ТЕХНОЛОГИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ

ТЕХНОЛОГИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ
ВЗРЫВНЫХ РАБОТ
Методические указания
по выполнению лабораторных работ
для студентов, обучающихся по направлению подготовки
130400.65 – «Горное дело», специализация
«Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»
Составитель К. М. Кантеев
Владикавказ 2015
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»
Кафедра «Горное дело»
ТЕХНОЛОГИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ
ВЗРЫВНЫХ РАБОТ
Методические указания
по выполнению лабораторных работ
для студентов, обучающихся по направлению подготовки
130400.65 – «Горное дело», специализация
«Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»
Составитель К. М. Кантеев
Допущено
редакционно-издательским советом
Северо-Кавказского горно-металлургического института
(государственного технологического университета).
Владикавказ 2015
1
УДК 622.235
ББК 33.133
К19
Рецензент:
доктор технических наук, профессор СКГМИ (ГТУ)
Кожиев Х. Х.
К19
Технология и безопасность взрывных работ: Методические указания по выполнению лабораторных работ / Сост.:
К. М. Кантеев; Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет). – Владикавказ: Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет). Изд-во «Терек»,
2015. 54 с.
Сборник методических указаний по выполнению лабораторных
работ по курсу «Технология и безопасность взрывных работ» разработан в соответствии с рабочей программой по специальности
130404.65.
В сборник включены наиболее важные разделы дисциплины,
изучение которых позволяет освоить практические навыки и приемы ведения буровзрывных работ и получить необходимый уровень
теоретических знаний.
УДК 622.235
ББК 33.133
Редактор: Иванченко Н. К.
Компьютерная верстка: Кравчук Т. А.
 Составление. ФГБОУ ВО «Северо-Кавказский
горно-металлургический институт (государственный
технологический университет)», 2015
 Кантеев К. М., составление, 2015
Подписано в печать 25.06.2015. Формат бумаги 60х84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура «Таймс».
Печать на ризографе. Усл. п.л. 3,2. Уч.-изд.л. 2,1. Тираж 25 экз. Заказ № ____.
Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный
технологический университет). Изд-во «Терек».
Отпечатано в отделе оперативной полиграфии СКГМИ (ГТУ).
362021. Владикавказ, ул. Николаева, 44.
2
Порядок проведения лабораторных занятий
Студенты знакомятся с темой и целью лабораторной работы.
Изучают путем самостоятельной проработки техническую литературу, лекционный материал и методические указания к конкретной лабораторной работе.
Знакомятся с промышленными образцами приборов и оборудования, плакатами и текстами в рамках темы лабораторной работы.
Каждый студент получает индивидуальное задание и решает его
с использованием справочной литературы, плакатов, макетов, как в
лабораторных условиях, так и самостоятельно.
По окончании лабораторной работы составляют отчет (титульный лист отчета – приложение 1).
3
Содержание
Лабораторная работа № 1. Механизм разрушения горных пород
при бурении шпуров и скважин .......................................................... 5
Лабораторная работа № 2. Испытание промышленных
взрывчатых веществ ............................................................................. 12
Лабораторная работа № 3. Расчет кислородного баланса
и составление рецептуры промышленных взрывчатых
веществ .................................................................................................. 19
Лабораторная работа № 4. Средства и технология огневого
и электроогневого инициирования зарядов
промышленных ВВ............................................................................... 23
Лабораторная работа № 5. Изучение взрывных машинок
для электрического инициирования зарядов
промышленных ВВ............................................................................... 29
Лабораторная работа № 6. Средства и технология
электрического инициирования зарядов промышленных ВВ .......... 35
Лабораторная работа № 7. Контрольно-измерительные
приборы для проверки электрических взрывных сетей.
Расчет электровзрывных цепей ........................................................... 40
Лабораторная работа № 8. Параметры буровзрывных работ
при проведении горных выработок .................................................... 45
Приложение 1........................................................................................ 53
Литература ............................................................................................ 54
4
Лабораторная
работа №1
МЕХАНИЗМ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД
ПРИ БУРЕНИИ ШПУРОВ И СКВАЖИН
Цель работы – ознакомление студентов с основными способами
бурения шпуров и скважин, механизмами разрушения горных пород
при различных способах бурения, буровым оборудованием и буровым инструментом.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Основную часть всех горных выработок в подземных условиях и
на поверхности проходят с помощью буровзрывных работ, с использованием взрывчатых веществ (ВВ).
Для размещения зарядов промышленных ВВ в массиве создаются искусственные полости (шпуры и скважины) путем бурения – одного из наиболее трудоемких и дорогостоящих процессов в технологии проходки выработок.
Процесс бурения состоит в разрушении породы буровым инструментом и удалении продуктов разрушения из шпура (скважины).
Шпур – искусственная цилиндрическая полость (выработка) в
массиве горных пород диаметром до 75 мм и глубиной до 5 м, пробуренная бурильной машиной.
Скважина – искусственная цилиндрическая полость (выработка)
в массиве горных пород диаметром более 75 мм или глубиной более
5 м при любом диаметре, пробуренная буровым станком.
Многообразие средств и способов бурения требует их классификации.
По характеру разрушения породы применяемые способы бурения делятся на:
механические – буровой инструмент непосредственно воздействует на горную породу, разрушая ее;
немеханические – разрушение происходит без непосредственного
контакта с породой источника воздействия на нее (термические,
взрывные, электрические, ультразвуковой и т. д.).
В данной работе рассматриваются механические способы
бурения.
Механическое разрушение – отделение горных пород от массива,
их дробление путем воздействия на породу породоразрушающего ин5
струмента (резца, фрезы, шарошки, коронок и т. д.). В результате
действия того или иного механического фактора протекают физические процессы чисто механического разрушения породы: сжатие,
раздавливание, дробление, скалывание, резание и др.
К механическим способам бурения относятся: вращательный,
ударный, вращательно-ударный и ударно-вращательный. Способы
бурения определяются кинематической схемой и конструкцией буровых машин.
Разрушение породы при механических способах бурения осуществляется твердым породоразрушающим (буровым) инструментом
как при колонковом бурении с отбором керна, так и при бурении
сплошным забоем.
При проведении выработок различного технологического назначения в основном применяют буровзрывной способ разрушения горных пород, заключающийся в образовании зарядных полостей (шпуров, скважин) путем бурения и размещения в них зарядов промышленных ВВ.
При вращательном способе бурения порода разрушается при
вращении породоразрушающего инструмента с наложением постоянно действующего (статического) осевого усилия. Этот способ в основном применяется при бурении в мягких и средней крепости породах (f ≤ 10).
При ударном (ударно-поворотном) способе разрушение породы
происходит вследствие нанесения ударов породоразрушающим инструментом с определенной силой и скоростью (частотой).
Выделяются следующие комбинации ударного и вращательного
способов бурения.
Ударно-поворотное бурение бурильными молотками (перфораторами), при котором инструмент в промежутках между ударами поворачивается на определенный угол.
Характер процесса внедрения лезвия бура в породу зависит от
физико-механических свойств породы, от величины и формы инструмента, его механических свойств, мощности перфоратора и режима его работы.
Лезвие бура (буровой коронки) при внедрении должно преодолеть силы сцепления частиц породы ниже поверхности забоя шпура
или скважины и по цилиндрической поверхности (рис. 1.1).
После каждого удара бур поворачивается на определенный
угол.
6
Рис. 1.1. Схема внедрения
инструмента в горную породу
Для эффективной работы инструмента последующие удары бура
производятся с таким углом поворота β, при котором горизонтальная
составляющая силы удара и вращательный момент (холостого хода
бура) преодолели сопротивление
сколу по плоскости сектора ВОВ1 и
СОС1.
При повороте лезвия бура на
1800 порода забоя шпура разрушается на глубину h0 за число ударов
180 
n
.

Если число ударов в минуту
равно nо, то углубление шпура (мм)
в минуту будет равно
hmin 
ho no
n .
Величины n и nо определяются конструкцией бурильной машины, ее типоразмером и даются в паспорте машины.
Угол β в существующих конструкциях перфораторов колеблется
от 15о до 30о.
При вращательном бурении (рис.
1.2) разрушение горных пород производит резец (буровая коронка), который
под действием осевого усилия Р внедряется в породу, вращаясь под действием
силы Q, и производит разрушение по
всей площади забоя шпура (скважины).
В результате резец движется по винтовой поверхности (сочетание поступательного и вращательного движения) с
толщиной стружки h.
Скорость бурения резцовым инструментом
подсчитывается по форРис. 1.2. Схема разрушения породы при вращательном бурении муле:
7
V = n . m . h,
где n – частота вращения, с-1;
m – число лезвий коронки;
h – толщина срезаемого слоя породы, мм.
Механизм разрушения породы при вращательном бурении носит
характер периодического скола с резкими колебаниями усилий на
лезвие инструмента от максимума до минимума, т. е. элементарный
цикл разрушения характеризуется двумя периодами.
Первый период – формирование перед режущей гранью области
высоких нагрузок без существенного продвижения резца, характеризуемого максимальным усилием на лезвие и максимальной потребляемой мощностью бурильной машины.
Второй период – период скола объема элемента разрушаемой породы. Во время скола сопротивление породы и потребляемая мощность резко снижаются до минимума. За этот период резец проходит
некоторый участок до встречи с ненарушенной породой, после чего
сопротивление движению резца снова быстро увеличивается до максимума.
При ударно-вращательном бурении перфораторами с независимым вращением удары наносятся по непрерывно вращающемуся инструменту. При этом порода разрушается в основном в результате
ударов.
При вращательно-ударном бурении удары наносятся по непрерывно вращающемуся инструменту, находящемуся под большим постоянно действующим осевым усилием. Разрушение породы происходит в результате ударов и вращения инструмента.
Буровые машины
Буровые машины классифицируются по:
1) роду потребляемой энергии – пневматические, электрические,
гидравлические, работающие от двигателей внутреннего сгорания;
2) устройству и принципу действия – ударно-поворотные, вращательные, ударно-вращательные и вращательно-ударные;
3) способу установки в забое и направлению бурения:
• переносные (ПП) – устанавливаются на пневмоподдержках,
бурятся шпуры горизонтальные и слабонаклонные; бурение
нисходящих шпуров – без пневмоподдержек;
8
• телескопные – (ПТ) для бурения восходящих шпуров, подающее устройство (телескоп) составляет одно целое с перфоратором;
• колонковые – (ПК) устанавливаются на распорных колонках,
бурится полный веер шпуров в горизонтальной плоскости и
полный веер шпуров в вертикальной плоскости;
• буровые каретки и самоходные буровые установки.
Буровой инструмент
Рабочим органом инструмента для ударно-поворотного бурения
шпуров является бур, состоящий из коронки 3, буровой штанги 2,
хвостовика 1 с буртиком (рис. 4.3, см. также плакаты и промышленные образцы).
Рис. 1.3. Бур с центральной промывкой:
а – бур; б – хвостовик буровой штанги; 1 – хвостовик;
2 – буровая штанга; 3 – коронка
Хвостовик воспринимает удары поршня бурильного молотка, а
коронка бура воздействует на породу и разрушает ее. Буртик служит
для ограничения длины хвостовика и недопущения выпадения бура
из буродержателя перфоратора.
Буровые штанги для переносных и телескопных перфораторов
изготовляют из шестигранной стали, для колонковых – из круглой
стали типа ШБВ-32, ШБВ-40 диаметром 32 и 40 мм, длиной
от 1 до 5 м.
9
В зависимости от прочности и абразивности горной породы
применяют съемные коронки долотчатой, крестовой и х-образной
формы со сплошными или прерывистыми лезвиями.
Коронка состоит из корпуса с посадочным конусом и пера, в которое впаяна пластинка твердого сплава, имеющая режущую кромку.
В корпусе коронки имеются отверстия, предназначенные для подачи
промывочной жидкости или отсоса пыли (см. рис. 1.4, см. также промышленные образцы и плакаты).
Рис. 1.4. Твердосплавная долотчатая коронка:
1 – корпус; 2 – посадочный конус; 3 – твердосплавная пластинка;
4 – отверстия для промывки или продувки шпура
У коронок, предназначенных для бурения в породах ниже средней крепости, угол заострения лезвия составляет 70о–80о, для пород
средней крепости и крепких 80о–90о и для весьма крепких пород –
90о–100о.
10
Коронки армируются пластинками или штырями из твердого
сплава ВК (вольфрам-кобальт). Сплав ВК-15 применяют для коронок
при бурении в породах с f ≥ 15, сплав ВК-8 в породах с коэффициентом крепости f < 15.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Изучить инструкцию.
2. Разобрать теорию разрушения породы при различных способах бурения.
3. Ознакомиться с промышленными образцами бурильных машин и бурового инструмента.
4. Разобрать кинематические схемы бурильных машин для различных способов бурения.
5. Определить тип бурильной машины и бурового инструмента
для условий бурения, заданных преподавателем.
Контрольные вопросы
1. Что называется шпуром и скважиной?
2. В чем заключается процесс бурения?
3. Способы воздействия бурового инструмента на породу.
5. Определение механического разрушения.
4. Механические способы бурения.
6. Характеристика процесса разрушения породы при ударноповоротном бурении (при вращательном).
7. Скорость бурения при ударно-поворотном бурении (при вращательном).
8. Классификация машин для бурения шпуров.
9. Что является рабочим органом инструмента для ударноповоротного бурения?
10. Буровые штанги.
11. Буровые коронки.
11
Лабораторная р абота №2
ИСПЫТАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ
ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Цель работы: изучение методов испытаний ВМ для определения их пригодности и применения на взрывных работах или к дальнейшему хранению.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В соответствии с действующими нормами и правилами все
взрывчатые материалы должны подвергаться испытаниям по определению пригодности их для хранения и применения при взрывных работах как при поступлении на склад, так и периодически в процессе
хранения.
Промышленные ВВ подвергают следующим испытаниям:
I. Для оценки взрывчатых свойств, характеризующих производственную эффективность, производят экспериментальное определение скорости детонации, бризантности, работоспособности. Кроме
того, экспериментальным или расчетным путем для новых сортов ВВ
определяют теплоту и работу продуктов взрыва, объем, температуру
и давление газов взрыва.
II. Для проверки качества ВВ, их соответствия пригодности к
применению производят определение полноты детонации, способности к передаче детонации от патрона к патрону, влажности ВВ, химической и физической стойкости.
Для ВВ, содержащих нитроэфиры в количестве более 30 %, производят определение их экссудации.
III. Для оценки чувствительности и опасности ВВ в обращении
определяют чувствительность к тепловому импульсу, к удару и трению, к инициированию, склонность к пылению, электризации. Для
эмульсионных ВВ разработаны международные специальные методы
испытаний.
IV. Для характеристики технологичности применения ВВ проводят оценку сыпучести, дисперсности, увлажняемости, водоустойчивости, расслаиваимости, слеживаемости, химической стойкости.
12
I. Методы оценки взрывчатых свойств ВВ
Определение скорости детонации методом Дотриша
Наиболее простой способ
основан на сравнении известной скорости детонации детонирующего шнура (ДШ) со
скоростью детонации испытываемого заряда ВВ (метод Дотриша, см. рис. 2.1).
Суть метода заключается в
следующем. На боковой поверхности заряда диаметром 31
± 1 мм и длиной 300 мм делаются два отверстия на расстояРис. 2.1. 1 – инициатор; 2 – заряд ВВ; 3 нии S = 200 мм, в которые
– оболочка; 4, 6 – отрезки ДШ длиной вставляются концы отрезков
ДШ. Два других конца ДШ
L1,L2 cоответственно;
прикрепляются изоляционной
5 – свинцовая пластинка
лентой к жестяной пластине
толщиной 0,3–0,5 мм с прокладкой толщиной 10 мм. Уголок одного
конца пластины срезается для обеспечения возможности установки
пластины в первоначальное положение.
При взрыве детонация распространяется по заряду и по обеим
ветвям ДШ. Длина отрезков ДШ (обычно 0,6 м и 1,1 м) рассчитывается так, чтобы встреча волн детонации произошла в пределах пластинки. На месте встречи волн на пластинке остается вмятина.
Скорость детонации (м/с) рассчитывают, исходя из равенства
времени распространения детонационных волн по отрезку ДШL1, заряду ВВ и отрезку ДШL2, т. е.:
L1  a  m S L2  m


;
V ДШ
VВВ V ДШ
отсюда
VВВ 
SV ДШ
L1  L2  а  2m
13
(м/с).
Точность определения скорости детонации ВВ этим методом составляет ±3 %.
Определение бризантности заряда ВВ
По характеру действия взрыва на массив принято различать бризантное (дробящее) и фугасное (общее) действие.
К бризантным формам работы взрыва относится измельчение
породы на контакте и в непосредственной близости от заряда.
Оценка бризантного действия ВВ производится на свинцовых цилиндрах (метод Гесса).
Суть способа заключается в
следующем (рис. 2.2): навеску
ВВ массой 50 г в цилиндрической бумажной оболочке диаметром 40 мм плотностью 1г/см3
с отверстием для детонатора
устанавливают
на
круглую
стальную пластинку толщиной
10мм и диаметром 41 мм. Эту
Рис. 2.2. Определение бризантности ВВ. пластинку устанавливают на
а – сборка перед взрывом; б – обжатый свинцовый столбик диаметром
свинцовый столбик;
40 мм и высотой 60 мм. Столбик
1 – капсюль-детонатор; 2 –заряд ВВ;
укрепляют на стальной плите
3 – шпагат; 4 – стальная пластина;
толщиной не менее 20 мм.
5–подставка; 6 – свинцовый столбик;
При взрыве заряда ВВ про7 – бумажная оболочка заряда
исходит уменьшение высоты
свинцового столбика, который
приобретает грибообразную форму. Бризантность характеризуется
величиной осадки столбика после взрыва в мм, которая измеряется в
четырех взаимно перпендикулярных направлениях.
Получаемая величина является относительной и не может полностью характеризовать эффективность действия взрыва при отбойке
породы.
Определение работоспособности ВВ
Определение работоспособности (фугасности) ВВ осуществляют
в массивной свинцовой бомбе (рис. 2.3).
14
а
б
в
Рис. 2.3. Определение работоспособности ВВ (метод Трауцля):
а – бомба Трауцля; б, в – бомба до и после взрыва;
1 – электродетонатор; 2 – заряд ВВ
Цилиндрическая бомба (проба Трауцля) представляет собой
свинцовый цилиндр высотой 200 мм и диаметром 200 мм, изготовленный из рафинированного свинца. Цилиндр имеет несквозное отверстие по оси глубиной 125 мм и диаметром 25 мм, в которое помещают заряд массой 10 г с плотностью 1 г/см3 в бумажной оболочке
(патрон). В патрон вставляют капсюль-детонатор. Пространство над
зарядом ВВ засыпают кварцевым песком.
После взрыва замеряют объем образовавшейся грушевидной полости, очищая ее и заливая в нее жидкость.
Из полученного объема жидкости вычитают первоначальный
объем канала (61,5 см3) и объем полости, образуемый взрывом одного
капсюля-детонатора (28–30 см3).
Увеличение объема служит относительной характеристикой работоспособности ВВ или его фугасности.
II. Методы проверки качества ВВ
Свойства ВВ могут изменяться в процессе транспортировки и
хранения. Поэтому при поступлении на склад и в процессе хранения
все ВВ периодически должны испытывать для оценки их пригодности
к дальнейшему хранению и безопасному использованию для взрывных работ.
При поступлении ВВ на базисные склады выполняют весь комплекс испытаний. На расходных складах ВВ подвергают только
наружному осмотру, если они поступают туда с базисного склада.
Испытания ВВ выполняют взрывники или лаборанты под руководством заведующего складом ВМ в следующие сроки:
15
1. ВВ, не содержащие жидких нитроэфиров, – в конце гарантийного срока и каждые три месяца после его истечения;
2. ВВ, содержащие жидкие нитроэфиры, испытывают в конце
гарантийного срока и через каждый месяц после его истечения;
3. Если возникает сомнение в доброкачественности ВВ, проводят испытания независимо от срока хранения.
Испытание на передачу детонации
Промышленные ВВ должны обладать такой детонационной способностью, чтобы при инициировании одного из патронов удлиненного заряда ВВ, состоящего из 5÷10 патронов стандартного диаметра
(32–46 мм), даже если они разделены воздушными промежутками,
безотказно взрывался весь заряд ВВ.
Испытание ВВ на способность к передаче детонации на расстояние выполняется следующим образом (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Испытание ВВ на передачу детонации
Два патрона ВВ укладываются на твердом грунте с подсыпкой
песка слоем толщиной 2–3 см так, чтобы патроны были расположены
строго по одной оси, но находились на некотором расстоянии один от
другого. Плотность, масса и размеры патронов должны соответствовать промышленным образцам данного ВВ. При испытании непатронированных ВВ готовятся патроны массой 200±10 г, диаметром 32
мм при плотности 1 г/см3.
Один патрон служит боевиком и снабжен детонатором. Второй
патрон, который должен детонировать под влиянием активного патрона, называется пассивным.
Затем производят взрыв и по углублению в грунте на месте расположения патронов и по отсутствию остатков ВВ или по оболочке
устанавливают полноту детонации обоих патронов. В зависимости от
результатов опыта выполняют взрыв следующих патронов, расстояние между которыми увеличивают или уменьшают на 1 см.
16
Наибольшее расстояние, при котором наблюдается полная детонация
обоих испытываемых патронов при трех опытах, считается расстоянием передачи детонации.
На местах применения ВВ обычно ограничиваются проверкой
расстояния передачи детонации, зафиксированного в ГОСТе для данного ВВ.
Если при испытании будет установлено, что ВВ не выдерживает
расстояния, установленного стандартом, тогда определяют фактическое расстояние передачи детонации и, в зависимости от полученных
результатов, принимают решение об условиях использования этой
партии ВВ или о ее непригодности и уничтожению.
Наличие экссудации для нитроглицериновых ВВ (выделение
нитроглицерина или нитрогликоля) определяется при внешнем
осмотре ВВ. При отсутствии экссудации не должно быть следов жидкости ни в ящиках, ни в коробках, ни на патронах и обертках патронов.
Допускается только наличие блестящей полоски на стыке внутреннего края обертки патрона с налегающим на него следующим слоем обертки шириной не более 6 мм.
Экссудирующие ВВ подлежат немедленному уничтожению.
Определение влажности аммиачно-селитренных ВВ
Из средней пробы ВВ, отобранной для других видов испытаний,
берут (с точностью до 0,01) две навески ВВ, которые помещают в тарированные фарфоровые чашки и сушат в термостатах или сушильных камерах до постоянной массы при температуре 65 оС. После этого навески охлаждают в эксикаторе и вновь взвешивают. Убыль
в массе, выраженная в процентах, дает содержание влаги в испытуемом ВВ:

С1  С2
100 %
С1
,
где С1 – масса навески ВВ до просушки вместе со стаканчиком, г;
С2 – то же, после просушки, г.
17
Контрольные вопросы
1. Классификация способов испытаний.
2. Периодичность испытаний.
3. Способы испытаний работоспособности, бризантности, скорости детонации.
4. Способ определения расстояния передачи детонации для патронированных ВВ, для гранулированных ВВ.
5. Что такое экссудация? Методы определения экссудации. Требования безопасности.
18
Лабораторная р абота №3
РАСЧЕТ КИСЛОРОДНОГО БАЛАНСА
И СОСТАВЛЕНИЕ РЕЦЕПТУРЫ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Цель работы – ознакомление с методикой расчета кислородного
баланса промышленного ВВ и методикой составления его рецептуры.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Кислородный баланс – соотношение между количеством кислорода, фактически содержащемся в составе данного ВВ, и тем его количеством, которое необходимо для полного окисления всех горючих
элементов, входящих в состав этого ВВ.
Под полным окислением понимается окисление водорода до воды, а углерода – до углекислого газа. При этом выделяется молекулярный азот и кислород. Если в составе ВВ находится металл, то образуется его высший окисел.
Реакции полного окисления:
С + О2 → CО2 + 396 кДж/моль;
Н2 + 0,5О2 → Н2О + 283 кДж/моль (при воде жидкой);
Н2 + 0,5О2 → Н2О + 241 кДж/моль (при воде парообразной);
2Al + 1,5О2 → Аl2О3 + 1671 кДж/моль.
Отсюда, если ВВ имеет состав в виде СaHбNсОd, то кислородный
баланс этого ВВ (%):
b 

d  (2a  2 ) 16
 100 ,
Кб = 
M 
где 16 – относительная атомная масса кислорода;
МВВ – молекулярная масса ВВ.
b
При d > 2а + – кислородный баланс положительный,
2
b
при d = 2а + – кислородный баланс нулевой,
2
19
b
– кислородный баланс отрицательный.
2
ВВ с нулевым кислородным балансом при взрыве выделяют
максимальное количество энергии и минимальное количество ядовитых газов.
При взрыве ВВ с отрицательным кислородным балансом (в зависимости от относительного количества кислорода) образуется либо
ядовитая окись углерода (угарный газ) с меньшим выделением тепла,
т. е.
С + 0,5О2 → СО + 109 кДж/моль,
при d < 2а +
либо чистый углерод в виде сажи, резко снижающий образование газов.
При положительном кислородном балансе уменьшается выделение энергии, т. к. образуется ядовитая окись азота с поглощением
тепла
0,5N2 + 0,5О2 → NO – 90,5 кДж/моль.
Примеры расчета кислородного баланса
Пример 1
Определить кислородный баланс тротила С7Н5(NO2)3, относительная молекулярная масса которого 227.
Для полного окисления необходимо
b
5
2а + = 2 · 7 + = 16,5 атомов кислорода.
2
2
В составе ВВ имеется шесть (6) атомов кислорода.
Следовательно,
Кб=
6  16,5  16  100
227
= – 74 %.
Пример 2
Определить кислородный баланс граммонита 30/70. Состав
граммонита 30/70 – 30 % аммиачной селитры и 70 % тротила.
Кислородный баланс аммиачной селитры АС, определенный вышеописанным способом, равен (+20 %).
Тогда, кислородный баланс граммонита 30/70:
0,3 · (+20) + 0,7 · (–74) = – 45,8 %.
20
Рецептура промышленных ВВ
Обычно при изготовлении промышленного ВВ его состав подбирается таким образом, чтобы кислородный баланс был близок к нулевому.
При изготовлении патронированных ВВ принимается небольшой
положительный кислородный баланс [+(4–6) %] для окисления материала оболочки патронов.
Основным условием при изготовлении ВВ для подземных горных работ является образование при взрыве 1 кг ВВ не более 40 л
ядовитых газов в пересчете на условную окись углерода.
Если образуются окислы азота и сернистый газ, то для их перевода к условной окиси углерода принимаются поправочные коэффициенты – 6,5 и 2,5 соответственно.
Для открытых горных работ требования к кислородному балансу
применяемых ВВ менее жесткие.
Методика составления рецептуры промышленных ВВ поясняется
на следующих примерах.
Пример 1
Составить рецептуру игданита с нулевым кислородным балансом
на основе аммиачной селитры и дизельного топлива.
Кислородный баланс ДТ =(–320 %),
кислородный баланс АС = (+ 20 %).
Количество весовых частей АС для окисления одной части ДТ:
n=
К б ДТ 320
=
= 16.
К б ДС
20
Тогда содержание ДТ во взрывчатом веществе:
х=
100 100
=
= 5,9 %.
1 n
17
Отсюда, содержание АС определяется так:
100 – х = 100 – 5,9 = 94,1 %.
Следовательно, формула игданита
94,1 % АС + 5,9 % ДТ.
21
Пример 2
Определить рецептуру ВВ с нулевым кислородным балансом на
основе аммиачной селитры NH4NO3 и тротила С7Н5(NO2)3.
Кислородный баланс тротила –74 %, относительная молекулярная масса 227. Кислородный баланс АС +20 %, относительная молекулярная масса 80.
Состав смеси должен отвечать условию:
х · (–74 %) + (100 – х) · 20 % = 0,
где х – содержание в смеси тротила, %.
Решение данного уравнения показывает, что х = 21 %, а (100 – х) = 79 %.
Такому составу соответствует граммонит 79/21 и аммонит 6 ЖВ.
Обозначим число молей АС через – У, число молей тротила через – Z.
У 80
79
Тогда из соотношения
=
получим
Z 227
21
У=
79 Z  227
= 10,7;
2180
Приняв Z = 1, получим У = 10,7.
Следовательно, молекулярное уравнение граммонита имеет вид:
Z + 10,7У = С7Н5 (NO2)3 + 10,7NН4 NO3.
Контрольные задания
1. Определить кислородный баланс акватола 65/35.
2. Определить
кислородный
баланс
динитронафталина
С10Н6(NО2)2, имеющего относительную молекулярную массу 218.
3. Определить кислородный баланс тена C5H8(ONO2)4, относительная молекулярная масса которого 316.
4. Определить кислородный баланс ифзанита, состоящего из
40 % АС, 16 % алюминиевой пудры и 44 % тротила.
Контрольные вопросы
1. Что называют кислородным балансом, каково его значение?
2. Реакции полного окисления.
3. Что происходит при взрыве ВВ с положительным (отрицательным) кислородным балансом?
4. Методика составления рецептуры ВВ.
22
Лабораторная р абота №4
СРЕДСТВА И ТЕХНОЛОГИЯ ОГНЕВОГО
И ЭЛЕКТРООГНЕВОГО ИНИЦИИРОВАНИЯ ЗАРЯДОВ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ВВ
Цель работы – изучить конструкцию и принцип действия
средств огневого и электроогневого инициирования. Освоить технологию огневого и электроогневого инициирования.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Огневой способ инициирования применяется на земной поверхности и только в тех случаях, когда он не может быть заменен электрическим или другим, в т. ч. неэлектрическими системами инициирования.
Огневое инициирование предусматривает возбуждение взрыва
капсюля-детонатора от луча огня, передаваемого огнепроводным
шнуром.
К средствам огневого инициирования относятся: капсюльдетонатор, огнепроводный шнур, средства зажигания огнепроводного
шнура.
Капсюль-детонатор (КД) представляет собой цилиндрическую
гильзу (медную, алюминиевую или биметаллическую) диаметром 6–7
мм и длиной 47–51 мм, снаряженную
зарядами
первичного
(гремучая ртуть – Нg(CNO)2, THPC – C6H2(NO2)3PbH2O и азид свинца – PbN6) и вторичного (тетрил – С6Н2(NO2)4 NCH3), инициирующих ВВ (см. рис. 4.1 и плакат).
Заряд первичного инициирующего ВВ выбирают таким, чтобы
возбудить взрыв вторичного ВВ, величина которого подобрана, исходя из условий безотказного инициирования порошкообразных промышленных ВВ. Для усиления инициирующего действия донышко
капсюля-детонатора имеет кумулятивное углубление.
В гильзу детонатора запрессовывается сначала вторичное инициирующее ВВ, а затем вводится первичное инициирующее ВВ в металлической чашечке с отверстием в центре диаметром 2–2,5 мм. Для
предотвращения высыпания инициирующего ВВ отверстие чашечки
закрыто шелковой сеточкой, которая мгновенно сгорает от луча огня
ОШ и не снижает восприимчивости первичного инициирующего ВВ
к пламени.
23
Рис. 4.1. Устройство гремучертутного (а)
и азидового (б) капсюлей-детонаторов:
1 – гильза; 2 – чашечка; 3 – гремучая ртуть; 4 – вторичное
инициирующее ВВ (тетрил, гексоген); 5 – тенерес; 6 – азид свинца
Промышленностью выпускаются капсюли-детонаторы двух типов – гремучертутно-тетриловые и азидо-тетриловые.
Капсюли-детонаторы обладают высокой чувствительностью к
трению, удару, сжатию и огню, поэтому при обращении с ними нужно соблюдать максимальную осторожность.
Огнепроводный шнур (ОШ) предназначен для возбуждения горящей пороховой сердцевиной взрыва капсюля-детонатора, а также
воспламенения пороховых зарядов при отбойке штучного камня и др.
Огнепроводный шнур представляет собой слабоспрессованную
из дымного пороха с пластифицирующими добавками сердцевину 2 с
центральной направляющей нитью 1, завернутую в нитяные оплетки
3, 4, 6 с гидроизоляционной прослойкой 5 (см. рис. 4.2 и плакаты).
Рис. 4.2. Огнепроводный шнур марки ОША:
1 – направляющая нить; 2 – сердцевина из дымного пороха;
3, 4, 6, – первая, вторая и третья оплетки соответственно;
5 – водоизолирующее покрытие
Наружный диаметр огнепроводного шнура 5,5 мм. ЕПБ при
взрывных работах регламентировано – отрезок ОШ длиной 0,6 м
должен сгорать за 60–68 с.
24
ОШ выпускается следующих видов: асфальтированный ОША
(для сухих забоев), двойной асфальтированный ОШДА (для влажных
забоев), экструзионный ОШЭ с полиэтиленовой оболочкой и пластикатный ОШП (для обводненных забоев).
Средства зажигания огнепроводного шнура
При огневом инициировании нескольких зарядов ЕПБ при
взрывных работах разрешается поджигать концы ОШ, идущих к зарядам, тлеющим фитилем, отрезком ОШ с надрезами или специальными зажигательными патронами.
Спичкой разрешается поджигать шнур только при взрывании
одиночного заряда. Зажигательный тлеющий фитиль состоит из пропитанной раствором калиевой селитры сердцевины (пучок хлопчатобумажных или льняных ниток) диаметром 6–8 мм, заключенной в
хлопчатобумажную оплетку. Тлеет со скоростью 10 мм/мин.
При зажигании отрезком огнепроводного шнура (затравкой) в
нем предварительно делаются косые надрезы до сердцевины, из которых при горении вылетают искры, хорошо поджигающие шнуры.
Число надрезов должно быть равно числу поджигаемых отрезков
ОШ, а длина шнура (затравки) должна быть на 0,6 м короче по сравнению со шнуром самой короткой из применяемых зажигательных
трубок, но не менее 40 см.
При огневом взрывании длины огнепроводных шнуров в зажигательных трубках должны быть рассчитаны так, чтобы обеспечивался
своевременный отход взрывника от зарядов на безопасное расстояние.
Длина зажигательной трубки не должна быть короче 1 м, конец
огнепроводного шнура должен выступать из шпура не менее чем на
25 см.
При поджигании пяти зажигательных трубок и более для контроля времени, затрачиваемого на поджигание, должна применяться
контрольная трубка. Контрольную трубку необходимо поджигать
первой. Длина ее огнепроводного шнура должна быть не менее чем
на 60 см короче по сравнению со шнуром самой короткой из применяемых зажигательных трубок, но не менее 40 см.
После окончания поджигания зажигательных трубок или после
взрыва КД контрольной трубки (сгорания контрольного отрезка шнура), а также при затухании контрольного отрезка все взрывники обязаны немедленно отойти на безопасное расстояние или в укрытие.
25
Зажигательные патроны типа ЗП-Б (рис. 4.3) применяются
для группового одновременного
зажигания (от 7 до 38 отрезков
ОШ) и представляют собой бумажные стаканчики, на дне которых помещают в виде диска пороховой воспламеняющий состав. В
зависимости от числа поджигаемых отрезков ОШ патроны ЗП-Б
изготавливают пяти номеров.
Рис. 4.3. Зажигательный патрон ЗП-Б:
Собранные в пучок отрезки
1 – гильза, 2 – поджигаемые
ОШ помещают в стаканчик вплототрезки ОШ, 3 – поджигающий
ную к пороховому диску и закрепогнепроводный шнур,
ляются шпагатом. Одновременно в
4 – фиксирующий шпагат,
патрон вводится короткий (0,15–
5 – зажигательный состав
0,3 м) воспламеняющий отрезок
ОШ, который поджигает пороховой диск, от которого загораются все помещенные в патрон шнуры в
пучке.
Технология огневого инициирования
При огневом инициировании зарядов промышленных ВВ необходимо выполнить следующие операции:
- нарезать ОШ на отрезки заданной длины;
- изготовить зажигательные и контрольные трубки;
- изготовить патроны-боевики;
- перед началом заряжания выставить посты охраны в соответствии с паспортом БВР, подать предупредительный сигнал;
- произвести заряжание шпуров или скважин и их забойку в соответствии с паспортом БВР;
- подать боевой сигнал, зажечь контрольную трубку и отрезки
ОШ, идущие к зарядам, и уйти в безопасное место;
- вести счет взрываемых зарядов;
- осмотреть забой не ранее чем через 15 мин после последнего взрыва
и при обнаружении отказов ликвидировать их. При отсутствии отказов
дать сигнал отбоя и допустить рабочих к работам в зоне взрыва.
Достоинства огневого инициирования – простота выполнения
взрывных работ и низкая себестоимость.
26
Недостатки огневого инициирования – повышенная опасность,
так как взрывник в момент поджигания находится непосредственно у
зарядов ВВ, невозможность получения точных интервалов между
взрывами, невозможность контроля исправности средств инициирования, образование большого количества ядовитых газов при сгорании ОШ.
В таких условиях применяется электрическое или электроогневое инициирование, при котором воспламенение отрезков ОШ производится взрывником из безопасного места подачей тока в электрозажигатель, укрепленный на конце огнепроводного шпура.
Электроогневое взрывание должно проводиться с учетом соответствующих требований, предусмотренных при электрическом способе взрывания. Количество взрываемых зарядов не ограничивается.
Отрезки ОШ при электроогневом инициировании поджигаются с
помощью электрозажигателей огнепроводного шнура (ЭЗ-ОШ-Б),
электрозажигательных трубок (ЭЗТ-2) или электрозажигательных
патронов (ЭЗП-Б).
Электрозажигатель огнепроводного шнура ЭЗ-ОШ-Б (рис. 4.4а)
предназначен для поджигания одного отрезка ОШ. Используется
также для поджигания воспламенительного состава зажигательного
патрона ЗП-Б.
Рис. 4.4а. Электрозажигатель
огнепров. шнура: ЭЗ-ОШ-Б:
1,3 – обжимные втулки, 2 – гильза,
4 – бумажная втулка,
5 – электровоспламенитель
Рис. 4.4б. Электрозажигательный
патрон ЭЗП-Б: 1 – электровоспламенитель, 2 – вставное дно гильзы,
3 – сплошной вкладыш, 4 – защитный слой лака, 5 – выводные провода, 6 – гильза, 7 – резиновое кольцо,
8 – зажигательный состав,
9,10 – фиксирующие ЭВ вкладыши
27
Электрозажигательный патрон – ЭЗП-Б (рис. 4б) предназначен
для группового поджигания отрезков ОШ. В зависимости от числа
поджигаемых отрезков ОШ (от 7 до 38) патроны ЭЗП-Б изготавливают пяти номеров.
Электрозажигательная трубка ЭЗТ-2 (рис. 4.5) предназначена
для поджигания одного отрезка ОШ.
Рис. 4.5. Электрозажигательная трубка ЭЗТ-2:
1 – гильза, 2 – электровоспламенитель,
3 – зажигательный состав, 4 – отрезок огнепроводного шнура
В настоящее время вместо ЭЗП-Б используется чаще комплект из
ЗП-Б и ЭЗ-ОШ-Б.
Технология электроогневого взрывания аналогична огневому.
Отличие состоит только в том, что поджигание отрезков ОШ, идущих
к зарядам, осуществляется дистанционно средствами электроогневого
инициирования (ЭЗП-Б, ЭЗ-ОШ-Б, ЭЗТ-2), что исключает нахождение взрывника в момент зажигания отрезков ОШ, идущих к зарядам,
у заряженного забоя.
Контрольные вопросы
1. Область применения огневого инициирования.
2. Типы капсюлей-детонаторов.
3. Конструкция капсюля-детонатора.
4. Перечислить и охарактеризовать средства инициирования при
огневом способе возбуждения взрыва.
5. Привести конструкцию огнепроводного шнура.
6. Характеристики ОШ.
7. Способы (средства) поджигания отрезков ОШ.
8. Порядок и последовательность работ при огневом инициировании.
9. Достоинства и недостатки огневого инициирования.
10. Характеристика средств электроогневого взрывания зарядов,
преимущества электроогневого взрывания.
28
Лабораторная работа №5
ИЗУЧЕНИЕ ВЗРЫВНЫХ МАШИНОК
ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИНИЦИИРОВАНИЯ
ЗАРЯДОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВВ
Цель работы – изучение конструкции приборов, приобретение
практических навыков обращения с взрывными машинками различной конструкции.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Основной частью современных взрывных машинок является
конденсатор-накопитель, разряд которого на электровзрывную сеть
вызывает взрыв зарядов промышленных ВВ. Этот тип взрывных приборов называется конденсаторным. Разряд конденсатора составляет
3–5 мс, что позволяет безопасно использовать эти машинки на шахтах
и рудниках, опасных по взрыву газа и пыли.
Конденсаторные взрывные машинки в зависимости от источника
заряжания конденсатора-накопителя можно разделить на индукторные, аккумуляторные и батарейные.
Индукторная
конденсаторная
машинка
ВМК
500
(см. промышленное изделие) предназначена для ведения взрывных
работ электрическим способом в условиях, не опасных по взрыву газа
или пыли. На лицевой стороне закрываемого пластмассового корпуса
расположена кнопка «Взрыв» и окно «Готовность» для наблюдения
за свечением неоновой лампы (светосигнальное устройство) и линейные зажимы для подключения концов магистральных проводов. На
боковой стенке корпуса машинки имеется гнездо для приводной рукоятки индуктора.
Взрывная машинка ВМК-500 работает следующим образом. При
присоединении приводной рукоятки с валом индуктора контакт К2
(рис. 5.1) отключает блок конденсаторов-накопителей С6–С11 от разрядных сопротивлений Р3–Р4. Переменное напряжение, возникающее
на выходных клеммах индуктора М при вращении приводной рукоятки, подается к трансформатору Тр, от него к схеме умножения и выпрямления, состоящей из селеновых выпрямителей и блока конденсаторов СІ–С4.
Последовательно со схемой включен контакт К1, который замыкается с началом вращения приводной рукоятки и удерживается в
таком положении при частоте вращения не менее 4 с-1.
29
Рис. 5.1. Индукторная конденсаторная взрывная машинка ВМК-500:
1 – розетка штепсельного разъема; 2 – взрывная кнопка; 3 – окно
светосигнального устройства; 4 – корпус; 5 – линейные зажимы;
6 – приводная рукоятка; 7 – заглушка гнезда приводной рукоятки;
8 – гнездо приводной рукоятки: 9 – плечевой ремень
Рис. 5.2. Электрическая схема взрывной машинки ВМК-500
Система сигнализации о готовности взрывной машинки к подаче
импульса тока во взрывную сеть состоит из сопротивлений R1и R2,
конденсатора С5 и сигнальной лампочки Л, которая загорается при
номинальном значении напряжения на блоке конденсаторовнакопителей.
С прекращением вращения рукоятки привода индуктора контакт
К1 размыкается и блок конденсаторов-накопителей отключается от
зарядной цепи.
30
При нажатии кнопки «Взрыв» контакты 1–2 и 3–4 подключают
блок конденсаторов-накопителей через линейные зажимы К3 и К4 к
взрывной цепи.
Индукторная конденсаторная взрывная машинка КПМ-1А
На корпусе машинки находятся (см. плакат): гнездо приводной
рукоятки (ключа), линейные зажимы, дополнительный вывод для параллельного соединения машинок, окно сигнальной лампочки, взрывная кнопка. Электрическая схема машинки приведена на рисунке 5.3.
Рис. 5.3. Электрическая схема взрывной машинки КПМ – 1А
Схема работает следующим образом. Если рукоятка индуктора не
вставлена в свое гнездо и кнопка «Взрыв» не нажата, то выключатель А
разомкнут, а включатели Б замкнуты. При этом конденсатор-накопитель
С2 шунтирован резистором R2. Когда рукоятка индуктора (ключ) вставлена в гнездо корпуса машинки, автоматически размыкаются выключатели Б и разрядный резистор R2 отключается от конденсаторанакопителя. С началом вращения ключа замыкается выключатель А,
зарядная цепь подключается к конденсатору-накопителю и начинается
его заряжание, об окончании заряжания сигнализирует неоновая лампочка. После нажатия кнопки «Взрыв» контакты В замыкаются и присоединяют конденсатор-накопитель к взрывной цепи Rн.
Взрывные приборы с низковольтным автономным питанием
и преобразованием
К этому типу машинок относятся конденсаторные взрывные приборы ПИВ-100м и КВП 1/100м. Оба прибора имеют одинаковую
31
электрическую схему. Их различие состоит в том, что в электрической схеме ПИВ-100м имеется дополнительная схема для измерения
сопротивления электровзрывных цепей.
Питание приборов производится от гальванических элементов
«Марс». Прибор ПИВ-100м предназначен для работы в шахтах, опасных по взрыву газа и пыли.
В верхней части прибора ПИВ-100м (см. промышленное изделие)
имеется гнездо для ключа, линейные зажимы, рычаг пакетного переключателя (ИВЦ) измерительной схемы и окно шкалы. На торцевой
стороне прибора расположено окно сигнальной неоновой лампочки.
Прибор имеет две блокировки:
- ключ от прибора может быть установлен и вынут из гнезда
только в том случае, если миллисекундный переключатель установлен в положение «Взрыв»;
- при вставленном ключе невозможно подключение измерительной схемы к линейным зажимам.
Прибор ПИВ-100м работает следующим образом (рис. 5.4):
Для измерения сопротивления взрывной цепи ее подключают к
линейным зажимам Кл, рычаг пакетного переключателя переводят в
положение ИВЦ. Этому положению соответствует коммутация, приведенная на рис. 5.4. Она образует мост (R7,R9,R3 и сопротивление
взрывной сети), одну диагональ которого питают от источника Б2
через ограниченный резистор R6, во вторую диагональ моста включен
измерительный прибор ИП и резистор R10. Величина сопротивления
отсчитывается по шкале прибора ИП, градуированной от 0 до 400 Ом.
Цена деления 20 Ом.
Для производства взрыва необходимо вставить ключ в гнездо и
повернуть его в положение «Заряд». При этом переключатель В1 размыкает цепь разряда конденсатора-накопителя С2 через сопротивление R5. Преобразователь постоянного напряжения, собранный из
триода ПП, резисторов R1 и R2, трансформатора Тр и подключенный
к батарее Б1, начинает регенерировать переменный ток, который с
повышающей обмотки трансформатора поступает на умножитель
напряжения С1, Д1, Д2, выпрямляется и заряжает конденсаторнакопитель.
После достижения напряжения 610-670 В на С2 срабатывает
разрядник Л1, стабилизируя напряжение на конденсаторе С2, одновременно начинает работать релаксатор, собранный из резисторов R3,
R4, лампы Л2 и конденсатора С3, сигнализирующий о готовности
прибора к производству взрыва.
32
Рис. 5.4. Электрическая схема взрывного прибора ПИВ-100М
Поворотом переключателя в положение «Взрыв» разъединяют
цепь генератора, а конденсатор-накопитель на 2–4 мс включают во
взрывную цепь.
Электрическая схема прибора КВП-1/100м идентична схеме прибора ПИВ–100м. Единственное различие между ними заключается в
том, что в корпус прибора ПИВ-100м вмонтирован измеритель для
измерения сопротивления взрывной цепи.
Эти приборы удобны и просты в обращении и широко применяются в угольной промышленности.
Таблица 5.1
Техническая характеристика взрывных приборов
№
№
пп
1
1.
2.
3.
Показатель
2
Напряжение на конденсаторе-накопителе, В
Емкость конденсаторанакопит., мкФ
Время заряжания, с
ВМК500
3
Тип приборf
КПМ ПИВ1м
100м
4
5
КВП1/100м
6
3000
1500
610-670
500-600
3,3
2
10
10
20
4
8
8
33
Окончание табл. 5.1
1
4.
5.
6.
7.
2
Максим. число ЭД, соединенных последовательно
Максим. сопротивл. взрывной цепи, Ом
Число рабочих циклов
Миним. величина воспламеняющего импульса, 10-3Ас
3
4
5
6
800
100
100
100
2100
2000
300
2000
380
2500
380
2500
10-3
10-3
10-3
10-3
Контрольные вопросы
1. Типы взрывных приборов.
2. Основные узлы взрывных приборов.
3. Назначение конденсатора-накопителя.
4. Назначение схемы умножения напряжения и преобразователя
постоянного напряжения.
5. Светосигнальное устройство. Его назначение.
6. Назначение разрядного устройства.
7. Принцип действия прибора ВМК-500 и основные его характеристики
8. Принцип действия и основные характеристики прибора
КПМ-1А.
9. Блокировки, существующие в приборе ПИВ-100м.
10. Последовательность операции при измерении сопротивления
взрывной цепи прибором ПИВ-100м.
34
Лабораторная
работа №6
СРЕДСТВА И ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
ИНИЦИИРОВАНИЯ ЗАРЯДОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВВ
Цель работы – изучить технологию электрического инициирования, принцип действия, характеристики и конструкцию электродетонаторов и применяемых проводов.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
При электрическом способе инициирования взрыв электродетонатора возбуждается горящей воспламенительной смесью, нанесенной на мостик накаливания электровоспламенителя.
Электрический способ инициирования выполняется с помощью
электродетонаторов, проводников и источников электрического тока.
Область применения этого способа инициирования не ограничена.
Достоинства электрического инициирования: относительная
безопасность, возможность контроля исправности СИ и взрывных
сетей, обеспечение точного интервала замедления.
Недостатки: сложность выполнения, относительно высокая себестоимость, опасность преждевременного взрыва от блуждающих
токов.
Электродетонатор (ЭД) представляет собой капсюль-детонатор
с закрепленным в нем электровоспламенителем.
Электродетонаторы различают по времени срабатывания (мгновенного, короткозамедленного и замедленного действия),
по условиям применения (непредохранительные и предохранительные – для шахт и рудников, опасных по взрыву газа и пыли), по
величине заряда (обычные и повышенной мощности), по чувствительности к блуждающим токам (нормальной, пониженной и весьма
низкой чувствительности или грозоупорные).
Для взрывных работ в горной промышленности применяют электровоспламенители с металлическими мостиками накаливания с сопротивлением 0,5–5,0 Ом. Изготавливают из нихромовой (сплав 80 %
никеля и 20 % хрома) проволоки диаметром 24–54 мкм длиной до
5 мм.
Крепление мостика может быть эластичным и жестким. При первом способе крепления мостик приштампован к концам выводных
проводов.
35
При жестком креплении основой служит каркас, к которому
припаяны детонаторные (выводные) провода (см. плакат). Жесткое
крепление мостика обеспечивает большую стабильность характеристик ЭД, достаточную прочность крепления, большую безопасность в
обращении.
На мостик накаливания нанесена однослойная или двухслойная
воспламенительная головка. Состав головки легко воспламеняется
при пропускании электрического тока через мостик, а наружный слой
создает достаточно мощный луч огня для инициирования заряда первичного ВВ. Для предохранения от влаги воспламенительные головки
покрывают водонепроницаемым лаком. Конструкция ЭД приведена
на рис. 6.1:
Рис. 6.1. Электродетонаторы: а – мгновенного,
б – замедленного, в – короткозамедленного действия:
1 – гильза; 2 – вторичный инициирующий заряд; 3 – первичный инициирующий заряд; 4 – чашечка; 5 – мостик накаливания; 6 – воспламенительная головка; 7 – выводные (детонаторные) провода; 8 – пластмассовая пробка; 9 – специальный
зажигательный состав
Детонаторные (выводные) провода – одножильные, медные с
диаметром 0,5 мм и сопротивлением 0,09 Ом/м, имеют полихлорвиниловую, резиновую и другие изоляции и длину от 2 до 4 м. Свобод36
ные концы проводов на заводе–изготовителе очищают от изоляции на
длину 20–40 мм, снабжают биркой с указанной серией замедления и
сворачивают в бунтики длиной 100–150 мм.
ЭД повышенной мощности имеют в качестве вторичного ВВ заряд гексогена массой 1,6 г. На гильзе предохранительных ЭД нанесен
слой пламегасителя толщиной 0,1 мм. Диаметр гильзы ЭД – 7,2 мм,
длина 50–70 мм, толщина стенок гильзы 0,2–0,3 мм, а у предохранительных – 0,45–0,5 мм.
ЭД нормальной чувствительности имеют безопасный ток 0,15–
0,18 А и используются в условиях отсутствия блуждающих токов.
ЭД пониженной чувствительности имеют безопасный ток 0,9 А
и предназначены для взрывания в условиях возможного действия
блуждающих токов.
ЭД замедленного и короткозамедленного действия взрываются
через строго определенный промежуток времени после пропускания
тока через мостик накаливания.
В зависимости от времени замедления различают: ЭД замедленного действия (ЭД-ЗД) с замедлениями от 0,5 до 10 с и короткозамедленного действия (ЭД-КЗ) с замедлениями от 15 до 250 мс.
Замедление достигается с помощью столбика замедляющего состава, размещаемого между электровоспламенителем и инициирующим ВВ (см. рис. 6.1 и плакаты).
Номинальное время срабатывания ЭД указано на металлической
бирке, прикрепленной к концевым проводам и путем окраски донышка гильзы в строго определенный цвет.
Параметры электродетонаторов – сопротивление, безопасный
ток, длительный воспламеняющий ток, стомиллисекундный воспламеняющий ток, импульс воспламенения, время передачи и время
срабатывания.
Сопротивление ЭД складывается из сопротивления мостика и детонаторных проводов. Этот параметр дает возможность судить об
отсутствии неисправностей в электровоспламенителе (обрыв мостика,
замыкание вилочки, неустойчивый контакт, замыкание в детонаторных проводах). Знать сопротивление ЭД необходимо для расчета
электровзрывных сетей.
Безопасный ток Iб – максимальное значение постоянного тока,
который не вызывает взрыва при неограниченно длительном времени
протекания через ЭД. Значение этого тока необходимо для создания
измерительных приборов определения сопротивления ЭД и взрывных
цепей.
37
Длительный воспламеняющий ток – минимальное значение постоянного тока, который, протекая через ЭД за время более 1 мин,
вызывает его взрыв.
Стомиллисекундный ток – значение постоянного тока, который
протекая через ЭД в течение 100 мс, вызовет его взрыв.
Гарантийным называется минимальный ток, который, проходя
через последовательно включенные ЭД, вызывает воспламенение
всех электровоспламенителей в них.
При использовании постоянного тока его гарантийная величина
должна быть не менее двукратного значения стомиллисекундного
тока; обычно принимается 1,0 А при взрыве до 100 соединенных последовательно ЭД. При одновременном взрыве до 300 ЭД величина
гарантийного тока увеличивается до 1,30 А.
Технология электрического инициирования
При электрическом инициировании зарядов промышленных ВВ
необходимо:
- проверить и подобрать ЭД по сопротивлению;
- изготовить патроны – боевики;
- выставить посты охраны и аншлаги;
- подать предупредительный сигнал, зарядить шпуры (скважины)
и произвести их забойку;
- выполнить монтаж электровзрывной сети;
- проверить исправность электровзрывной цепи и определить ее
сопротивление;
- подать боевой сигнал, подсоединить магистральные провода к источнику тока и произвести взрыв;
- после проветривания осмотреть забой;
- при наличии отказов ликвидировать их;
- подать сигнал отбоя.
Требования техники безопасности
Все ЭД перед выдачей должны быть проверены на соответствие
их сопротивлений указанным в паспортах. Провода после проверки
должны быть замкнуты накоротко и должны находиться в таком положении до начала монтажа электровзрывной цепи.
Соединения детонаторных (концевых) проводов между собой
тщательно изолируются. Монтаж цепи ведется только от зарядов к
38
источнику тока. Монтаж взрывной цепи начинается только после
полного окончания заряжания и забойки шпуров. При этом разрешается только прямое инициирование.
Перед началом монтажа сети все электрические установки, находящиеся в пределах установленной проектом опасной зоны, должны
быть обесточены.
Если при включении тока во взрывную сеть взрыва не произошло, то выполняется отключение магистральных проводов, их закорачивание и не ранее чем через 10 мин разрешается осматривать забой, исправлять электровзрывную цепь.
После взрыва и проветривания забоя, но не ранее чем через
15 мин после взрыва, производится осмотр забоя и при обнаружении
отказов – их ликвидация.
Контрольные вопросы
1. Классификацию ЭД.
2. Конструкция мостика накаливания.
3. Типы крепления электровоспламенительного мостика.
4. Типы ЭД и их конструкция.
5. Чем и как достигаются различные интервалы замедления?
6. Параметры ЭД.
7. Значение величины гарантийного тока.
8. Технология электрического инициирования.
9. Основные требования техники безопасности при электрическом инициировании.
39
Лабораторная работа №7
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЗРЫВНЫХ ЦЕПЕЙ.
РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОВЗРЫВНЫХ ЦЕПЕЙ
Цель работы – научиться правильно и быстро определять сопротивление и целостность электровзрывных сетей, вести монтаж
взрывных цепей и изучить методику их расчета.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Перед производством взрывных работ электрическим способом
необходимо проверить электровзрывную цепь, от исправности которой, главным образом, зависит безотказность взрывания. Проводимость и величину сопротивления электровзрывных цепей определяют
с помощью контрольно-измерительных приборов, путем подачи в
цепь от источников питания безопасного тока, не превышающего
50 мА.
По конструкции контрольно-измерительные приборы (КИП) делятся на три группы: приборы с индикаторами стрелочного типа,
приборы с индикаторами светового типа, приборы с индикаторами
звукового типа. Приборы первого и третьего типа позволяют определить не только исправность сети, но и дают возможность получить
численное значение ее сопротивления. Приборы второго типа позволяют установить факт проводимости цепи по горению светового индикатора.
Приборы с индикаторами стрелочного типа позволяют выполнить непосредственный отсчет измеряемого сопротивления не только
собранной взрывной цепи, но и электродетонаторов. Принцип действия приборов этого типа состоит в применении электрических схем,
выполненных по принципу моста постоянного тока или по принципу
неуравновешенного моста. Плечи мостов составлены следующим образом. Первое плечо – постоянное сопротивление, к которому добавляется сопротивление измеряемой цепи, второе плечо – постоянный
резистор, третье – переменный потенциометр, который служит для
установки стрелки индикатора в нулевое положение, четвертое плечо
также состоит из постоянного резистора.
К одной диагонали моста подключается источник питания. В
другой диагонали моста находится стрелочный индикатор разбаланса.
40
В качестве источника тока в таких приборах применяются батареи, развивающие напряжение в 2,5 В. Величина тока, протекающего
через измеряемое сопротивление, не превышает 40 мА.
Приборы с индикаторами светового типа предназначены для
проверки на проводимость тока электродетонаторов и взрывной цепи
при условии, что сопротивление последней не превышает величины,
указанной в паспорте прибора.
Приборы с индикатором звукового типа предназначены для измерения сопротивления электродетонаторов и электровзрывных цепей. Приборы имеют пределы измерений от 0 до 200 Ом.
Приборы представляют собой измерительный мостик переменного тока, в котором индикатором равновесия служит телефон. Ток
для питания мостика получается путем преобразования постоянного
тока батареи в переменный ток звуковой частоты. Минимум звука в
телефоне соответствует достигнутому равновесию, при этом измеряемое сопротивление выражается цифрой, лежащей против указателя,
нанесенного на корпус прибора.
При производстве взрывных работ ЭД соединяют по следующим
основным схемам: последовательное, параллельное (пучковое и ступенчатое) и смешанное соединения (последовательно-параллельное и
параллельно-последовательное) (см. плакат).
Электровзрывная цепь состоит из ЭД с проводами, участковых
проводов (при недостаточной длине концевых проводов) и магистральных, идущих к источнику тока.
Сеть монтируется из изолированных одно- и многожильных
медных, алюминиевых или стальных проводов.
Для электровзрывных сетей с напряжением до 1000 В применяют провода ЭР и ЭВ, при более высоком напряжении провода СП-1,
СП-2, АПР и АПВ.
При выборе проводов для монтажа сети учитывается их прочность и сопротивление (см. плакат).
Последовательное соединение ЭД заключается в том, что концы проводов смежных ЭД соединяют последовательно, а оставшиеся два провода присоединяют к магистральным проводам, идущим к источнику тока.
Достоинства схемы: простота монтажа, через все ЭД проходит
одинаковый ток, простота расчета сети, минимальная мощность источника тока.
Недостатки схемы: опасность получения массового отказа при
попадании в сеть дефектного ЭД, количество одновременно взрываемых ЭД ограничивается характеристиками источника тока.
41
При параллельном соединении протягивают два магистральных
проводника (антенны). Один из концевых проводов ЭД присоединяют к одному проводу, а другой к другому (ступенчатая схема параллельного соединения) или все провода ЭД соединяют в двух точках
(пучковая схема параллельного соединения).
Достоинства параллельного соединения: при обрыве в цепи или
при неисправном ЭД отказ получается только в одном заряде, а если в
патроне–боевике имеется два ЭД, то отказа не бывает вообще.
Недостатки: для взрыва одного и того же количества ЭД требуется значительно более мощный источник тока, практически невозможно с помощью приборов определить исправность цепи, усложняется монтаж сети, требуется большое количество проводов.
Ступенчатая схема соединения применяется крайне редко из-за
падения напряжения в проводе по мере удаления от источника тока и
сложности расчета цепи.
Пучковая схема соединения наиболее сложная, требуется
наибольшее количество проводов и применяется при небольшом количестве ЭД.
Последовательно-параллельное соединение применяется, когда
надо взорвать большое количество зарядов от источника тока с недостаточным для последовательного соединения напряжением.
Параллельно-последовательное соединение ненадежно и очень
редко применяется на практике.
Элементы расчета электровзрывных сетей
Расчет сети ведут в следующей последовательности:
- подсчитывают сопротивление магистральных, соединительных
и других проводов;
- рассчитывают общее сопротивление электровзрывной сети;
- определяют величину тока в электровзрывной сети;
- подсчитывают величину тока в ветвях и в отдельных ЭД и
сравнивают полученные результаты с гарантийной величиной тока.
Величину сопротивления проводов подсчитывают по формуле:
Rпр =
l
,
S
где  – удельное сопротивление провода,
42
Оммм2
,
м
l – длина провода, м;
S – площадь поперечного сечения провода, мм2.
Для магистральных и соединительных проводов берется двойная
длина. В формулу вводится коэффициент 1,1 для учета дополнительного сопротивления соединений проводов, провисания проводов.
Величину тока в электровзрывной цепи определяют по формуле:
𝑉
I = 𝑅+𝑟 ,
o
где V – напряжение источника тока, В;
R – общее сопротивление электровзрывной сети, Ом;
rо – внутреннее сопротивление источника тока, учитываемое при
использовании взрывных машинок.
Общее сопротивление электровзрывной сети зависит от схемы
соединения.
При последовательном соединении ЭД:
Rпосл = Rпр + n  r,
где Rпр – сопротивление магистральных, соединительных и других
проводов, Ом;
r – сопротивление одного ЭД с концевыми проводами, Ом;
n – число ЭД в сети, шт.
Ток в каждом ЭД при последовательном соединении равен току в
сети.
При параллельном соединении сопротивление сети:
𝑟
Ток в сети
Rпар = Rпр + 𝑛.
𝑉
.
𝑅пар +𝑟0
Iпар =
Ток в каждом ЭД
i=
𝐼пар
𝑛
.
При смешанном соединении сопротивление сети:
Rсм = Rпр +
𝑚𝑟
,
𝑛
где m – число групп, соединенных последовательно;
n – число параллельно соединенных ЭД в группе.
43
Величина тока в сети
𝑉
Iсм = 𝑅+ 𝑟 .
о
Формулы для расчета смешанных соединений действительны
при одинаковом числе ЭД в группах. Если же число ЭД в группах
разное, расчеты усложняются.
Полученное значение тока сравнивается с гарантийным, при
этом обязательным является условие I ≥ Iгар.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Ознакомиться с инструкцией.
2. Изучить внешний вид и электрическую схему контрольноизмерительных приборов, выданных преподавателем.
3. Уяснить принцип работы приборов и приемы работы с ними.
4. Начертить схемы соединения электровзрывных сетей, освоить
методику расчета сетей.
5. Решить задачу, условия которой выдаются преподавателем.
Контрольные вопросы
1. Типы КИП.
2. Принцип работы приборов при измерении сопротивления
электровзрывной сети.
3. Область применения, достоинства и недостатки последовательного соединения ЭД.
4. Порядок монтажа параллельной схемы соединения ЭД.
5. Недостатки и область применения параллельно-ступенчатой
схемы соединения ЭД.
6. Область применения смешанных схем соединения ЭД.
7. Методика расчета электровзрывных сетей.
8. Расчет общего сопротивления сети при смешанном соединении ЭД.
9. Величина гарантийного тока.
10. Расчет сопротивления магистральных и соединительных проводов.
11. Величина тока в одном ЭД при последовательном соединении.
44
Лабораторная работа №8
ПАРАМЕТРЫ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ
ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
Цель работы – изучение основных принципов выбора и расчета
параметров БВР при проведении горных выработок и на основе этого
приобретение навыков решения задач по расчету и составлению паспортов БВР.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
При проведении горных выработок любого технологического
назначения составляется паспорт буровзрывных работ, утверждаемый
главным инженером предприятия, после чего он приобретает силу
юридического документа.
Составление паспорта БВР на проведение выработки сводится к
выбору и определению основных параметров буровых и взрывных
работ.
К основным параметрам относятся: диаметр и глубина шпура,
количество шпуров, тип ВВ, удельный расход ВВ, расход ВВ на цикл,
схема расположения шпуров в забое, способ взрывания, тип и количество ЭД по сериям.
Диаметр шпура выбирается в зависимости от диаметра стандартного патрона промышленных ВВ (d = 28–36 мм). В горно-рудной
промышленности, как правило, применяются шпуры диаметром 36–
46 мм.
Глубина шпура может считаться оптимальной в пределах 1,8–
3,5 м. Научно обоснованных рекомендаций по определению глубины
шпура нет. Как правило, глубина шпура выбирается в зависимости от
свойств горных пород, принятой организации работ по проведению
выработки. Обычно глубина шпура при клиновых врубах составляет
0,6–0,8 ширины выработки.
Тип ВВ выбирается в зависимости от физико-механических
свойств горных пород и горнотехнических условий проходки выработки.
Удельный расход ВВ, т. е. количество ВВ, необходимое для разрушения единицы объема горной породы, зависит от взрываемости,
прочности, трещиноватости горных пород, сечения выработки, глубины и диаметра шпуров, типа ВВ.
45
Трудность теоретического определения удельного расхода обусловлена комплексным влиянием всех вышеперечисленных факторов
и в каждом конкретном случае различен.
В большинстве случаев удельный расход ВВ выбирают по практическим данным (табл.1).
Таблица 8.1
Практические данные величины удельного расхода ВВ
Коэффициент
крепости
Наименование
ВВ
15–20
10–14
7–9
4–6
Аммонит 6ЖВ
Аммонит 6ЖВ
Аммонит 6ЖВ
Аммонит 6ЖВ
4–6
2,2
1,9
1,5
1,2
Удельный расход ВВ (кг/м3) в
зависимости от площади сечения
выработки (м2)
7–9
10–12
13–15
16–20
2,2
2,1
2,0
1,9
1,8
1,7
1,7
1,6
1,4
1,4
1,3
1,2
1,1
1,1
1,0
1,0
Количество ВВ на цикл (кг) ориентировочно определяют исходя
из сечения выработки, глубины шпуров и удельного расхода ВВ:
Q = q  S  lшп  η,
где q – удельный расход ВВ, кг/м3 ;
S – сечение выработки, м2;
lшп – глубина шпура, м;
η – КИШ.
Число шпуров должно быть достаточным с точки зрения эффективного разрушения обуренного объема породы, размещения расчетного количества ВВ и правильного оконтуривания выработки.
Существует несколько методик расчета ориентировочного количества шпуров в забое выработки.
Наиболее просто число шпуров определяется по вместимости
одного шпура и количеству ВВ на цикл:
N
Q
,
Q1
где Q – количество ВВ на цикл, кг;
Q1 – вместимость одного шпура, кг.
46
Количество ВВ в одном шпуре определяется по формуле:
Q1 =
где
π𝑑 2
lшп Кз ρвв,
4
d 2
– сечение патрона ВВ, м2;
4
Кз – коэффициент заполнения шпура (К3 = 0,70–0,80);
ρвв – плотность ВВ, кг/м3.
Схема расположения шпуров в забое
По своему назначению шпуры делятся на три группы.
Врубовые шпуры предназначены для создания дополнительной
открытой поверхности в забое и улучшения условий работы остальных шпуров. Врубовые шпуры бурятся на 0,2-0,3 м длиннее остальных и заряжаются, соответственно, большим количеством ВВ.
Схемы расположения врубовых шпуров приведены на рис. 8.1.
Рис. 8.1. Распределение врубовых (а),
отбойных (вспомогательных) (б) и оконтуривающих (в)
шпуров в забое горизонтальной выработки
В первую очередь взрываются врубовые шпуры. После врубовых
взрывают вспомогательные шпуры.
47
Окончательное оформление сечения достигают после взрывания
шпуров, отбивающих породу по контуру выработки; эти шпуры
называются оконтуривающими. Вспомогательные и оконтуривающие
шпуры являются отбойными.
В зависимости от структуры и свойств горных пород применяют
пирамидальные (рис. 8.2а), клиновые вертикальные (рис. 8.2б) и горизонтальные (рис. 8.2в), щелевые (рис. 8.2г) и призматические врубы
(рис. 8.2д и е).
Для повышения эффективности взрывных работ в центральной
части забоя иногда бурят холостые (не заряжаемые) шпуры или скважины диаметром 42–105 мм, играющие роль дополнительного обнаженного пространства (рис. 8.2е).
Вспомогательные шпуры, взрываемые после врубовых, располагаются от последних на расстоянии, равном линии наименьшего сопротивления (ЛНС).
ЛНС рассчитывается по формуле:
W = 47 Kг d
   К 3  е
,
η
где Кг – коэффициент местных геологических условий;
d – диаметр заряда, м;
ρвв – плотность заряжания, т/м3;
Кз – коэффициент зажима, Кз = 0,5–0,9;
е – коэффициент относительной работоспособности ВВ;
ρп – плотность пород, т/м3.
При клиновых врубах расстояния между устьями сходящихся
шпуров определяют по формуле:
авр = 2𝐿з  ctg α + 0,2,
где Lз – величина подвигания забоя за цикл, м;
для узких забоев
В
Lз = 4 tg α – 0,1sin α,
где α – угол наклона врубовых шпуров;
В – ширина выработки, м.
48
Рис. 8.2. Схемы расположения шпуров в забое
49
Соотношение числа шпуров врубовых, отбойных (вспомогательных) и оконтуривающих находится в пределах:
Nвр: Nот: Nок = 1:0,5:2,5 для выработок S ≤ 9,0 м2,
Nвр: Nот: Nок = 1:1,3:1,5 для выработок S > 9,0 м2.
Расстояние между шпурами по почве выработки принимается
(0,7÷0,6)W, по кровле выработки – (1,1÷1,2)W.
Способ взрывания выбирается в зависимости от горнотехнических условий и назначения (типа) выработки.
Конструкция заряда выбирается в зависимости от типа применяемого ВВ и способа взрывания.
Значения линий наименьшего сопротивления (ЛНС) для отбойных шпуров диаметром 42 мм с учетом крепости пород и типа ВВ
рекомендуется принимать по таблице 8.2, рациональные расстояния
между оконтуривающими шпурами – по таблице 8.3.
Таблица 8.2
Линии наименьшего сопротивления (ЛНС)
для отбойных шпуров, м
Тип ВВ
Гранулит АС-8
Аммонит 6ЖВ
Аммонал
Детонит М
Скальный аммонал №3
Коэффициент крепости пород по шкале
М. М. Протодьяконова
6-8
8-10
10-12
12-14
14-16
16-18
0,93
0,82
0,74
0,68
0,64
0,60
0,93 0,82
0,74
0,68
0,64
0,60
1,07 0,95
0,85
0,79
0,74
0,69
1,20 1,06
0,95
0,88
0,83
0,77
1,13 1,16
1,04
0,96
0,91
0,84
Таблица 8.3
Рациональное расстояние
между оконтуривающими шпурами, м
Тип ВВ
Гранулит АС-8
Аммонит 6ЖВ
Аммонал
Граммонит 79/21
Детонит М
Скальный аммонал №3
Коэффициент крепости пород по шкале
М. М. Протодьяконова
10-12
12-14
14-16
16-18
0,90-0,85
0,95-0,80
0,80-0,75
0,75-0,70
0,90-0,85
0,85-0,80
0,80-0,75
0,75-0,70
0,95-0,90
0,90-0,85
0,85-0,80
0,80-0,85
1,00-0,95
0,95-0,90
0,80-0,85
0,85-0,80
1,05-1,00
1,00-0,95
0,95-0,90
0,90-0,85
1,10-1,05
1,05-1,00
1,00-0,95
0,95-0,90
50
Таблица 8.4
Расчетная вместимость 1 м шпура для гранулированных ВВ, кг
Диаметр
шпура, мм
36
40
42
1,00
1,02
1,26
1,38
Плотность заряжания, г/см3
1,05
1,07
1,32
1,45
1,10
1,10
1,38
1,52
После расчета и выбора всех основных параметров буровзрывных работ уточняется количество шпуров и уточняется общий расход
ВВ на цикл с учетом целого количества патронов ВВ и вместимости
шпуров.
Таблица 8.5
Длина шпуров
Угол наклона шпуров
2
3
4
Ас-8
5
А6ЖВ
Замедление, мс
Номер шпура
1
Масса ВВ
в каждом шпуре, кг
Тип электродетонатора
Очередность взрывания
Данные расчета сводятся в таблицу
7
8
6
Общая масса
ВВ, кг
Ас-8
А-6
ЖВ
9
10
После заполнения таблицы 5 рассчитываются показатели взрыва.
Результаты заносятся в таблицу 6.
Таблица 8.6
Показатели взрыва
Наименование
показателей взрыва
1
Удельный расход бурения
Удельный расход ВВ:
Ас-8
А-6ЖВ
Удельный расход ЭД или КД
Удельный расход ОШ
или электропроводов
Единица
измерения
2
шп.м/м3
кг/м3
-“-
шт/м3
п.м./м3
м/м3
51
Значения показателей
3
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Преподаватель выдает студенту индивидуальное задание и исходные данные для расчета параметров БВР.
Студент в описанной выше последовательности самостоятельно
с использованием справочной литературы производит расчет параметров БВР. На основании полученных данных приводится схема
расположения шпуров в забое выработки в трех проекциях и заполняет таблицы 8.5 и 8.6.
Контрольные вопросы
1. Основные параметры БВР.
2. Что называют шпуром? (определение).
3. Как разделяется комплект шпуров по назначению?
4. Типы врубов, применяемые при проведении подземных горных выработок.
5. Графический метод определения параметров клинового вруба.
6. Как выполняется уточнение количества ВВ в шпуре?
7. Методика определения показателей взрыва.
52
Приложение 1
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФГБОУ «СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ
ИНСТИТУТ (ГТУ)»
Кафедра «Горное дело»
ОТЧЕТ
по лабораторной работе №
…………………………………………………………….
…………………………………………………………….
Студента гр……………………………………………..
Сдал……………………………………..
Принял…………………………………..
ВЛАДИКАВКАЗ 2015
53
Литература
1. Кутузов Б. Н. Методы ведения взрывных работ. Ч. I. Разрушение
горных пород взрывом. М.: Горная книга, 2007.
2. Мангуш С. К. Взрывные работы при проведении горных выработок.
М.: Недра, 2007.
3. Кутузов Б. Н., Нишпал Г. А. Технология и безопасность изготовления
и применения взрывчатых веществ на горных предприятиях. М.: издательство МГГУ, 2004.
4. Безопасность при взрывных работах, издание ГУП «НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России». М., 2001.
5. Кутузов Б. Н. Разрушение горных пород взрывом, взрывные технологии в промышленности. М.: издательство МГГУ, 1994.
6. Брылов С. А., Грабчак Л. Г., Комащенко В. И. Горно-разведочные и
буровзрывные работы. М.: Недра, 1989.
7. Вяльцев М. М. Технология строительства горных предприятий в примерах и задачах. М.: Недра, 1989.
8. Справочник по буровзрывным работам. М.: Недра, 1988.
9. Баранов Е. Г., Оберемок О. Н. Взрывные работы на подземных рудниках. М.: Недра, 1985.
10. Лабораторные и практические работы по разрушению горных работ
взрывом / Под общей редакцией Б. Н. Кутузова, М.: Недра, 1981.
11. Таранов П. Я., Гудзь А. Г. Разрушение горных пород взрывом. М.:
Недра, 1976.
54