| (5.12) |
3.7. Відстань між рядами зарядів в залежно від гірничо-геологічних умов приймають: у разі короткоуповільненого способу підривання - у межах (0,9 - 1,0) ⋅ W, при миттєвому ініціюванні - 0,75 ⋅ W.
4. Підривання на викид та скидання
4.1. Підривання на викид необхідно здійснювати з метою отримання в ґрунті виїмки необхідних геометричних параметрів (рис. 5.2 ( додаток 4)).
4.2. Величину зосередженого заряду викиду Q при величині W ≤25 м необхідно визначати за формулою
| Q = qW - 3 (0,4 + 0,6n - 3 ), кг, | (5.13) | ||
| де | n | - | показник дії вибуху, який визначається за формулою |
| (5.14) | |||
| де | r | - | радіус воронки викиду, м. |
При W > 25 м величину заряду викиду необхідно визначати за формулою
| Q = q ⋅ W - 3 ⋅ (0,4 + 0,6n - 3 ) ⋅ K, кг, | (5.15) | |
| де | - коригуючий коефіцієнт. |
| , кг, | (5.14) |
4.3. У разі застосування подовженого заряду викиду, розташованого паралельно вільній поверхні, схема роботи якого наведена на рис. 5.5 ( додаток 7 ), його величину необхідно визначати за формулою
| де | l зар | - | довжина заряду, м. |
При W > 25 м величину заряду викиду необхідно визначати за формулою
| , кг. | (5.17) |
4.4. При однорядному розташуванні зарядів викиду за умови, що W > 1,5 м, відстань між ними необхідно визначати за формулою
| a = 0,5W (n + 1), м. | (5.18) |
4.5. Відстань між рядами зарядів при їх розташуванні один проти одного необхідно розраховувати, як між зарядами в ряду, а при шаховому розташуванні, як у сусідніх рядах за формулою
| b = 0,85a = 0,43W (n + 1), м. | (5.19) |
4.6. Необхідне число Nзрядів зарядів для отримання виїмки шириною B при b < 0,5B необхідно визначати за формулою
| (5.20) |
4.7. Видиму глибину виїмки H T , яка утворюється при вибухах на викид, необхідно визначати за такими формулами
для n ≤ 2:
у скельних породах
| H T = 0,28W (2n - 1), м, | (5.21) |
у нескельних породах
| H T = 0,40W (2n - 1), м, | (5.22) |
для n > 2:
| H T = W + R сm , м, | (5.23) | ||
| де | R сm | - | радіус зони стиснення, який визначається за формулою |
| , дм, | (5.24) | ||
| де | u | - | коефіцієнт, який приймається для слабких скельних порід рівним 10, для твердощільних нескельних порід - 150, для пластичної глини - 250; |
| γ | - | щільність ВР, г/см - 3 . |
4.8. Ширину та висоту навалювання підірваної породи з обох боків від траншеї, яка утворюється вибухом на викид, необхідно визначати за формулами
| b н = 5nW, м, | (5.25) |
| h н = 0,6W/n, м. | (5.26) |
4.9. Підривання на скидання необхідно здійснювати при ухилі масиву, який підривається, більше ніж 20° до горизонту. При цьому методика розрахунку параметрів вибухових робіт - аналогічна вищевикладеній.
5. Метод котлових зарядів
5.1. Котлові заряди необхідно застосовувати для посилення дії вибуху в конкретній зоні масиву, який руйнується. Розташовуються такі заряди у порожнинах-котлах, які створюються методом розбурювання або пристрілювання відповідними зарядами. Послідовність операцій при котловому методі підривання наведена на рис. 5.6 ( додаток 8).
5.2. Масу прострілювального заряду при вибуховому методі створення котла необхідно визначати за формулою
| , кг, | (5.27) | ||
| де | Q | - | маса основного заряду, кг; |
| n пр | - | показник прострілюваності, дм - 3 /кг; | |
| γ | - | щільність ВР, кг/дм - 3 ; | |
| p | - | показник ступеня, рівний порядковому номеру прострілювання (для останнього прострілювання приймається p = 1). |
Орієнтовні значення показника прострілюваності n пр наведені в табл. 5.3 ( додаток 9).
5.3. Вагу першого прострілювального заряду необхідно визначати за діаметром Dккотла, форма якого має бути кулеподібною:
| (5.28) |
У загальному випадку довжину першого прострілювального заряду необхідно визначати за формулою
| l пр = (1 ÷ 2) D к , дм. | (5.29) |
При цьому вага першого прострілювального заряду не повинна перевищувати розрахункової величини Qр, яку необхідно визначати за місткістю частини свердловини, що заряджається:
| Q р = Pl пр , кг. | (5.30) |
5.4. Необхідний об'єм котла необхідно визначати за формулою
| (5.31) |
5.5. Величину котлового заряду необхідно визначати згідно з формулою (5.1).
6. Метод камерних зарядів
6.1. Камерні заряди, які застосовуються у будівництві, для розкриття родовища корисних копалин під час підривання на розпушування масиву або на викид чи скидання, необхідно розташовувати у спеціально створених порожнинах-камерах.
6.2. У разі підривання зосередженого камерного заряду на викид його масу необхідно визначати згідно з формулою (5.13). При підриванні зосередженого камерного заряду або подовженого камерного заряду, розташованого паралельно площині оголення, довжиною, що не перевищує ЛНО, з метою розпушування масиву його вагу необхідно визначати згідно з формулою (5.1).
У разі коли відома фактична питома витрата ВР, масу заряду необхідно визначати за формулою
| Q = q ф V 1 , кг, | (5.32) | ||
| де | V 1 | - | об'єм породи, який підривається одним зарядом, м - 3 . |
6.3. При підриванні двох і більше камерних зарядів їх вагу необхідно визначати за формулою
| Q = q ф WHa, кг | (5.33) |
або з урахуванням подолання затиску
| Q = q ф W - 3 emz, кг, | (5.34) | ||
| де | e | - | перевідний коефіцієнт (табл. 5.2 ( додаток 2)); |
| z | - | коефіцієнт затиску (1.0 - 1.3). |
6.4. При підриванні зближених зосереджених камерних зарядів (m < 1,25) їх загальну вагу необхідно зменшувати пропорційно коефіцієнту зближення, який визначається за формулою
| (5.35) | |||
| де | m ф | - | фактична відносна відстань між зарядами; |
| де | m п | - | проектна (розрахункова) відносна відстань між зарядами. |
6.5. Об'єм камери для зосередженого заряду необхідно визначати за формулою
| (5.36) | |||
| де | Q | - | вага заряду, т; |
| k | - | коефіцієнт, що залежить від способу кріплення камери, приймається в межах 1,1 - 1,8; | |
| Δ | - | щільність заряджання, т/м - 3 . |
7. Метод зовнішніх зарядів
7.1. Метод зовнішніх зарядів необхідно застосовувати у разі руйнування негабаритних шматків гірської породи, залізобетону, металу тощо.
7.2. Масу накладного заряду при руйнуванні негабаритних фракцій та валунів необхідно визначати за формулою
| Q = q ф V n , кг, | (5.37) | ||
| де | V n | - | об'єм об'єкта, який руйнується, м - 3 , для скельних порід (q ф = 1,5 - 3,0 кг/м - 3 ). |
7.3. При підриванні предметів подовженої форми (брус, рейка, колода тощо) масу заряду необхідно визначати за формулою
| Q = K s S, кг, | (5.38) | ||
| де | K s | - | розрахунковий коефіцієнт, г/см - 2 ; |
| S | - | площа поперечного перерізу предмета, який підривають, см - 2 . Розрахунковий коефіцієнт K s для руйнування подовжених предметів амонітом № 6-ЖВ береться з табл. 5.4 ( додаток 10). |
VI. Вибухові роботи на відкритих гірничих роботах
1. Вибухові роботи в кар'єрах
1.1. Для ведення вибухових робіт у кар'єрах необхідно застосовувати як основний метод свердловинних зарядів. при цьому методі діаметр і довжину вертикальних та похилих свердловин необхідно визначати відповідно до технічних можливостей бурової техніки та прийнятої системи розробки родовища. Шпуровий метод необхідно застосовувати як допоміжний для планування підошви уступів, обвалення зависань, руйнування негабаритних фракцій гірської маси тощо або як основний на кар'єрах, висота уступів у яких не перевищує 5 м.
1.2. Залежно від прийнятої технології робіт заряди в уступі необхідно розташовувати в один або декілька рядів. Параметри розташування зарядів необхідно визначати за такими основними показниками (рис. 5.3 ( додаток 5)): H - висота уступів; L - глибина свердловини; W - ЛНО; W n - ОПУ; a - відстань між свердловинами в ряді; b - відстань між рядами свердловин; d - діаметр заряду; l зар - довжина заряду; l пб - довжина перебуру; l заб - довжина забивки; β - кут нахилу схилу уступу.
1.3. Головними параметрами, які визначають геометричні характеристики розташування свердловин, необхідно вважати W і W п . У разі величини кута нахилу схилу уступу 75 - 90° для розрахунків необхідно прийняти W = W п . При однорядному миттєвому підриванні розрахункову відстань між свердловинами в ряді необхідно прийняти в межах (0,8 - 1,0) ⋅ W. У разі застосування багаторядного короткоуповільненого підривання відстань між рядами необхідно прийняти рівною W.
За умовами подолання максимального значення ЛНО при m < 1,2
| (6.1) | |||
| де | W 1 | - | ОПУ для одиночної свердловини, м; |
| ρ | - | щільність гірських порід, г/см - 3 ; | |
| d | - | діаметр свердловини, м; | |
| m = a/W | - | коефіцієнт зближення зарядів. |
Значення W1необхідно визначати за формулою
| (6.2) | |||
| де | k Т | - | коефіцієнт тріщинуватості, (1,0 - 1,2); |
| Δ | - | щільність заряду, г/см - 3 ; | |
| e | - | перевідний коефіцієнт (табл. 5.2 ( додаток 2)). |
У разі коли ОПУ менше ніж 0,8H, значення W необхідно визначати за формулами
| (6.3) |
або
| (6.4) |
З урахуванням взаємодії зарядів W необхідно визначати за формулою
| W = W 1 (1,6 - 0,5m), м. | (6.5) |
За умов великих значень ОПУ для його подолання та забезпечення задовільного пророблення підошви уступу необхідно застосовувати метод підривання парнозближених свердловин, які розташовують одна від одної на відстані (4 - 6) ⋅ d.
У цьому разі величину ЛНО необхідно розраховувати за формулами
| (6.6) |
або
| (6.7) |
Розрахункова величина W повинна забезпечувати безпечну відстань Wбвід бурового станка до верхньої бровки уступу, яка визначається за формулою
| W б = H ⋅ ctg β + C, м, | (6.8) | ||
| де | C ≥ 3 м | - | мінімально дозволена відстань від верхньої бровки уступу до осі свердловини. |
1.4. Для забезпечення якісного подрібнення породи та пророблення підошви уступу необхідно розміщення частини заряду нижче проектної відмітки підошви уступу в перебурі. Ефективна глибина перебуру становить (10 - 15) ⋅d відповідно до зростання міцності порід. Визначати величину перебуру необхідно за формулою
| l пб = 0,5qW, м. | (6.9) |
1.5. Для підвищення ефективності використання енергії вибуху на розпушування масиву, зниження величини розвалу гірської маси, розльоту шматків породи та рівня УПХ верхню частину свердловини необхідно забивати інертним матеріалом (пісок, відсів тощо). Довжину забивки необхідно приймати 30 - 40 діаметрів свердловини або (0,6 - 0,8) ⋅ W.
1.6. Ураховуючи елементи конструкції свердловинних зарядів (перебур, забивка, можливість застосування інертних проміжків), які застосовуються при веденні вибухових робіт у кар'єрах, розрахункову величину заряду, визначену за формулою (5.6), необхідно перевіряти на можливість його розміщення у свердловині за формулою
| Q ф = P (L - l заб - l і ), кг, | (6.10) | ||
| де | l і | - | довжина інертного проміжку, м. |
При цьому необхідно враховувати, що формула (5.6) визначає величину заряду для умов першого ряду свердловин. Масу зарядів для другого та наступних рядів необхідно збільшувати на 10 - 12 %, що уточнюється проведенням дослідних масових вибухів.
1.7. У разі розпушування гірських порід у кар'єрах підриванням одночасно декількох рядів свердловинних зарядів комутація цих зарядів виконується в режимі короткоуповільненого ініціювання порядно, діагонально, радіально, за хвильовими або комбінованими схемами. Схеми комутації свердловинних зарядів при короткоуповільненому ініціюванні наведені на рис. 6.1 ( додаток 11).
Короткоуповільнений режим підривання дозволяє шляхом застосування схем комутації та підбором інтервалів уповільнення управляти направленістю, величиною та формою розвалу гірської маси та рівнем безпеки масових вибухів. Для цього необхідно використовувати врубові схеми, коли першою підривається група зарядів, розташування яких дає напрямок руху решті обсягу масиву, що руйнується. Для подолання ОПУ та формування ефективної врубової порожнини відстань між свердловинами врубової групи повинна бути зменшена до значення (0,6 - 0,7) ⋅ W.
Короткоуповільнений спосіб підривання дозволяє шляхом зміни послідовності ініціювання груп зарядів у достатньо широкому діапазоні змінювати коефіцієнт зближення зарядів. Комутація вибухової мережі за діагональною схемою при квадратній сітці свердловин дає змогу суттєво зменшити фактичне значення ОПУ для кожного окремого заряду. При цьому фактичний коефіцієнт зближення збільшується з 1 до 8, а величина ОПУ зменшується у 2 і більше разів. Схема для розрахунку фактичної величини коефіцієнта зближення наведена на рис. 6.2 ( додаток 12).
1.8. За умови технологічної недостатності розмірів робочих майданчиків та в разі необхідності обмеження ширини розвалу гірської маси з метою збереження транспортних та інших комунікацій у кар'єрі необхідно застосовувати метод підривання в стислому середовищі, при якому необхідно здійснювати підривання на підпірну стінку з гірської маси попередньо проведеного масового вибуху. Схема підривання на підпірну стінку наведена на рис. 6.3 ( додаток 13).
Раціональну ширину підпірної стіни необхідно визначати за формулою
| (6.11) | |||||
| де | K р | - | коефіцієнт розпушування породи; Y = 0,04 - 0,2 коефіцієнт, який враховує витрати енергії вибуху на переміщення гірської маси; | ||
| E у | - | питома енергія ВР, кгс·м/м - 2 ; | |||
| E | - | модуль пружності гірської породи, кгс/см - 2 ; | |||
| σ | - | границя міцності гірської породи на стиснення, кгс/см - 2 . |
Ширина підпірної стіни повинна становити для кар'єрів з видобутку вапняку 10 - 12 м, для залізорудних кар'єрів - 20 - 25 м.
Підривання в зажатому середовищі необхідно здійснювати не менше ніж при чотирьох рядах свердловин та збільшенні загальної величини розрахункової питомої ваги заряду на 15 - 30 %.
1.9. З метою отримання поверхонь з мінімальними порушеннями і в межах проектних контурів необхідно застосовувати метод контурного підривання, який полягає в утворенні щілини з випередженням за часом відносно до підривання зарядів розпушування. Схема підривання із застосуванням контурного ряду наведена на рис. 6.4 ( додаток 14).
1.10. Підривати заряди попереднього щілиноутворення необхідно завчасно - до буріння свердловин для зарядів розпушування. Якщо це зробити неможливо, необхідно застосувати короткоуповільнене або уповільнене підривання свердловинних зарядів розпушування відносно до зарядів попереднього відколу, при цьому в слабких породах уповільнення повинно бути не менше 100 мсек, а в міцних - не менше 75 мсек.
1.11. Відстань між контурними свердловинами необхідно визначати за формулою
| a к = 22 ⋅ d к ⋅ k з ⋅ k у , м, | (6.12) | ||
| де | d к | - | діаметр заряду (патрона), м; |
| k з | - | коефіцієнт затиску: для повного обтискання (умови траншеї, котловану) k з = 0,25, для оконтурювання уступів при кількості рядів свердловин 3 і більше k з = 1,0, при кількості рядів свердловин менше трьох k з = 1,1; | |
| k у | - | коефіцієнт геологічних умов: k у = 1,0 при відсутності явно визначеної тріщинуватості, k у = 0,9 при куті 90° між основною системою тріщинуватості та площиною оконтурювання й k у = 0,85 при куті 20° - 70°, у разі збігу площини тріщин з лінією оконтурювання k у = 1,15. |
1.12. При методі попереднього щілиноутворення й використанні зарядів зі стандартних патронів амоніту № 6-ЖВ діаметром 32 мм відстані між свердловинами необхідно приймати в межах від 0,5 до 0,9 м. Дані про відстані між свердловинами для методу попереднього щілиноутворення при діаметрі заряду 32 мм (амоніт № 6-ЖВ) наведено в табл. 6.1 ( додаток 15).
Якщо діаметр патрона не дорівнює 32 мм, відстань між свердловинами необхідно приймати за значеннями, наведеними у четвертій колонці табл. 6.1 ( додаток 15).
1.13. Для міцних непорушених порід вага ВР P1, яка припадає на 1 м частини контурної свердловини, що заряджається, повинна дорівнювати значенню:
| P 1 ≈ (0,4 ÷ 0,6), кг/м, | (6.13) |
для слабких зруйнованих і вивітрених порід:
| P 1 ≈ (0,2 ÷ 0,3), кг/м. | (6.14) |
Якщо свердловина пробурена по неоднорідних породах, P 1 необхідно приймати окремо для кожної породи.
Відстань b к (рис. 6.4 ( додаток 14)) між свердловинами розпушування та контурними свердловинами необхідно приймати в межах 10 - 20 діаметрів зарядів розпушування, при цьому нижня межа приймається для крутих пластів в'язких порід.
1.14. У породах, схильних до утворення заколів, і в тих випадках, коли до захисту борту (стіни) від пошкодження пред'являються певні вимоги, контурні свердловини необхідно бурити глибше свердловин розпушування на 7 - 12 діаметрів зарядів розпушування. В інших випадках глибину контурних свердловин необхідно приймати рівною глибині свердловин розпушування.
1.15. Як ВР при контурному підриванні методом гірлянд необхідно застосовувати патроновані ВР, заряди в рукавах або ВР з відносно низькою бризантною дією (низькощільні ВР).
Після опускання заряду свердловину необхідно засипати забивним матеріалом на всю глибину.
Довжина забивки між устям свердловини та найближчим патроном повинна бути в межах 2 - 4 м.
Нижня межа приймається для непорушених, верхня - для вивітрених і порушених порід та для порушеної покрівлі уступу (шару), що відпрацьовується внаслідок її пошкодження від вибухів, проведених на горизонті, який лежить вище.
Якщо розпушування породи проводиться підриванням зарядів у горизонтальних або слабопохилих свердловинах, що розташовуються в підошві укосу уступу, вони не повинні добурюватися до свердловин попереднього відколу приблизно на 7 - 10 діаметрів заряду.
1.16. Найбільш поширеним методом вибухового подрібнення "негабариту" є шпуровий. При цьому шпури бурять на глибину 0,3 - 0,5 його товщини. Розрахункові питомі витрати ВР для руйнування "негабариту" становлять 0,2 - 0,5 кг/м - 3 .
1.17. Для зменшення рівня уражальних факторів вибуху та при руйнуванні "негабариту" великих розмірів необхідно застосовувати метод гідропідривання.
Відстань між шпурами повинна становити 0,5 - 0,7 товщини "негабариту", а відстань від шпуру до найближчої бокової поверхні не повинна бути більшою його глибини.
У разі коли неможливо або недоцільно проводити буріння для розміщення зарядів у негабаритних фракціях породи, необхідно застосовувати зовнішні (накладні) заряди, вага яких визначається згідно з формулою (5.34). При цьому товщина заряду повинна бути не меншою критичного діаметра ВР, що застосовують.
1.18. Для підвищення руйнівної ефективності та зниження рівня УПХ зовнішні заряди необхідно прикривати забивним матеріалом, шар якого повинен бути не меншим однієї - двох товщин заряду. Як забивку необхідно застосовувати матеріал, наявний на місці робіт, зручний для рівномірного розташування на заряді та який не містить твердих важких предметів.