Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра "Горные работы" В.И. Стасевич С.Г. Оника УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ для курсовой работы "Проект массового взрыва" по дисциплине "Разрушение горных пород взрывом" Минск 2006 УДК 622.235.43(075.8) С 77 Рецензенты: Г,А.Таяновский, П.В.Цыбуленко Стасевич, В.И. Учебно-методическое пособие к курсовой работе "Проект массового взрыва" по дисциплине "Разрушение горных пород взрывом" / В.И.Стасевич, С.Г. Оника .- Мн.: БНТУ, 2006.- 59 с. ISBN 985-479-417-2 В данном пособии изложены основные принципы проектирования массовых взрывов при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. В пособии приведены методики расчета параметров скважинных, шпуровых, котловых зарядов рыхления; накладных и шпуровых зарядов при дроблении негаба- рита; правила выбора взрывчатых веществ (ВВ) и средств инициирования (СИ) заря- дов, способов взрывания, схем инициирования и расчет наиболее распространенных схем электровзрывных цепей; определение безопасных расстояний по различным по- ражающим факторам и границы опасной зоны. Пособие предназначено для студентов дневной и заочной форм обучения специ- альностей 1-36 10 01 «Горные машины и оборудование» и 1-51 02 01 «Разработка ме- сторождений полезных ископаемых» ISBN 985-479-417-2 ©Стасевич В.И., Оника С.Г. ©БНТУ, 2006 2 ВВЕДЕНИЕ Курсовая работа "Проект массового взрыва" выполняется студентами в 4 семестре при изучении дисциплины "Разрушение горных пород взрывом". Зада- чей курсовой работы является расчет параметров проектируемого массового взрыва и составление проекта в соответствии с действующими нормативными до- кументами, а также закрепление знаний, полученных при изучении дисциплины и Единых правил безопасности при взрывных работах (ЕПБ при ВР). 1. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ В курсовой работе подлежат рассмотрению следующие основные вопросы: 1. Выбор метода ведения взрывных работ и расположения зарядов в за- висимости от конкретных условий (по заданию). 2. Выбор взрывчатого вещества, средств инициирования и способа взрывания зарядов. 3. Расчет скважинных (шпуровых, котловых, накладных и др.) зарядов рыхления (выброса). 4. Расчет типовой серии одновременно взрываемых зарядов и электри- ческой сети. 5. Расчет безопасных расстояний по поражающим факторам взрыва и определение границы опасной зоны. 6. Требование ЕПБ при ВР для выполнения взрывных работ при вы- бранном методе взрывных работ и способе инициирования зарядов ВВ. Курсовая работа состоит из расчетно-пояснительной записки, в которой при- водится краткая характеристика дробимой горной породы или проектируемой вы- работки и необходимые расчеты, поясняемые рисунками, схемами, таблицами, характеристиками выбранных ВВ и СИ. В конце пояснительной записки приво- дится схема с указанием необходимых параметров проектируемого массового взрыва, сводная ведомость показателей проекта и список использованных литера- турных источников. 3 2. ВЫБОР МЕТОДА ВЕДЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ И СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ ЗАРЯДОВ ВВ Метод ведения взрывных работ определяется выработкой (системой вырабо- ток), сооруженной для размещения в ней расчетного заряда ВВ и производства взрыва. На карьерах при добыче горных пород в настоящее время применяются сле- дующие методы ведения взрывных работ: 1. Метод скважинных зарядов - основной метод дробления горных пород. Применяется на карьерах практически любой производственной мощности при дроблении пород различной крепости, трещиноватости и обводненности (рис. 1). Рис.1. Схемы расположения скважин: а - вертикальные; б - наклонные 4 2. Метод шпуровых зарядов используется при дроблении: пластов малой мощности; при высокой ценности руд, когда необходимы минимальные потери полезного ископаемого за счет разубоживания и если необходимая степень дроб- ления не достигается скважинными зарядами; дроблении негабарита; рыхлении мерзлых грунтов. 3. Метод котловых зарядов - применяется в случае, если объем скважины не обеспечивает размещения расчетного заряда ВВ в условиях пологих откосов ус- тупов, водной пригрузки и др. 4. Метод камерных зарядов - применяется в основном для взрывания на вы- брос и сброс породы при строительстве каналов, плотин, вскрытии месторожде- ний полезных ископаемых. 5. Метод накладных зарядов используется в основном для дробления негаба- рита, удаления «козырьков» уступов в случае нецелесообразности или невозмож- ности использования метода шпуровых зарядов. Методом скважинных зарядов на карьерах дробится до 90% горной массы. На уступе скважины можно расположить в один ряд (однорядное взрывание) два и более рядов (многорядное взрывание), вертикально или под углом к горизонту (наклонные скважины). Некоторые возможные схемы расположения скважин приведены на рис.1. . 3. ВЫБОР ВВ, СПОСОБА ВЗРЫВАНИЯ И СИ ЗАРЯДОВ ВВ Для возбуждения детонации зарядов ВВ используется взрыв небольшого ко- личества ВВ, размещенного в капсюле-детонаторе (КД), электродетонаторе (ЭД) или через мощный промежуточный детонатор (ПД) при использовании низкочув- ствительных гранулированных и водонаполненных (водосодержащих) промыш- ленных ВВ. В зависимости от способа возбуждения взрыва инициирующего ВВ различают огневое, электроогневое, электрическое, бескапсюльное (с помощью ДШ) взрывание. Одним из основных способов взрывания является электрический, достоинст- вами которого являются : 1. Относительная безопасность выполнения работ. 2. Возможность проверки ЭД перед выдачей взрывникам и смонтированной электрической цепи перед взрывом, а так же теоретический расчет электровзрыв- ной цепи. 3. Возможность практически любой последовательности инициирования за- рядов. 5 Однако существует ряд недостатков, которые имеют существенное значение при использовании данного способа: 1. Сложность расчета, монтажа и проверки электровзрывной цепи при соеди- нении большого числа ЭД. 2. Большая зависимость и опасность преждевременного взрыва от блуждаю- щих токов, зарядов статического электричества, а также в случае приближения грозы. Большинства вышеперечисленных недостатков лишен способ взрывания за- рядов с помощью ДШ, характеризуемый минимальной опасностью при монтаже сети, заряжании, изготовлении боевиков, ликвидации отказавших зарядов. Недос- татком данного способа является невозможность контроля состояния взрывной сети (для увеличения надежности производится дублирование ДШ) и относитель- но высокая стоимость ДШ. Огневой способ взрывания используется в случае невозможности использо- вания других способов, при инициировании одиночных зарядов или зарядов не требующих соединения в одну цепь. Способ прост и доступен для выполнения. Недостатками способа являются: 1. Повышенная опасность (в момент поджигания огнепроводного шнура (ОШ) взрывник находится возле заряда) инициирования. 2. Невозможность получения расчетных интервалов инициирования зарядов. 3.1. Электрический способ взрывания При электрическом способе взрывания выбирают электродетонаторы, элек- трические (магистральные, участковые, соединительные) провода, источник тока, производят расчет электровзрывной сети. На карьерах используются водостойкие ЭД мгновенного действия ЭД-8-Э и ЭД-8-Ж, короткозамедленного ЭДКЗ и замедленного действия ЭДЗД, термостой- кие ТЭД (при температуре среды выше 40оС), защищенные от зарядов статиче- ского электричества (до 10 кВ) и блуждающих токов (до 1 А), ЭД-1-8Т (мгновен- ного действия) и ЭД-1-3Т (с замедлением). Электрические параметры ЭД приве- дены в табл. 1, интервалы замедления в табл. 2. Провода, используемые для взрывных работ могут быть одно- и двужильны- ми; многопроволочными и однопроволочными; медными; алюминиевыми или стальными; в резиновой или полихлорвиниловой изоляции (табл. 3). 6 Таблица 1 Электрические параметры электродетонаторов Типы ЭД Показатели ЭД-8Э ЭД-3Д ЭД-8Ж ЭД-КЗ ЭД-3Н ЭД-1-8-Т ЭД-1-3-Т Сопротивление, Ом 2,0-4,2 1,8-3,0 2,0-4,2 0,5-0,9 Импульс воспламенения, А2 · мс 0,6-2,0 0,6-2,0 0,6-2,0 40-80 Безопасный ток, А 0,18 0,18 0,18 0,92 Таблица 2 Характеристика ЭД короткозамедленного и замедленного действия Замедление ЭД ( ТУ, ГОСТ) число серий интервал, мс Непредохранительные 1-10 20-200 (через 20 мс) 11-14 225-300 (через 25 мс) 15-18 350-500 (через 50 мс) 19-23 600-1000 (через 100 мс) 24 1,5 с ЭД-1-3-Т ТУ-84-638-83 25-29 2,0-10 (через 2,0 с) ЭД-КЗ, ТУ 84-317-83 1-6 25; 50; 75; 100; 150; 250 ЭД-ЗД, ТУ 84-317-83 1-9 0,5; 0,75;1,0;1,5; 2,0; 4,0;6,0;8,0;10 c 1-10 20-200 (через 20 мс) 11-14 225-300 (через 25 мс) 15-18 350-500 (через 50 мс) ЭД-3-Н, ТУ 84-884-80 19-23 600-1000 (через 100 мс) Предохранительные ЭД-КЗ-П, ГОСТ 21806-76 1-5 25; 50; 75; 100; 125 ЭД-КЗ-ПМ, ГОСТ 21806-76 1-7 15; 30; 45; 60; 80; 100; 120 7 Таблица 3 Характеристика проводов для электровзрывных цепей Марка провода Изоляция Число жил Число прово- лок в жиле Сечение жилы, мм2 Сопротивление 1 км провода при +20оС, Ом Масса 1 км провода, кг ЭР ЭВ ВМВ Резинов. Поли- хлорви- нил. -"- 1 1 1 1 1 1 0,2 0,2 0,75 100 100 25 6,6 6,5 10,6 СП-1 Резиновая в х/б оплет- ке 1 7 0,75 25 30 СП-2 Резиновая 2 7 0,75 25 60 При выборе проводов для монтажа электровзрывной цепи необходимо учи- тывать их сопротивление и прочность. Для магистральных проводов сечение жи- лы должно быть не менее 0,75 мм2. Электровзрывная цепь должна быть двухпроводной. Запрещается использо- вать в качестве второго провода металлические трубы, арматуру и т.п. В качестве источника тока при электрическом инициировании зарядов ВВ на карьерах в основном используются конденсаторные взрывные машинки ВМК- 500, КПМ-1А и КПМ-3 (табл. 4) и конденсаторные взрывные приборы КВП- 1/100М и ПИВ-100М (табл. 5). Таблица 4 Характеристики конденсаторных взрывных машинок Характеристики КПМ-1А КПМ-3 ВМК-500 Число взрываемых ЭД нормальной чувствительности при последовательном соединении, штук. 100 200 800 Общее допустимое сопротивление взрывной сети, Ом. 300 600 2100 Емкость конденсатора взрывной машинки, мкФ. 2 4 33 Напряжение на конденсаторе, В. 1500 1600 3000 Масса прибора, кг. 1,7 1,6 6,5 8 Таблица 5 Характеристики конденсаторных взрывных приборов Характеристики КВП-1/100М ПИВ-100М Число взрываемых ЭД нормальной чувстви- тельности при последовательном соединении, штук. 100 100 Общее допустимое сопротивление взрывной се- ти, Ом. 320 320 Емкость конденсатора взрывного прибора, мкФ. 10 10 Напряжение на конденсаторе, В. 650-660 610-670 Масса прибора, кг. 2,5 2,7 3.2. Взрывание с помощью детонирующего шнура При использовании данного способа взрывания необходимо выбрать марку ДШ, промежуточный детонатор, пиротехническое реле (при короткозамедленном взрывании) и средства инициирования ДШ. Выпускается несколько типов ДШ, предназначенных для использования в различных условиях (влажность, температура, давление). Характеристики ДШ приведены в табл. 6. При короткозамедленном взрывании скважинных зарядов для создания не- обходимого интервала замедления между зарядами, группами зарядов или рядами скважин применяют пиротехнические реле КЗДШ-69 с интервалами замедления 10,20,35,50,75,100 мс, РП-8 с интервалами замедления 25,35,50 мс, РП-92-О с интервалами замедления 10,20,35,50 мс. 9 Таблица 6 Характеристики детонирующих шнуров Марка шнура N п/п Характеристика ДША ДШВ ДШЭ-6 ДШЭ-9 ДШЭ-12 1. Материал оболочки пряжа ПВХ ПЭ ПЭ ПЭ 2. Масса ВВ, г/м 12-13 13,5-14,5 5-6,5 8,5-9,5 11,5-13 3. ВВ сердцевины ТЭН ТЭН ТЭН ТЭН ТЭН 4. Скорость детонации, км/с 6,5 6,5 6,2 6,2 6,2 5. Водостойкость, суток 12 24 30 30 30 6. Длина бухты ДШ, м 50 50 50 50 50 При выборе следует учитывать, что пиротехническое реле КЗДШ-69 переда- ет детонацию только в одном направлении (указано на корпусе стрелкой), что требует повышенного внимания при монтаже. В связи с тем, что на карьерах в настоящее время используются ВВ, не чув- ствительные к взрыву ДШ, то для их надежного инициирования необходимо при- менять промежуточные детонаторы в виде патронов-боевиков из связки патрони- рованных ВВ (аммонит N6 ЖВ, скальный аммонит и др.) или прессованных (ли- тых) шашек различной формы из мощных ВВ. Рекомендуемые промежуточные детонаторы приведены в табл. 7. Таблица 7 Рекомендуемые промежуточные детонаторы для гранулированных и водосодержащих ВВ ВВ Промежуточный детонатор Число шашек, или масса Число нитей ДШ для инициирования боевика, шт, min Шашка-детонатор Т-400Г, ТГ-500 2 4 Граммониты 82/18, 30/70, 50/50, 79/21 Патроны аммонита, детони- та 600-800 г 2 10 Шашка-детонатор Т-400Г, ТГ-500 2 4 Гранулиты М, АС-4, АС-4В, АС-8, АС-8В, игданит Патроны детонита, аммонита скального N1 800 2 Шашка-детонатор Т-400Г, ТГ-500 2-3 4 Гранулотол, алюмотол. Водонаполненные: ак- ватолы, ифзаниты, карбатолы Патроны детонита, аммони- та скального N1 1000 г 2 3.3. Огневой способ взрывания При применении данного способа используют капсюли-детонаторы КД-8С, КД-8А, огнепроводный шнур ОША, ОШДА, ОШП (табл. 8). Таблица 8 Характеристика огнепроводных шнуров Марка Материал на- ружного по- крытия Пределы измене- ния температу- ры, оС Водоустой- чивость, ч Условия применения Длина бухты, м ОША Водоизоли- рующая опуд- ренная мастика -25 ÷ +45 1 - 1,5 влажные и сухие породы 10 ОШДА Водоизоли- рующая опуд- ренная мастика -25 ÷ +45 4-5 обводненные породы 10 ОШП Пластикатная масса -35 ÷ +45 4-5 обводненные породы 10 При огневом способе взрывания КД с отрезком ОШ может помещаться в па- тронированные порошкообразные ВВ или прессованные тротиловые шашки с гнездом под КД (ТП-200, ТП-400). 11 3.4. Выбор взрывчатых веществ Для выбора ВВ необходимо руководствоваться следующими показателями: крепость и трещиноватость пород, их обводненность, кислородный баланс ВВ, условия размещения зарядов (диаметр заряда), экономическая эффективность взрывных работ (с учетом затрат на доставку ВВ, бурение скважин (шпуров), дробление на заводах), стоимость ВВ. В табл. 9 представлены предпочтительные области применения различных ВВ в зависимости от двух основных факторов: условий размещения зарядов и крепости пород. Таблица 9 Рекомендуемая область применения ВВ на открытых горных работах Коэффициент крепости взрываемых пород по шкале М.М.Протодьяконова Условия разме-щения заряда ВВ f < 12 f > 12 1 2 3 Сухие скважи- ны, шурфы, тран- шеи Сухие скважи- ны, шурфы, траншеи Гранулиты: М, С-6М АС-4, АС-4В Граммонит 79/21 Игданит Аммонит 6ЖВ Граммониты 50/50, 30/70 Акватол Т-20 (ифзанит Т-60, ГЛТ-20) Карбатол 15Т, ГЛ-10В Акванал А-10 Сухие шпуры Гранулиты: М, АС-4, АС-4В Игданит Аммонал М-10 Аммонит 6ЖВ Детонит М Гранулит АС-8В Скальный аммонит N3 12 Обводненные скважины, шурфы траншеи Гранулотол Аммонит 6ЖВ в полиэти- леновых патронах Гранипор ПЗФ Акватол Т-20 (ифзанит Т-020) Гранулотол Граммониты 50/50, 30/70 Гранипор ПЗФ Алюмотол Аммонал скальный N3 в поли- этиленовых патронах Карбатолы ГЛ-15Т, ГЛ-10В Акватол Т-20 (ГЛТ-20) Акватолы:ГЛА-20, А-10 Обводненные шпуры Аммонит 6ЖВ в полиэти- леновых патронах Детонит М Аммонал-200 Аммонал скальный N3 в поли- этиленовых патронах 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ НА КАРЬЕРАХ 4.1. Скважинные заряды рыхления. 4.1.1. Определение требуемой крупности дробления породы. Определяется допустимый максимальный размер кусков раздробленной по- роды (dmax, м) исходя из: 1. Вместимости ковша экскаватора: ,V75,0d 3 эmax  где Vэ - емкость ковша экскаватора, м3. Максимальный размер (dmax) можно принимать по следующим данным: Vэ, м3 3 4 6 8 dmax 1,0 1,1 1,3 1,5 2. Вместимости транспортных средств (емкость транспортного средства должна в 3-4 раза превышать Vэ): 13 ,V5,0d 3 тmax  где Vт - емкость кузова, м3 3. Размеров приемных устройств, грохотов, дробилок: dmax  (0,75÷0,85)b, где b - ширина приемного отверстия грохота, дробилки, м. Для дробилок величина dmax следующая: Дробилки конусные ККД-500 ККД-900 ККД-1200 ККД-1500 dmax, м 0,4 0,75 1,0 1,2 Дробилки щековые 1200х900 1500х1200 2100х1500 dmax, м 0,7 1,0 1,2 В качестве допустимого максимального размера куска dmax принимаем наи- меньший из рассчитанных по различным факторам. 4.1.2. Выбор диаметра скважины Этот параметр используют для выбора метода взрывных работ и типа буро- вого оборудования. Диаметр скважины выбирают с учетом категории породы по трещиноватости (Приложение 1) и допустимого размера куска (dmax) взорванной породы (табл.10). 14 Таблица 10 Рекомендуемые параметры взрывания для различных пород Блочность массива (кате- гория трещи- новатости) Соотношение размеров максималь- ной отдель- ности и кон- диционного куска Требуемое воздействие на массив Диаметр скважины, мм Схемы КЗВ Мелкоблоч- ный (I-II катего- рии) 1 Разделение от- дельностей прак- тически без дробления  250 Порядная Среднеблоч- ный (III кате- гории) 1-2 Дробление от- дель-ностей мак- симум на 2 части 200÷250 Диагональная с увеличенным W Крупноблоч- ный ( IV-V категории) 2 Интенсивное дробление от- дельностей 200 -"- 15 При выборе диаметра скважины необходимо также учитывать крепость гор- ных пород и рациональную область применения различных способов бурения и типов буровых станков. Шнековое бурение целесообразно применять в горных породах с коэффици- ентом крепости f  6. Станки СБР-125 с диаметром скважин 115 и 125 мм обла- дают высокой производительностью в породах с коэффициентом крепости не бо- лее 4. Станки шнекового бурения, способные бурить скважины 160 и 200 мм, представлены несколькими моделями: СБР-160А-24 (160 мм); СБР-160Б-32 (160; 200 мм); 2СБР-160-24 (160 мм). Их эффективно можно применять в породах с ко- эффициентом крепости f  6. Шарошечное бурение применяют в породах с коэффициентом крепости f  6. Станки легкого типа 2СБШ-200-32 с диаметром долота 215,9; 244,5 мм; 5СБШ- 200-36 с диаметром долота 215,9 мм; 3СБШ-200-60 с диаметром долота 215,9 мм; 244,5 мм эффективно применять в породах с коэффициентом крепости f=6…14. Станки среднего типа СБШ-250 МНА-32, СБШ-250-55 с диаметром долот 244,5; 269,9 мм эффективны в породах с f=8…16 и выше. Станки тяжелого типа СБШ- 320-36 с диаметром долота 320 мм рационально использовать в породах с коэф- фициентом крепости f=14…16 и выше. Ударно-вращательное бурение с погружными пневмоударниками эффектив- но в породах с f 6. Станки СБУ-100Г-35, СБУ-100П-35 бурят скважины диамет- ром 105; 125 мм; СБУ-100Н-35 диаметром 105 мм, СБУ-125А-32 диаметром 100 и 125 мм. Их целесообразно применять в породах с коэффициентом крепости f=6…16 и выше. Станок СБУ-125А-52 с диаметром скважин 125; 160 мм реко- мендуется к применению в породах коэффициентом крепости f=12…16 и выше.  При выборе в качестве бурового оборудования станка шарошечного бурения диаметр скважины определяют в зависимости от диаметра долота с учетом коэф- фициента распирания скважины при бурении. При применении долота 215,9 мм диаметр скважины составляет 220 мм. Соответственно для долот 244,5 мм диа- метр скважины – 250 мм; 269,9 мм – диаметр скважины 275 мм и при применении долота 320 мм диаметр скважины достигает 325 мм. 16 4.1.3. Расчетный удельный расход ВВ Одной из важнейших характеристик взрывных работ является расчетный удельный расход ВВ, который зависит от свойств горной породы. Для любой породы по категории трещиноватости и коэффициенту крепости f расчетный удельный расход (qp , кг/м3) ВВ для зарядов рыхления при диаметре заряда dз = 200-250 мм определяется по формуле: qр = qэ . е . kd . ρ/2600, где qэ - эталонный расход граммонита 79/21 при кондиционном размере кусков 500 мм, кг/м3 (табл. 11); е - коэффициент работоспособности ВВ (табл. 12). Для упругих типов ВВ е = 4316/Q, где Q – удельная энергия применяемого ВВ, Дж/кг; kd - поправочный коэффициент на допустимый размер куска (табл. 13); ρ - плотность породы, кг/м3. Таблица 11 Эталонный расход граммонита 79/21 для кондиционного куска 0,5 м Эталонный расход ВВ при крепости породы f, кг/м3 Категория тре- щиноватости по- роды 2 ÷ 5 6 ÷ 10 11 ÷ 20 I II III IV V < 0,3 0,4 0,65 0,85 1 < 0,35 0,5 0,75 1 1,2 < 0,45 0,6 0,9 1,2 1,4 17 Таблица 12 Значение поправочного коэффициента е для различных ВВ ВВ е ВВ е Акватол М-15 Граммонал А-45 Карбатол ГЛ-10В Граммонал А-8 Аммонит скальный N1 Аммонал скальный N3 Детонит М Алюмотол Гранулит АС-8 (АС-8В) Аммонал водоустойчивый 0,76 0,79 0,79 0,80 0,80 0,80 0,82 0,83 0,89 0,90 Акватол МГ Акватол АВМ Гранулит АС-4 (АС-4В) Аммонит № 6ЖВ Граммонит 79/21 Ифзанит Т-80 Граммонал А-50 Ифзанит Т-60 Гранулит М Игданит Гранулотол 0,93 0,95 0,98 1,0 1,0 1,08 1,10 1,10 1,13 1,13 1,20 Таблица 13 Поправочный коэффициент на допустимый размер куска (dmax) Допустимый размер куска dmax, м 0,250 0,500 0,750 1,0 1,25 1,5 kd 1,3 1,0 0,85 0,75 0,7 0,65 Для расчета qр при диаметре скважин 100-400 мм и размере кондиционного куска 0,25÷2 м для любого ВВ можно пользоваться формулой: ,e)d/5,0)(dd3,36,0(f13,0q 5 2 maxз0 4 р  где dз - диаметр заряда ВВ (принимается равным диаметру скважины), м; d0 - средний размер отдельностей в массиве, м. На основе обобщения многолетнего опыта ведения взрывных работ в различ- ных породах и условиях трестом "Союзвзрывпром" определены расчетные расхо- ды эталонного ВВ (аммонит N6ЖВ для зарядов рыхления и выброса) (табл. 14). В случае, если применяются другие ВВ, расчетный удельный расход qр выбранный по таблице 14 необходимо умножить на поправочный коэффициент e (табл.12). 18 Таблица 14 Расчетный удельный расход аммонита № 6ЖВ Расчетный удельный расход ВВ (кг/м3) для зарядов Порода Категория грунта (поро- ды) по СНИП Коэффи- циент крепости, f рыхления qр выброса qв Песок Песок плотный или влажный Суглинок тяжелый Глина ломовая Лесс Мел, выщелоченный мергель Гипс Известняк-ракушечник Опока, мергель Туфы трещиноватые плотные, тяжелая пемза Конгломерат, брекции на из- вестковом и глинистом цемен- те Песчаник на глинистом цемен- те, сланец глинистый, слюди- стый серицитовый мергель Доломит, известняк, магнезит, песчаник на известковом це- менте Известняк, песчаник, мрамор Гранит, гранодиорит Базальт, диабаз, андезит, габ- бро Кварцит Порфирит I I-II II III III-IV IV-V IV V-VI IV-VI V IV-VI VI-VII VII-VIII VII-IX VII-X IX-XI X X - - - - - 0,8-1 1-1,5 1,5-2 1-1,5 1,5-2 2,3-3 3-6 5-6 6-8 6-12 6-18 12-14 16-20 - - 0,35-0,4 0,35-0,45 0,3-0,4 0,25-0,3 0,35-0,45 0,35-0,6 0,3-0,4 0,35-0,5 0,35-0,45 0,4-0,5 0,4-0,5 0,45-0,7 0,5-0,7 0,6-0,75 0,5-0,6 0,7-0,75 1,6-1,8 1,2-1,3 1,2-1,5 1,0-1,4 0,9-1,2 0,9-1,2 1,1-1,5 1,4-1,8 1,0-1,3 1,2-1,5 1,1-1,4 1,2-1,6 1,2-1,8 1,2-2,1 1,7-2,1 1,7-2,2 1,6-1,8 2,0-2,2 19 4.1.4. Параметры буровзрывных работ По выбранным значениям диаметра заряда (dз), расчетного удельного расхо- да ВВ вычисляются параметры скважинных зарядов (рис. 2). Рис. 2. Параметры скважинного заряда 1. Вместимость 1 м скважины рассчитывается по формуле: , 4 dP 2 з  где - плотность ВВ в скважине, кг/м3 .  2. Предельная линия сопротивления по подошве уступа Wn определяется по формулам: ,9,0 р n q PW  ,24 р зn q dW  20 Данными формулами можно пользоваться только в тех случаях, когда: Wn  0.8Н, где Н – высота уступа, м. Если полученная величина Wn > 0.8Н, то принимается величина Wn , равная (0,6÷0,8) Н. В тех случаях, когда заряд в скважине по форме близок к сосредоточенному, допускается увеличение Wn до (0,9÷1) Н. 3. Полученную величину линии сопротивления необходимо проверить по условию безопасного ведения буровых работ ,CctgHW  где Н - высота взрываемого уступа, м; α - угол откоса уступа, град; С- минимально допустимое расстояние от оси скважины до верхней бровки уступа, принимаемое С=3м. При этом должно выполняться условие: W  Wn. Если условие не выполняется, то необходимо применять наклонные или пар- носближенные скважины, котловые заряды. В этом случае линия сопротивления будет определяться: для наклонных скважин , q P sin 1W р n  где β - угол наклона скважины к горизонту (по характеристике бурового станка), град; для парносближенных скважин . q Р2W p n  21 4. В зависимости от величины Wn определяется расстояние между скважина- ми в ряду между парами парносближенных скважин первого ряда а (м) и между рядами скважин b (м): а = mWn, b = (0,8÷1)Wn, где m = 0,8÷1,1 для вертикальных скважин; m = 0,9÷1,3 для наклонных скважин. При применении в первом ряду парносближенных скважин расстояние меж- ду скважинами во втором и последующих рядах и между рядами скважин опреде- ляют в зависимости от Wn вычисленной для условий одиночной скважины. 5. Максимальная величина перебура скважины принимается (10÷15)dз (большие значения выбираются для более крепких пород) или рассчитывается по формуле:  пер  0,5qрWn. 6. Глубина скважины (м): - вертикальной: L = H + пер;  - наклонной: перsin HL  . 7. Величина забойки принимается в пределах (20÷30)dз (большие значения принимаются для трещиноватых, меньшие - для монолитных пород) или из выра- жений: 0,5Wn   заб < Wn; заб   0,75Wn. 8. Масса заряда в скважине: для первого ряда Qз = qрWnаН для последующих рядов Qз = qраbH. 22 9. Предельно возможная масса ВВ в скважине Qпр = Р(L -  заб). Если предельно возможная масса ВВ в скважине окажется меньше расчетной (Qз), то необходимо уменьшить коэффициент сближения скважин или длину за- бойки, увеличить глубину перебура, применить другое ВВ, выбрать другой диа- метр заряда, применить парносближенные или наклонные скважины. Если расчетная масса заряда (Qз) окажется меньше предельной, то с учетом ее величины определяется длина заряда и уточняется длина забойки. Если длина забойки превышает Wn ( заб > Wn) для одиночного заряда или длина заряда меньше половины длины скважины, заряд рассредотачивают воз- душным или породным промежутком.  Длину воздушного промежутка вычисляют по формулам  вп = L - зар - заб;    вп = (0,17  0,35) зар при Н   15 м. Нижнюю часть заряда принимают равной Qн = (0,6  0,7) Qз. 10. Выход взорванного грунта (V) c 1 м скважины: для первого ряда скважин . L aHWV n для последующих рядов . L HbaV  23 4.1.5. Определение типовой серии и интервалов замедления при короткозамедленном взрывании (КЗВ) Под типовой серией массового взрыва на карьере понимается общая масса одновременно взрываемого взрывчатого вещества за один массовый взрыв и ко- личество скважин, входящих в типовую серию зарядов. Исходными данными для расчета типовой серии служат: годовой объем разрушаемой горной породы (Агод), количество массовых взрывов в течение масяца (n), средняя масса заряда в одной скважине (Qр), удельный расход ВВ. Типовая серия устанавливается расчетным путем. Объем горной породы, разрушаемой за один массовый взрыв VМВ = n Агод 12 . Общая масса одновременно взрываемого взрывчатого вещества Qобщ = VМВ q. Количество скважин, входящих в типовую серию N = з общ Q Q . Расположение скважин на блоке (однорядное или многорядное), а также ко- личество рядов студент определяет в работе самостоятельно. При массовых взрывах на карьерах используется одновременно большое ко- личество ВВ, что значительно увеличивает безопасные расстояния и границу опасной зоны, снижает устойчивость бортов карьеров. Поэтому, для каждого предприятия устанавливается (в курсовой работе задается) масса заряда в одной серии и предельный вес заряда массового взрыва или количество рядов скважин и скважин в ряду. Для одной серии должно быть пробурено количество скважин VLq QN р n c  или np n c Q QN  , где Qn - масса заряда одной серии, кг. 24 Количество рядов скважин: , Q QN n м p  где Qм - предельный вес заряда массового взрыва, кг. Интервал замедления при КЗВ зарядов либо серий рассчитывается по форму- ле τ = A ·Wn , где τ - интервал замедления, мс; A - коэффициент, зависящий от крепости взрываемого грунта, мс/м. Значения коэффициента А в зависимости от взрываемых пород: А = 3 - для особо крепких пород (граниты, порфириты, перидотиты и др.) А = 4 - для крепких пород (песчаники, кварциты, крепкие сланцы) А = 5 - для пород средней крепости (известняк, мрамор, доломит) А = 6 - для мягких пород (мел, мергель, аргиллит, уголь). Рассчитанный по формуле интервал замедления округляется в большую сто- рону до ближайших стандартных значений в зависимости от выбранных пиротех- нического реле или ЭД (ЭД-КЗ, КЗДШ, РП-8, ЭД-3Д). 4.1.6.Выбор схемы монтажа взрывной сети при использовании ДШ В зависимости от места производства взрыва, количества и схемы располо- жения взрываемых зарядов используются схемы, представленные в Приложении. 25 4.1.7.Схемы электровзрывных цепей и их расчет В практике взрывных работ применяют схемы соединения электродетонато- ров, представленные на рис. 3. Рис. 3. Схемы соединения электродетонаторов а - последовательная, б - параллельно- пучковая, в - последовательно-параллельная, г - параллельно-последовательная При применении электрического способа взрывания необходимо рассчитать общее сопротивление взрывной сети и сравнить с: предельно допустимым сопротивлением (Rn), указанным в паспорте взрыв- ной машинки для последовательных сетей Rc  Rп, для последовательных сетей с парно-параллельным соединением (Rп) ,R 4 1R пс  для параллельно-пучковых сетей ,R n 1R n2пучка.с  где n - число параллельных ветвей 26 для смешанных простых пучковых сетей и с парно-последовательным вклю- чением ЭД n2пучка.c Rn 1R  , для смешанных пучковых сетей с парно-параллельным соединением ЭД .R n4 1R n2пучка.c  Сопротивление сети при последовательном соединении ЭД рассчитывается по формуле: Rc = mrд + 1,1(Lкrк + Lуrу + Lмrм) , где m - количество электродетонаторов, rк,rу,rм - сопротивление 1м соответственно концевых участковых и магистральных проводов, Ом, Lк,Lу,Lм - длина соответственно концевых, участковых, магистральных проводов, м; rд - сопротивление одного ЭД, Ом.. При параллельно-пучковом соединении сопротивление отдельной ветви рав- но Ri пучка = rд + 1,1(Lкi·rкi + Lуi·rуi) , где Lкi, Lуi - длина соответственно концевых и участковых проводов данной ветви, м, rкi, rуi - сопротивление 1 м соответственно концевых и участковых про- водов данной ветви, Ом. 27 Сопротивление всей сети пучкаnпучка2пучка1 cсмм R 1 R 1 R 1 1)rLrL(1,1R   . При одинаковых сопротивлениях ветвей R = 1,1 (Lм·rм+Lс·rс ) + n R пучка . 4.2. Котловые заряды рыхления Данный метод применяется преимущественно в породах IV-VIII групп по СНиПу, когда требуется преодолеть завышенное Wп. Котлы создаются, как правило, взрывом небольших зарядов ВВ в нижней ча- сти скважины. Величина прострелочного заряда принимается исходя из необхо- димой массы котлового заряда и простреливаемости породы, которая характери- зуется объемом, получаемым при взрыве 1 кг ВВ (табл. 15). Таблица 15 Показатель простреливаемости пород Порода Группа крепости породы по СНИП Показатель про- стре- ливаемости, дм3/кг Глина пластичная Глина плотная Суглинок тяжелый Крепкие глины Лесс Мел Гипс Известняк-ракушечник Опока, мергель Туфы трещиноватые, плотная тяжелая пемза Конгломерат и брекчия на известняковом цементе Песчаник на глинистом цементе, сланец глини- стый, известняк, мергель Доломит, известняк, магнезит, песчаник на извест- няковом цементе 1 П П Ш Ш-1V 1V 1V-V V-V1 1V-V V V-V1 V1-VП VП-VШ 500-1000 200-400 120 110 100 45 30 20 20 15 10 7-10 4-7 28 Известняк, песчаник Гранит, гранодиорит Базальт, андезит Кварцит Порфирит VП VП-X 1X-X1 X X 4-7 4-7 2-4 2 2 Величина заряда простреливания (кг): , )П( QQ n пр з пр  где Qз - расчетная величина заряда в котле, кг; Ппр - показатель простреливаемости породы, дм3/кг; - плотность заряда в котле, кг/дм3;  n - показатель степени, равный порядковому номеру прострелива- ния; для последнего простреливания n=1. Величина основного заряда ВВ определяется по формуле: Qз = qр · W3. Максимальная величина первого прострелочного заряда определяется из ус- ловия, что его длина в скважине должна быть не более двух диаметров котла. Ориентировочно требуемый диаметр котла (м): 3 зк Q 24,1D  , где V – объем котловой полости, м3. Требуемый объем котловой полости (м3) рассчитывают по формуле: .QV з Линия наименьшего сопротивления для котлового заряда принимается рав- ной (0,6÷0,9)Н. Расстояние между котловыми зарядами в ряду принимается: а = (1 ÷ 1,5) W, а расстояние между рядами b = (1,0 – 1,1) W. 29 Котловые заряды применяют при однорядном расположении скважин или для первого ряда при многорядном. Расчет зарядов для последующих рядов про- водится по формуле Qпр = kзс · qp · a · b · H, где kзс - коэффициент, учитывающий действие заряда в данной среде, kзс = 1,1 ÷ 1,3. Для улучшения дробления породы в верхней части уступа, в устьевую часть скважины допускается введение дополнительного заряда ВВ. Т.к. котловой заряд дробит породу в зоне диаметром (0,6÷0,9)W, то за пре- делами этой зоны и следует размещать дополнительный заряд, величина которого равна: Qдоп = [ L - ( (0,6÷0,9) W +  заб) ] Р. Необходимая величина верхней части забойки принимается равной (15÷25)dз. Конструкция котлового заряда приведена на рис. 4. Рис. 4. Параметры котлового заряда 30 4.3. Шпуровые заряды рыхления Для шпуровых зарядов выбирают предельную величину сопротивления по подошве из условия: Wп = (0,7 ÷ 1,0) Н. Необходимый диаметр шпура для выбранного значения Wп : ,еk47 Wd т п   где kт - коэффициент структуры массива (табл. 16). На небольших уступах (до 3 м) фактическую величину Wп принимают рав- ной высоте уступа. При высоте уступа от 3 до 5 м величина Wп может быть меньше (0,7÷1,0) Н и рассчитывается по формуле: q pWп 96,0 · 31 Таблица 16 Значение коэффициента структуры массива Грунты (породы) Категория трещи- новатости по шкале Межве- домственной комиссии по взрывному делу kт Монолитные и крупноблочные вязкие с разме- рами отдельностей, превышающими рас- стояние между зарядами, а также многолетне- мерзлые скальные Разбитые на отдельности сомкнутыми или за- цементированными трещинами Трещиноватые, трещины могут быть за- полнены мягкими образованиями Сильно трещиноватые; массив разбит на мелкие блоки зияющими или заполненными рыхлыми образованиями трещинами любого на- правления То же, при горизонтальном направлении трещин и наличии слабых прослоек на подошве, а также мелкоблочные полу- скальные V IV III II I 0,9 0,95 1,0 1,05 1,1 Данное значение Wп впоследствии уточняется по результатам опытных взры- вов. Вместимость шпуров принимают по расчету или по уточненным значениям практики. Если расчетное значение Wп превышает (0,7÷1,0)Н, то необходимо уменьшить диаметр шпуров. При инициировании зарядов электрическим способом или с помощью ДШ расстояние между шпурами в ряду принимается из выражения а=(0,8÷1,3)Wп, при инициировании огневым способом а=(1,2÷1,5)Wп. 32 4.4. Дробление негабаритных кусков породы Дробление осуществляется методами шпуровых или накладных зарядов. Масса шпурового или накладного зарядов определяется по формуле: Qз = qу·V , где qу - удельный расход ВВ, кг/м3( по аммониту N6ЖВ)[для шпурового и накладного зарядов они разные]; V - объем негабаритного куска, м3. При дроблении кусков шпуровыми зарядами параметры можно выбирать из табл. 17. Нижний предел глубины бурения и массы заряда принимается для пород V категории, верхний – для пород XI категории по СниП. Таблица 17 Параметры шпуровых зарядов при дроблении негабарита Диаметр заряда 32 мм Длина ребра куска негабарита, м Глубина бурения, см Масса заряда, г 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 15 20 25 25-30 35-40 45-50 50-55 55-60 60-65 65-70 70-80 20-40 30-60 40-80 50-100 70-140 90-180 100-200 120-250 140-280 170-340 190-380 При дроблении негабарита накладными зарядами можно использовать спе- циальные (кумулятивные) заряды ЗКН (без облицовки кумулятивной выемки) и 33 ЗКП (со стальной облицовкой). Типоразмер кумулятивного заряда выбирается в зависимости от линейного размера и объема куска (табл. 18). Таблица 18 Параметры кумулятивных зарядов Размеры заряда , мм Предельные размеры разрушаемых кусков Кумулятивный заряд диаметр высота максимальная толщина, м объем, м ЗКП-200 ЗКП-400 ЗКП-1000 ЗКП-2000 ЗКП-4000 ЗКН-180 ЗКН-260 ЗКН-500 ЗКН-1000 ЗКН-2000 ЗКН-4000 100 125 175 200 250 90 100 130 150 190 230 41 57 72 82 105 35 40 50 75 90 115 0,8 1 1,4 2,2 2,8 0,55 0,75 1 1,2 1,6 2 0,8 1,6 2,5 4,4 6,9 0,75 0,9 1,6 2 3,1 5 Удельный расход ВВ для дробления негабарита выбираем по табл. 19. Таблица 19 Базовый расход ВВ на дробление 1000 м3 негабаритных кусков Группа грунтов по СНиПу Заряды IV V VI VII VIII IX X XI Шпуровые Накладные Кумуля- тивные 140 720 400 180 950 500 230 1200 600 280 1425 700 330 1700 800 380 1920 900 440 2150 1000 480 2400 1100 При одновременном дроблении нескольких негабаритных кусков общая мас- са ВВ накладных или кумулятивных зарядов не должна превышать 20 кг. Заряды 34 по возможности укладываются в выемки (углубления) и закрываются забойкой (для кумулятивных не нужно). 4.5. Рыхление мерзлых грунтов Рыхление мерзлых грунтов взрывным способом целесообразно выполнять при слое мерзлоты более 0,5 м. При глубине промерзания до 1,5 м применяют шпуровые, а более 1,5 м - скважинные заряды. Рациональный диаметр заряда (заполнение шпура, скважины на 2/3 глуби- ны): , qН50d рммз  где Нм - толщина слоя мерзлоты, м; qрм - расчетный удельный расход ВВ (кг/м3) при дроблении мерзлоты. Для мерзлой глины и строительного мусора 0,7÷0,9; для моренного суглинка с галькой 0,6÷0,7; для песчаных и растительных грунтов 0,4÷0,5. Диаметр шпура принимают 45 - 65 мм при глубине промерзания 1 - 1,5 м, диаметр скважины 75 - 110 при глубине промерзания 1,5 - 2,5 м. Масса шпурового (скважинного) заряда: Qз = k Р Нм, где k - коэффициент (для шпурового заряда - 0,7; для скважинного - 0,5); Р - вместимость шпура (скважины), кг/м3. Общее число зарядов на заданную площадь рыхления: , Q SqH N з рм где S - площадь участка, подлежащего рыхлению, м2. Расстояние между зарядами в ряду равно а = (0,85÷1,3)Нм, расстояние между рядами b = (0,85÷1)Нм. Большие значения принимают для слабых, менее обвод- ненных грунтов. Глубина шпуров ℓш = (0,85÷0,9)Нм. 35 Взрывные работы при рыхлении мерзлых грунтов наиболее целесообразно проводить электрическим способом или с применением детонирующего шнура. Для наиболее эффективного дробления необходимо применять короткозамедлен- ное взрывание. При дроблении мерзлых грунтов узкими полосами (траншеи, узкие котлова- ны и т.д.), а так же в случае необходимости получения четкого профиля выемки (и устойчивости боковых стенок) глубина шпуров (скважин) не должна превы- шать ширины траншеи по верху. В противном случае необходимо проектировать взрывные работы послойно (отдельными уступами) с экскавацией раздробленного грунта. В процессе взрывных работ по дроблению мерзлых грунтов периодически (в целях корректировки параметров зарядов и их взаимного расположения) необхо- димо проводить замеры фактической мощности мерзлого слоя (осень-зима, зима- весна). 4.6. Скважинные заряды выброса Применяются при строительстве траншей, каналов. В соответствии с проект- ными параметрами выемки рассчитывается вес эквивалентного сосредоточенного заряда выброса: Qзс = (0,4+0,6n3)qвW, где W - глубина заложения заряда, равная глубине выемки, м; n - показатель действия взрыва; qв - расчетный удельный расход ВВ для зарядов выброса, кг/м3 (табл. 4.5) Расстояние между сосредоточенными зарядами в ряду (однорядное) а = 0,5W(n+1). Глубина скважинных зарядов принимается равной: L = (1,1÷1,25)W. Вес скважинного заряда определяется при условии заполнения скважины на 2/3 глубины: PLPLQз 7,03 2  36 Расстояние между скважинами в ряду: . Q Qаa зс з cк  Расстояние между рядами скважин при многорядном взрывании: bск = аск. Если в результате расчета расстояние между скважинами в ряду аск < 2 dз, то необходимо применить скважины большего диаметра, или кусты из двух-трех скважин (парносближенные). 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАЗВАЛА ВЗОРВАННОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ Ширина развала взорванной породы (В0, м) приближенно может быть рас- считана по формулам: для однорядного мгновенного взрывания (рис. 5 а, б, в, г) РВ0 qНkkВ  где kВ - коэффициент, характеризующий взрываемость породы (kВ = 33,5; 2,5 3; 2 2,5 соотвественно для легко-, средне- и трудновзрывае- мых пород);   kβ - коэффициент, учитывающий угол наклона скважины β к горизонту kβ = 1 + 0,5 sin (π-2β); 37 38 для многорядного КВЗ без подпорной стенки (рис. 5 д) ВМ = k3 B0 + (NP-1) b, где k3 - коэффициент дальности отброса взорванной породы, зависящий от величины интервала замедления (табл. 20); NP - число рядов скважин; b - расстояние между рядами скважин, м. Таблица 20 Коэффициент дальности отброса породы Интервал замедления между рядами скважин τ, мс k3 0 10 25 50 75 0 0,95 0,9 0,85 0,8 При многорядном взрывании с подпорной стенкой (рис. 5 е) ширина развала (ВМП) взорванной породы рассчитывается по формуле:  b1NВШWk Ш1В Р0 ПР П МП      , где ШП - ширина подпорной стенки, м; kР - коэффициент разрыхления породы в подпорной стенке (kР1,051,1). При дроблении пород вертикальными скважинными зарядами развал имеет форму, близкую к треугольной. При дроблении пород наклонными скважинными зарядами – трапециевидную. Высота развала при однорядном взрывании скважинных зарядов равна НР  (0,50,8)Н. Для развала трапециевидного профиля длина верхнего основания равна Шв  0,3 (В0 –W) + 3,5 39 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ БЕЗОПАСНЫХ РАССТОЯНИЙ ПРИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ Опасной зоной принято считать пространство, в пределах которого возможно проявление вредного действия взрыва на людей, инженерные сооружения, техни- ку, окружающую среду. Единые правила безопасности при взрывных работах предписывают определение расстояний по воздействию на людей ударной воз- душной волны (УВВ), по разлету отдельных кусков породы, воздействию УВВ и сейсмической волны на инженерные сооружения. 6.1. Зона, опасная по разлету отдельных кусков породы (грунта) 6.1.1.Скважинные заряды рыхления Расстояние rраз (м), опасное для людей при взрывании скважинных зарядов рыхления определяется по формуле: , a d 1 f1250r c заб зраз  где ηз - коэффициент заполнения скважины взрывчатыми веществами; ηзаб - коэффициент заполнения скважины забойкой; a - расстояние между скважинами в ряду или рядами скважин, м. Коэффициент заполнения скважины взрывчатым веществом ηз определяется по формуле: . L зар з  40 Коэффициент заполнения скважины забойкой ηзаб определяется по формуле: , н заб заб   где н - длина свободной от заряда верхней части скважины, м.  При полном заполнении забойкой свободной от заряда части скважины ηзаб=1, при взрывании скважинных зарядов без забойки ηзаб=0. В случае, если классификация пород осуществляется по СНиП, то коэффици- ент крепости породы f определяется по формуле , 5,2 Ff 2    где F - номер группы взрываемых грунтов по СНиП. При взрывании серии скважинных зарядов с различными а, ηз, ηзаб расчет безопасного расстояния должен проводиться по наименьшим значениям а, ηзаб и наибольшему ηз из имеющихся в данной серии. Если массив представлен порода- ми с различной крепостью, в расчете rраз следует принимать наибольшее значение коэффициента крепости f. При применении параллельно-сближенных зарядов диаметром dс принима- ется их эквивалентный диаметр dэ = dc N , где N – число параллельно- сближенных скважин в кусте. При взрывах на косогорах или превышении верхней отметки взрываемого участка над границей опасной зоны более чем на 30 м, размеры опасной зоны rраз в направлении вниз по склону должны быть рассчитаны по формуле: Rраз = rраз . Краз, где Краз - коэффициент, учитывающий рельеф местности. При взрывании на косогоре: 41 Краз = 1 + tgβк, где βк - угол наклона косогора к горизонту, градус. В том случае, если известно превышение места взрыва Нв над границей опас- ной зоны rраз, Кр определяется по формуле: . r Н4115,0К раз в раз      Расчетное значение опасного расстояния rраз или Rраз округляется в большую сторону до значения, кратного 50 м. Безопасные расстояния до инженерных сооружений и механизмов определя- ются с учетом конкретных условий. 6.1.2. Взрывы на выброс, сброс и сосредоточенных зарядов рыхления Безопасные расстояния по разлету кусков породы при взрывании на выброс и сброс определяются по табл. 21 в зависимости от значения показателя действия взрыва заряда n и линии наименьшего сопротивления W. При взрывании на косогорах безопасное расстояние должно быть увеличено на величину Краз. Для серии зарядов с различными значениями W и n радиус опасной зоны определяется для наибольшего W при одинаковых n или для наибольшего n при одинаковых W. Если оба значения (W и n) являются пере- менными, то определяется наибольшая из rраз, которую и принимают в качестве опасной зоны. 42 Таблица 21 Радиусы опасной зоны Радиусы опасной зоны (м) для людей при значении показателя действия взрыва заряда ЛНС W, м 1,0 1,5 2,0 2,5-3,0 1,5 2 4 6 8 10 12 15 20 25 30 200 200 300 300 400 500 500 600 700 800 800 300 400 500 600 600 700 700 800 800 1000 1000 350 500 700 800 800 900 900 1000 1200 1500 1700 400 600 800 1000 1000 1000 1200 1200 1500 1800 2000 Для сосредоточенных зарядов рыхления ( n <1 ) выбирается заряд с наи- большей Wn и пересчитывается на заряд нормального выброса ( n = 1 ) по фор- муле: . 7 5 n нв W W  Затем по табл. 6.1 определяем rраз для заряда с рассчитанным Wn и n=1. 6.2. Определение сейсмически безопасных расстояний Расстояния (м), на которых колебания грунта при взрыве сосредоточенного заряда становятся безопасными, определяется по формуле: ,QКKr 3сгc  43 где Кг - коэффициент, зависящий от свойств грунта в основании сооружения (скальные породы ненарушенные - 5; нарушенные, трещиноватые - 8; необводненные песчаные, глинистые грунты - 12; обводненные, с высоким уровнем грунтовых вод - 15; водонасыщенные - 20); Кс - коэффициент, зависящий от типа сооружения и характера застройки (одиночные железобетонные производственные здания - 1, 2-3-х этажные кирпичные - 1,5, небольшие жилые поселки - 2); α - коэффициент, зависящий от условий взрывания (заряды рыхления и камуфлета - 1, заряды выброса - 0,8); Q - масса заряда, кг. При неодновременном взрывании N зарядов общей массой Q со временем замедления между зарядами не менее 20 мс безопасное расстояние рассчитывает- ся по формуле: 3 1 25,0 QN КKr сгc   , где N – число групп зарядов или отдельных зарядов, взрываемых через за- медление. 6.3. Определение расстояний, безопасных по действию УВВ 6.3.1. Расстояния, безопасные по действию УВВ на застекление При взрывах наружных и скважинных (шпуровых) зарядов рыхления при взрывании пород V1-VШ групп по СНиП безопасные расстояния rв определяют- ся по формулам: ,Q200r 3 эв  при 1000 кг  Qэ < 5000 кг; ,Q65r эв  при 2 кг  Qэ < 1000 кг; ,Q63r 3 2эв  при Qэ < 2 кг, 44 где Qэ - эквивалентная масса заряда, кг. Для наружных зарядов Qэ = Кн . Q, где Кн - коэффициент, значение которого определяется соотношением заб/  зар (табл. 22).  Таблица 22 Значение коэффициента Кн  заб/ зар  0 1 2 3 4 Кн 1 0,5 0,3 0,1 0,03 Для группы N скважинных (шпуровых) зарядов (длиной более 12 диаметров заряда), взрываемых одновременно: Qэ = 12 Р dc Kз N, где Кз - коэффициент, зависящий от соотношения длины забойки к диаметру скважины (шпура) (табл. 23); N - число зарядов, приходящихся на ступень замедления. Таблица 23 Значение коэффициента Кз  заб/dc 0 5 10 15 20 Кз 1 0,15 0,02 0,003 0,002 В случае инициирования зарядов ДШ суммарная масса ВВ в сети ДШ добав- ляется к значению Qэ. При использовании короткозамедленного взрывания необ- ходимо принимать к расчету группу с максимальной Qэ. При интервале замедле- ния от 10 до 20 мс rв должно быть увеличено в 2 раза, при интервале замедления от 20 до 30 мс - в 1,5 раза, при интервале замедления от 30 до 50 мс в 1,2 раза. 45 6.3.2. Определение безопасного расстояния по действию УВВ на человека Для наружного заряда безопасное расстояние рассчитывается по формуле ,Q15r 3min  где Q - масса наружного заряда ВВ, кг. Формула используется в случае необходимости максимального приближения взрывников к месту взрыва. В остальных случаях рассчитанное по формуле рас- стояние должно быть увеличено в 2 - 3 раза. 6.4. Определение границы опасной зоны За безопасное расстояние необходимо принимать наибольшее из рассчитан- ных по различным поражающим факторам. Для людей при взрывных работах на открытой местности безопасное расстояние следует принимать не менее (соглас- но ЕПБ при ВР): наружные заряды 300 м шпуровые заряды 200 м (на косогорах 300 м) скважинные заряды 200 м  котловые заряды 300 м  камерные заряды 300 м  простреливание скважин для образования котлов 100 м 7. ПРОИЗВОДСТВО МАССОВОГО ВЗРЫВА. ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ Взрывные работы на предприятиях ведутся по проектам, которые разрабаты- ваются на каждый взрыв на основе Типового проекта, в котором приводится рас- порядок проведения массового взрыва. В распорядке отражаются вопросы орга- низации подготовки и проведения взрыва. В курсовой работе должны быть разра- ботаны следующие вопросы: 1. Подготовка блока к заряжанию. 2. Перевозка ВМ к месту взрыва. 3. Изготовление боевиков и заряжание скважин (шпуров). 4. Монтаж взрывной сети. 5. Охрана взрываемого блока и взрывоопасной зоны. 6. Порядок и назначение сигналов для взрывных работ. 46 7. Допуск людей к блоку после взрыва. Разработка вопросов данного раздела курсовой работы производится в соот- ветствии с Едиными правилами безопасности при взрывных работах. 8. СХЕМА ПАРАМЕТРОВ МАССОВОГО ВЗРЫВА В данном разделе курсовой работы приводится план расположения скважин (шпуров) на взрываемом объекте со схемой монтажа взрывной сети с нанесением размещения пиротехнических замедлителей (с указанием интервалов замедления), средств инициирования и их количества. По одному из сечений вычерчивается разрез скважинных (шпуровых) зарядов с нанесением численных значений рас- считанных параметров (величина забойки, перебура, длина заряда ВВ, величина линии сопротивления по подошве, расстояние между рядами скважин), наимено- вания применяемых ВВ, боевиков. Примерная схема расположения скважин, раз- резы, конструкция заряда приведены на рис. 6. 47 Рис. 6. Примерная схема расположения скважин, разрезы, конструкция заряда. 48 9. СВОДНАЯ ВЕДОМОСТЬ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОЕКТА По результатам расчетов составляется в виде таблицы сводная ведомость по- казателей проекта массового взрыва. В ней должны отражаться основные пара- метры скважинных (шпуровых) зарядов, объем взрываемой породы, удельный расход ВВ и средств взрывания на дробление 1 м3 породы. Примерный перечень показателей приведен в табл. 24. Фактический перечень показателей определяется студентом (по согласованию с преподавателем) с учетом метода взрывных работ и способа взрывания. Таблица 24 Сводная ведомость показателей проекта Наименование показателей Расчетное значение Объем взрываемого массива, м3 Категория взрываемости Число скважин Высота уступа, м Глубина скважины, м Величина перебура, м Расстояние между рядами скважин, м Сопротивление по подошве, м Длина заряда, м Длина забойки, м Величина заряда в скважине, кг: основного дополнительного Вместимость 1 м скважины, кг Вид ВВ Конструкция заряда Общий объем бурения, м Удельный расчетный расход ВВ, кг/м3 Расход ДШ, м КЗДШ-69, РП-8, штук Выход горной массы, м3: с 1 м скважины с одной скважины 49 50 ЛИТЕРАТУРА 1. Единые правила безопасности при взрывных работах.-М.:НПО ОБТ, 1992.-238 с. 2. Проектирование взрывных работ в промышленности / Э.Б. Башкуев, А.М. Бей- себаев, В.Ф. Богацкий и др. // М.:Недра, 1983.-359 с. 3. Поздняков З.Г., Росси Б.Л. Справочник по промышленным взрывчатым веще- ствам и средствам взрывания. - М.: Недра, 1977. 4. Дубнов Л.В., Бахаревич Н.С., Романов А.И. Промышленные взрывчатые веще- ства. - М.: Недра, 1988. 5. Справочник взрывника /Под ред. Кутузова. М., Недра 1988 г. 6. Нормативный справочник по буровзрывным работам /Ф.А.Авдеев, В.Л. Барон, Н.В. Гуров и др. М., Недра, 1986. ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Значения коэффициента Ктр Категория пород по трещинова- тости d0, см Породы и типичные горно-геологические условия Ктр 1. Чрезвы- чайно тре- щиноватые <10 Сильно выветреные осадочные и метаморфические полускальные породы (<70 МПа) в зонах ин- тенсивных тектонических нарушений; полускаль- ные и скальные нарушенные породы (после вывет- ривания) в верхней части нижележащего слоя вы- сотой 2-6 м 0,1-0,2 П. Сильно- трещинова- тые 10-20 20-50 Слоистые и сланцевые осадочные и метаморфиче- ские полускальные (<70 МПа) и наименее прочные скальные (<100 МПа) породы в гео- синклинальных областях Массивные осадочные полускальные породы ( <70 МПа), магматические и метаморфические скальные породы средней прочности (  =100- 150 МПа) в зонах сильных тектонических наруше- ний 0,3-0,4 0,5-0,6 Ш. Средне- трещинова- тые 50-70 70-100 Слоистые и сланцеватые осадочные и метаморфи- ческие полускальные и скальные породы ( < 100 МПа) в платформенных областях; массивные осадочные полускальные породы (  <70 МПа) в зонах умеренной тектонической деятельности Массивные осадочные полускальные породы ( <70 МПа) в платформенных областях; магматиче- ские и метаморфизованные скальные породы ( =100-150 Мпа) в зонах умеренной тектоники   0,65-0,75 0,75-0,85 1V. Мало- 100-120 Скальные осадочные, метаморфические и магма- 0,85-0,9 трещинова- тые 120-150 тические породы ( =100-150 Мпа) в платфор- менных областях Магматические, метаморфические и осадочные скальные породы ( =150-200 МПа) в платфор- менных областях; периферийные части эффузивов 0,9-0,95 V. Практи- чески моно- литные > 150 Магматические и метаморфизованные скальные породы ( ≥ 200-250 МПа) в платформенных областях; центральные части молодых эффузивов; исключительно крупноблочные песчаники и из- вестняки 0,95-1,0 52 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Схемы взрывных сетей (ДШ) Схемы с прямолинейным расположением зарядов Группы схем Варианты схем Схема взаимодействия рядов зарядов Монтажная схема Условия применения 1 2 3 4 5 Порядные последо- вательные Фронтальный забой, по- добранный откос уступа, легко взрываемые поро- ды Фронтальный забой, по- добранный и неподоб- ранный откосы уступа, не менее трех рядов скважин, породы сред- ней и ниже средней взрываемости, необхо- димость уменьшения развала Продольные Порядные врубо- вые Траншейный забой, лег- ко взрываемые породы 1 2 3 4 5 Фронтальный забой, по- добранный и неподоб- ранный откосы уступа, не менее четырех рядов скважин, породы средней и ниже средней взрывае- мости, откос уступа об- нажен во фланге Порядные последо- вательные Траншейный забой, по- добранный откос уступа, небольшая протяжен- ность взрываемого блока, породы средней и ниже средней взрываемости Поперечные Порядные врубо- вые Фронтальный забой, по- добранный и неподоб- ранный откосы уступа, породы средней и ниже средней взрываемости, не менее четырех рядов скважин, необходимость уменьшения развала 54 1 2 3 4 5 Порядные последо- вательные Фронтальный забой, по- добранный и неподоб- ранный откосы уступа, сложное строение масси- ва, не менее четырех ря- дов скважин, имеется ог- раничение по сейсмиче- скому эффекту Диагональные Порядные врубо- вые То же Треугольные Фронтальный забой, по- добранный и неподоб- ранный откосы уступа, трудновзрываемые поро- ды сложной структуры. Те же, породы, но тран- шейный забой и подоб- ранный откос уступа 55 1 2 3 4 5 Трапециевид- ные Фронтальный забой, по- добранный и неподоб- ранный откосы уступа, трудновзрываемые поро- ды сложной структуры Радиальные То же, но траншейный забой. Фронтальный забой, не- подобранный откос ус- тупа, значительное число скважинных зарядов. Трудновзрываемые гор- ные породы. Последова- тельные Фронтальный забой, по- добранный откос уступа, легковзрываемые поро- ды. 56 57 1 2 3 4 5 Через одну С оконтурива- ющим рядом скважин То же, но имеется огра- ничение по сейсмиче- скому эффекту Фронтальный забой, не менее четырех рядов скважин, необходимость сохранения сплошности массива за линией по- следнего ряда