Лекция № 8 Технологическая характеристика взрывчатых веществ и средств инициирования

Фактический удельный расход ВВ qф можно установить только после взрыва делением израсходованного количества ВВ на действительно взорванный объем породы. Показатель qф учитывается на предприятиях, и на его основе корректируется с учетом опыта взрывов в аналогичных условиях, возможный расход ВВ при очередных взрывах.

Вместе с тем любой взрыв должен быть выполнен по заранее составленному проекту. При этом пользуются проектным удельным расходом ВВ qп. Он может быть установлен по опытным данным в условиях карьера (на основе qф) или рассчитан (г/м³) на основе эталонного расхода ВВ с учетом технологических и организационных условий взрыва:

qп= qэ К_т К_д К_о.п Кэ Кv Kвв,

Коэффициент Кт учитывает влияние трещиноватости породного массива, так как в трещиноватом массиве неизбежны потери энергии ВВ. В частных случаях поверхности раздела могут полностью отражать волны напряжений или резко ослаблять их . С трещиноватостью связаны также потери энергии (до 20%) на взаимное перемещение кусков без их дробления. Вместе с тем следует учитывать, что развитая трещиноватость сокращает расход ВВ на создание взрывом новых поверхностей. В общем случае потери можно принять равными 10-30%, а при определении дополнительного расхода ВВ ввести коэффициент

Кт 1.2 ℓср + 0.2,

Коэффициент Кд для конкретных условий учитывает необходимую кусковатость взорванных пород dср, м. Так как при определении qэ принята степень дробления n=2 и dср= 0.5 м, расход энергии ВВ на дополнительное дробление определяется отношением Кд= 0.5 dср.

Необходимо учитывать, что при взрывании скважинными зарядами ВВ невозможно достичь любой степени дробления и указанный способ определения Кд может применяться при qп 2—2.5 кг/м³.

Местоположение заряда и число открытых (свободных) поверхностей взрываемой части массива решающим образом влияет на величину проектного расхода ВВ, что учитывается коэффициентом Ко.п.

При взрыве заряда ВВ, расположенного в глубине породного массива (рис. 8.1, а), образуется полость (котел) в зоне сжатия. В окружающей зоне трещинообразования перемещение породы отсуствует. Разрушение породы при таком камуфляжном взрыве происходит в основном за счет преодоления ее сопротивления сжатию, что обуславливает максимальный удельный расход ВВ.

Рисунок 8.1 Схемы положений заряда ВВ относительно свободных поверхностей породного массива

При наличии одной открытой поверхности в результате взрыва заряда ВВ в массиве образуется воронка выброса (рис. 8.1, б). В этом случае существенное значение имеют затраты энергии взрыва на преодоление силы тяжести и придание кинетической энергии кускам породы.

Обычными на карьерах являются взрывы на дробление породы. Регулирование степени дробления, кроме изменения расхода ВВ, достигается также созданием и в дальнейшем постоянным поддержанием после взрыва каждого заряда числа открытых поверхностей, что обуславливает отражение от них взрывных волн растяжения и способствует дополнительному дроблению. Открытые поверхности образуются как после выемки взорванной породы, так и процессе взрыва серии зарядов ВВ при соблюдении определенного порядка взрывания.

Для взрывания одиночного скважинного заряда, мгновенного взрывания одного ряда зарядов, короткозамедленного взрывания зарядов при порядных или врубовых продольных схемах коммутации характерны две открытые поверхности, особенно при проведении траншей (рис. 8.1, в).

Три открытые поверхности характерны для случаев взрывания зарядов в крайних частях разрушаемых блоков (рис. 8.1, г), а также в средних частях блоков при использовании специальных схем короткозамедленного взрывания. В особых случаях возможны взрывы при четырех и пяти открытых поверхностях (рис. 8.1, д, е). При взрывании отдельных негабаритных кусков за счет открытых поверхностей (рис. 8.1, ж) имеет место минимальный расход ВВ, приближающийся к эталонному.

С увеличением числа открытых поверхностей возрастает объем породы разрушаемой за счет преодоления ее сопротивления сдвигу и растяжению и, следовательно, снижается удельный расход ВВ. Опытные данные показывают, что если принять Ко.п = 1 при шести открытых поверхностях в качестве эталона, то при пяти поверхностях Ко.п 2.5—3; при трех поверхностях Ко.п 3.5—4; при двух поверхностях (характерно для мгновенного однорядного и короткозамедленного многорядного взрывания) Ко.п 4.5—5; при одной поверхности Ко.п 5.5—6.

Коэффициент Кз учитывает фактически принимаемую степень сосредоточения зарядов ВВ, т.е. форму заряда в массиве отличную от принятой при определении qэ сосредоточенного заряда с размещением его в центре куба. Большая степень сосредоточения заряда несколько уменьшает расход ВВ, но при этом ухудшается качество дробления. При методе скважинных зарядов ВВ величина Кз зависит от диаметра скважин, который определяет масштабный эффект взрыва ( радиус зоны регулярного дробления). Для скважин диаметром dс =200 мм Кз 1; при dс= 100 мм и при легко- средне- и трудновзрываемых породах Кз соответственно равен 0.85-0.9, 0.7-0.8 и 0.95-1; при dс =3 00 мм Кз соответственно равен 1.05-1.1; 1.2-1.25 и 1.3-1.4. При рассредоточенных зарядах в скважинах большого диаметра величину Кз рекомендуется умножать на поправочный коэффициент 0.95.

Рисунок 8.2 Изменения соотношения объемов зон регулируемого

І и нерегулируемого ІІ дробления при увеличении высоты уступа

При малой высоте уступов (до 3-5 м) удельный расход ВВ обычно выше, так как в этом случае применяется маломощное выемочное оборудование и требуется дробление породы на мелкие куски. Применять скважины большого диаметра при малой высоте уступов (рис. 8.2, а) нерационально, это ведет повышенному расходу ВВ из-за неудовлетворительного расположения зон регулируемого дробления. С увеличением высоты уступа (до 15 - 18 м) расход ВВ при прочих равных условиях уменьшается, так как при заданном диаметре заряда (скважины) возрастают размеры зоны регулируемого дробления (рис. 8.2, б). Поэтому для уступов высотой до 15 - 18 м поправочный коэффициент, учитывающий влияние объема взрываемой породы,

К`v= ,

При высоте уступа более 15-18 м расход ВВ при одно- и двухрядном взрывании возрастает, так как увеличивается доля энергии ВВ, требующейся на перемещение взорванной породы (с преодолением сил тяжести) для создания развала допустимой высоты. При этом

К`v=

Коэффициент Квв является поправочным коэффициентом по энергии (теплоте взрыва) от граммонита 79/21 к практически используемому ВВ в карьере.

На основании проектного расхода ВВ в конкретных условиях составляются местные классификации пород по взрываемости для каждого карьера. Целесообразна унификация местных классификаций на основе единой шкалы эталонного расхода ВВ. Для учебных расчетов рекомендуется пользоваться показателями таблицы 8.2