Буровзрывные работы

Лекция№3 Буровзрывные работы 1. Цель и назначение буровзрывных работ 2. Шпуровое бурение для взрывных работ 3. Взрывчатые вещества 4. Скорость распространения взрывной волны 1. Цель и назначение буровзрывных работ. Буровзрывные работы (БВР) – это комплекс взаимосвязанных технологических процессов, выполняемых с целью отбойки и дробления скальных горных пород при проходке горных выработок. При разведке месторождений буровзрывные работы наиболее широко используют в процессе проведения горных выработок, реже БВР применяют в геологоразведочных партиях при прокладке наземных транспортных трасс в гористой местности и при сооружении производственных площадок, с которых осуществляют разведочное бурение или проводят подземные горные выработки. Назначение буровзрывных работ – предварительное рыхление скальных пород. БВР состоят из нескольких последовательных процессов: бурение шпуров (скважин), размещение в них зарядов ВВ (заряжание) и взрывание этих зарядов. 2.Шпуровое бурение для взрывных работ. Шпур представляет собой искусственное цилиндрическое углубление (канал) в горной породе диаметром до 75 мм и глубиной до 5 м. Шпуры бурят различного рода бурильными машинами — ручными и колонковыми сверлами, перфораторами и бурильными установками. Для бурения шпуров по мягким и средней крепости породам и углю используют электросверла СЭР-19М, ЭР-14Д2М и ЭР-18Д2М. Электросверла, которые используют в газовых шахтах, изготавливают во взрыво- и искробезопасном исполнении, а сверла, применяемые в шахтах с пневмоэнергией, имеют пневмопривод. Например, пневматические сверла СР-31М и СР-ЗБ1М применяют для бурения шпуров диаметром до 46 мм.В качестве бурового инструмента при бурении сверлами используют витые металлические штанги, снабженные наконечниками — резцами. Для бурения шпуров диаметром 32—46 мм и глубиной до 5 м применяют ручные перфораторы — бурильные машины ударно-поворотного бурения, работающие на сжатом воздухе. Ручные перфораторы ПП-36В, ПП-54В1, ПП-63В и ПП-63ВБ развивают энергию удара до 63 Дж и имеют массу 24—35 кг. Для облегчения труда при бурении перфораторами применяют пневмоподдержки. Если сверло или перфоратор устанавливают на распорной колонке, то его называют колонковым. Колонковые перфораторы ПК-60А, ПК-75А применяют для бурения шпуров и скважин по крепким породам. Колонковые перфораторы устанавливают также на специальных платформах на колеснорельсовом и пневмоколесном ходу с пневматическим и дизельным приводом. Такие устройства называются буровыми установками. Масса установок колеблется от 5 до 10 т. Телескопные перфораторы массой 38 - 48 кг служат для бурения восстающих шпуров диаметром 40—85 мм, а также скважин (штанговых шпуров) длиной до 12 -15м. При бурении шпуров колонковыми или телескопными перфораторами применяют штанговый буровой инструмент, состоящий из забурника длиной - 400—600 мм, нескольких штанг длиной по 2—2,5 м и набора хвостовиков с разницей в длине 0,4—0,6 м. Для пылеподавления при бурении шпуров используют их промывку водой, которая поступает в забой шпура по внутреннему каналу буровой штанги. Расход промывочной воды составляет для переносных и колонковых перфораторов соответственно 3 и 5 л/мин. Используют также сухие пылеуловители. 3.Взрывчатые вещества. Взрывчатыми веществами (ВВ) называются такие химические системы, которые под влиянием определенного внешнего импульса способны со значительной скоростью переходить в другие системы с образованием газов или паров, выделением тепла, которое нагревает газы до высокой температуры. Взрывчатые вещества (ВВ), применяемые в горной промышленности, представляют собой однородные химические соединения (аммиачная селитра, тротил, гексоген и др.) или механические смеси (аммонит, динамит и др.). Чем выше скорость взрывчатого разложения, тем лучше дробление породы. В горном деле применяют ВВ с ярко выраженными дробящими свойствами — бризантные. ВВ с относительно низкой скоростью разложения (например, порох) называют метательными. Бризантность ВВ измеряется в миллиметрах и определяется величиной сжатия свинцового цилиндра определенных размеров при взрывании на нем 50 г ВВ. Работоспособность ВВ устанавливают взрыванием 10 г испытываемого ВВ в канале свинцового цилиндра. Величина приращения объема цилиндра, выраженная в кубических сантиметрах, характеризует работоспособность ВВ. Бризантность и работоспособность — основные показатели, характеризующие мощность ВВ. Кроме них в характеристику ВВ входят плотность (чем больше плотность ВВ, тем выше его эффективность, так как шпур или скважина будет вмещать больше ВВ), влагостойкость (способность не терять взрывчатых свойств при наличии воды или в воде), физическая и химическая стойкость (способность ВВ сохранять неизменными свои свойства), чувствительность, которая определяется величиной энергии, необходимой для взрыва ВВ. Эта внешняя энергия называется начальным импульсом. По физическому состоянию взрывчатые вещества разделяются на следующие: 1) газовые смеси (метан+воздух и пр.); 2) смеси твердых или жидких веществ с газами (угольная пыль+кислород и пр.); 3) жидкие вещества (нитроглицерин, нитрогликоль); 4) смеси жидких и твердых тел (динамит); 5) твердые смеси (тротил, аммониты). Практическое значение имеют две последние группы. По условиям применения ВВ разделяются на предохранительные и непредохранительные. Предохранительные ВВ, в свою очередь, могут быть: 1) допущенными для взрывания по углю и породе (цвет оболочки или полосы желтый); 2) допущенными для взрывания только по породе и руде (цвет оболочки или полосы синий); 3) допущенными для взрывания в серных, нефтяных и озокеритовых шахтах (цвет оболочки или полосы зеленый); 4) термостойкими, допущенными для взрывания в нефтяных и газовых скважинах (цвет оболочки или полосы черный). Непредохранительные ВВ могут быть: допущенными для взрывания в шахтах, не опасных по газу или пыли (цвет оболочки или полосы красный); допущенными для открытых работ (цвет оболочки или полосы белый). По химическому составу и названию основного компонента ВВ разделяют на 1) нитроглицериновые; 2) аммиачно-селитренные; 3) оксиликвиты; 4) хлоратные; 5) дымный порох 4.Скорость распространения взрывной волны. Для производства взрывных работ необходимы, кроме ВВ, средства инициирования (взрывания) зарядов взрывчатого вещества. Средства инициирования (СИ) образуют и передают импульс энергии заряду ВВ и тем самым вызывают его детонацию. Детонация - распространение взрыва по взрывчатому веществу, обусловленное прохождением ударной волны с постоянной сверхзвуковой скоростью, обеспечивающей быструю химическую реакцию. Детонация всегда распространяется со скоростью большей, чем скорость звука в исходном ВВ. Скорость детонации для твердых и жидких ВВ колеблется от 1000 до 9000 м/с. Заряды инициирующих ВВ, при взрыве которых образуется импульс энергии, размещают в специальных устройствах — детонаторах. В зависимости от способа возбуждения взрыва детонатора различают: - огневое инициирование зарядов - детонатор взрывается от горящего огнепроводного шнура (ОШ); - электрическое инициирование — детонатор взрывается от горящего электровоспламенителя; - электроогневое инициирование — детонатор взрывается от горящего ОШ, который подожжен электровоспламенителем; -с помощью детонирующего шнура (ДШ); - посредством неэлектрических систем инициирования (НСИ). Список литературы 1.ГОСТ Р 57704-2017 Горное дело. Взрывные работы на угледобывающих предприятиях. Термины и определения 2.Борисов С. С. Горное дело: Учебник для техникумов/ С.С. Борисов —М.: Недра, 1988.-320 с. 3.Кутузов Б.Н. Методы ведения взрывных работ. В 2-х ч. Ч. 1. Разрушение горных пород взрывом./ Б.Н.Кутузов- М.: Издательство «Горная книга», 2007.- 512 с. 4.Шехурдин В.К., Несмотряев В.И., Федоренко П.И. Горное дело: учебник/ В.К. Шехурдин и др. - М.: Недра, 1987-441 с.