениях а и больших W образуется трещина между зарядами.

Коэффициент сближения -

При m < 1 – трещина между зарядами, плохое дробление по ЛНС.

При m = 1 – больше энергии идет на дробление по ЛНС, это соотношения обычно и поддерживаются.

При m > 1 – ухудшается дробление между зарядами.

Особенности при короткозамедленном взрывании.

КЗВ – последовательное взрывание серий или отдельных зарядов с интервалами в тысячные доли секунды (10 – 500 мс). Основными факторами определяющими эффективность КЗВ является:

1. интервал замедления

2. последовательность взрывания

Эффект короткозамедленного взрывания определяется следующими факторами:

1. интерференцией волн напряжений

t_зам = 1 – 5 мс

Взрыв второго заряда производится в момент достижения отраженной волны от взрыва первого заряда и волновое поле, которое будет действовать в уже ослабленном массиве. Время необходимое для этого, составляет несколько мс. Действие этого фактора снижается на трещиноватых массивах.

2. образование дополнительных обнаженных поверхностей

Ширина трещины , 15(более плотное) – 60(менее плотное) мс

3. соударение перемещающихся при взрыве кусков породы

II I II I II

 

 

V₀ = 10 - 20 мс

V₁ = 5 - 6 мс

t_зам = 20 – 30 мс

Таким образом, эффект улучшения дробления при КЗВ объясняется всеми тремя факторами.

При КЗВ существенно снижается сейсмическое действие взрыва. При КЗВ иногда наблюдается снижение ударной волны. Для взрывания пород различной крепости и трещиноватости используется интервал t_зам = 20 – 25 мс. Оптимальное время замедления увеличивается с уменьшением крепости, уменьшением плотности t_зам > 25 c.

Лекция 13.

Принципы расчета зарядов.

На практике для инженерных расчетов величины заряда преимущественно используется принцип расходуемой энергии к объему разрушаемой горной породы.

q – коэффициент пропорциональности, учитывающий свойства разрушаемых пород, необходимую степень разрушения, влияние метода взрывных пород. q – взрывчатость горных пород – горно-технологический параметр, оценивающий ее сопротивляемость разрушению взрывом (q – удельный расход ВВ, кг/м³), q зависит от типа ВВ, определяется для конкретных пород опытным путем.

На каждом предприятии составляются классификации пород, по которым определяются q при стандартных условиях.

Масса заряда, необходимая для разрушения объема зависит также и от глубины расположения заряда. В зависимости от глубины различают следующие формы наружного взрыва.

Воронки взрыва: а – нормального; б – уменьшенного; в – усиленного выброса.

r - радиус воронки взрыва; n = r/W - показатель действия взрыва.

r – полураствор воронки, радиус

W – глубина заложения

n = r/W – показатель действия взрыва

n < 1 – воронка рыхления

n = 1 – воронка нормального выброса

n > 1 – воронка усиленного выброса

Такого же действия взрыва можно достигнуть при разных массах зарядов, но одинаковых W.

Из рассмотренных последствий взрыва видна тесная взаимосвязь массы заряда, глубины заложения и характера действия взрыва, элементов воронки взрыва, количество выброшенной породы. Эта связь в общей формуле пропорциональности заряда разрушенному объему описывается F(n).

Для нормального выброса F(n) = 1

Для зарядов рыхления:

F(n) = 0.33 – 1

Для зарядов камуфлета и откольных зарядов:

F(n)» 0.2

Для зарядов усиленного выброса:

F(n) > 1

Заряды выброса рассчитываются по формуле Борескова:

F(n) = 0.4 + 0.6n³

Значение n при расчете параметров взрывов на выброс подбираются в зависимости от необходимой дальности броска, объема выбрасываемой породы, ее свойств.

W > 25 м

V определяется задачей взрыва, условиями расположения зарядов, зависит от методов взрывных работ.

V» W³ - при сосредоточенном заряде

Примеры:

а) уступная отбойка

 

 

б) при проходке подземных горных выработок

h - КИШ – коэффициент использования шпура

V = a * W * H

l_подв = l_шп * h

V = S * l_подв = S * l_шп * h

Лекция 14.

Методы взрывных рабо т.

Методы взрывных работ классифицируются по цели взрыва, по типу зарядов. Выбор метода чаще всего диктуется технологией горных работ.

Метод скважинных зарядов.

Наиболее распространенный эффективный метод разрушения на карьерах, при подземной разработке, при системах с массовым обрушением руды, реже в строительстве при производстве взрывов на сброс и выброс.

Метод шпуровых зарядов.

На карьерах имеет вспомогательное значение.

 

Метод камерных зарядов.

Рассчитывается как сосредоточенный, на карьерах не применяется. Метод применяется на сброс и выброс.

 

Метод котловых зарядов.