БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ

Производство взрывных работ

Заряжание. Бурение шпуров в забое производят в соответствии с паспортом буровзрывных работ для данного забоя. Взрывник перед заряжанием должен проверить глубину и правильность рас­положения шпуров. Если они не соответствуют паспорту, взрывник не должен производить заряжание шпуров. Длину шпуров изме­ряют с помощью забойника длиной 2—2,5 м, диаметром 32 мм. Для измерения и заряжания более глубоких шпуров и скважин применяют составные или складные забойники.

Очистка шпуров от буровой муки производится бурильщиком (проходчиком). Если взрывник обнаружит плохо очищенный шпур, то заряжание не производится, пока шпур не будет очищен. Для очистки шпура применяют совки, надеваемые на конец забойника, или гребки. При наличии сжатого воздуха или водопровода шпур продувают или промывают.

Перед заряжанием шпуров взрывник должен удалить из забоя рабочих и дать первый (предупредительный) сигнал. Горный мас­тер или бригадир выставляют в безопасных местах выработок, ведущих к взрываемому забою, пикеты.

Боевой патрон может быть помещен в любом месте заряда, если шахта не опасна по газу или пыли. Эффект взрыва лучше, если боевой патрон расположен у дна шпура (его в этом случае поме­щают вторым от дна). Будет ли боевик помещен у дна шпура или у его устья, детонатор должен быть направлен донышком к заря­ду, так как при таком его положении лучше обеспечивается пере­дача детонации. Если боевой патрон располагается посередине заряда (при длинных зарядах), целесообразно вводить в него два детонатора; детонаторы при этом должны быть связаны шпагатом или. лентой и повернуты донышками в противоположные стороны. Необходимо, чтобы инициальный импульс подавался от электро­воспламенителей или огнепроводного шнура к обоим детонаторам. В этом случае при отказе одного источника инициирования оба де­тонатора взорвутся от второго источника.

При заряжании восстающих шпуров. и скважин патроны посы­лают забойником одновременно по несколько штук общей массой 4—8 кг. Последний в группе-патрон подпирается колечком-зонти­ком из листовой резины, которое не позволяет опускаться вниз данному патрону, и патронам, опирающимся на него. Можно так­же закреплять патроны в скважине путем раздавливания и уплот­нения последнего в группе патрона.

Скважины с небольшим углом наклона, а также горизонталь­ные можно заряжать с помощью пневмозарядчиков различной кон­струкции. Принцип действия их следующий (рис. 73). В цилиндр - приемника 3 закладывают патроны ВВ. Приемник соединен с воз­духопроводом посредством гибкого шланга 4 и крана 5. К перед­нему концу приемника прикреплена подающая трубка 1 с ножа­ми 2, расположенными у выхода трубки. При подаче в приемник сжатого воздуха патрон 6 выталкивается из приемника и с боль­шой скоростью движется по трубке На выходе из трубки ножи 2 разрезают оболочку патрона, благодаря чему последний хорошо уплотняется в скважине (плотность заряжания на 30—40% выше, чем при заряжании вручную). По аналогичному принципу дейст­вуют пневмозарядники ПЗС-100 для скважин и пневмозарядники ПЗШ-1 для шпуров, сконструированные в Северо-Кавказском гор­нометаллургическом институте.

На рис. 74 изображена схема кассетного пневмозарядника для шпуров. Он состоит из трубки 1 (с вырезом для захода патрона) и кассеты 2, которая крепится к трубке зажимом 3 и винтами 4. Кассета снизу открыта, высота ее соответствует количеству поме­щаемых в нее патронов 5.

В укрепленную на трубе кассету закладывают патроны, причем первый из них попадает через вырез в трубу. Один конец трубы вставляют в шпур, а другой соединяют со шлангом, подводящим сжатый воздух, который подает патрон в шпур. После закрытия крана в трубу падает следующий патрон и устройство вновь го­тово для посылки в шпур следующего патрона.

Забойка. По окончании заряжания шпуров (скважин) их заби­вают (заполняют) инертным материалом. Качество забойки и ее

Сопротивление выталкива­нию из шпура газами взры­ва зависят от материала и длины забойки (рис. 75). При проходке вертикальных стволов шахт лучшим забо­ечным материалом как по прочности забойки, так и по удобству выполнения ее яв­ляется гранулированный шлак или его смесь с пес­ком.

В горизонтальных и на­клонных выработках и в ла­вах для забойки применяют чаще всего пыжи из глины или из глино-песчаной смеси. Пыжи делают вручную или механическим способом на шнековых машинах, а шпуры забивают этими пыжами вручную. Как видно из рис. 75, глина является весьма плохим забоечным материалом, гли - но-песчаная смесь дает хорошую за­бойку лишь при малом содержании воды (не более 7—10%). Хорошая забойка получается из слегка увлаж­ненного песка, помещаемого в шпур пневмозабойником (рис. 76). Коли­чество песка в бункере пневмозабой - ника достаточно для забивки 1—3 шпуров.

В выработках большого сечения целесообразно применять для меха­низированной забойки шпуров забо­ечные аппараты большой емкости, чтобы в процессе забойки не пере­заряжать аппарат. Подобный аппа­рат для забойки шпуров пластичес­кими (пастообразными) материала­ми показан на рис. 77. Есть так­же забоечные аппараты большой емкости для пневматической забой­ки шпуров сухим или слегка увлаж­ненным песком.

Неплохие результаты в угольных забоях дает водяная забойка в полиэтиленовых гильзах. Для заряда в 0,5 кг достаточен патрон водяной забойки длиной 20 см, при заряде в 1 кг —длиной 30 см.

Водяной патрон закрепляют в шпуре с помощью 1—2 песчано-гли - няных пыжей. Воду Применяют с содержанием 3—5% NaCl. При такой забойке уменьшается на 50—80% запыленность воздуха, а взрывной эффект получается такой же, как при песчаной забойке. Недостаток этой забойки — дороговизна и дефецитность полиэти­леновых гильз.

ИГД им. А. А. Скочинского рекомендует применять гильзы по» лихлорвиниловые (они в 12 раз дешевле полиэтиленовых) и •коли» чество воды на шпур из расчета 0,8—1,3 л на 1 т отбиваемого угля. Стоимость забойки одного шпура составляет 5,3 коп. при полиэти­леновых гильзах и 0,44 коп. при полихлорвивиловых при расходе

£

Воды 0,8 л/т. При расходе воды 1,3 л/т стоимость забойки одного шпура составляет соответственно 10,2 и 0,85 коп.

По окончании заряжания и забойки шпуров взрывник прове­ряет, нет ли поблизости рабочих и охраняются ли подступы к за­бою. После этого он дает второй (боевой) сигнал и приступает к взрыванию шпуров.

После взрыва и проветривания забоя взрывник должен его осмотреть. Если взрывник в результате осмотра установит, что все шпуры взорвались, он дает третий сигнал (отбой), и рабочие воз­вращаются в забой. Если взрывник установит, что не все шпуры взорвались, он должен известить об этом технический надзор и приступить к ликвидации отказов. В случае невозможности точно установить полноту взрыва работы по погрузке полезного ископае­мого или породы в месте предполагаемого отказа должны произво­диться под наблюдением взрывника. Как только будет обнаружен отказавший заряд, взрывник удаляет рабочих из забоя и присту­пает к ликвидации заряда.

Ликвидация отказавших зарядов производится следующим спо­собом. Из устья шпура извлекают на глубину 20 см забойку и,
вставив забойник, определяют направление шпура. Параллельно 'отказавшему шпуру на расстоянии 30 см бурят один или несколько новых шпуров и, зарядив их, взрывают. Новый шпур должен быть пробурен в таком месте, чтобы при его взрыве была подорвана по­рода вокруг отказавшего шпура. Породу осторожно убирают и собирают патроны из подорванного шпура.

Борьба с пылеобразованием при отбойке угля. В пластах, даю­щих много пыли, при отбойке угля рекомендуется смачивание мас­сива путем нагнетания через шпуры воды под давлением. Шпуры

Диаметром 40—75 мм бурят перпендикулярно или под углом до 45° к линии забоя. Глубина шпуров 1,5—2 м (иногда до 4 м). Давление воды принимается от 20 до 150 ат в зависимости от структуры пласта, расход 100—300 л на шпур, дли­тельность нагнетания 15— 20 мин. Расстояние между шпурами 3—4 м. Нагнетание воды производят в ремонт­ную смену поочередно в каждый шпур, реже одно - Рис. 77. Аппарат для забойки шпуров пла - временно в группу шпуров.

Стическими материалами: В . результате увлажнения

Г - сосуд с забоечной пастой; 2 — поршень: угОЛЬНОГО МаССИВа ЗапЫЛеН" о — гнбкнй шланг; 4 — наконечник

Ность воздуха снижается на 50—70% и, кроме того, значительно снижается крепость угля.

Воду для нагнетания в шпуры берут из водопровода, проло­женного в лаве. Это может быть водопровод высокого давления, питаемый передвижным насосом высокого давления, который располагается в штреке и получает воду от оросительной сети. Однако лучше иметь в лаве водопровод низкого давления (до 6—8 ат), соединенный с трубопроводом шахтной оросительной сети, и передвижной насос высокого давления, работающий от ручного электросверла, для создания высокого напора воды в шпу­ре (рис. 78). Агрегат, состоящий из насоса ЭНН-3 (подача 6 л/мин, давление 100 ат) и электросверла СЭР-19Д, смонтирован на са­лазках; он может питать одновременно два шпура, имеет неболь­шую массу (40 кг) и легко передвигается.

Удовлетворительные результаты дает способ нагнетания воды в угольный массив взрывом ВВ, особенно если вода в шпурах перед взрывом находится под давлением 12—15 ат.

При взрывании зарядов в шпурах или скважинах, заполненных водой, помимо снижения запыленности, достигаются высокая плот­ность заряжания и хорошее дробление угля, значительно повы­
шается безопасность взрывных работ относительно метано-воздуш­ной смеси и каменноугольной пыли.

При одновременном взрывании нескольких близко расположен­ных шпуров, заполненных водой, заряды, взрыв которых запоздал, могут быть частично выброшены ударной волной, возникающей, в воде при взрыве соседнего шпура, что может быть причиной несчастных случаев. Во избежание этого следует применять песча­ную забойку и заряды взрывать предохранительным детонирующим шнуром либо заряжать и взрывать такие шпуры (скважины) по одному.

Производство взрывных работ в шахтах, опасных по газу или пыли. Взрывник, придя в забой, должен прежде всего проверить концентрацию газа и наличие опасной. свежей осевшей пыли. Нельзя заряжать шпуры, если в забое или в выработке на протя­жении 20 м от забоя будет обнаружен метан в количестве 1% и более. Если шахта опасна по пыли, то забой и выработка на про­тяжении 20 м должны быть орошены или осланцованы (в шах­тах, опасных по взрыву серной или сульфидной пыли, забой, почва и бока выработки на протяжении 10 м должны быть хорошо смо­чены водой). Орошение и применение водяных заслонов умень­шают не только пылеобразование и опасность взрыва пыли, но и количество ядовитых газов, образующихся при взрыве (в 2—3 раза). Орошение забоя и стенок выработки должно произ­водиться водой со смягчающими добавками, повышающими смачи­вающую способность воды.

В угольных шахтах лучшей смягчающей добавкой является дибутил (ДБ). Это коричневая паста или маслообразная вязкая жидкость, полученная путем обработки смеси дитрибутилфенола - окисью этилена. Концентрация ДБ в воде должна быть 0,1%. Оро­шение производят стационарными передвижными оросителями (рис. 79) или переносными ручными оросителями РО-1 конструк­ции МакНИИ. Первые служат не только для смачивания забоя и выработки перед взрывом, но также и для пыле - и газоподав­ления в момент взрыва. и после взрыва— (в течение 5—10 мин).

Ручной ороситель РО-1 (рис, 80) служит только для смачива­ния забоя и выработки на протяжении 20 м перед заряжанием

Шпуров. Резервуар 1 для смачивателя заполняется 40%-ным рас­твором ДБ, после чего ороситель посредством шланга 6 подклю­чают к водопроводной сети. Емкость резервуара смачивателя до­статочна для смачивания забоя и всей выработки при сечении 8—10 м2 на длину 20 м. При большей площади смачиваемой поверх­ности надо резервуар повторно заполнять смачивателем ДБ.

Стационарные оросители, если они распыляют воду до состоя­ния тумана, значительно повышают безопасность взрывных работ в метано - и. пыле-воздушной среде. В туманообразователе ТОН-5 вода распыляется сжатым воздухом, расход воздуха 2—3 м3/мин, воды 5—10 л/мин.

Там, где невозможно применять туманообразователи, воду рас­пыляют взрывом. Полиэтиленовые мешки емкостью 15 л заполняют водой и вставляют в них предохранительные электродетонаторы мгновенного' действия. Мешки подвешивают к крепи на расстоянии [.—2 м от забоя выработки на различной высоте. Количество меш­ков воды берут из расчета: 5—6 л воды на 1 м2 поперечного сечения выработки. Электродетонаторы, вставленные в мешки, включают последовательно в общую взрывную сеть; в шпурах применяют ЭДКЗ, чтобы распыление воды произошло за 25 мсек до взрыва первого шпура. Описанный метод широко применяется в шахтах ЧССР. МакНИИ на основании экспериментальной провер­ки данного метода рекомендует применять его и в наших шахтах.

В шахтах, опасных по газу или пыли, можно применять только предохранительные ВВ и электродетонаторы мгновенного или ко­роткозамедленного действия. Боевой патрон должен вкладываться в шпур последним и донышко электродетонатора должно быть на­правлено к дну шпура, т. е. к заряду. Взрывные машинки и электро­измерительные приборы должны быть взрывобезопасными, допу­щенными Госгортехнадзором к применению в шахтах, опасных но газу и пыли. Пользоваться ими можно только у места укрытия взрывника, предварительно измерив здесь содержание метана.

В выработках с сильными суфлярными выделениями метана применяют каптаж суфляров (закрывание трещины —источника суфляра — металлическим колпаком или коробом с патрубком) и отвод метана по трубам в исходящую вентиляционную струю шахты (а иногда непосредственно на поверхность). Такие выработ­ки должны, кроме того, интенсивно проветриваться.

В шахтах, опасных по газу и пыли, в угольных и смешанных забоях можно применять электродетонаторы мгновенного и корот­козамедленного действия с замедлением не более 130 мсек[9], а в забоях, идущих целиком по породе, ■— с замедлением не более 195 мсек (номинальные замедления 100 и 150 мсек). В выработках, проводимых по породе, при отсутствии в них метана можно при­менять непредохранительные ВВ и электродетонаторы замедленно­го действия всех ступеней (при этом должны выполняться требова­ния § 484 Единых правил безопасности при взрывных работах).

Сотрясательное взрывание. При вскрытии пластов, опасных по внезапным выбросам угля и газа, а также при проведении по ним выработок разрешается применять только сотрясательное взрыва­ние. Для сотрясательного взрывания используют предохранитель­ные ВВ, разрешенные для этих работ. Количество шпуров, их рас­положение и глубина, а также величина заряда для сотрясательного взрывания должны быть такими, чтобы при взрыве была обеспечена хорошая, полная отбойка угля или породы іпо всему забою, особенно в верхних кутках, в пределах сечения выработки. Взрывание всех
зарядов в забое должно производиться за один прием. Сотрясатель­ное взрывание производится с расстояния не менее 600 м от забоя, считая по свежей струе воздуха, а в случае невозможности выдер­жать это расстояние — с поверхности. Перед взрыванием все рабо­чие удаляются на свежую струю на расстояние не менее 1000 м, а в особо опасных случаях — на поверхность. Осмотр забоя произ­водится не ранее чем через 30 мин после взрыва с соблюдением особых мер предосторожности.

Рис. 81. Ярусное расположение зарядов при вскрытии пласта, опасного по внезапным выбросам

Сотрясательное взрывание имеет целью вызвать дегазацию пласта или выброс газа и угля из массива забоя в то время, когда рабочих в забое и в выработке нет. Выполняется оно по специаль­ной, составленной для данной шахты инструкции.

При вскрытии пластов, опасных по внезапным выбросам, при подходе выработки к пласту на 6 м сечение ее должно быть умень­шено до 5 м2 в проходке. Не доходя на 2—3 м до пласта, проходку останавливают и через породную пробку и пласт бурят шпуры, ко­торые заглубляют на 40—60 см в породы почвы пласта. Если дав­
ление газа в пласте не превышает 10 ат, то пласт вскрывают сотря­сательным взрыванием. В шпуры помещают ярусные заряды и электродетонаторы мгновенного и короткозамедленного действия (рис. 81) с замедлением не более 130 мсек. Все заряды должны быть взорваны одновременно.

При высоком давлении газа в пласте бурят дренажные скважи­ны и после снижения давления до 10 ат вскрывают пласт сотряса­тельным взрыванием. Для снижения давления газа и разрядки напряжения в пласте и боковых породах иногда применяют каму - флетное взрывание (прострелку скважин), которое осуществляется в режиме сотрясательного взрывания. Методика сотрясательного и камуфлетного взрывания разработана МакНИИ [26].