Горное дело

В.В.Воробьев, докт.техн.наук

Кременчугский национальный университет имени Михаила Остроградского,

г. Кременчуг, Украина

К вопросу о выборе оптимальной конструкции удлиненного заряда ВВ для карьеров строительной индустрии

Анализ результатов исследования механизма взрывного разрушения горных пород взрывом показывают, что немаловажную роль в данном процессе играют газообразные продукты детонации (ПД) [1 - 3]. Находясь под высоким давлением они проникают в трещины среды (как существующие, так и образованные при взрыве) и способствуют ее дальнейшему разрушению. Увеличение их количества путем введения в заряд взрывчатого вещества (ВВ) повышает эффективность взрыва [4,5]. Особенно эффективным в этом плане является использование в качестве добавки отходов производства ракетных топлив. Низкая, по сравнению со скоростью детонации ВВ, скорость горения газообразующего вещества увеличивает длительность взрывного воздействия на среду, позволяет осуществить двухступенчатое нагружение разрушаемого массива, что и приводит к повышению эффективности взрыва.

При ведении взрывных работ на карьерах по добыче строительных материалов к конечным результатам взрыва предъявляются определенные требования: сохранить начальную прочность исходного материала и одновременно получить равномерное дробление. Это можно достичь за счет снижения начального пика давления ПД путем расположения вокруг ВВ газообразующего вещества, формирования слоя газообразующего компонента в донной части скважины или же смешивать эти компоненты. Максимальное количество добавки может составлять: при высоте уступа 15 м - 30…40% от массы обычного сплошного заряда; при высоте уступа 10 м – 20…30% и 10…20% для уступа высотой 5 … 7 м.

Степень полезного использования энергии взрыва во многом зависит от концентрации последней в единице соприкосновения заряда с разрушаемой средой. Т.е. энергонасыщенность массива должна быть постоянной для любой точки взрываемого блока. Только в этом случае может быть достигнуто равномерное и интенсивное дробление. Особое внимание этот факт приобретает при взрывании скальных пород удлиненными скважинными зарядами. В этом случае объем разрушения на единицу длины заряда возрастает от устья к забою скважины, т.к. сопротивление породы действию взрыва изменяется по высоте уступа. Общеизвестно, что для качественной проработки поверхности уступа можно использовать комбинированные заряды (в нижней части располагается более мощное ВВ), а также заряды с переменным (по высоте) диаметром скважины. Конусообразная форма зарядной камеры, при которой количество ВВ, приходящееся на единицу длины зарядной камеры, является переменной величиной, причем она возрастает от кровли к подошве уступа пропорционально степени сопротивляемости среды разрушению в том же направлении. Однако образование данных скважин возможно только при использовании огневого бурения. Поэтому этот метод управления энергией взрывного разрушения горных пород не нашел широкого применения.

Однако достижение аналогичного эффекта может быть осуществлено без изменения формы зарядной камеры, и, следовательно, отпадает необходимость в использовании специального и дорогостоящего оборудования. Для этой цели можно использовать заряды ВВ с газообразующим компонентом, причем выше проектируемого уровня подошвы уступа количество добавки должно линейно возрастать. Упрощенно можно представить этот закон изменения содержания газообразующего вещества в 1п.м. заряда следующим образом

,

где Q_i – масса газообразующего вещества на i-ом участке, кг;

Q - количество газообразующего вещества в заряде, кг;

h_з – длина заряда без величины перебура, м;

x_i - координата по высоте i-ого участка заряда (ее удобно принимать кратную 1 м),м.

Использование данных зарядов на карьерах строительной индустрии позволит повысить равномерность дробления массива без привлечения дополнительных капитальных затрат и улучшит экономическое состояния предприятия.

Литература

1. Повышение эффективности действия взрыва в твердой среде //В.М.Комир, В.М.Кузнецов, В.В.Воробьев, В.Н.Чебенко. – М.:Недра, 1988.- 232 с.

2. Воробьев В.В., Комир В.М. Механизм взрывного разрушения твердых тел и пути повышения его кпд // ФТПРПИ. – 1989. - №6. – С.19 –20.

3. Комир В.М., Воробьев В.В., Нападайло В.И. О влиянии количества газообразных продуктов детонации на дробление и разлет горной породы // Взрывное дело. - №86/43. – М.:Недра, 1984. С.56 – 63.

4. Комир В.М., Воробьев В.В., Нападайло В.И. Влияние добавки газообразующего вещества в ВВ на эффективность разрушения горных пород // Взрывное дело. - №90/47. – М.:Недра, 1991. С.23 – 25.

5. Воробьев В.В. Эффективность использования газообразующих добавок к ВВ на гранитных карьерах //Материалы 1-ой Украинской науч. конф. “ Промышленные взрывчатые вещества и средства их инициирования».- Вып.1. – Шостка: ГосНИИХП. – 1995. – С.13 - 15.