Методы расчета главных параметров карьера и комплекта оборудования для производства горных работ

27.Число серий в массовом взрыве, безопасное по сейсмическому воздействию на охраняемые объекты при их расстоянии L от массового взрыва

.

Схема элементов типового паспорта буровзрывных работ приведён на рис.2.

Рис.2 Схема элементов типового паспорта буровзрывных работ на карьере

Расчётные параметры паспорта буровзрывных работ сохраняются для разрабатываемой природнотехнологической зоны, т.е. рабочей зоны комплекта горнотранспортного оборудования технологического потока. Корректировка параметров необходима при измерении свойств массива (_сж и Е), которые корелируются со скоростью бурения взрывных скважин.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ПРОВЕДЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК СО ВЗРЫВНОЙ ПОДГОТОВКОЙ ГОРНОЙ МАССЫ

По энергетической теории параметры буровзрывных работ для разрушения массива при проведении горизонтальных горных выработок рассчитывается из условий:

дробления и выброса породы из массива забоя взрывом;

разрушения массива взрывом без образования развала;

частичный выброс и дробление массива забоя взрывом.

В первом варианте расчет параметров буровзрывных работ включает определение:

- необходимого состава горной массы по крупности для погрузочной машины:

где В – ширина ковша погрузочной машины, м;

- необходимой степени дробления массива с учетом его блочности (трещиноватости):

где d_ом – блочность массива (трещиноватость), м;

- удельной энергии дробления массива в необходимой степени:

где _сж – прел прочности породы на одностороннее сжатие, Па;

k_д - коэффициент динамичности;

Е - модуль упругости, Па;

- удельной энергии выброса и формирования развала с необходимым коэффициентом разрыхления:

где v_o – начальная скорость разлета горной массы при взрыве, м/с;

- плотность пород, кг/м³ ;

k_р - коэффициент разрыхления горной массы в развале;

- удельный расход взрывчатого вещества:

F_ВВ– полная идеальная работа взрыва, Дж/кг;

– коэффициент полезного использования энергии ВВ;

- диаметр шпура:

где l – длина шпура в 1 м³;

– плотность ВВ;

- величина зоны разрушения массива вокруг цилиндрического заряда ВВ по формуле проф.В.К, Шехурдина (Рис.1):

Рис.1 Параметры зон разрушения цилиндрического заряда взрывчатого вещества:

а – парного;

б – при шахматной сетке.

,

где Q – теплота взрыва, ккал/кг;

А = 4,19 механический эквивалент тепла;

g = 9.81 ускорение свободного падения, м/с;

Н - глубина расположения заряда ВВ от поверхности земли, м.

- количество шпуров необходимых для дробления и выброса породы взрывом из массива:

,

где S_выр- площадь поперечного сечения выработки, м².

- длина шпура l_ш максимальная по техническим и технологическим условиям;

- расстояние между шпурами в ряду:

- расстояние между шпурами при шахматной сетке:

- взрывание между рядами короткозамедленное.

Этот вариант расчета учитывает: требование обеспечения: минимальной эффективности технологического процесса проведения горной выработки (d_ср, k_р, h_р, l_ш), свойства массива гонных пород (_сж, Е, , k_д,, d_ом), горное давление в районе выработки (, g, H) и свойства взрывчатого вещества используемого для дробления горных пород массива (F_ВВ, , Q, ).

Учет этих параметров обеспечивает надёжность результатов технологического процесса проведения горных выработок и минимальные затраты на производство горных работ.

Второй вариант расчета базируется на физическом явлении механического разрушения горной породы действием взрыва взрывчатого вещества в массиве.

Взрыв взрывчатого вещества в шпуре инициирует волну сжатия, которая распространяется во все стороны, разрушая массив.

Величина зоны разрушения горных пород вокруг шпура:

.

За этой зоной трещины разрушения массива распространяются на величину

,

где р – масса заряда в 1 м шпура, кг (равна удельному расходу взрывчатого вещества , q кг/м³)

Q - теплота взрыва, ккал/кг;

А - механический эквивалент тепла 4,19 Дж/кг;

V_см.=(_сж+ g H) - удельная энергия разрушения массива в зоне смятия , Дж/м³;

V_тр=0,04(_сж+ g H) – удельная энергия разрушения массива путём развития магистральных трещин, Дж/м³ ;

- плотность пород, кг/м³;

g = 9.81 - ускорение свободного падения, м/с;

H- глубина выработки от поверхности.

Однако этот расчет не предусматривает необходимой для погрузочного процесса степени дробления массива и, главное, не предполагает отброс породы от груди забоя для создания развала взорванной горной массы.

Действием напряжения взрывной волны массив разрушается наведённой трещиноватостью типа кливажа без разрыхления.

Вследствие отсутствия развала с необходимым разрыхлением экскавацию разрушенного массива в этом случае, возможно производить горной техникой с повышенным усилием внедрения рабочего органа машины.

Эффективность этого варианта технологии заключается в экономии расхода взрывчатого вещества, которая в крепких породах при применении мощных взрывчатых веществ составляет значительную величину.

Порядок расчета параметров буровзрывных работ:

- удельная энергия дробления массива горных пород:

- удельный расход взрывчатого вещества:

- диаметр шпуров: