На кар'єрах проведення підземних виробок здійснюється для створення комплексу водоосушітельних споруд під кар'єрним полем і при проведенні штолень або шурфів з метою виконання вибухів камерних зарядів. При проведенні виробок-ток застосовуються ВВ, що мають нульовий кисневий баланс і призначені для підземних робіт.
Якщо в підземних виробках спостерігається виділення метану або інших вибухонебезпечних газів, в них застосовують запобіжний тільні ВВ, призначені для шахт, небезпечних щодо вибуху газу або пилу, і відповідний режим прохідницьких робіт.
Проведення виробок за допомогою буропідривних робіт вклю-чає виконання наступних процесів: буріння, заряджання шпу-рів, підривання, провітрювання, прибирання породи і кріплення ви-ництва.
Класифікація шпурів. Шпури, наявні в забої, за своїм призначенням поділяються на три групи (рис. 11.19).
Врубові шпури, вибух зарядів в яких створює додаткову відкриту поверхню в забої і покращує умо-
вия роботи інших зарядів. На практиці застосовують різні схеми розташування врубових шпурів.
Про т б о й н и е ш п у р и, заряди в яких вибухають після врубових і призначені для розширення обсягу порожнини, про-утворених вибухом врубових шпурів. При малих перетинах виробок відбійних шпурів може і не бути, а при великому се-ченіі відбійними шпурами руйнується велика частина породи в забої.
Про к о н т у р і в а ю щ і е шпури, заряди в яких вибухають останніми, вони надають виробленні проектне се-чення. Кінці контурних шпурів збігаються з проектним контуром вироблення в м'яких породах або виступають за нього на 100-150 мм в породах міцніших. Кінці контурних шпурів у підошви виробки розташовують нижче проектного кон-туру для більш інтенсивного руйнування породи в підошві вироблення і полегшення настилу рейкового шляху. Остаточне розташування контурних шпурів уточнюють досвідченими вибухо-вами.
При проведенні виробок шпури глибиною понад 2,5 м називаються вають глибокими, глибиною 1,5-2,5 м - середніми і глибиною менше 1,5 м - дрібними. У більшості випадків при проходці на кар'єрах шпури бурять глибиною 1,5 -2 м за допомогою колон-кових електросвердел або бурильних молотків на Пневмопідтримки.
Посування вибою за вибух буває зазвичай менше, ніж гли-бина шпурів.
Коефіцієнтом використання шпурів називається відношення величини посування вибою за один вибух (КІШ) до середньої глу-біне шпурів. Вибух вважається хорошим, якщо КИШ не менше 0,9; задовільним, якщо КИШ дорівнює 0,7-0,8; поганим при менших величинах КІШ. Щоб підвищити його, треба міняти тип вруби, схему обурівання забою, питома витрата ВР. При про-веденні виробок вибухові роботи повинні задовольняти сле-дмуть основним вимогам: вони повинні забезпечувати ви-сокую ефективність проведення виробок; правильність оконтуривания перетину; мінімальні порушення кріплення та масиву за контуром виробок; високий КІШ.
Конструкція врубів. Найбільш важкі умови руйнування породи мають місце при підриванні врубових шпурів, які руйнують породу при одній відкритій поверхні, перпендіку-лярной або похилій до осі шпурів. Від глибини і розмірів об-утворених при вибуху порожнини в основному залежить ефективність отбойки породи, яка визначається величиною КІШ. Тому при проведенні виробок в залежності від властивостей порід, глибини шпурів і поперечного перерізу виробки застосовують вруби раз-особистих типів (рис. 1.1.20).
Для виробок прямокутного і трапецієподібного перерізу вруби діляться на дві групи.
Нахил н и е в р у б и (пірамідальні і клинові) утворюються шпурами, пробурених похило до площини забою.
Уголнаклона шпурів 55-70 °, відстань між кінцями 100-200 мм. У тріщинуватих породах похилі вруби стре-мятся розташовувати так, щоб вони перетинали площини тріщин під кутами, близькими до прямих, що збільшує ефект раз-рушення.
Прямі вруби (призматичні і щілинні) утворюються шпурами, пробурених перпендикулярно до площини забою. Для цього типу врубів характерна наявність одного або декількох незаряджених шпурів, що створюють додаткову відкриту поверхню для полегшення руйнівної дії шпурових зарядів, що підриваються першими.
При проведенні горизонтальних виробок найбільш широко застосовуються вертикальні клинові вруби, а при проходці вертикальних - пірамідальні і призматичні.
При проведенні виробок по неоднорідною породі, по тон-ким пластів вугілля або рудним жилах для створення додаткового-котельної відкритої поверхні спочатку відбивають і прибирають вугілля або руду, а потім - породу. Отбойка породи проводиться вибухо-вами зарядів в шпурах, пробурених паралельно осі вироблення.
При проведенні вертикальних і похилих виробок коло-лого перетину шпури в них мають у своєму розпорядженні по декільком концентр-ного колах. Вруб складається з 6-10 шпурів, глибина яких на 150-200 мм більше глибини інших. Найчастіше при-міняють вруби з паралельними шпурамі, що забезпечують мень-ший викид породи вгору.
Співвідношення між числом шпурів в окружності приймається для зарядів діаметром 32 мм 1. 2. 3: 4, для зарядів діаметром 45 мм 1. 3. 6.
Контурних шпури бурять на відстані 0,15-0,2 м від проектного контуру під кутом 85-87 ° у бік стінок. Кінці шпурів, як правило, не виходять за контур перетину стовбура.
Розрахунок параметрів підривання. Розрахунок зарядів при проведенні виробок зводиться до вибору або визначення розрахункового питомої-ного використання ВР і числа шпурів на 1 м 3, що підривається масиву. Розрахунковий питома витрата ВР залежить від багатьох факторів: властивостей порід, перерізу виробки, глибини шпурів і їх діаметра, типу ВВ і т. Д. Особлива складність полягає в тому, що пере-чисельні фактори комплексно і по-різному впливають на вели-чину питомої витрати, і в даний час не представляється можливим визначити її значення теоретичним шляхом. Тому в більшості випадків розрахунковий питома витрата ВР визначається за таблицями, складеними на основі обробки великого числа виробничих вибухів (табл. 11.4). При використанні інших ВВ користуються перекладними коеффіці-ентамі, які обернено пропорційні енергетичним ха-рактеристики ВВ (див. Розділ 1).
Число шпурів і їх глибина повинні бути достатніми з точки зору ефективного руйнування обраних обсягу породи, раз-
Витрата ВВ на 1 м 3 обраних породи при проведенні
вироблення (амоніт 6ЖВ)
Площа перерізу виробки, м 2
ня розрахункового заряду вибухової речовини і правильного оконтуривания вироблення.
Число шпурів на вибій найбільш просто визначати, виходячи з знайденого за таблицями питомої витрати ВР на 1 м 3 Обур-ної породи (кг / м 3) для даної площі перерізу виробки S, м 2.
1. Вибирається глибина шпурів lш. виходячи з необхідного посування вибою виробки за один цикл.
2. Визначається кількість ВВ (кг) на вибух
де l- глибина обурівання забою, м.
3. Визначається число шпурів на вибій, виходячи з максималь-ного допустимого їх заповнення вибуховою речовиною. Зазвичай їм заповнюються 2/3 довжини шпуру. У міцних породах заповнення-ня може бути великим.
Величина заряду в одному шпурі Qв = 2/3 · l · πd 2/4 · # 916 ;, де d- діаметр шпурів, м.
Число шпурів N = Q / Qз.
3. Перевіряється число шпурів, виходячи з необхідності пра-вильного оконтуривания вироблення. При зміні числа шпу-рів на забій заряд окремого шпуру перераховується (кг) за формулою
де N'- необхідне число шпурів.
5. Загальна маса заряду Q ділиться на число шпурів, а потім отримана середня величина множиться на поправочні ко-коефіцієнти: 1,2 - для врубових шпурів, 0,8-0,9 - для від-бойних, оконтуривающих бічних і верхніх шпурів.
Обчислені параметри підривання перевіряють шляхом прове-дення досвідчених вибухів.
Для порід з коефіцієнтом фортеці f = 4 ÷ 10 оптимальна глибина шпурів становить 1,8-2 м, причому зі збільшенням
міцності порід оптимальна глибина шпурів зменшується, зі збільшенням площі перерізу виробки - збільшується.
При застосуванні бурових кареток, що дозволяють з одного уста-новки бурити шпури глибиною 3 м і більше, раціональна глибина шпурів збільшується. Каретки доцільно застосовувати при великих обсягах прохідницьких робіт.
Короткоуповільнене підривання зарядів все ширше застосовується при проведенні підготовчих виробок. За даними дослід-ваний і виробничих спостережень, короткоуповільнене вибухо-вання в порівнянні з миттєвим забезпечує наступні пре-майна:
зменшуються питомі витрати буріння і ВВ внаслідок кращого використання енергії вибуху зарядів на 10-20%;
досягається краще дроблення породи завдяки більш дли-тельному знаходженню породи в напруженому стані під час вибуху;
зменшується сейсмічна дія на масив і поліпшується оконтуривание вироблення;
збільшується коефіцієнт використання шпурів на 10-15%.
Інтервал уповільнення змінюється від 25 до 50 мс. З збільшен-ням фортеці порід інтервал уповільнення зменшується. Інтервал уповільнення між врубових і іншими шпурамі повинен бути збільшений до 50-75 мс, оскільки час руйнування породи дією врубових зарядів, які працюють при одній відкритій поверхні, більше, ніж у інших шпурів. Число ступенів за-повільно може прийматися однаковим з уповільненим вибухо-ням (врубові - відбійні - контурних).
У виробках, небезпечних щодо вибуху газу або пилу, короткоуповільнене підривання дозволяє підви-сить безпеку виконання вибухових робіт і усунути багатоприйомна підривання (роздільне підривання врубових, від-бойних і контурних шпурів). Після кожного вибуху забій провітрюється. Граничний сумарний інтервал уповільнення між зарядами приймається: 320 мс при підриванні порід і 220 мс при підриванні вугілля. За цей час, як встановлено спеці-альних дослідами, концентрація метану в процесі руйнування вугілля і породи не може досягти вибухонебезпечних меж.
При уповільненого відривання, особливо при зави-шенних питомі витрати ВВ, відбувається посилений викид породи по осі вироблення, що приводить до руйнування кріплення і псування устаткування. Тому при переході на короткозамедлен-ве підривання слід в досвідчених вибухах зменшити питому витрату ВВ приблизно на 10-15%. Остаточно параметри уповільненого відривання вибираються після проведення досвід-них вибухів.