CC BY
37
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ «НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 97»
МОСКВА, МГГУ, 3.02.97 - 7.02.97 СЕМИНАР 9 «РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ПРОЦЕССЫ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД»
С.К. Мангуш, Д.А. Утяшев
Московский государственный горный университет
АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЗРЫВНОГО РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОП ПРИ ПРОВЕПЕНИИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК В ОПАСНЫХ ЗАБОЯХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ
Взрывные работы являются одним из главных способов разрушения горных пород при разработке месторождений полезных ископаемых. На шахтах России этим способом проводится около 98% всех горных выработок. Буровзрывные работы занимают 25-30% , а при проведении их по крепким породам - до 60% от общей продолжительности проходческого цикла. С опусканием горных работ при подземной разработке на большие глубины, значительно ухудшились горно-геологические и горно-технологические условия: увеличилось горное давление, увеличились объем газо-выделения в выработанное пространство и количество шахт и рудников, опасных по пылегазовому фактору, внезапным выбросам угля, породы и газа, горным ударам, По состоянию на 1996 г. из 280 эксплуатируемых шахт компании «Росуголь» - 70 -сверхкатегорных, 31 шахта - опасны по внезапным выбросам, 48 - по горным ударам.
Увеличение общего количества опасных и сверхкатегорых шахт негативно влияет на темпы проведения горных выработок, вероятность возникновения аварийных ситуаций в опасных забоях.
Анализ проведения горных выработок на шахтах России и Донбасса показал, что только по угледобывающей компании «Росуголь» за период с 1990 г. по 1995 г. объема проходки снизились соответственно с 1972,4 км. до 939,2 км.. Такое снижение объемов проведения горных выработок
объясняется не только экономическими, организационными, горно-геологическими, но и техническими, и технологическими факторами. Анализ проведения горных выработок на шахтах АО «Гуковуголъ», а также на шахтах Донбасса (п/о «Торезантрацит», «Артемуголь» показывает, что коэффициент использования шпуров при проведении горных выработок в среднем составляют 0,7 - 0,8. С увеличением количества забоев опасных по пылегазовому фактору произошло снижение объемов проведения, что обусловлено применением маломощных предохранительных ВВ в крепких и средней крепости породах, детонационные характеристики которых не соответствуют свойствам взрываемых массивов. Увеличение удельного расхода ВВ в опасных забоях приводит к значительным переборам пород в законтурном массиве, его нарушенное™. На основе анализа проведенных исследований установлено, что из обследованных 190 проходческих забоев пройденных буровзрывным способом на шахтах п/о «Артему голь» и «Торезантрацит» переборы пород составляют от 25 до 40% от общего объема пород разрабатываемых энергией взрыва. Переборы пород по исследованным угольным объединениям Донбасса распределились следующим образом:
• по шахтным стволам - 12-18%;
• по горно-капитальным выработкам - 25-30%;
• по пластовым выработкам - 3040% (откаточные и вентил. штреки, бремсберги, уклоны, ходки и Т.д.)
Приведенный анализ показывает, что особенно неблагоприятны результаты взрывного разрушения горных пород в опасных проходческих забоях. Низкий коэффициент использования шпуров (К.И.Ш. составляет 0,7-0,75) объясняется применением маломощных предохранительных ВВ, энергия которых недостаточна для формирования глубокой воронки выброса во врубовом комплекте шпуровых зарядов, дополнительная свободная поверхность которой оказывает существенное влияние на эффективность разрушения породы отбойными, вспомогательными и контурными шпуровыми зарядами.
В связи с тем, что проведение горных выработок в основном осуществляется в породах различной крепости и взрываемо-сти, требующие дифференцированного взрывного нагружения в зависимости от мощности и свойств массивов, нами, в целях повышения эффективности разрушения пород были применены комбинированные заряды: во врубовых шпурах - для образования глубокой воронки выброса; в отбойных и вспомогательных для повышения К.И.Ш. до 1 и обеспечения точного оконту-ривания выработки оконтуривающими зарядами.
В целях предотвращения воспламенения пылегазовых смесей в опасных проходческих забоях, а так же при вскрытии выбросоопасных и угрожаемых пластов необходимо использовать жидкостную забойку в полиэтиленовых ампулах, изготовленную на основе йодистых соединений и карбомида совместно с запирающей забойкой из песчано-глинистой смеси с переменным трением.
Шахтные экспериментальные исследования проводились при проведении заезда на промквершлаг участка № 70 шахты
им. Изотова, а так же при вскрытии выбросоопасных пластов гп5, /4, /3, к2 сотрясательным взрыванием на шахте «Комсомолец», п/о «Артемуголь».
В результате проведенных экспериментальных работ была подтверждена высокая эффективность применения комбинированных зарядов, К.И.Ш. при этом увеличился до единицы. Применение удлиненных зарядов малого диаметра (25 мм) в полиэтиленовых шлангах и демпфирующих экранов из пористых материалов (древесные опилки, деревянные рейки, пенополиуретановые композиции и т.д.) со стороны массива в оконтуривающих шпуровых зарядах, позволило получить контур выработки, близкий к проектному и уменьшить переборы пород до 3-5%.
Применение кумулятивно-канальных зарядов с цилиндрическими осевыми каналами преградами (Ц.К.П.) позволило осуществить эффективное вскрытие выбросоопасных пластов т% /4, /3, к.3 на шахте «Комсомолец», п/о «Артемуголь».
В результате применения сотрясательного взрывания с использованием зарядов Ц.К.П. полностью разрушен породный массив до подхода к пласту, вскрыт выбросоопасный пласт, а так же эффективно разрушен пласт песчаника за пластом. Глубина шпуров при вскрытии выбросоопасных пластов составила 3 м.
На основе проведенных исследований и опытных взрываний при проведении горных выработок на угольных шахтах установлены:
1. область применения комбинированных зарядов в зависимости от физикотехнических свойств и мощности взрываемых массивов:
а) для слабых и средней крепости пород {/ = 4-6) - кумулятивно-канальные
ВЫВОДЫ:
заряды из штатного применяемых предохранительных ВВ;
б) для пород с коэффициентом крепости/= 5-8 со сложной структурой перемежаемых пород - применять непредохранительные кумулятивно канальные заряды на величину мощности более крепких пород, а в остальной части колонки шпурового заряда - предохранительное ВВ;
в) в породах средней крепости и крепких (/'= 8-12) - кумулятивно-канальные заряды с преградами (Ц.К.П. из непредохранительного ВВ на участках шпура, пересекающего крепкие породы, а в остальной части - сплошные удлиненные заряды предохранительного ВВ, применяемого для этого забоя.
г) для разрушения крепких пород (/> 12) применять непредохранительные кумулятивно-канальные заряды с цилиндрическими осевыми каналами с преградами (Ц.К.П.) по всей колонке удлиненного шпурового заряда, с использованием жидкостной забойки в полиэтиленовых ампулах на основе йодистых соединений и карбомида в сочетании с запирающей песчано- глинистой забойкой.
2. При вскрытии выбросоопасных и угрожаемых пластов и пропластков на угольных шахтах сотрясательным взрыва-
нием необходимо применять удлиненные кумулятивно-канальные заряды с преградами (Ц.К.П.), обеспечивающие вскрытие и отход от выбросоопасного пласта за одно взрывание длинными заходками (/„,„ > Зм.), а для предотвращения воспламенения пылегазовых смесей использовать жидкостную забойку на основе йодистых соединений и карбомида в полиэтиленовых ампулах, совместно с запирающей забойкой, состоящей из песчано-глинистой смеси с переменным трением.
1. В.А. Салганик, Г.А. Воротеляк, В.В. Митрофанов, Н.Ф. Филиппов «Скаженные заряды с осевой воздушной полостью» Киев, Техника, 1986г. с.88
2. А.С. Загулинов, Н.С. Титова, Ю.И. Фаде-енко, В.И. Чистяков «Детонация удлиненных зарядов с полостями» ПМТФ, 1969г, №2, с 79-83
3. Ю.И. Фадеенко «Кумуляция продуктов детонации полового цилиндрического заряда» ФГВ, 1974г, № 1, с.119-124
4. Л. И. Барон, А. В. Ключников «Контурное взрывание при проходке горных выработок» Наука, 1967г, с.204
5. Н И. Стариков, П И. Федоренко, Г.М. Михайличенко и д.р.. «Влияние конструкции зарядов на качество оконтуривания горных выработок» Колыма, 1975г,№3, с. 18-20
©С.К. Мангуш, Д.А. Утяшев
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
