Конструкция зарядов. Все конструкции зарядов объединяются в три группы (Рис.11).
Первая группа — вертикальные и наклонные сплошные и рассредоточенные скважинные заряды. Изменение воздействия энергии взрыва может быть достигнуто за счет пространственного расположения самих зарядов или их отдельных частей.
Вторая группа — вертикальные скважинные заряды с внутрискважинным замедлением, комбинированные из разных типов взрывчатого материала и парносближенные. Силовые параметры действия энергии взрыва изменяются в них подбором типа взрывчатого вещества или изменением положения детонатора.
Третья группа — фигурные заряды, от плоского заряда до конусообразного. Требуемые параметры импульса в них достигаются изменением формы зарядной полости, а, следовательно, количества взрывчатого вещества в ней.
Рис.11 Схемы конструкций зарядов, используемых на карьерах для подготовки крепких горных пород к выемке.
Параметры развала взорванной горной массы должны обеспечивать безопасную и высокопроизводительную работу экскавационного оборудования.
Расчет ширины развала (м) при однорядном расположении скважин (рис.12)
….
Рис.12 Схема к расчёту ширины развала массива уступа после взрыва.
производится по формуле.
.
где R - ширина развала взорванной горной массы от нижней бровки уступа, м;
c - расстояние от верхней бровки уступа до скважины, м;
h - высота уступа, м;
—угол откоса уступа, градус;
- коэффициент разрыхления породы в развале;
hp - высота развала взорванной горной массы, м,
= (1-1,5) ,
- высота черпания экскаватора, м.
При многорядном взрывании
,
где n - количество рядов скважин.
Ширина развала горной массы при взрыве скважинного заряда зависит от свойств горных пород, параметров уступа и практически от всех параметров буровзрывных работ. Обычно .
Исследования направлений, силы импульсов частей зарядов каждого и во взаимодействии с соседним зарядом в ряду при детонации и кинематике движения каждого элемента блочного массива при взрыве зарядов показывают сложную картину разрушения и их движение в пространстве (рис.13).
Наибольший импульс получают блоки, находящиеся на прямой линии наименьшего сопротивления. Согласно баллистике он будет определять наибольший разлет кусков, а следовательно, и ширину развала .
Исследование зависимости ширины развала горной массы при взрыве скважинного заряда от основных параметров взрывного разрушения массива показывают, что ширина развала увеличивается при: увеличении диаметра скважинного заряда, длины забойки, мощности взрывчатого вещества, высоты уступа, и уменьшается при: уменьшении угла наклона скважин, увеличении расстояния между скважинами в ряду, величины воздушного промежутка в рассредоточенных зарядах, линии сопротивления по подошве и плотности горных пород (рис.14).
Рис.13 Схема динамического воздействия взрыва скважинного заряда на элементы уступа: а – в профиле, б – в плане.
Рис.14 Схема к определению кинематических параметров взрыва в зависимости от: а – длины забойки, б – величины воздушного промежутка, в – угла откоса уступа.
Высота развала растёт при взрыве каждого последующего ряда, начиная со второго, вследствие того, что пространство для размещения развала горной массы с соответствующим коэффициентом разрыхления ограничено (рис.15).
Рис. 15 Схема к расчёту высоты развала при многорядном взрываниии.
3.3 Порядок расчёта параметров буровзрывных работ на основе энергетической теории дробления массива крепких горных пород
Порядок расчёта параметров буровзрывных работ базируется на энергетической теории с целью получения взорванной горной массы для конкретного комплекта оборудования технологического потока с целью обеспечения максимальной его производительности. Он предусматривает учет исходных данных: о свойствах массива горных пород, параметров оборудования, взрывчатого вещества и параметров технологии разработки.
И с х о д н ы е д а н н ы е
Свойства массива:
наименование горной породы .............................……
предел прочности породы на сжатие , ………….Па
модуль упругости E, ……………………………………Па
блочность массива (трещиноватость) ,………….. м
коэффициент динамичности ……….. ......................
Оборудование:
экскаватор ........................................…………………….
вместимость ковша Е, …………………………………..м3
ширина ковша В, () ............................…....м
высота черпания hч, ……………………………..……….м
производительность …………………………..м3/сут
буровой станок (если он известен) ....................................
диаметр скважины , … ................................………м.
производительность бурового станка , ……..м/сут
Взрывчатое вещество:
тип взрывчатого вещества ...............................……………
полная идеальная работа взрыва Эвв, ……………..…кДж/кг
плотность заряжания , ………………………………кг/м3
коэффициент полезного использования энергии ВВ
……………………………………………
Технологические параметры
высота уступа h,……………………………………………….м
угол откоса уступа , …………………………………градус
безопасное расстояние от верхней бровки с, ……………….м
коэффициент разрыхления горной массы в развале .....
высота развала (), ……………………………..м
порядок взрывания ....................................………………………
расстояние от массового взрыва до охраняемого объекта L, м.
Порядок расчёта
параметров паспорта буровзрывных работ
1.Необходимый состав горной массы по средней крупности для экскаватора, м.
.
2.Необходимая степень дробления массива
, при принимается n = 1.
3.Удельная энергия дробления в необходимой степени массива, Дж/
.
4.Удельная энергия формирования развала, необходимого по технологии при , Дж/
5.Расчётный удельный расход взрывчатого вещества для выполнения технологических условий, кг/
.
В пределах экономичности при значительном удельном расходе взрывчатого вещества для уменьшения диаметра скважин целесообразно использовать более мощное взрывчатое вещество.
Расчёт диаметра скважин для размещения взрывчатого вещества зависит от технологических параметров технологии разработки горнных пород рабочего горизонта, параметров сетки скважин и способов взрывания взрывного блока. По результатам исследования и данным практики наиболее целесообразно порядовое короткозамедленное взрывание многорядного взрывного блока при квадратной сетке скважин. В этом случае расчёт величины необходимого диаметра скважины для размещения сплошного колонкового заряда взрывчатого вещества выполняется в следующем порядке.
6.Линия сопротивления по подошве, м
.
7.Расстояние между скважинами, м
, по данным практики .
8.Расстояние между рядами, м
.
9.Время замедления между взрывами рядов скважин, мс
.
(k = 3 6, меньшее значение принимается для крепких горных пород)
10.Величина перебура, м
.
11.Длина скважины, м
.
12.Минимальная величина забойки, м
.
13.Максимальная длина заряда взрывчатого вещества, м
.
14.Масса заряда в скважине, кг
.