CC BY
39
© П.А. Шсмстов, Ф.Я. Умаров, 2013
УДК 614.841.345
П.А. Шеметов, Ф.Я. Умаров
СЕЙСМОБЕЗОПАСНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ БВР В ПРИКОНТУРНОЙ ЗОНЕ КАРЬЕРА И ВБЛИЗИ ОТВЕТСТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ
Разработаны сейсмобезопасные методы ведения БВР и номографические методы расчета параметров БВР обеспечивающие сохранность уступов, бортов и инженерных сооружений в карьерах.
Ключевые слова: карьеры, инженерные сооружения, сейсмобезопасное ведение взрывных работ.
В условиях карьера Мурунтау выполнены экспериментальные исследования, основной целью которых являлась разработка технических решений по сейсмобезопасному ведению БВР в приконтурной зоне карьера и вблизи ответственных сооружений ЦПТ, при использовании различных конструкций экрана заот-коски и исследование параметров сейсмовзрывных волн напряжений при взрывах скважинных зарядов различных типов ВВ. Экспериментальные исследования выполнялись на опытных участках карьера на северном и южном бортах которого оборудованы сейсмопрофили. В качестве регистратора колебаний среды использовался магнитограф Н068. Для записи использовался электронный осциллограф С1-55, подключаемый к выходам магнитографа. 0бработка данных измерений выполнялась на персональном компьютере с использованием специального пакета программ.
Известно, что сохранность защищаемого объекта гарантируется, если скорость колебаний борта карьера или породного массива в основании промышленных сооружений не превышает значений, при которых деформации достигают критического уровня и выходят за пределы упруго-
сти материала. Установлено, что наибольшие амплитуды скоростей смещений зафиксированы в диапазоне частот / = 25—85 Гц. Доминирующими частотами для большинства сейсмограмм были колебания / = 10-12 Гц, что соответствует периодам Т=80-100мс. Известно, что наибольшее снижение сейсмовзрывного воздействия массовых взрывов на охраняемые объекты достигается при условии: Тз =0,5Т (1)
где Т3 - величина замедления, с; Т -период колебаний максимальной фазы продольной волны, с.
Исследованиями установлено, что допустимая скорость колебаний для пород карьера, при которой не происходит нарушения целостности или существенного снижения прочности породного массива при ведении взрывных работ в приконтурной зоне, не должна превышать идоп < 14,5 см/с. На основании анализа и обобщения результатов исследований взрывов в приконтурных зонах карьера разработан номографический метод определения сейсмобезопасных параметров взрывания в зависимости от выбранной допустимой скорости колебаний, типа ВВ, метода экранирования и расстояния от взрыва до охраняемого объекта (рис 1).
И 1200 « 1100 Цю00
Ц 900 2 900 § 700
I 600
500 400 300 200 100
ю
а
30 .о
г
а
-25 1!
СЕ Л
1-20 ¡й
§
15
Рис. 1. Номограмма для выбора сейсмобезопасных параметров взрывания и методов экранирования:
А,Б - тротилосодержащие и бестротиловые ВВ простейшего состава; 1 - взрывание без экрана; 2, 3 - экранная щель образованием скважин заоткоски через одну и всех скважин заоткоски; 4 - экран из взорванной горной массы; 5 - сейсмоэкранная зона
Внедрение такой технологии взрывания в приконтурной зоне карьера предполагает следующую организацию буровзрывных работ: после взрывания скважин заоткоски через интервал не менее 50 мс производится взрывание первого (от охраняемого борта) ряда скважин с целью образования слоя взорванной горной массы, а затем с интервалом 50-75 мс производится взрывание остальных рядов скважин; скважины первого ряда (по отношению к защищаемому борту) должны иметь глубину на 20-30 % больше, чем остальные скважины взрываемого блока: расстояние между скважинами первого ряда должно быть не более 5-6 м.
Для определения параметров экранирующего взрывания использова-
ны методические положения, представленные в работах В.Н. Мосинца. Формируемая щель будет защищать объект от действия массовых взрывов при условии если ее ширина Ь больше величины смещения А частиц окружающего массива, т.е. Ь > А. Величина А определяется из выражения А=3,75- Ю2,5^6 (д/рСр ря1,25
(2)
где < - масса взрываемого заряда, кг; К — расстояние между ближайшей скважиной рыхления и щелевыми скважинами, м; Ср - скорость распространения продольной волны в породе, м/сек; р
- плотность окружающей горной породы, кг/м3 ; д
— ускорение силы тяжести, м/сек3.
При расчете учитывают вес двух соседних скважинных зарядов, так что в формуле (2):
<3=1,41(3^ (3)
где <скв — масса заряда в одной скважине, кг.
Величина Ь определяется из выражения:
Ь = пС2/4а Г1000/ст
,0,75?4К
(4)
где < - диаметр скважины, см; а -расстояние между щелеобразующими скважинами заоткоски, см; К - коэффициент заряжания.
Разработана номограмма для расчета параметров взрывания скважин заоткоски (рис. 2). Из анализа практики пользования номограммой установлено, что на ширину щели сильное влияние оказывает расстояние между
Рис. 2. Номограмма для расчета параметров взрывания скважин заоткоски: 1. Кварциты; 2. Алевролиты вдоль слоистости; 3. Углеродисто-кварцевые сланцы вдоль слоистости; 4. Углеродисто-слюдистые сланцы; 5. Алевролиты поперек слоистости; 6. Алевролиты; 7. Углеродисто-слюдистые сланцы поперек слоистости
шелеобразуюшими скважинами, так как с его уменьшением ширина шели возрастает.
С точки зрения степени устойчивости пород в откосах уступов выделено три типа пород. Породы I типа (устойчивые) - крупноблочные с плотно сомкнутыми трешинами, породы II типа (условно устойчивые) — средне-блочные с трешинами, частично заполненными глинкой трения, породы III типа (неустойчивые) — дробленые породы в зонах разломов. В породах I, II III типов рациональными параметрами экранируюшей шели являются скважины диаметром 190 и 215,9 мм с расстоянием между ними соответственно 2,5; 2,0 и 1,5 м при плотности заряжения соответственно 1, 7... 2, 0 кг/м; 0,85.1,0 кг/м и 0,7.0,85 кг/м.
Для выбора конструкции зарядов ВВ в скважинах заоткоски проведены сравнительные промышленные испы-
тания, при которых оценивались надежность взрывания и трудозатраты при изготовлении и заряжании скважин различными конструкциями зарядов: гирлянда, матерчатые рукава, рассредоточенный и шланговые заряды. Наиболее эффективной конструкцией являются шланговые заряды, применение которых позволило увеличить в 5 раз производительность труда при заряжании скважин заоткоски.
В результате выполненных исследований разработаны технические решения по ведению БВР с предварительным созданием сейсмоэкранной зоны вокруг участков ДПП комплекса ЦПТ. Сейсмоэ-кранная зона из экранной шели и слоя взорванной горной массы формируется перед началом строительства ДПП по границе строительной плошадки. Экранная шель создается путем проходки и взрывания наклонных скважин и выполняет функцию заоткоски борта. Для образования экранируюшего слоя взорванной горной массы по фронту строительного участка бурятся два ряда вертикальных скважин. Последовательность образования сейсмоэкранной зоны по фронту строительного участка следуюшая: в первую очередь производится бурение и взрывание экранируюших скважин заоткоски. Затем бурение и взрывание скважин первого и второго ряда для образования экранирую-шего взорванного слоя. Фланги строительного участка зашишаются слоем взорванной горной массы, создаваемого взрыванием ряда скважин
глубиной не менее высоты разрабатываемого уступа.
Рекомендована последовательность взрывания скважинных зарядов взрывного блока в приконтурной зоне в непосредственной близости от сейсмоэранной зоны. В первую очередь взрываются скважины первого ряда (ближнего к охраняемому объекту) во взрывном блоке, что обеспечивает создание дополнительного экранирующего слоя взорванной породы.
1. Мосинец В.Н., Абрамов A.B. Разрушение трещиноватых и нарушенных горных пород. М., Недра, 1982. — 274 с.
2. Репин Н.Я., Богатырев В.П., Буткин B.Ä. и др. Буровзрывные работы на
Затем под защитой экранного слоя с учетом рекомендуемой массы ВВ на замедление в направлении «от объекта» взрываются остальные скважин-ные заряды блока.
Таким образом, разработаны сейсмобезопасные методы ведения БВР и номографические методы расчета параметров БВР обеспечивающие сохранность уступов, бортов и инженерных сооружений в карьерах.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
угольных разрезах. М., Недра, 1987. — 254 с.
3. Мосинец В.Н. Дробящее и сейсмическое действие взрыва в горных породах. М., Недра, 1976. —271 с.ЕЕЕ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Шеметов П.А. — доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, Умаров Ф.Я. — кандидат экономических наук, декан, [email protected], Ташкентский государственный технический университет.
А
ГОРНАЯ КНИГА
Цветные металлы. Открытый способ разработки
Автор: Руденко В.В. Год: 2013 Страниц: 100 ISBN: 978-5-98672-358-7 UDK: 622.34 622.1
Изложены методологические основы управления полнотой и качеством извлечения полезных ископаемых из недр, общие понятия, термины, методы и модели. Приведены методики определения нормативных и фактических потерь и разубоживания руды при добыче на примере открытой разработки медно-молибденового штокверка. Особое внимание уделено модели определения оптимальных нормативов потерь и разубоживания руды при добыче в приконтактной зоне с использованием программных продуктов. Приведена методика оценки достоверности определения нормативов потерь и разубоживания руды при добыче.
