CC BY
39
© М.Г. Мснжулин, Г.И. Коршунов, П.И. Афанасьев, A.C. Шипачсв, 2015
УДК 622.235
М.Г. Менжулин, Г.И. Коршунов, П.И. Афанасьев, А.С. Щипачев
ВЛИЯНИЕ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ РАЗРЕЗА «ЗАРЕЧНЫЙ» НА КАПИТАЛЬНЫЕ ГОРНЫЕ ВЫРАБОТКИ ШАХТЫ «ТАЛДИНСКАЯ-ЗАПАДНАЯ-2»
Б настоящее время охрана зданий и сооружений от воздействий массовых взрывов является важной задачей, позволяющей обеспечить сохранность конструкций, недопустить гибель людей и безостановочное ведение горных работ. Б работе описаны замеры массовых скоростей, перемещений массового взрыва. Получены предварительные результаты по оценке массовых взрывов на капитальные горные выработки шахты.
Ключевые слова: сейсмовзрывные волны, устойчивость выработок шахты, массовый взрыв, безопасное ведение горных работ.
В настоящее время обоснование сейсмобезопасных параметров буровзрывных работ разрабатывались различными исследователями [1-13]. Но при этом достаточно сложно учесть всего многообразия горно-геологических условий, параметров буровзрывных работ, а также способов крепления подземных горных выработок. Оценка влияния сейсмического воздействия на различные сооружения требует проведения натурных замеров основных параметров сейсмовзрыв-ных волн, возникающих при ведении массовых взрывов на открытых горных работах. Несмотря на проведенные ранее исследования разрезом «Заречный», имеется необходимость в уточнении параметров буровзрывных работ с учетом фактического сейсмического воздействия на подземные выработки шахты, закрепленных анкерным креплением.
Была произведена сейсмическая записьмассового взрыва блока по 73 пласту горизонт +253,2 — +250,7. Массив горных пород представлен песчаником с коэффициентом крепости /=4,2 и блочностью массива 3 категории. Для зарядки скважин использовалось эмульсионное взрывчатое вещество Эмульсолит А-20 и Гранулит РД; в качестве промежуточных детонаторов
шашки — ПТ-П 500. Для инициирования зарядов ВВ, применялись детонаторы с электронным управлением замедлением UNI TRONIC 600-15 м.
Интервал замедления для первых 35 рассредоточенных скважинных зарядов составил 30 мс с 65 ступенями замедления. Рассредоточение осуществлялось следующим образом: нижняя часть скважины заряжалась ВВ на длину 1,4 м (40 кг), затем выполнялся промежуток из буровой мелочи длиной 1 или 2 м (величина промежутка зависела от глубины скважины 8 или 9 м), верхняя часть скважины заполнялась на 1,3 м ВВ и сверху засыпалась буровой мелочью — длина забойки составила 4,3 м. Заряжание скважин осуществлялось Гранулитом РД. Всего с данным интервалом замедления было взорвано 2835,5 кг ВВ.
Интервал замедления следующих 33 скважин составил 60 мс с 32 ступенями замедления. Для данных скважин в качестве ВВ использовался Гранулит РД и Эмульсолит А20. Масса максимального единовременно взрываемого заряда ВВ за ступень составила 150,5 кг. Глубина скважин 8 м. Всего было взорвано 4476,5 кг ВВ.
Интервал замедления следующих 35 скважинных зарядов составил 80 мс с 34 ступенями замедления.Для зарядки данных скважин в качестве ВВ использовался Гранулит РД и Эмульсолит А20. Максимальное количество единовременно взрываемого ВВ за ступень составило 150,5 кг. Глубина скважин менялась от 7 до 9 м. Всего было взорвано 4417,5 кг ВВ.
И для последних 32 скважинных зарядов интервал замедления составил 90 мс с 31 ступенью замедления без отклонений от заявленного значения. Для данных скважинных зарядов в качестве ВВ использовался Гранулит РД и Эмульсолит А20. Максимальное количество единовременно взрываемого ВВ за ступень составило 145,5 кг. Глубина скважин менялась от 8 до 9 м. Всего было взорвано 4356 кг ВВ.Суммарная масса зарядов ВВ на блоке составила 16085,5 кг.
Расположение взрываемого блока и подземных выработок приведено на рис. 1. Общие параметры массового взрыва приведены в табл. 1.
Наиболее близко к массовому взрыву был расположен путевой ствол на расстоянии 96 м, далее следует конвейерный ствол на расстоянии 112 м и вентиляционный ствол — 143 м.
В результате измерений были получены суммарные значения смещений, массовой скорости сейсмовзрывных волн (рис. 2).
Таблица 1
Основные параметры массового взрыва блока
Наименование параметра Значение
Кол-во скважин, шт 135
Диаметр скважин, мм 200
Расстояние между рядами скважин / в ряду, м 5/5 и 2,5/5
Перебур скважин, м 1,3
Высота столба воды, м -
Удельный расход 0,693
Рис. 1. Расположение взрывного блока и подземных горных выработок, место установки регистратора
пяк*о.очвэ
Рис. 2. Результирующие значения по скоростям и смешениям
Рассматривая каждые группы интервалов замедления отдельно, получены следующие результаты:
В группе 30 мс: максимальное значение массовой скорости составило - 90 мм/с, смещения - 0,035 мм. В группе 60 мс: максимальное значение массовой скорости составило — 7,1 мм/с, смещения - 0,05 мм. В группе 80 мс: максимальное значение массовой скорости составило — 8,5 мм/смещения -0,045 мм. В группе 90 мс: максимальное значение массовой скорости составило - 2,5 мм/с, смещения — 0,032 мм.
Использование формулы по оценке сейсмического воздействия на горные выработки ЕПБ при взрывных работах ПБ 13407-01 некорректно, поскольку указанные коэффициенты относятся к зданиям и сооружениям, расположенным на поверхности и не учитывает фактические горно-геологические условия горных выработок.
В экспертном заключении экспертизы промышленной безопасности № 42-2009 в части анализа риска горных производств и объектов «Оценка сейсмического действия массовых взрывов разреза «Заречный» ОАО «СУЭК-КУЗБАСС» на подземные горные выработки шахты «Талдинская-Западная-2» ОАО «СУЭК-КУЗБАСС» указано, что для стволов шахты максимально допустимая скорость составила 9,454 см/с (методика Магнитогорского государственного технического университета). Проведенный взрыв по сейсмическому воздействию 7,88 раза ниже предельно допустимых значений.
В работе [11] для особо ответственных сооружений длительного срока эксплуатации более 10-15 лет (стволы шахт, капитальные штольни, водоотливы) допустимой относительной объемной деформации является величина 0,0001. Данной относительной деформации соответствует массовая скорость равная 6 см/с, определенной по формуле 1.
где Ср , С3 — скорости продольных и поперечных волн, V — коэффициент Пуассона, в0 — относительная объемная деформация.
Таким образом, фактические замеры массовых скоростей оказались значительно ниже допустимых значений для горных выработок шахты.
1. Абдурашидов К. С. Сейсмостойкость сооружений / Абдурашидов К.С., Т.Ж. Жунусов и др. // М.: Наука, 1989, 192 с.
2. Азаркович А.Е. Технические правила ведения взрывных работ в энергетическом строительстве / Азаркович А.Е., Давыдов С.А. и др.// М.: Институт Гидропроект, 1987, 267 с.
3. Азаркович А.Е. Взрывные работы вблизи охраняемых объектов / Азаркович А.Е., Шуйфер М.И., Тихомиров А.П. // М.: Недра, 1984, 213 с.
(1)
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
4. Журило A.A. Разупрочнение горного массива при физическом воздействии / Журило A.A., Катков Г. А., Левин Б.В. //М.: Обзор ЦНИЭИ-уголь, 1987, 54 с.
5. Кусов Н.Б. Снижение выбросоопасности при динамическом воздействии на угольный массив / Н.В. Кусов, А.А.Кузнецов, А.В.Докукин // М: Наука, 1985, 184 с.
6. Паздников Н.Б. Сейсмобезопасность горных выработок при взрывах в карьере / Паздников Н.В., Картузов М.И., Абрамов Н.Л., Власов В.Г. // Буровзрывные работы на глубоких карьерах, Сб. научн. тр.. Свердловск, 1984, № 75, 26-28 с.
7. Менжулин, М.Г. Развитие очагов разрушения в зданиях и сооружениях при воздействии сейсмовзрывных ударных воздушных волн/ М.Г. Менжулин, А.А Ивановский // Горный информационно-аналитический бюллетень. Отдельный выпуск. ВЗРЫВНОЕ ДЕЛО. - 2007. - Вып. 8. - С.228-229
8. Менжулин М.Г. Прогнозирование спектрального состава сейсмов-зрывных колебаний / Менжулин М.Г., Егоров М.Г. // СПб, Сб. тезисов докл. «Вторые Савиновские чтения», 1997 г, с. 41.
9. Менжулин М.Г. Оценка степени воздействия сейсмовзрывных волн на здания и сооружения на основании расчетов очагов разрушения // Менжулин М.Г., Афанасьев П.И., Захарян М.В., Трофимов А.В./ Сборник Взрывное дело № 102/59 № 96/53, М. 2009г.
10. Мосинец Б.Н. Дробящее и сейсмическое действие взрыва в горных порода. М.: Недра 1976, 271 с.
11. Юревич Г.Г. Охрана горных выработок от воздействия взрывов // Юревич Г.Г., Беляков В.Д., Севастьянов Б.Н./ М.: Недра 1972, 136 с. и'.'-^
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Менжулин М.Г. — доктор технических наук, профессор, graf20@yandex.ru, Коршунов Г.И. — доктор технических наук, профессор, korshunov@yandex.ru, Афанасьев П.И. — кандидат технических наук, зав. лабораторией, fan_@mail.ru, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», Щипачев A.C. — заместитель технического директора по ОГР, Shchipachev@suek.ru, ОАО «СУЭК-Кузбасс».
UDC 622.235
INFLUENCE BLASTING WORKS OPENCAST COLLIERY «ZARECHNY» FOR UNDERGROUNDPERMANENT WORKINGS MINE «TALDINSKAYA-ZAPADNAYA-2»
Menzhulin M.G., D.Eng.Sc, prof., graf20@yandex.ru, National mineral resources university «University of Mines», Russia,
Korshunov G.I., D.Eng.Sc,, prof.,korshunov@yandex.ru, National mineral resources university «University of Mines», Russia,
Afanasyev P.I., PhD, Head of laboratory, afan_@mail.ru, National mineral resources university «University of Mines», Russia,
ShchipachevA.S., Deputy Technical Director, Shchipachev@suek.ru, OCM «SUEK-Kazbass».
Currently, protection of buildings and structures from the effects explosion is an important task, which allows ensuring the safety of constraction, preventing loss of life and nonstop mining operations. Measurements of velocities, displacements explosion aredescribed. Present preliminary results of the evaluation of explosions on underground permanent workings mine.
Key words: seismic explosion wave, competence of mine, blast, safety of mining. REFERENCES
1. Abdurashidov K.S. Sejsmostojkost' sooruzhenij (Earthquake Engineering)/ Abdura-shidov K.S., T.Zh. Zhunusov i dr. // Moscow: Nauka, 1989, 192 p.
2. Azarkovich A.E. Tehnicheskie pravila vedenija vzryvnyh rabot v jenergeticheskom stroitel'stve (Technical rules of blasting in the energy construction) / Azarkovich A.E., Davy-dov S.A. i dr.// M.: Institut Gidroproekt, 1987, 267 p.
3. Azarkovich A.E. Vzryvnye raboty vblizi ohranjaemyh obektov (Blasting operations near protected objects)/ Azarkovich A.E., Shujfer M.I., Tihomirov A.P. // Moscow: Nedra, 1984, 213 p.
4. Zhurilo A.A. Razuprochnenie gornogo massiva pri fizicheskom vozdejstvii (Softening of rock during physical impact)/ Zhurilo A.A., Katkov G.A., Levin B.V. //Moscow: Ob-zor CNIJelugol', 1987, 54 p.
5. Kusov N.V. Snizhenie vybrosoopasnosti pri dinamicheskom vozdejstvii na ugolnyj massiv (Reduced outburst during dynamic impact on coal mass) / N.V. Kusov, A.A.Kuznecov, A.V.Dokukin // Moscow: Nauka, 1985, 184 p.
6. Pazdnikov N.V. Sejsmobezopasnost'gornyh vyrabotokpri vzryvah v kar'ere (Seismic safety mining explosions in the quarry) / Pazdnikov N.V., Kartuzov M.I., Abramov N.L., Vlasov V.G. // Burovzryvnye raboty na glubokih kar'erah, Sb. nauchn. tr.. Sverdlovsk, 1984, No 75, pp. 26-28.
7. Menzhulin, M.G. Razvitie ochagov razrushenija v zdanijah i sooruzhenijah pri voz-dejstvii sejsmovzryvnyh udarnyh vozdushnyh voln (Development of centers of destruction in buildings and structures under the influence of seismic shock waves of air)/ M.G. Menzhulin, A.A lvanovskij // Gornyj informacionno-analiticheskij bjulleten'. Otdel'nyj vypusk. VZRYVNOE DELO. 2007. Vyp. 8. pp.228-229.
8. Menzhulin M.G. Prognozirovanie spektral'nogo sostava sejsmovzryvnyh kolebanij (Prediction of seismic vibrations spectral composition)/ Menzhulin M.G., Egorov M.G. // SPb, Sb. tezisov dokl. «Vtorye Savinovskie chtenija», 1997, pp. 41.
9. Menzhulin M.G. Ocenka stepeni vozdejstvija sejsmovzryvnyh voln na zdanija i sooruzhenija na osnovanii raschetov ochagov razrushenija (Evaluation of the impact of seismic waves on buildings and structures on the basis of calculations of failure centers)// Menzhulin M.G., Afanas'ev P.I., Zaharjan M.V., Trofimov A.V./ Sbornik Vzryvnoe delo No 102/59 No 96/53, Moscow. 2009.
10. Mosinec V.N. Drobjashhee i sejsmicheskoe dejstvie vzryva v gornyh poroda (Blunt and seismic effects of the explosion in the rock). Moscow: Nedra 1976, 271 p.
11. Jurevich G.G. Ohrana gornyh vyrabotok ot vozdejstvija vzryvov (Protection from exposure to mining explosions )// Jurevich G.G., Beljakov V.D., Sevast'janov B.N./ Moscow: Nedra 1972, 136 p.
