Научная статья на тему 'АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ ПРИ СООРУЖЕНИИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК'

АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ ПРИ СООРУЖЕНИИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
167
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПРОХОДЧЕСКИЙ ЦИКЛ / УДЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД ВВ / КОЛИЧЕСТВО ШПУРОВ / КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ШПУРОВ / ДИАМЕТР ЗАРЯДА ВВ

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Масаев Ю. А., Масаев В. Ю.

Условия повышения производительности труда и темпов проведения горных выработок зависят от параметров буровзрывных работ, в понятия которых входят величина диаметра шпуров, глубина и количество шпуров, удельный заряд ВВ, величина замедлений взрываемых зарядов ВВ. Добыча полезных ископаемых открытым и подземным способами связана с размещением зарядов ВВ в скважинах и в шпурах, и условия их взаимодействия с разрушаемым породным массивом различны. При проведении горных выработок в подземных условиях необходимо обеспечивать качественное оконтуривание сооружаемой горной выработки, равномерное дробление разрушаемой горной породы, ненарушенность законтурного массива и качественный отрыв горной породы при любой глубине шпуров, что обеспечивается качественным расчетом основных параметров буровзрывных работ. В статье рассмотрены расчетные формулы основных параметров, их достоинства и недостатки. Анализ приведенных формул по определению удельного заряда ВВ, глубины и количества шпуров показывает, что почти все приведенные формулы имеют недостатки. У целого ряда авторов предложены формулы для определения какого-либо отдельного параметра, а не всех взаимосвязанных параметров буровзрывных работ, влияющих и на эффективность всех остальных операций проходческого цикла. Так, величина диаметра шпуров определяет трудовые затраты на бурение и качественную сторону результатов взрыва, и вопросу определения оптимального значения диаметра шпуров посвящено много работ из-за большого разнообразия горно-геологических условий, типов буровой техники, видов применяемых ВВ. А равномерность распределения ВВ во взрываемой среде имеет определенное значение в эффективности взрыва. Важнейшим фактором, регулирующим распределение ВВ является количество шпуров на забой, от которого зависит объем буровых работ и продолжительность проходческого цикла. На необходимое количество шпуров оказывает влияние большое число различных факторов, основными из которых являются: физикомеханические свойства горных пород; площадь поперечного сечения горных выработок; мощность применяемого взрывчатого вещества; глубина шпуров; коэффициент заполнения шпуров; схема расположения шпуров; способ взрывания и др.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Масаев Ю. А., Масаев В. Ю.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

BLASTING PARAMETER CALCULATING METHOD ANALYSIS WHILE CONSTRUCTING THE MINE WORKINGS

The conditions for increasing labor productivity and the speed of mine working heading depend on the parameters of drilling and blasting, the concepts of which include the diameter of boreholes, the depth and number of boreholes, the specifc charge of explosives, and the magnitude of decelerations of explosive charges. The extraction of minerals by open and underground methods is associated with the placement of explosive charges in wells and boreholes, and the conditions for their interaction with the destroyed rock mass are di erent. When heading mine workings in underground conditions, it is necessary to ensure highquality contouring of the mine working under construction, uniform crushing of the destroyed rock, undisturbed edge massif and high-quality separation of rock at any depth of boreholes, which is ensured by high-quality calculation of the main drilling and blasting parameters. The article discusses the calculation formulas for the main parameters, their advantages and disadvantages. An analysis of the above formulas for determining the specifc charge of explosives, the depth and number of boreholes shows that almost all of the above formulas have drawbacks. A number of authors have proposed formulas for determining any individual parameter, and not all interrelated parameters of drilling and blasting operations, which also a ect the efciency of all other operations of the heading cycle. Thus, the borehole diameter size determines the labor costs for drilling and the qualitative side of the explosion results, and a lot of work is devoted to the issue of determining the optimal borehole diameter size due to the wide variety of mining and geological conditions, types of drilling equipment, types of explosives used. And the uniformity of explosive distribution in the blasted environment has a certain value in the e ectiveness of the explosion. The most important factor regulating the distribution of explosives is the number of boreholes per face, on which the volume of drilling operations and the duration of the heading cycle depend. The required number of boreholes is in uenced by a large number of di erent factors, the main of which are: physical and mechanical properties of rocks; crosssectional area of mine workings; explosive power used; borehole depth; borehole flling factor; borehole layout; explosive method, etc.

Текст научной работы на тему «АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ ПРИ СООРУЖЕНИИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК»

III. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ БЕЗОПАСНОСТИ ГОРНЫХ РАБОТ III. TECHNOLOGICAL QUESTIONS OF MINING WORK SAFETY

Ю. А. Масаев// Yu.A. Masacv

канд. техн. наук, профессор ФГБОУ ВО КузГТУ имени Т. Ф. Горбачева,Почетный член Академии горных наук Candidate of technical sciences, professor FGBOU VO KuzGTU named after T.F.Gorbachev Honorary Member of the Academy of Mining Sciences.Honorary Worker of Higher Professional Education of the Russian Federation.

В. Ю, Mfi-a b//V.Yu, Masaev masaev-6ig5nail.ru

канд. техн. наук, доцент ФГБОУ ВО КузГТУ ФГБОУ ВО Кузбасская ГСХА candidate of technical sciences, assistant professor FGBOU VO KuzGTU named after T.F. Gorbachev, Kemerovo State Agricultural Academy

УДК 622.236.4:622.235

АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ ПРИ СООРУЖЕНИИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК BLASTING PARAMETER CALCULATING METHOD ANALYSIS WHILE CONSTRUCTING THE MINE WORKINGS

Условия повышения производительности труда и темпов проведения горных выработок зависят от параметров буровзрывных работ, в понятия которых входят величина диаметра шпуров, глубина и количество шпуров, удельный заряд ВВ, величина замедлений взрываемых зарядов ВВ. Добыча полезных ископаемых открытым и подземным способами связана с размещением зарядов ВВ в скважинах и в шпурах, и условия их взаимодействия с разрушаемым породным массивом различны. При проведении горных выработок в подземных условиях необходимо обеспечивать качественное оконтуривание сооружаемой горной выработки, равномерное дробление разрушаемой горной породы, ненарушенность законтурного массива и качественный отрыв горной породы при любой глубине шпуров, что обеспечивается качественным расчетом основных параметров буровзрывных работ. В статье рассмотрены расчетные формулы основных параметров, их достоинства и недостатки. Анализ приведенных формул по определению удельного заряда ВВ, глубины и количества шпуров показывает, что почти все приведенные формулы имеют недостатки. У целого ряда авторов предложены формулы для определения какого-либо отдельного параметра, а не всех взаимосвязанных параметров буровзрывных работ, влияющих и на эффективность всех остальных операций проходческого цикла. Так, величина диаметра шпуров определяет трудовые затраты на бурение и качественную сторону результатов взрыва, и вопросу определения оптимального значения диаметра шпуров посвящено много работ из-за большого разнообразия горно-геологических условий, типов буровой техники, видов применяемых ВВ. А равномерность распределения ВВ во взрываемой среде имеет определенное значение в эффективности взрыва. Важнейшим фактором, регулирующим распределение ВВ является количество шпуров на забой, от которого зависит объем буровых работ и продолжительность проходческого цикла. На необходимое количество шпуров оказывает влияние большое число различных факторов, основными из которых являются: физико-механические свойства горных пород; площадь поперечного сечения горных выработок; мощность применяемого взрывчатого вещества; глубина шпуров; коэффициент заполнения шпуров; схема расположения шпуров; способ взрывания и др.

The conditions for increasing labor productivity and the speed of mine working heading depend on the parameters of drilling and blasting, the concepts of which include the diameter of boreholes, the depth and number of boreholes, the specific charge of explosives, and the magnitude of decelerations of explosive charges. The extraction of minerals by open and underground methods is associated with the placement of explosive charges in wells and boreholes, and the conditions for their interaction with the destroyed rock

mass are different. When heading mine workings in underground conditions, it is necessary to ensure high-quality contouring of the mine working under construction, uniform crushing of the destroyed rock, undisturbed edge massif and high-quality separation of rock at any depth of boreholes, which is ensured by high-quality calculation of the main drilling and blasting parameters. The article discusses the calculation formulas for the main parameters, their advantages and disadvantages. An analysis of the above formulas for determining the specific charge of explosives, the depth and number of boreholes shows that almost all of the above formulas have drawbacks. A number of authors have proposed formulas for determining any individual parameter, and not all interrelated parameters of drilling and blasting operations, which also affect the efficiency of all other operations of the heading cycle. Thus, the borehole diameter size determines the labor costs for drilling and the qualitative side of the explosion results, and a lot of work is devoted to the issue of determining the optimal borehole diameter size due to the wide variety of mining and geological conditions, types of drilling equipment, types of explosives used. And the uniformity of explosive distribution in the blasted environment has a certain value in the effectiveness of the explosion. The most important factor regulating the distribution of explosives is the number of boreholes per face, on which the volume of drilling operations and the duration of the heading cycle depend. The required number of boreholes is influenced by a large number of different factors, the main of which are: physical and mechanical properties of rocks; crosssectional area of mine workings; explosive power used; borehole depth; borehole filling factor; borehole layout; explosive method, etc. Ключевые слова: ПРОХОДЧЕСКИЙ ЦИКЛ; УДЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД ВВ; КОЛИЧЕСТВО ШПУРОВ; КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ШПУРОВ; ДИАМЕТР ЗАРЯДА ВВ.

Key words: HEADING CYCLE; SPECIFIC CHARGE OF EXPLOSIVES; NUMBER OF BOREHOLES; BOREHOLE USE COEFFICIENT; EXPLOSIVE CHARGE DIAMETER

Разработка различных месторождений полезных ископаемых связана с необходимостью проведения горных выработок в различных условиях с применением буровзрывных работ. Условия повышения производительности труда и темпов проведения горных выработок зависят от параметров буровзрывных работ, в понятия которых входят величина диаметра шпуров, глубина и количество шпуров, удельный заряд ВВ, величина замедлений взрываемых зарядов ВВ. До настоящего времени нет единого мнения о форме зоны разрушения при взрыве шпуровых зарядов ВВ в различных условиях и правильной ориентации при выборе основных параметров буровзрывных работ.

Величина диаметра шпуров определяет трудовые затраты на бурение и качественную сторону результатов взрыва, и вопросу определения оптимального значения диаметра шпуров посвящено много работ из-за большого разнообразия горно-геологических условий, типов буровой техники, видов применяемых ВВ. Исследования проводились по разным методикам, и ряд исследователей, ориентируясь на ВВ с высокой энергией, рекомендовали применять заряды ВВ диаметром 32 мм и менее. Другая группа исследователей пришла к выводу, что в условиях угольных и рудных шахт необходимо увеличение диаметра заряда ВВ с 32 мм до 36, 40, 45, 48 мм.

Г. П. Демидюк и В. Ф. Ведутин, исходя из

условия наиболее полного использования энергии шпурового заряда ВВ, предложили рассчитывать величину его диаметра в зависимости от ширины полости обнажения, линии наименьшего сопротивления, коэффициента крепости пород и работоспособности ВВ. Это имеет значение при применении россыпных ВВ, позволяющих оперативно принимать ту или иную величину заряда ВВ.

Отсутствие единого мнения о целесообразной величине диаметра заряда ВВ не могло не наложить определенного отпечатка на практическую сторону этого вопроса. В угольной промышленности в основном принимаются заряды ВВ диаметром 36 мм, реже 32, 42, 46 мм.

Одним из основных параметров, определяющих объем работ в проходческом цикле, является глубина шпуров. Применяемая глубина шпуров зависит от горно-геологических, горнотехнических и организационных факторов, таких как: физико-механических свойств горной породы, размеров и профиля горной выработки, свойств применяемых ВВ и др.

Вопросами определения глубины шпуров занимались многие ученые, однако единой точки зрения на оптимальную глубину шпуров до сего времени нет.

М. М. Протодьяконов рекомендовал глубину шпуров определять из коэффициента крепости горной породы и эмпирического коэффициента, величина которого зависит от диаметра шпуров:

0.085(1

= ~7Г

(1)

где ё - диаметр шпуров; f - коэффициент крепости горной породы.

Но при этом глубина шпуров ограничивалась возможностями буровой техники того времени.

А. Ф. Суханов предлагал определять глубину шпуров исходя из применяемой ширины выработки:

411 — 2

(2)

где В - ширина выработки; а - угол сопряжения врубовых шпуров.

В более поздних работах им было рекомендовано принимать глубину шпуров исходя из требуемого подвигания горной выработки и допустимого обнажения кровли и боков выработки.

Н. П. Покровский, учитывая состояние проходческой техники и проанализировав влияние глубины шпуров на основные проходческие операции, установил, что оптимальная глубина шпуров зависит в основном от условий и организации работ в забое, и считает целесообразным глубину шпуров определять исходя из продолжительности проходческого цикла, которая в свою очередь принимается с учетом горно-геологических условий, технических возможностей и календарного плана. Учитывается также со-вмещаемость выполнения основных операций;

- последовательное выполнение операций:

(3)

- параллельное выполнение операций:

Тп -(Ж-1вз.)

1=-

N 8г|ср-соза

(4)

ар

где Т - продолжительность цикла; N - число шпуров; - время на заряжание одного шпура; -время на взрывание и проветривание; К - число одновременно работающих бурильных машин; ¥б - скорость бурения буровыми машинами; п -коэффициент использования шпуров (К.И.Ш.); а - угол наклона шпуров; п - число одновременно работающих погрузочных машин; р - производительность погрузочной машины; ф - коэффициент, учитывающий совмещение операций в цикле.

Методика Н. П. Покровского наиболее

полно охватывает многообразие факторов, влияющих на глубину шпуров. Она сыграла большую роль в совершенствовании буровзрывных работ, однако она не учитывает влияния на глубину шпуров крепости горных пород и энергетических характеристик ВВ.

В. К. Бучнев предложил определять глубину шпуров исходя из принятой организации труда:

(5)

где АУ6 - скорость бурения шпуров глубиной 1 м; К - число одновременно работающих бурильных машин; N - количество шпуров; затраты времени на подготовительно-заключительные операции.

В формуле не учтено влияние площади поперечного сечения горной выработки, а следовательно и весь объем и трудоемкость операций проходческого цикла, которые имеют, безусловно, прямую связь с глубиной шпуров.

Э. О. Миндели предложил определять требуемую глубину шпуров по оптимальной трудоемкости основных и подготовительно-заключительных операций проходческого цикла, отнесенных к 1 м подвигания горной выработки:

(6)

где N - число шпуров; пб - число бурильных машин, находящихся в работе; ¥б - скорость бурения при глубине шпура 1,5 м; К1 - коэффициент изменения скорости бурения в зависимости от диаметра шпура; шб - число рабочих занятых на бурении; п - коэффициент использования шпуров; шП= б - число рабочих, участвующих в подготовительно-заключительных операциях при бурении; Гп=зб - продолжительность под-готови-тельно-заключительных операций при бурении; I - глубина шпуров; ш1',т2',...тП - соответствующее число рабочих, занятых на заряжании, взрывании, проветривании, осмотре забоя и подготовительно-заключительных операциях при взрывании; г/^/,...^' - соответствующие затраты времени; шп - число рабочих, занятых на погрузке; зп - число рабочих, занятых на выполнении подготовительно-заключительных операций при погрузке; П - производительность погрузочной машины; г = - продолжительность

подготовительно-заключительных операций при погрузке; - площадь поперечного сечения горной выработки; тобв - число рабочих, занятых на обмене вагонеток; Гоб в - общая продолжительность обмена вагонеток.

Формула Э. О. Миндели учитывает все основные факторы, влияющие на глубину шпуров, определяемую из условия наименьших трудозатрат на проведение 1 м выработки, однако эта формула имеет неудобный для решения вид, так как составлена для определения затрат при известной глубине шпуров.

Как видно из приведенных формул, при определении глубины шпуров не учитываются особенности естественного состояния породного массива, его трещиноватость, характер горного давления и эффективность действия взрыва в среде. Поэтому вопрос определения глубины шпуров должен решаться с учетом максимальной эффективности действия взрыва в среде с учетом особенностей состояния горного массива, а вопросы организации труда должны рассматриваться с точки зрения наиболее экономичного исполнения всех операций горнопроходческого цикла за время равное или кратное продолжительности рабочей смены.

Равномерность распределения ВВ во взрываемой среде имеет определенное значение в эффективности взрыва. Важнейшим фактором, регулирующим распределение ВВ, является количество шпуров на забой, от которого зависит объем буровых работ, продолжительность проходческого цикла.

На необходимое количество шпуров оказывает влияние большое число различных факторов, основными из которых являются: физико-механические свойства горных пород; площадь поперечного сечения горных выработок; мощность применяемого взрывчатого вещества; глубина шпуров; коэффициент заполнения шпуров; схема расположения шпуров; способ взрывания и др., однако не все эти факторы учитываются в предлагаемых формулах.

В формуле А. Ф. Суханова учитывается только площадь поперечного сечения горной выработки и буримость горных пород:

п=1,6+0,17Щ0^+0,027),

(7)

где п - количество шпуров в забое горной выработки; ( - коэффициент буримости горной породы по классификации А. Ф. Суханова; 5 - площадь поперечного сечения горной выработки.

В этом случае результаты расчета имеют

значительные отклонения от практики.

Аналогичные расчетные формулы следующих авторов:

Б. И. Бокий - эмпирическая зависимость из условий пропорциональности объема буровых работ площади поперечного сечения горной выработки:

п = 2,7-

(8)

где I - глубина шпуров.

М. М. Протодьяконов - эмпирическая зависимость из условий пропорциональности количества шпуров коэффициенту крепости и сечению горной выработки:

- приближенная

- уточненная

(9)

(10)

где f - коэффициент крепости горных пород.

В. И. Богомолов - эмпирическая зависимость из условий пропорциональности числа шпуров сечению горной выработки и коэффициенту крепости горной породы:

(11)

Н. В. Панько - эмпирическая зависимость, установленная М. М. Протодьяконовым, с поправкой на мощность применяемого ВВ:

,

(12)

где а - коэффициент глубины шпуров; в - коэффициент бризантности ВВ.

В указанных формулах при определении количества шпуров учитываются только два фактора - коэффициент крепости горных пород и площадь поперечного сечения горной выработки, поэтому определяемое количество шпуров имеет значительное отклонение от данных практики как в большую, так и в меньшую сторону.

С. А. Давыдов - теоретическая зависимость из условия равномерного распределения ВВ во взрываемой породе:

(3-8о)чоС

-г-, (13)

N = ■

где Б0 - площадь забоя, оконтуренная врубовыми шпурами; д0 - удельный заряд ВВ врубовых шпуров; с - коэффициент, определяемый по формуле

(14)

1,81 10<12

ё - диаметр патронов ВВ; А - плотность патронов ВВ.

В отличие от других исследователей, в этой формуле все шпуры разделяются по условиям действия в среде на врубовые и отбойные, что положительно сказывается на общем результате расчетов. Однако, введение коэффициента «с» обратно пропорцио-нально квадрату диаметра зарядов ВВ, неоправданно резко снижается количество отбойных и оконтуривающих шпуров.

Э. О. Миндели - теоретическая зависимость из условия размещения в породном массиве необходимого заряда взрывчатого вещества:

(15)

аР

где q - удельный заряд ВВ; т - длина одного патрона ВВ; а - коэффициент заполнения шпуров; Р - вес одного патрона ВВ; К - число дополнительных шпуров для оконтуривания забоя горной выработки.

В данной формуле, как и во многих других формулах, приняты одинаковые условия работы для всех серий шпуровых зарядов ВВ, поэтому результаты расчета отличаются от данных практики и требуют, как правило, последующей корректировки.

А. Г. Михайлов - теоретическая зависимость из условия равного распределения ВВ по взрываемой среде:

11 = з

0.4\\'

(16)

где г - расход ВВ на одну заходку; w - линия наименьшего сопротивления при взрыве зарядов ВВ.

В этой формуле дополнительно учитывается линия наименьшего сопротивления заряда ВВ. Однако в условиях проведения горных выработок ЛНС различна для врубовых, отбойных и оконтуривающих шпуров. Кроме того, величина линии наименьшего сопротивления зарядов ВВ может быть определена только после определения количества шпуров и размещения их по забою. По этой причине пользование данной формулой крайне затруднительно.

Г А. Ганзен - эмпирическая зависимость из условия пропорциональности крепости горных пород и площади поперечного сечения горных выработок:

- при наклонном врубе:

N = 1,48^/^-2.14

,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

при призматическом врубе:

N = 1.48-7®?' 2.14

(17)

(18)

где е - коэффициент работоспособности ВВ; ё -диаметр патронов ВВ.

Эти формулы могут быть применены только для конкретных условий взрывания. Кроме того, эти формулы разделяют шпуры на группу врубовых совместно с отбойными и группу оконтуривающих. С учетом особенностей действия взрыва в среде такое деление шпуров нельзя признать правильным.

Г. А. Беришвили - теоретическая зависимость из условия необходимой степени равномерности размещения ВВ по взрываемому породному массиву:

1,235п1 -0,2(ЗДаК„,, Х =--—-2Р

й 1Да

(19)

где q - удельный заряд ВВ; I - глубина шпуров; ё - диаметр зарядов ВВ; А - плотность ВВ в патронах; а - коэффициент заполнения шпуров; Nвр - количество врубовых шпуров.

В данной формуле учитывается большое число факторов, влияющих на количество шпуров, но не понятна их взаимосвязь, исходя из чего принимается число врубовых шпуров, входящих в общее число шпуров в забое выработки.

Н. М. Покровский - теоретическая зависимость из условий равномерного размещения ВВ по взрываемому массиву: - при стандартном диаметре заряда ВВ

,

у

при увеличенном диаметре заряда ВВ

1.27д8 аДс12к

,

(20)

(21)

где А - плотность ВВ в патронах; ё - диаметр патронов ВВ; к - коэффициент уплотнения ВВ в шпуре при заряжании; q - удельный расход ВВ; у - количество приходящегося на 1 м длины шпура.

В этих формулах учтена возможность равномерного размещения ВВ во взрываемом породном массиве с учетом площади поперечного сечения горной выработки, удельного заряда и весового количества ВВ на единицу длины шпура. Кроме того, учитывается возможность увеличения количества шпуров с применением контурного взрывания и изменения их количества с изменением диаметров зарядов ВВ. Методика проф. Н. М. Покровского из всех предложенных формул наиболее правильно учитывает основные факторы, влияющие на количество шпуров.

Одним из основных параметров при проведении горных выработок является удельный заряд ВВ, определяющий общий расход ВВ, объем буровых работ, объем взорванной горной массы, степень ее дробления и дальность разброса разрушенной горной массы, четкость оконтуривания проводимых горных выработок и степень нарушенности законтурного массива, сохранность крепи и производительность труда при выполнении основных операций проходческого цикла; погрузке породы и крепления горных выработок. Удельный заряд ВВ определяет запас энергии, сосредоточенной в разрушаемом породном массиве.

Определение удельного заряда ВВ производится с учетом целого ряда горнотехнических и технологических факторов, из которых основными являются физико-механические свойства разрушаемых горных пород, площадь поперечного сечения горной выработки, свойства применяемых взрывчатых веществ и необходимая степень равномерности распределения ВВ по взрываемому массиву горных пород, а также предполагаемые результаты взрыва.

Наличие большого количества факторов, влияющих на величину удельного заряда ВВ, и недостаточная изученность влияния каждого в отдельности фактора при их совокупном проявлении привели к большому разнообразию методик и расчетных формул для определения удельного заряда ВВ, дающих значительные расхождения как между собой, так и с методом ведения взрывных работ.

М. М. Протодьяконов - эмпирическая зависимость условий пропорциональности крепости горных пород и поперечного сечения горной выработки: - приближенная

(22)

,

(23)

где / - коэффициент крепости горной породы по М. М. Протодьяконову; 5 - поперечное сечение забоя горной выработки.

М. М. Протодьяконов, В. И. Богомолов -эмпирическая зависимость из условия пропорциональности коэффициента крепости горных пород, поперечного сечения горной выработки и степени зажима зарядов ВВ:

1 ^

(24)

где а - коэффициент относительной мощности ВВ.

А. И. Стешенко - эмпирическая зависимость из условия пропорциональности коэффициента крепости горных пород и степени зажима заряда ВВ:

, (25)

где 51 - площадь забоя горной выработки, приходящаяся на один шпур.

Приведенные формулы М. М. Протодья-конова, В. И. Богомолова и А. И. Стешенко не учитывают многих весьма существенных факторов, влияющих на величину удельного заряда ВВ.

А. Ф. Суханов - теоретическая зависимость из условия пропорциональности взры-ваемости горной породы, мощности применяемого ВВ и зажима заряда ВВ:

q=q1c;с1=a•bp•m•x,

(26)

- уточненная

где - коэффициент взрываемости горной породы или расход ВВ на 1 м породы при стандартных условиях; а - коэффициент силы ВВ; Ь - коэффициент поперечного сечения горной выработки; р - коэффициент глубины шпуров; т - коэффициент формы заряда ВВ; х - коэффициент числа свободных поверхностей в забое горной выработки.

В формуле не учтено влияние на удельный заряд ВВ диаметра заряда, а разработанные коэффициенты (Ь, р, х) установлены только для определенных условий взрывания и не могут быть перенесены на все условия взрывания.

Г. Ларес - теоретическая зависимость из условия пропорциональности коэффициента крепости, коэффициента структуры горной породы, мощности взрывчатого вещества и зажиму

заряда ВВ;

,

(27)

где q1 - нормальный расход ВВ; - коэффициент структуры горной породы; - коэффициент зажима заряда ВВ; I - коэффициент относительной силы ВВ; в - коэффициент плотности заряжания; ё - коэффициент плотности внутренней забойки.

В данной формуле система конкретных коэффициентов установлена только для определенных условий взрывания и не может быть распространена на все условия взрывания.

А. Г. Михайлов - теоретическая зависимость из условия пропорциональности коэффициента крепости пород поперечному сечению горных выработок с учетом условий заряжания и взрывания:

<1 = РлЬ

4 £ А

■Лз е

(28)

где р - коэффициент пропорциональности; ^

- коэффициент структуры горной породы; ^

- коэффициент забоя; в - коэффициент плотности заряжания; ё - коэффициент плотности внутренней забойки.

Формула А. Г. Михайлова объединяет в себе две методики (Г Лареса и М. М. Протодья-конова), поэтому весьма сложна по построению и количеству входящих коэффициентов, подчас отражающих влияние одного и того же фактора (Р и I).

Ш. И. Ибраев - эмпирическая зависимость из условия пропорциональности коэффициента крепости горной породы площади поперечного сечения горных выработок и мощности взрывчатого вещества:

Ч = -

,

(29)

где а - коэффициент сечения горных выработок; Ь - коэффициент мощности и плотности ВВ.

В данной формуле недостаточно полно учитываются влияющие факторы.

А. Н. Скуратов - эмпирическая зависимость из условия пропорциональности крепости горной породы, сечению выработок и глубине шпуров:

,

30)

I - глубина шпуров.

Формула Ш. И. Ибраева недостаточно полно учитывает влияющие факторы, а формула А. Н. Скуратова является уточняющей для нормативных расходов ВВ.

Э. О. Миндели - теоретическая зависимость из условий пропорциональности площади поперечного сечения горной выработки, диаметру патрона ВВ, глубине шпуров и плотности заряжания ВВ:

ч. = СР -

I: - 4

,

(31)

где р - коэффициент поперечного сечения горной выработки; с - коэффициент диаметра заряда ВВ; е - коэффициент относительной работоспособности применяемого ВВ; щ - коэффициент плотности заряжания.

В формуле не учтено, в каких горно-геологических условиях должны производиться взрывные работы и каким условиям соответствуют приведенные коэффициенты.

Н. М. Покровский - теоретическая зависимость с учетом физико-механических свойств горной породы, площади поперечного сечения, наличия плоскостей обнажения:

Ч=ЧН./ Уе, (32)

где qн - нормальный удельный заряд ВВ, принимаемый в зависимости от коэффициента крепости горных пород (/) qн= 0,1/;

/ - коэффициент структуры горной породы, принимают в зависимости от свойств и структуры пород, их залегания и трещиноватости; V

- коэффициент зажима породы, зависящий от площади поперечного сечения горной выработки и числа обнаженных поверхностей:

- при одной обнаженной поверхности V = 6.; ...х. , 5"- площадь поперечного сечения горной выработки вчерне, м2;

- при двух обнаженных поверхностях У=1,2-1,5 , е - коэффициент работоспособности применяемого ВВ

е = -

г _ 380 Р Р

гх гх

(33)

где в - коэффициент структуры горной породы;

Р =380 см3 - работоспособность эталонного ВВ

эт 1

(68% динамит), см3;

Рх - работоспособность принятого ВВ, см3.

Анализ приведенных формул по определению удельного заряда ВВ, глубины и количества шпуров показывает, что почти все приведенные формулы имеют недостатки. У целого ряда авторов предложены формулы для опре-

деления какого-либо отдельного параметра, а не всех взаимосвязанных параметров буровзрывных работ, влияющих и на эффективность всех остальных операций проходческого цикла. С этой точки зрения наиболее эффективна методика проф. Н. М. Покровского, где все параметры определены из условий действия взрыва в определенных горно-геологических условиях с использованием определенных средств.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Но во всех рассматриваемых формулах не учитывается применяемая при взрыве система и параметры управления энергией взрыва, не учитываются энергетические характеристики ВВ, и некоторые исследователи отмечали, что наиболее точной характеристикой ВВ является теплота взрыва ВВ.

1. Масаев Ю. А. Исследование условий формирования зон трещинообразования в породном массиве при сооружении горных выработок с применением взрывных работ Ю. А. Масаев, В. Ю. Масаев // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. ООО «ВостЭКО», 2020, № 1. - С. 17-20.

2. Копытов А. И. Взрывные работы в горной промышленности / А. И. Копытов, Ю. А. Масаев, В. В. Першин. Монография. - Новосибирск. Наука, 2013. - 511 с.

3. Кушнеров П. И. Безопасность взрывных работ при электровзрывании на угольных и сланцевых шахтах. - Кемерово, Кузбассвузиздат. 2005. - 611 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. Коростовенко В. В. Технология и безопасность взрывных работ В. В. Коростовенко, С. А. Вохмин, А. П. Андриевский. - Красноярск. 2005. - 116 с.

5. Миндели Э. О. Разрушение горных пород. - Москва. «Недра», 1974. - 600 с.

6. Станюкович К. П. Неустановившиеся движения сплошной среды. - Москва, «Наука», 1974. - 854 с.

7. Першин В. В. Исследование закономерностей формирования импульса давления в зарядной полости / В. В. Першин, Ю. А. Масаев, Н. В. Мильбергер // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. - Екатеринбург. № 1. 2015. С. 93-102.

REFERENCES

1. Masaev Yu. A. Investigation of conditions for the formation of fracture zones in the rock mass during the construction of mine workings with the use of blasting Yu. A. Masaev, V. Yu. Masaev // Bulletin of the Scientific Center for the safety of work in the coal industry. VostECO LLC, 2020, No. 1. - pp. 17-20.

2. Kopytov A. I. Blasting operations in the mining industry / A. I. Kopytov, Yu. A. Masaev, V. V. Pershin. Monograph. -Novosibirsk. Science, 2013. - 511 p.

3. Kushnerov P. I. Safety of blasting operations during electric blasting at coal and shale mines. - Kemerovo, Kuz-bassvuzizdat. 2005. - 611 p.

4. Korostovenko V. V. Technology and safety of blasting V. V. Korostovenko, S. A. Vokhmin, A. P. Andrievsky. - Krasnoyarsk. 2005. - 116 p.

5. Mindeli E. O. Destruction of rocks. - Moscow. "Nedra", 1974. - 600 p.

6. Stanyukovich K. P. Unsteady movements of a continuous medium. - Moscow, Nauka, 1974. - 854 p.

7. Pershin V. V. Investigation of the regularities of pressure pulse formation in the charging cavity / V. V. Pershin, Yu. A. Masaev, N. V. Milberger // Izvestia of higher educational institutions. Mining magazine. - Yekaterinburg. No. 1. 2015. pp. 93-102.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.