БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ

Расположение шпуров и расчет зарядов для забоев с одной обнаженной поверхностью

Основные принципы расположения шпуров. При проведении выработок в однородных породах (квершлаг, ствол шахты и т. п.) забои имеют преимущественно одну обнаженную поверхность. Для размещения зарядов в породе бурят шпуры, направленные пер-

Пендикулярно или наклонно плоскости забоя - Длина заряда за­нимает от 1/г до 2/з, реже 4/5 Длины шпура. Шпуровой заряд, осо­бенно если направление л. н. с. совпадает с осью шпура (рис. 52), разрушает породу лишь в ближней его части. Донная часть шпу­ра остается в неразрушенной породе в виде, так называемого, стакана. При совместном действии близко расположенных шпуро­вых зарядов длина стакана /ст будет меньшая, чем при взрыве оди­ночного заряда; она зависит от крепости породы, расстояния меж­ду шпурами, диаметра шпурового заряда и мощности ВВ

Вследствие того, что шпуровые заряды не разрушают породу «а всю глубину шпура, подвигание забоя в результате взрыва, т. е. длина заходки /зах, будет меньше глубины шпура /ш - Глубиной шпура называется длина проекции шпура 1ГШ на ось сыработки (рис. 53), т. е, 1Ш — lrm sina. Отношение длины заходки

К глубине шпура = ч\ называется коэффициентом ис­пользования шпура, или сокращенно к. и.ш.

Коэффициент использования шпуров будет выше, если в забое имеется вторая дополнительная обнаженная поверхность. Вторую обнаженную поверхность можно создать взрывным врубом или механическим (с помощью врубовой или буровой машины).

Взрывной вруб может быть образован взрыванием небольшого количества шпуров, пробуренных наклонно (рис. 54, а) или перпен­дикулярно (рис. 54, б) плоскости забоя, а также взрыванием 1—2 котловых шпуров (рис. 54, в).

Врубы с наклонными шпурами имеют наиболее широкое при­менение. По форме и расположению врубовой полости они подраз­деляются на воронкообразные, пирамидальные, клиновые и ве­ерные.

Врубы с перпендикулярными шпурами применяют преимуще* ственно в восстающих и горизонтальных выработках небольшого сечения при маловязких породах различной крепости (в том числе при весьма крепких). Врубы этого типа делятся на щелевые и приз­матические.

Врубы с котловыми шпурами применяются весьма редко, так как простреливание шпуров (для образования котлов) в подзем­ных выработках сопряжено с большими неудобствами и потерей времени на простреливание шпуров, проветривание выработ­ки и т. п.

Воронкообразный вруб применяется главным образом при проходке, вертикальных стволов круглого поперечного сечения в породах различной крепости. Вруб образуется взрыванием 5—8 шпуров, расположенных по окружности и наклонных к оси ствола под углом а = 60-5-80° (рис. 55, а). После врубовых шпу­ров взрывают вспомогательные шпуры, которые расширяют ворон­ку вруба, а затем отбойные шпуры, оконтуривающие стен­ки выработки. В зависимости от общего количества шпуров (а оно зависит от диаметра ствола и крепости породы) они могут быть расположены по 3—6 концентрическим окружностям.

В крепких породах в центое врубовой воронки бурят еще один шпур глуби­ной 0,7 глубины врубовых шпуров Его заряд способствует дроблению породы в верхней части воронки и уменьшению высоты выброса породы врубовыми зарядами.

В глинистых сланцах и в песчаниках средней крепости при мощных В В (динамит 62%-ный и т. п.) и патронах большого диаметра (45 мм ~ и более) врубовые шпуры дают достаточно хоро­ший эффект даже в том случае, если они пробу­рены под углом а = 90°. Вертикальные шпуры легче бурить, чем наклонные, поэтому при ско­ростных проходках предпочитают пробурить 1—2 лишних вертикальных шпура, чем бурить на­клонные. На рис. 55, в приведена схема располо жени я шпуров, примененная при скоростной проходке ство­ла шахты «Бутовская-Глубо­кая» по глинистым сланцам.

Пирамидальный вруб является разновидностью во­ронкообразного. Вруб образу­ется взрыванием трех-четырех шпуров, расположенных по углам треугольника или прямоуголь­ника и направленных к оси выработки (рис. 55,6). После взрыва четырех врубовых шпуров образуется пирамидальной формы во­ронка, создающая дополнительную обнаженную поверхность, об­легчающую работу взрыва отбойных и оконтуривающих шпуров. При большом сечении выработки, а также в более крепких поро­дах, между врубовыми и оконтуривающими шпурами распола­гают 1—3 ряда вспомогательных шпуров. Этот вруб применяется

Довольно часто при проведении стволов и шурфов прямоугольного1 сечения в породах различной крепости.

Клиновые врубы применяются при проведении выработок в породах различной крепости. Вруб образуют взрыванием 2—4 пар шпуров, наклоненных один к другому. В зависимости от располо­жения и направления врубовой щели различают горизонтальные и вертикальные клиновые врубы.

*

Горизонтальные клиновые врубы применяют преимущественно в квершлагах: верхний вруб (рис. 56, а) — при падении пород от забоя, а нижний (рис. 56, б) — при падении пород на забой. В сравнительно узких, но высоких выработках применяют иногда- центральный горизонтальный вруб, в котором врубовые шпуры располагают посередине забоя.

Вертикальные клиновые врубы применяют при проведении полевых штреков по крутопадающим пластам, камерных вырабо­ток и квершлагов. Вертикальный клиновый вруб может быть боко­вым (рис. 56, в) или центральным (рис. 56, г). Шпуры вруба бурят в более слабых пластах или пачках породы, если таковые есть.

Если один бок выработки идет по отчетливо выраженной плоскости наслоения, то вруб может быть образован, одним рядом врубовых •шпуров.

Чем крепче порода, тем меньше должны быть глубина и угол наклона врубовых шпуров к плоскости забоя (угол а), так как •глубина врубовых шпуров зависит от величины угла наклона и. ши­рины выработки В (или высоты Я).

При горизонтальном клиновом врубе глубина врубовых шпуров

.должна быть /вр < у tg а, при вертикальном боковом врубе

В В

•/вр < 2" tg а, а при центральном 1вр < tg а, иначе врубовые шпу­ры невозможно будет пробурить — будут мешать стенки выра­ботки. Приведенные здесь формулы справедливы для одинарных клиновых врубов.

В крепких породах следует применять двойные клиновые врубы (рис. 56, д). Шпуры'вспомогательного вруба (внутренние) бурят под углом 50—60°, глубина их составляет 0,4—0,6 глубины шпуров •основного вруба. Шпуровые заряды вспомогательного вруба взры­ваются в первую очередь и они благодаря небольшой величине. л. н. с, и малому значению угла наклона ai дают хороший эффект и значительно облегчают работу шпуровых зарядов основного. вруба. При наличии вспомогательного вруба шпуры основного :вруба можно бурить под углом а2 — 60 ч-70° даже в крепких поро­дах, благодаря чему возрастают возможная глубина этих шпуров и длина заходки.

Применение двойного клинового вруба целесообразно и в выра­ботках, проходимых по породам средней и нижесредней крепости, так как при этом можно значительно увеличить глубину врубовых ■шпуров и длину заходки.

Клиновой вруб применяется так же при проходке вертикальных •стволов, пересекающих крутопадающие пласты пород (рис. 56, е).

Выбор формы вруба и его расположения, углов наклона и коли­чества врубовых шпуров зависит не только от крепости и структу­ры породы, но и от удобства бурения шпуров. Так, в выработках малого сечения, а также при бурении шпуров с применением длинноходовых податчиков следует задавать вспомогательные врубы и увеличивать угол наклона врубовых шпуров или отказы­ваться от клиновых врубов и применять призматические врубы.

В табл. .16 приведены параметры расположения врубовых шпу - >ров при клиновых врубах.

Эта таблица составлена для ВВ с работоспособностью Р — = 350-f-380 см3 при диаметре патрона d = 32 мм. При ином диа­метре патронов или работоспособности расстояние между парами врубовых шпуров можно найти по формуле

Вспомогательные и отбойные шпуры бурят с большим углом наклона, чем врубовые. Устья оконтуривающих шпуров располагают в зависимости от условий бурения и крепости породы на расстоя­нии 10—30 см от кровли, боков и почвы выработки. Оконтуривающие шпуры имеют уклон в обратную сторону, но концы шпуров не должны выходить за проектные контуры сечения выработки, чтобы не увеличивать его сверх проектных размеров.

Для уменьшения разрушения стенок выработки целесообразно оконтуриваю - ■щие шпуры бурить меньшего диаметра, чем врубовые и другие шпуры, и приме­нять менее бризантные ВВ. Одновремен­но с этим целесообразно количество окон­туривающих шпуров увеличить в 1,5— 3,7 раза против расчетного, но заряжать Рис 57. Схема веерного, их через один. Свободные шпуры будут вруба

Способствовать получению более глад­ких стенок выработки. Врубовые шпуры, наоборот, целесообразно делать большего диаметра (и большего диаметра применять патро­ны), особенно в крепких породах.

Коэффициент использования шпуров при воронкообразных и кли­новых врубах равен 0,7—0,8 для крепких и весьма крепких пород (/>10) и 0,8—0,9 для пород средней крепости (f = 6).

Веерный вруб (рис. 57) осуществляется одним-двумя ря­дами врубовых шпуров, длина и угол наклона которых постепенно увеличиваются. Этот вруб применяется иногда в угольных забоях подготовительных и нарезных выработок при пластах малой мощ­ности. Шпуровые заряды взрывают электродетонаторами замед­ленного (в негазовых шахтах) или короткозамедленного действия (в газовых шахтах) в порядке нумерации, указанной на рисунке.

Щелевой вруб образуется взрыванием нескольких парал­лельных шпуров, расположенных в 1—2 ряда, пробуренных перпен­дикулярно плоскости забоя (рис. 58, а). Шпуры заряжают через один. Незаряженные шпуры создают дополнительные обнаженные Поверхности, облегчающие работу соседним заряженным шпурам. При очень крепких породах расстояние между шпурами не должно превышать диаметра свободного шпура (в сторону которого дей­
ствует взрыв), а при слабых — может быть не более двух-трех диаметров. Щелевой вруб применяется в породах средней крепости при проведении выработок преимущественно небольшого сечения, где применение врубов с наклонными шпурами невозможно или неэффективно.

Призматический вруб применяется в породах средней крепости и выше в выработках малого и среднего сечения (4—8м2). Призматический вруб (рис. 58, б), как и щелевой, образуется взры­ванием 5—6 сближенных параллельных шпуров, располагаемых

Обычно в центре забоя. Коэффи­циент заполнения шпуров взрывча­тым веществом составляет 0,7—0,8. Патрон боевик помещают вторым от дна шпура.

Хорошие результаты дает приз­матический вруб с незаряженной скважиной при поочередном взрыва­нии врубовых шпуров. Скважину диаметром 80—100 мм бурят при­близительно в центре забоя. Вокруг нее бурят на разных расстояниях 3—4 врубовых шпура нормального диаметра. Расстояние между сква­жиной и врубовыми шпурами зави - Ри'с. 58. Схема врубов с пертавди- сит от диаметра скважины, кре - кулярными шпурами: пости породы и качества ВВ. При

С ^щелевой вруб (из семи врубовых аммоните работоспособностью

Шпуров четыре заряжены, а три сво - опп,

Бодны); б - призматический вруб (из 300 СМ3 И Коэффициенте КреПОСТИ

Семи врубовьпс шпуров ™е заряже - породы / = 8 -12 раССТОЯНИЄ О!

Скважины до шпура I принимается 10 см, до шпура II — 15 см, до шпура III —20—30 см, до шпу­ра IV — 30—40 см. Шпуровые заряды взрывают поочередно огне­вым или электрическим (ЭДЗД) способом.

При призматических врубах длина шпуров почти не ограничи­вается^ поперечными размерами выработки; можно бурить шпуры длиной в 1,5 раза больше ширины или высоты выработки и полу­чать при этом к. и. ш. 0,9—1. Недостатком вруба со свободной скважиной является трудность бурения скважины в крепких поро­дах. В таких породах скважину может заменить простреленный шпур, но количество шпуров и расход ВВ при этом возрастают.

Призматические и щелевые врубы целесообразно применять при проведении горизонтальных и восстающих выработок в поро­дах не очень вязких.

В шахтах, опасных по газу и пыли, щелевые и призматические врубы применять можно лишь при соблюдении требуемых Прави­лами безопасности расстояний от заряда до свободной поверх­ности и длины забойки.

Комбинированные врубы применяют в крепких поро­дах при удлиненных заходках. К таким врубам можно отнести двойные и тройные клиновые врубы, комбинацию клиновых и веер­ных врубов и т. п. На рис. 59 показана схема расположения шпу­ров при комбинированном тройном клиновом (в горизонтальной проекции) и веерном (в вертикальной проекции) врубах.

Ярусное взрывание зарядов в шпурах. Способ ярусного взрывания зарядов по методу И. И. Пазенко был при­менен при проведении выработки сечением 2,25 м2 по руде средней крепости. В забое параллельно оси выработки пробуривали 8 шпу­ров длиной по 3 м (рис. 60). В каждый шпур помещали по три самостоятельных заряда. Длина отдельного заряда составляла 0,7 м, а длина забойки 0,3 м. Патрон - боевик располагали посе­редине заряда. Взрывание производилось огневым способом. Длина зажига­тельных трубок принима­лась одинаковой во всех зарядах — по 3 м. Шнуры поджигали в такой после­довательности: вначале шнуры зарядов первого яруса четырех внутренних шпуров, затем шнуры пер­вого яруса четырех на­ружных шпуров, вслед за ними шнуры второго яру­са внутренних шпуров, шнуры второго яруса наружных шпуров и т. д. После взрыва за­рядов первого яруса внутренних (врубовых) шпуров получался вруб глубиной 1 м, а после взрыва зарядов первого яруса наруж­ных (отбойных) шпуров забой перемещался на 1 ж и т. д.

Благодаря ярусному расположению зарядов величина зажима взрываемой породы при шпурах глубиной 3 м была такой же, как и при шпурах глубиной 1 ж, а к. и. ш. — выше. Применение способа И. И. Пазенко целесообразно в восстающих выработках. В гори­зонтальных выработках более двух ярусов делать нельзя, а патро­ны-боевики надо помещать в дальних концах зарядов, чтобы взрыв­ная волна была направлена к устью шпура и способствовала от­бросу породы от забоя.

Метод ярусного взрывания несомненно получит значительное применение при скоростном проведении выработок, в том числе стволов шахт, с использованием буровых установок для комплект­ного бурения глубоких шпуров и скважин. Для этого метода необ­ходимы надежные электродетонаторы короткозамедленного дей­
ствия с малым разбросом времени срабатывания и с большим количеством серий замедления.

Длина заходки зависит от крепости породы и площади забоя. Чем крепче порода и меньше площадь забоя, тем меньше принимается длина заходки. В случае применения призматических врубов площадь забоя не оказывает такого большого влияния на выбор длины шпуров, как при клиновых врубах. В табл. 17 приве­дены данные о длине заходок для различных выработок.

Длина заходки зависит также от принятой схемы организации и средств механизации проходческих работ. При проходке стволов длительность цикла принимается в настоящее время равной 6 ч (4 цикла в сутки), реже—12 ч. При проведении горизонтальных выработок длительность цикла принимается равной 1—2 сменам и 0,5—0,25 смены (2—4 цикла в смену). Чем короче цикл, тем меньше длина заходки. При расчетах буровзрывного комплекса длину заходки можно принимать по табл. 17.

Таблица 17

Расчет зарядов. Расчет зарядов шпуров производится по так на­зываемой объемной формуле

Q3 ах = qSl3ZX = qSl, u-q, (79)

Где Q3ax — масса зарядов шпуров на всю заходку (на весь за­бой) , кг; q — удельный расход ВВ, кг/м3; S — площадь забоя, м2;

: /зах — длина заходки, т. е. расстояние, на которое продвинет­ся забой в результате взрыва, м;

1Ш — глубина шпура, м;

Г] —к. и. ш.

Удельный расход ВВ на 1 м3 взрываемой породы зависит от крепости пород и степени их зажима, от мощности ВВ и ряда дру­гих факторов. Для определения величины удельного расхода ВВ пользуются различными эмпирическими формулами. Однако эти формулы не учитывают всего многообразия естественных условий и факторов технического порядка, влияющих на величину удель­ного расхода ВВ, и дают в одних условиях довольно точные зна­чения удельного расхода, а в других — значительно отклоняющиеся, от необходимой величины. По этой причине полученное расчетом по эмпирическим формулам значение удельного расхода следует рассматривать как ориентировочное, которое должно быть уточ­нено в результате опытных взрывов в данной выработке.

Удельный расход ВВ можно принимать также по данным прак­тики или согласно табл. 5 приложения. Эти данные тоже следует рассматривать как ориентировочные, которые должны быть уточ­нены в результате первых взрываний в данной выработке.

Из эмпирических формул приведем формулу проф. М. М. Про­тодьяконова. Она отличается простотой и дает удовлетворительные результаты в довольно широких пределах крепости и площади за­боев, но при длине шпуров не свыше 0,5—0,6 ширины выработки (при двойном клиновом врубе 0,8—0,9 ширины) и не более 2,5 м..

Для забоев с одной плоскостью обнажения проф. М. М. Про­тодьяконов предложил определять удельный расход ВВ по фор­муле

? = + (80)

Где f — коэффициент крепости породы;

5 — площадь забоя, м2.

В связи с тем, что в настоящее время применяются иные ВВ и механизированная погрузка, требующая большей степени дробле­ния породы, чем ручная (при ручной погрузке требовались куски весом от 20 до 50 кг), формулу проф. М. М. Протодьяконова сле­дует дополнить двумя коэффициентами

9 = 0,4 (81>

Где е — коэффициент работоспособности, равный

Рх — величина расширения в свинцовой бомбе для данно­го ВВ;

525 — величина расширения в свинцовой бомбе для 93%-ного динамита, принятого проф. М. М. Протодьяконовым за эталонное ВВ;

K — коэффициент, учитывающий дополнительный расход ВВ для более мелкого дробления породы; k= 1,2-4-1,3 при уборке породы грейферами и ковшевыми машина­ми с емкостью ковшей 0,1—0,2 м3; k=\, при емкости ковшей 0,3 ж3 и более. Удельный расход ВВ можно рассчитывать также по формулам гіроф. Н. М. Покровского и доц. Ш. И. Ибраева.

Формула доц. Ш. И. Ибраева имеет следующий вид:

Q==yT-aVSt (82)

Где а — коэффициент, зависящий от вида выработки: для гори­зонтальных выработок а = 0,254-0,3, для стволов шахт а = 0,12-Я),15 (большие значения принимаются при мень­ших сечениях выработок); b — коэффициент относительной концентрации энергии в единице объема патрона ВВ: для 62%-ного динамита b = 1,2 4-1,4, для аммонита № 6 и № 7 b — 0,94-1,0, для аммонита АП-2 b = 0,8 4-0,85; S — площадь забоя, м2. Формула проф. Н. М. Покровского для расчета величины удель­ного расхода ВВ имеет следующий вид:

Q = q1s1v1e1, (83)

Где qi — нормальный удельный расход ВВ (количество ВВ, необ­ходимое для выброса силой взрыва 1 мг породы), зави­сящий от свойств породы (табл. 18); Si — коэффициент структуры пород (табл. 19) ; Vi — коэффициент зажима взрываемой породы; е\ — величина, обратная коэффициенту работоспособности ВВ;

380

Еі = р-;

X

Рх — работоспособность применяемого ВВ;

380 — работоспособность 62%-нош динамита, который принят

Н. М. Покровским за эталонное ВВ. Коэффициент зажима породы V\ характеризует положение взры­ваемой части породы относительно обнаженной поверхности. При двух обнаженных поверхностях Н. М. Покровский рекомендует коэффициент зажима V\ = 1,24-1,5.

При одной обнаженной поверхности он рекомендует брать

(84)

Где S — площадь забоя, м2.

По' нашим наблюдениям и на основании данных практики на величину коэффициента зажима влияет не только площадь забоя,

Порода

Очень крепкие кварцитовые песчаники. Очень крепкие граниты и гнейсы. Базальт и другие кристаллические породы. Исключительные по крепости известняки, песчаники и доломиты. .

Плотные граниты, кварцитовые песчаники, диори­ты. Мелкозернистые, монолитные песчаники и

Известняки, гнейсы.................................................

Некрепкий гранит, плотные песчаники и извест­няки. Колчеданы, крепкие мраморы и доломиты Крепкие песчано-глинистые и песчанистые сланцы. Сланцевые и глинистые песчаники. Крепкие гли­нистые сланцы с включением колчедана. Мяг­кие песчаники и известняки '. .

Глинистые и углистые сланцы средней крепости, плотный моргель. Слабые песчанистые сланцы. Трещиноватые, разрыхленные известняки и доло­миты. Слабые глинистые и углистые сланцы. Антрацит, крепкий каменный уголь

Характеристика породы

Вязкие, упругие, пористые.................................. •.......................................

Дислоцированные с неправильным залеганием и мелкой трещино-

Ватостью.......................................................................................................

Со сланцевым залеганием и меняющейся крепостью, с напластова - ■ нием, перпендикулярным направлению шпура..........

Но и глубина шпуров. Поэтому для забоев с одной обнаженной по­верхностью коэффициент зажима лучше определять по формуле

3L

(85)

При ярусном взрывании'надо принимать вместо глубины шпура глубину яруса.

Формула (85) применима для горизонтальных выработок типа квершлагов при отношении в пределах от 0,5 до 1,5. Для дру­гих типов выработок коэффициент зажима можно принимать по табл.20.

Порядок расчета зарядов следующий. г.

1. Выбирают ВВ и средства взрывания в соответствии с есте­ственными горногеологическими условиями! ' (крепость " породы,

Величина коэффициента

Зажима V,

Горизонтальные выработки с одной плоскостью об­нажения забоя при клиновом и воронкообразном врубах

Вертикальные стволы при клиновом и воронкообраз­ном врубах

Выработка с двумя плоскостями обнажения забоя (штреки, уклоны, бремсберги) при подрывке:

Нижней....................................................................

Верхней...................................................................

Боковой...................................................................

Угольные забои штреков (уклонов, бремсбергов) при одной плоскости обнажения забоя, длине заходки 1,8—2 м и мощности пласта:

0,7—1 м....................................................................

1—1,3 м....................................................................

Обводненность забоя, наличие или отсутствие метана или взрывча­той пыли).

2. Устанавливают длину заходки, тип вруба, к. и. ш. и глубину шпуров в зависимости от крепости породы, размеров выработки и схемы организации работ (длительности цикла).

3. Определяют объем породы, взрываемой за одну заходку, по формуле

' зах — 5/3ах-

4. Определяют удельный расход ВВ q.

5. Находят массу шпуровых зарядов по формуле (79).

6. Рассчитывают среднюю величину массы шпурового заряда

_ ^ш^зап^п

~ /„sina •

(86)

Выразив массу патрона qa через его длину /п диаметр d и плот­ность патронирования Д получим

Я^/нЛапД 4 sin a ' (87)

Где d — диаметр патрона, м; если патроны уплотняются в шпу­ре (раздавливаются), то надо брать диаметр уплотнен­ного патрона, при порошкообразном ВВ — диаметр шпура;

1Ш — глубина шпура, м;

Д— плотность патронирования (кг/м3), принимаемая в со­ответствии с табл. 1 приложения; при порошкообраз­ном ВВ Д — плотность заряжания, выраженная в кг/м3; а — угол наклона шпура к плоскости забоя;

&зап — коэффициент заполнения шпуров ВВ, т. е. отношение длины заряда к общей длине шпура.

Коэффициент бзап принимают равным 0,3—0,4 для врубовых шпуров и 0,4—0,6 — для вспомогательных и отбойных — при пира­мидальных и клиновых врубах. Среднее по забою значение &3ал при этих врубах можно принимать равным 0,4—0,5 при шпурах глубиной до 2,5 м и при диаметре патронов 45—36 мм. При боль­шей глубине шпуров и меньшем диаметре среднее значение ksan увеличится до 0,6—0,65. При призматических и щелевых врубах для всех шпуров принимают &зап = 0,74-0,8. В выработках, опас­ных по газу или пыли, значение &зап берется в соответствии с пра­вилами безопасности (табл. 21).

Таблица 21

65—90 Более 90:

По породе по углю

Примечания: 1. При взрывании в забоях с машинным врубом длина за­бойки должна быть во всех случаях не менее 0,5 м.

2. Шпуры короче 65 см не допускаются.

Так как углы наклона шпуров к плоскости забоя а находятся в пределах 70—90° и большинство шпуров являются отбойными и вспомогательными, то среднее значение а для комплекта шпуров будет 80—85° и sina = 0,98-7-0,99, т. е. близкое к единице. Поэто­му формула для среднего значения массы заряда шпура может быть упрощена так:

TOC \o "1-3" \h \z I, лd2A /оо\

Цш — 'ш«зап —J - • (оо;

7. Определяют общее количество шпуров

= (89)

*?ш

Выразив Q3ax через qSlmi\ и приняв qm по формуле (88) получим

^зап" 1 '

Эта формула применяется обычно в том случае, когда длина заходки или глубина шпура предварительно не установлены.

8. Далее выбирают тип вруба и схему расположения шпуров. Тип вруба выбирается в соответствии с крепостью породы, ее структурой, размерами и конфигурацией забоя и длиной заходки. При построении схем расположения шпуров количество шпуров, найденное по ормуле (89) или (90), можно корректировать и из­
менять, исходя из условий более целесообразного их размещения в забое. Выбирая схему расположения шпуров, сначала размеща­ют врубовые шпуры, после этого на оставшейся площади прибли­зительно равномерно располагают остальные шпуры (вспомога­тельные, отбойные, оконтуривающие). Объем породы, приходя­щийся на один шпур, должен быть для врубового шпура в 3—4 ра­за меньшим, чем для отбойного. Врубовые шпуры делают на 10—- 20 см длиннее остальных.

При расположении шпуров по концентрическим окружностям (например, в забое ствола) необходимо прежде всего определить расстояние между окружностями и количество их. Для этого надо

Определить площадь забоя, приходящуюся на один шпур s =

Приняв эту площадь за площадь круга, Находят ее диаметр d =

. Это и будет среднее расстояние между окружностями и

Между шпурами в каждой окружности. После этого определяют количество окружностей, их радиусы и количество шпуров на каж­дой из них.

Радиус внешней окружности должен быть на 20—25 см меньше радиуса забоя ствола, чтобы избежать переборов породы.

При проходке стволов по крутопадающим пластам переборы породы со стороны восстания бывают большие, чем со стороны падения. Поэтому надо оконтуривающие шпуры со стороны вос­стания (в пределах дуги 120°) отодвигать от стены на 30—50% дальше, чем на остальной части окружности.

Для уменьшения переборов породы и лучшего оконтуривания ■стенок ствола целесообразно оконтуривающие шпуры бурить под патроны ВВ диаметром 28—32 мм, а остальные шпуры для патро­нов — диаметром 45 мм.

9. В заключение расчета определяют расход ВВ, СВ и шпуро - метров на цикл и на 1 ж проходки.

На основе расчетов составляют паспорт буровзрывных работ, который является техническим документом, служащим для руко­водства бурильщикам при бурении шпуров и взрывникам при за­ряжании и взрывании шпуров.

Пример. Рассчитать величину зарядов и количество шпуров для забоя квер - шлага,- установить схему расположения шпуров, вывести основные технические показатели и составить паспорт буровзрывных работ.

Условия: высота квершлага 2,9 ж, ширина внизу 3,2 м, площадь забоя 8,2 ж2, порода — крепкий песчанистый сланец (/ = 5), шахта III категории по газу и опасна по пыли.

Решение. 1. В качестве ВВ принимаем предохранительный аммонит АП-4ЖВ и электродетонаторы мгновенного и короткозамедленного действия.

2. Определяем. длину заходки, глубину шпура и к. и.,щ.

Пользуясь таїбл. 17, игршшмаем /зах —' 1,8 м и к. и. ш. 0,8, тогда средняя глубина шпура составит

Копбинот_

Трест....

Показатели

Газу-третья

Категория шахты по

Сечение Выработки

Категория крепости угля

ПМшМШ1 юродыЩ

Тип - колонковое ■е пеханизпы злектросВерло

Количество тип. Оиапетр-РЛ - 7Л

Коронки, резцы

Количество шпу - роВ и а ципл

Количество. сипуро - по цглю

ПетроВлацикл__ по породе"

Количество ціпї/ро - поуглю петров'наїппроходки по породе

По углю______

По породе - 08

АП-Ц-ЖВ

По цикл

На 1п ___________

Ментродетопатор мгновенного действия ЭДКЗ

Распад детонаторов ""Л"""

___________________ на in ___________________

Подвигапие забоя за одно Взрывание

Выход угля за иикл

Выход породы за цикл

Начальник участка

Пачольник Вентиляиии.

4° 2— ~Х3Ч гв~

І9ігг1~ ИГ'"29

' T ^ J> 1 М

-3200

Рис. 61. Паспорт буровзрывных работ для забоя квершлага

3. Объем взрываемой породы будет

Узах = ^зах = Ь - 1,8=14,8 иЛ

4. Удельный расход ВВ находим по формуле (83) проф. Н. М. Покровского, предварительно определив по табл. 18 <7i=0,5 кг/м3, а по табл. 19 Si=l,3 и

380 380 еі= - 285 = 1,33.

Коэффициент, учитывающий степень зажима взрываемой породы,

_^ш=_6!75 =2>4 Vl ~ "/S V8Ј

Подставив указанные значения в формулу (83), получим q = 0,5 ■ 1,3 • 1,33 • 2,4 — 2 кг/м3.

Удельный расход ВВ по формуле проф. М. М. Протодьяконова

/ ____ 1 \2 / ________ 1 \2 525

Q = 0,4 [У0,2/ + J е-1 k = 0,4 \V0,2 • 5 + у==] §85 • 1,3 = 1,75 кг/м3.

По нормативным данным (см. табл. 5 приложения) при пересчете с аммо­нита ПЖВ-20 на аммоиит АП-4ЖВ удельный расход q = 2,05 кг/м3.

Примем значение q = 2 кг/м3. Уточнение расхода ВВ должно быть произ­ведено при первых взрывах в забое.

5. Расход ВВ на всю заходку

<3зах=^зах = 2 - 14,8 = 29,6 кг.

6. Определим количество шпуров на забой по формуле (90)

_ l,27gSni _ 1,27 • 2 - 8,2 • 0,8 _ ~ d2Akaan ~ 0,0362 • 1000 • 0,45 ~ 29 шпуров.

7. Средняя величина шпурового заряда

0зах = 29!6

Чт N 29

8. В соответствии с условием задания принимаем схему расположения шпу­ров с центральным клиновым врубом и с четырьмя сериями шпуров: вспомога­тельных врубовых — 4, основных врубовых — 6, отбойных — 6 и оконтуриваю - щих —13 (заряды в шпурах вспомогательного вруба по 0,5 кг, в остальных по 1 кг).

10. Суммарную длину шпуров находим по формуле или графическим спо­собом. Общая длина шпуров на цнкл составит

2.3 • 13 + 1.2 ■ 4 + 2,45 ■ 6 + 2,25 • 6 = 63 м.

11. Расход взрывчатых материалов и длина шпуров на 1 ж выработки со­ставляют: ВВ — 16,4 кг, детонаторов — 16 шт.; длина шпуров 35 м.

Руководствуясь этими техническими показателями и запланированным объ­емом работ, составляют смету расходов по буровзрывному комплексу и заявку на потребное количество материалов.

На основании произведенных расчетов составляют паспорт буровзрыв-. ных работ по данному забою (рис. 61).