Материал: Недин В.В. Буровзрывные работы учебное пособие для студентов горных вузов и факультетов

252 Взрывные работы

СССР стали применять на отдельных проходках шпуры увеличен­ ного диаметра — 50—60 мм и более.

Размеры шпурового заряда всегда меньше размеров шпура.

По длине шпур обычно заполняется ВВ только на 60—70%; ос­ тальную часть шпура заполняют забойкой. Поперечное сечение шпура удается целиком заполнять ВВ далеко не всегда.

Метод шпуровых зарядов широко применяют при проведении

горных выработок, при подземной разработке полезных ископа­ емых в очистных забоях и при вторичном дроблении крупных кусков (негабарита).

При проведении подземных выработок шпуровой метод полу­ чил исключительно широкое распространение во всех отраслях горнодобывающей промышленности как в СССР, так и за рубе­ жом. -

При разработке угольных месторождений подземным спосо­ бом метод шпуровых зарядов является пока практически един­ ственным методом ведения взрывных работ.

В очистных забоях при подземной разработке рудных место­

рождений область применения шпурового метода за последние

десятилетия заметно сократилась в связи с внедрением отбойки глубокими скважинами. Однако метод шпуровых зарядов про­ должают широко применять при селективной разработке руд, при выемке залежей незначительной мощности и особенно при

сложной конфигурации их, а также при добывании особо ценных полезных ископаемых, когда требуется сохранить структуру ис­

копаемого или не допустить обесценивания его излишним из­ мельчением при вторичном дроблении.

В целом, при современном уровне техники шпуровой метод является практически доминирующим методом ведения подзем­

ных взрывных работ в рудной промышленности. Так, напри­ мер, в Криворожском бассейне за последние годы от 3Д до 2/з об­ щего количества пробуренных погонных метров при добыче руды на подземных рудниках (включая нарезные работы) приходи­ лось на шпуры.

На открытых работах метод шпуровых зарядов, как самостоя­ тельный метод, имеет ограниченное применение и используется,

главным образом, при разработке мелких месторождений, где не­ целесообразно применение крупного бурового оборудования (станков). На отечественных карьерах наиболее широкое рас­ пространение получила более производительная отбойка сква­ жинными зарядами. Однако и в этих условиях метод шпуровых

зарядов играет определенную роль и применяется: а) для вто­ ричного взрывания с целью дробления крупных кусков породы,

полученных при первичном взрывании; б) для подрывки подо­ швы и откоса уступа; в) в начале проходки наклонных траншей (до глубины примерно 2 м).

большой объем буровых работ на 1 м3 отбитой горной массы; 2) значительное пылеобразование при перфораторном бурении шпу­ ров, особенно в крепких породах; 3) необходимость взрывания весьма большого числа отдельных зарядов для отбойки значи­ тельного участка массива.

При методе шпуровых зарядов целесообразно иметь специ­

ально составленный паспорт на ведение буровзрывных работ.

Впаспорте необходимо указать:

1)схему расположения шпуров в забое (в двух или трех про­ екциях) с указанием поперечных размеров выработки;

2)характеристику взрываемых пород;

3)сорт и наименование применяемого ВВ;

4)вес каждого шпурового заряда и расход ВМ на 1 взрыв;

5)длину забойки;

6)способ и очередность взрывания;

7)ожидаемые технико-экономические показатели.

Паспорт буровзрывных работ составляется для каждого за­ боя и утверждается главным инженером рудника (шахты).

§ 2. Применение метода шпуровых зарядов на подземных горных разработках

1. Метод шпуровых зарядов при проведении горных выработок

Правильное расположение шпуров в забое является необхо­ димым условием для получения высокого эффекта взрыва.

При проведении горных выработок забой, как правило, имеет

только одну обнаженную поверхность. Если пробурить шпур в массиве однородной породы перпендикулярно к единственной обнаженной поверхности АВ (рис. 90, а), то газы, образовав­ шиеся при взрыве, естественно, встретят по оси шпура значи­ тельно меньшее сопротивление, чем в других направлениях, и, как говорят, «сработав по л. н. с.», не произведут должного эффекта. При взрывании шпура в таких условиях чаще всего происходит выбрасывание забойки, некоторое раздробление стенок шпура

и слабое разрушение его устья. Образование воронки достаточ­ ных размеров в данном случае возможно только при сильно уве­

личенном заряде.

При расположении шпура под некоторым углом а к обнажен­

ной поверхности (рис. 90, б) можно, рассматривая давление об-

254 Взрывные работы

разевавшихся при взрыве газов, выделить две силы, из которых первая Р действует в Направлении нетронутого массива, а дру­ гая К. производит работу по дроблению и отрыву части породы от массива. Ввиду этого при отбойке массивной однородной породы с одной обнаженной поверхностью целесообразно бурить шпуры наклонно. С уменьшением угла наклона между шпуром и обна­ женной поверхностью объем взорванной породы увеличивается.

Наибольший эффект взрыва достигается при расположении шпуров параллельно обнаженной поверхности. Такое расположе­ ние возможно при наличии не менее двух обнаженных поверх­ ностей. Поэтому при ведении взрывных работ всегда стремятся скорее образовать вторую обнаженную поверхность.

у?

Шпуры, предназначенные для образования дополнительной поверхности обнажения в забое и взрываемые первыми, назы­ вают врубовыми шпурами, а получаемое в результате взрыва зарядов врубовых шпуров углубление в забое горной вы­

работки называют взрывным врубом или сокращенно

врубом. На практике встречаются разнообразные конфигу­ рации врубов, но в принципе все они аналогичны выемке в забое

выработки, показанной на рис. 91.

Взависимости от крепости и строения пород и размеров по­

перечного сечения выработки применяют разнообразные схемы расположения врубовых шпуров.

Вслоистых породах врубовые шпуры располагают так,

чтобы они были по возможности перпендикулярны плоскостям

наслоения. В трещиноватых породах необходимо избегать воз­ можности пересечения врубовыми шпурами больших трещин.

Если направление шпура будет совпадать с направлением

стично или полностью уходить между слоями или по трещинам и тем самым значительно снижать эффект взрыва.

Важную роль играет и взаиморасположение шпуров комп-,

пекта. Слишком большое расстояние между шпурами ведет к об-, разеванию неровностей-выступов, а чрезмерное сближение при­

водит к подрывке смежных шпуров, излишнему дроблению и разг лету взрываемой породы.

План по А-Д

Рис. 92. Центральный кли­ новой вруб и типовая схе­ ма расположения шпуров в забое однопутевой выра­ ботки

При наличии в забое мягкого прослойка вруб обычно распо­ лагают в этом прослойке.

При проходке горных выработок шпуры глубиной более 2,5 м

ные тенденции: при проходке шахтных стволов в угольной про­

мышленности СССР за последние годы с успехом применяют

шпуры увеличенного диаметра (до 55—65 мм), а при проходке, выработок в крепких породах на отечественных и зарубежных предприятиях рудной промышленности — шпуры уменьшенного диаметра (35 мм и менее ).

Наиболее распространенный в современной практике цент­ ральный клиновой вруб и типовая схема расположения шпуров в однопутевой выработке, проводимой по породам средней кре­ пости, показаны на рис. 92. Последовательность огневого взры-.

На этом примере можно пояснить общие принципы применения шпурового метода отбойки в проходческих забоях. В результате

взрывания шпуров 1—4 создается вруб а. Затем путем взрыва­

ния вспомогательных шпуров 5 — 8 данное углубление

увеличивают до размеров б. После этого при помощи отбойных шпуров 9 — 21, взрываемых последовательно в порядке их нуме­ рации на чертеже, заканчивают отбойку породы до контуров пол­ ного сечения выработки. Эти шпуры называют оконтури-

вающими.

Отбойные шпуры необходимо располагать так, чтобы обеспе­ чить полный отрыв породы в пределах проектного контура сече­ ния выработки и соблюдение ее проектного профиля (уклона). Отбойные шпуры, располагаемые по контуру, бурят с небольшим

наклоном к стенкам, кровле и почве. Величина перебура, т. е.

расстояния, на которое шпур заглубляют за проектный контур

выработки, зависит от физико-механических свойств пород. При недостаточном перебуре могут остаться выступы, которые потре­ буют трудоемких дополнительных работ для обеспечения требу­

емого сечения выработки. Излишне большой перебур связан со

значительным расходом материалов на забутовку. В породах не­ достаточно устойчивых перебур вообще не допускается.

Подошвенные шпуры 17 — 21 (рис. 92) во всех случаях долж­ ны иметь перебур, обеспечивающий не только создание необхо­ димого уклона выработки, но и облегчение укладки шпал для рельсового пути, а также устройство водоотливной канавки. По­ дошвенные шпуры обычно взрывают в последнюю очередь и ис­ пользуют для отброса взорванной породы от забоя, в связи с чем помещают в них усиленные заряды.

Хороший вруб способствует лучшему использованию глубины отбойных шпуров. Отношение полезно используемой глубины

шпура к его полной глубине называется коэффициентом использования шпура (сокращенно к.и.ш.);

называемого стакана), м.

Взрывные работы стремятся вести так, чтобы обеспечить воз­ можно более высокие значения к. и. ш. При проходке горных вы­ работок к.и.ш. должен быть не ниже 0,85—0,9

Известно довольно много разновидностей врубов для различ­

ных горногеологических условий. Все они могут быть разделены на две группы: 1) врубы из шпуров, имеющих наклон к поверх-

ности забоя; 2) врубы из шпуров, перпендикулярных поверхности забоя (прямые врубы).

К первой группе относятся врубы: пирамидальный, кли­ новой (вертикальный и горизонтальный), типа «ножниц ы», верхний, нижний, боковой, диагональный.

Вторую группу составляют врубы: призматический, щелевой, кот­ ловые.

Врубы первой группы очень широ­

ко распространены в современной прак д тике. Однако за последние годы в креп­ ких породах стали все шире применять

прямые врубы, дающие в этих усло­ виях хорошие результаты.

взрывания шпуров. Строгое соблюде­ ние установленной последовательности взрывания — необходимое

условие получения хорошего эффекта взрыва.

Клиновые врубы (рис. 94), наиболее распространенные

в современной практике, применяют <в породах от средней кре­ пости до крепких. Состоят эти врубы из нескольких пар сходя­ щихся встречных шпуров. Известно несколько разновидностей

клиновых врубов: центральный (см. рис. 92 и 94, а), в е р т и- к а л ь н ы й (рис. 94, б) и горизонтальный (рис. 94, в).

Центральный вруб располагается в центре забоя. Образуют его путем взрывания 4 или 6 врубовых шпуров. Вариант, пока­ занный на рис. 94, а, отличается от варианта, изображенного на рис. 92, наличием так называемого «п и о н е р ш п у р а» 1, глу­ бина которого равна половине глубины остальных врубовых шпуров. «Пионершпур», взрываемый первым, облегчает действие основных шпуров вруба. Применяют такой вариант в крепких породах. Бурят врубовые шпуры обычно под углом 2 — 3° к го­ ризонту, что значительно облегчает очистку их от бурового шлама.

17 в. в. Недин, Ш. И. Ибраев