Лекция № 12 Механизация вспомогательных процессов при взрывании

К вспомогательным процессам при взрывании относятся: погрузочно-разгрузочные работы на складах взрывчатых материалов (ВМ), подготовка компонентов и изготовление простейших ВВ ( типа игданита, ифтанира и др.), транспортирование ВВ к месту заряжания, заряжание и забойка взрывных скважин.

Погрузочно-разгрузочные работы на складах ВМ – выгрузка мешков и ящиков ВМ из железнодорожных вагонов, транспортирование их на склад, укладка на стеллажи и в штабеля, съем и перемещение из склада к узлам растаривания или для погрузки в транспортные средства для доставки в карьер – осуществляются с помощью самоходных аккумуляторных тележек (электрокаров) и погрузчиков, оборудованных механизмами захвата, подъема и перемещения груза к месту укладки. Для доставки ВМ, малочувствительных к внешним воздействиям (аммиачно-селитренные ВВ, гранулотол), удобно и экономично использовать поддоны и контейнеры.

Растаривание аммиачной селитры из бумажных или полиэтиленовых мешков может осуществляться с помощью растаривающих установок. Измельчение слежавшихся аммиачно-селитренных ВВ производится в дробилках с приводом во взрывобезопасном исполнении.

Для этого могут также применяться измельчители слежавшихся удобрений.

Механизированное изготовление простейших ВВ осуществляется с помощью стационарных смесительных установок (при расходе ВВ на карьере 20 т/сутки и более) или смесительно-транспортно-зарядных машин. Комплекс оборудования взрывных работ при использовании стационарных установок включает также хранилища (склад) компонентов ВВ и транспортно-зарядные машины.

Механизация заряжания скважин осуществляется с помощью зарядных машин. Последние для гранулированных ВВ могут быть однобукерными для доставки готового ВВ от пункта изготовления к месту заряжания и двухбункерными (под тротил и аммиачную селитру). Из бункера машины в скважину ВВ подается под действием собственного веса, пневматически, шнеком или конвейером. Масса заряда, подаваемого в скважину, контролируется дозаторами.

С помощью серийно выпускаемой машины МЗ-3 на базе КрАЗ, имеющей два бункера вместимостью 7 м³ с пневматической подачей ВВ можно производить заряжание скважин как одним гранулированным тротилом, так и граммонитом. Для заряжания скважин гранулитами и игданитами предназначена серийно выпускаемая машина МЗ-4. На Криворожских железорудных карьерах эксплуатируется зарядная машина МЗ-8 (на базе МАЗ-503) с самотечной подачей ВВ из бункера в дозатор; возможно заряжание обводненных скважин гранулотолом; техническая производительность составляет 500 кг/мин.

Для заряжания скважин акватолами применяют смесительно-зарядные установки «Акватол» (на базе КрАЗ-257) производительностью 6 т/ч, позволяющей получить плотность ВВ в скважине 1.2-1.3 кг/дм³. Для заряжания скважин ифзанитами и другими водосодержащими ВВ, изготовляемыми на месте работ, используется смесительно-зарядный комплекс, состоящий из нагревательно-смесительной установки НСУ для приготовления горячего насыщенного раствора аммиачной селитры и транспортно-зарядной машины МЗ-3В. Плотность заряжания составляет в этом случая 1.4-1.5 кг/м³ и может регулироваться за счет изменения плотности раствора и соотношения компонентов. Введение загустителей в 1.5-2 раза увеличивает водостойкость ВВ.

Время рейса зарядной машины складывается из времени загрузки tгр, движения tдв = 2L/v и заряжания скважин tа. Производительность зарядного агрегата (т/смену)

Qз.а = , (12.1) где Тпр – время производительной работы машины за смену, ч; Gб – вместимость бункера зарядной машины, т; Qз – масса скважного заряда ВВ, т; k – коэффициент, учитывающий время переездов машины между скважинами и подготовки к заряжанию (k = 1.3-1.5); tз – время заряжания одной скважины, ч (tз = Qз/Qп); Qп – производительность подающего механизма машины т/ч. Сменная производительность МЗ-8 равна 15-20 т.

Механизация забойки скважин осуществляется с помощью забоечных машин-бункеров ЗС-2 и ЗС-1Б вместимостью 11 т, транспортирующих засыпающих в скважину забоечный материал. Фактическая производительность забоечной машины при дальности транспортирования забоечного материала L 2 км составляет 150 скважин в смену (диаметр скважин 215-245 мм, длина забойки от 5 до 8 м), а при L = 15 км – всего около 50 скважин в смену.

2. Вторичное взрывание

Процессы вторичного взрывания пород включают бурение и взрывание при планировке подошвы и заоткоске уступов, ликвидации негабаритных кусков, а также другие вспомогательные взрывы.

Взрывание негабаритных кусков осуществляется накладными или шпуровыми зарядами ВВ.

Применение метода накладных зарядов может быть экономичным при взрывании хрупких горных пород и малом объеме горных работ, когда повышенный расход СИ и ВВ – (3 кг/м³) компенсируется отсутствием компрессорного хозяйства и дополнительного бурения.

Рисунок 12.1 Схемы разрушения негабаритных кусков:

1 – негабарит; 2 – заряд ВВ; 3 – промежуточный детонатор; 4 – инициатор; 5 – детонирующий шнур; 6 – вода; 7 – полиэтиленовая оболочка.

В простейших случаях ВВ располагают непосредственно на поверхности негабаритного куска в виде плоского слоя толщиной hз = 3.5-4 см. заряд прикрывают слоем глины или песка (без примеси гальки или щебня), при этом величина забойки hаб hз.

Эффективность метода накладных зарядов повышается, если используются специальные кумулятивные заряды (рис 12.1, а). В настоящее время выпускаются кумулятивные заряды типа ЗКП и ЗНК массой от 0.1 до 4 кг.

При взрывании негабаритных кусков шпуровыми зарядами глубина шпура hш = ( 0.25-0.5) hн (hн – толщина негабарита). При крупных негабаритных кусках хорошее дробление достигается при использовании нескольких шпуровых зарядов; расстояние между ними аш = (0.5-0.9) hш.

Расход бурения равен 0.2-1 м/м³ взорванной породы. Удельный расход ВВ обычно составляет 0.1-0.3 кг/м³. Над зарядом помещается забойка.

Для ограничения разлета осколков и уменьшения расходов ВВ применяется гидровзрывание негабаритных кусков. Для этого в пробуренный шпур малого диаметра заливают жидкость и помещают заряд высокобризантного ВВ, масса которого 8-12 раз меньше чем у обычных шпуровых зарядов (рис. 12.1, б). минимальный допустимый уровень воды в шпуре 10-12 см, минимальная глубина шпура 30-35 см, максимальная

0.5 hн. В зимнее время применяют 10 - 15%-ный раствор поваренной солили аммиачной селитры, который заливают в шпур непосредственно перед взрывом.

Дробление негабаритных кусков возможно при бесшпуровом гидровзрывании , когда гидрозарядом является полиэтиленовый сосуд с водой и зарядом ВВ (рис. 12.1, в). При этом удельный расход ВВ составляет 0.3-0.6 кг/м³ против 2.5-3 кг/м³ при взрывании обычными накладными зарядами.

Взрывание при планировке подошвы и заоткоске уступов обычно производится зарядами, размещенными в наклонных шпурах или скважинах малого диаметра (100 мм). Наклон скважин (шпуров) и конструкция заряда соответствуют желаемому результату взрыва. Масса заряда и другие параметры взрыва устанавливаются опытным путем в конкретных условиях.

3. Основы безопасного ведения взрывных работ

К руководству взрывными работами допускаются лица, имеющие законченное горно-техническое образование или окончившие специальные курсы, дающие право на ответственное ведение взрывных работ. Обычно руководителем является начальник взрывного цеха. На карьере ответственным за производство взрывных работ является главный инженер или его заместитель. Одному лицу запрещается одновременно руководить взрывными работами и производить их. К взрывным работам допускаются лица не моложе 19 лет, имеющие «Единую книжку взрывника» и стаж работы не менее одного года. Для вспомогательных работ (забойка скважин и т. п.) эпизодически могут привлекаться специально проинструктированные рабочие.

Важным вопросом при проектировании взрывов является правильное установление размеров опасных зон по разлету породных кусков и сейсмическому воздействию взрыва.

При установлении опасной зоны rр по разлету кусков определяется максимальная величина с. п. п. (Wmax) для скважинного заряда проводимого взрыва (по его техническому проекту), а затем условная величина с. п. п. (Wусл = 0.7 Wmax), которая является основой для выбора rр.

Размеры опасных зон при взрывных работах (по данным треста «Союзвзрывпром» с показателем действия взрыва nв = 1) приведены ниже

Wусл,м ....................... 1.5 2 4 6 8 10 12 15 20 25

Радиус опасной зоны rр , м: для людей .. 200 200 300 300 400 500 500 600 700 800 для механизмов ..... 100 100 150 150 200 250 250 300 350 400

Величина rр должна быть для людей не менее 200 м при равнинном рельефе и не менее 300 м на косогоре.

Радиус (м) опасного воздействия на человека воздушной ударной волны взрыва

rв.ч = kв , (12.2) где kв – коэффициент, учитывающий положение зарядов относительно открытых поверхностей (kв = 10-15); Qз.о – общая масса одновременно взрываемых ВВ, кг.

Радиус воздействия воздушной ударной волны (м) на сооружение при полном отсуствии повреждений остекления

r = 200 (12.3)

Границы опасных зон отмечаются специальными указателями, перед взрывом на этих границах выставляется оцепление.

После доставки ВМ на взрываемый блок на расстоянии 50 м от границы блока выставляется охрана и ограждение из флажков. При использовании в качестве СИ детонирующего шнура вне пределов этой зоны разрешается работа горного и транспортного оборудования.

Заряжают скважины взрывники под руководством горного мастера, проводящего при необходимости корректировку отдельных зарядов. В процессе заряжания производятся замеры глубины скважин, положение заряда и забойки, которые заносятся в паспорт (проект) взрыва. Заряженный блок считается готовым к взрыву после удаления оборудования за пределы опасной зоны, демонтажа ближайших линий электропередачи проведения других мероприятий, обеспечивающих безопасность взрыва.

Взрывные работы на карьерах, как правило, проводят в определенные дни и часы. Для удаления людей за пределы опасной зоны дается предупредительный сигнал (обычно сирена). После проверки начальником взрывных работ готовности к взрыву дается боевой сигнал, по которому взрывники производят поджигание зажигательной трубки и удаляются за пределы опасной зоны или в укрытие (блиндаж). После взрыва они осматривают блоки и проверяют, нет ли отказов; затем подают сигнал отбоя. При больших объемах взрывов, а также в глубоких карьерах дальнейшие работы возможны после рассеивания газов, продолжающихся иногда несколько часов.

При суммарной массе взрываемых зарядов ВВ Q (кг) радиус сейсмической зоны определяется по эмпирическим формулам (Союзвзрывпрома):

при однократном взрывании

rc = 9 ; (12.4) при многократном взрывании

rc = 25 (12.5)

При взрывании отдельных зарядов ВВ с интервалом замедления между их группами не менее 20 мс радиус опасной зоны определяют по следующим формулам: при однократном взрывании

rc = 10 (12.6) при многократном взрывании

rc = 29 ; (12.7) где n` - число групп.

Массы зарядов отдельных групп должны быть равны или отличаться не более чем на 20%.