Масаев Ю.А., Першин В.В. Технология и безопасность взрывных работ в практических задачах

Подождите немного. Документ загружается.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

šКузбасский государственный технический университетŸ

Ю. А. Масаев В. В. Першин

ТЕХНОЛОГИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ

ВЗРЫВНЫХ РАБОТ

В ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧАХ

Рекомендовано Сибирским региональным учебно-методическим

центром высшего профессионального образования

для межвузовского использования в качестве учебного пособия

для студентов, обучающихся по специальности 130406

ŸШахтное и подземное строительство¡

КЕМЕРОВО 2007

УДК 622.236.4(076)

Рецензенты

Кафедра шахтного строительства Уральского государственного

горного университета (УРГГУ)

Заведующий лабораторией технологии и безопасности взрывных

работ научного центра ВОСТНИИ кандидат технических наук

В. П. Доманов

Масаев, Ю. А. Технология и безопасность взрывных работ в

практических задачах : учеб. пособие / Ю. А. Масаев, В. В. Пер-

шин ; ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2007. – 204 с.

ISBN 978-5-89070-540-2

Подготовлено по дисциплине šТехнология и безопасность взрывных ра-

ботŸ. Изложены теоретические и практические вопросы, связанные с раз-

рушением горных пород и использованием энергии взрывчатых веществ

при добыче полезных ископаемых как подземным, так и открытым способом.

Приведены сведения о конструктивных особенностях средств ини-

циирования, монтаже взрывных сетей при различных способах взрывания,

технологии использования взрывчатых веществ и методах проверки их ка-

чества, разработке паспортов буровзрывных работ для подземных и от-

крытых условий.

Учебное пособие предназначено для студентов специальности

090400 (130406) šШахтное и подземное строительствоŸ.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ГУ КузГТУ.

УДК 622.236.4(076)

 ГУ КузГТУ, 2007

ISBN 978-5-89070-540-2  Масаев Ю. А., Першин В. В.,

2007

ПРЕДИСЛОВИЕ

Буровзрывные работы в настоящее время являются одним

из основных способов разрушения горных пород при добыче по-

лезных ископаемых и в целом ряде отраслей народного хозяйства

– при строительстве гидросооружений, транспортных тоннелей,

специальных подземных сооружений. Но основное применение

их – в горнодобывающей промышленности. Около 90 % мине-

рального сырья в стране добывается с применением взрывных

работ.

Взрывные работы выделяются из всех технологических

процессов повышенной опасностью, поскольку связаны с исполь-

зованием различных видов взрывчатых веществ, отличающихся

высокой степенью чувствительности к внешним воздействиям.

При использовании взрывчатых веществ необходимо особое

внимание уделять не только правильному выбору их по энерге-

тическим параметрам и качеству, но и правильной технологии их

применения при различных условиях взрывания, определению

расчетных параметров. Немаловажную роль в обеспечении безо-

пасности и качества взрыва играет правильное расположение и

пробуривание комплекта шпуров и скважин для размещения за-

рядов ВВ.

Эффективность и безопасность взрывных работ зависит от

многих факторов, очень важными из которых являются квалифи-

кация и дисциплинированность персонала, имеющего отношение

к взрывным работам и в первую очередь руководителей и испол-

нителей взрывных работ.

Цель настоящего учебного пособия – научить студентов по-

нимать физическую сущность и основные закономерности раз-

рушения горных пород взрывом, изучить свойства взрывчатых

веществ и методы их проверки, конструктивные особенности

средств инициирования и правила монтажа взрывных сетей, по-

рядок расчета параметров буровзрывных работ при различных

методах ведения взрывных работ, порядок и правила оформления

документации на ведение взрывных работ с соблюдением требо-

ваний техники безопасности.

Все эти вопросы должен знать будущий специалист, чтобы

обеспечивать безаварийную работу горнодобывающих и перера-

батывающих предприятий.

Учебное пособие содержит описание ряда лабораторных и

расчетно-практических работ и предназначено для студентов всех

форм обучения.

Изучаемые темы определяются специальностью обучаемых

студентов.

Отчеты по выполненным работам составляются индивиду-

ально каждым студентом по следующей форме:

1. Номер и тема работы.

2. Цель и задачи выполнения работы.

3. Краткое теоретическое обоснование работы.

4. Перечень используемых приборов, моделей, инструмен-

тов и оборудования, их описание.

5. Порядок выполнения работы с необходимыми схемами,

расчетами и таблицами.

6. Краткие выводы с анализом результатов.

Во всех расчетах полученные результаты должны быть вы-

ражены в единицах СИ.

В связи с тем, что во многих расчетах используются эмпи-

рические формулы, допускающие промежуточные показатели,

при проведении работы разрешается подставлять в формулы дан-

ные в тех единицах, которые предусмотрены авторами при полу-

чении формул, а в единицы СИ переводить лишь результаты.

Соотношение между внесистемными единицами и единица-

ми СИ приведено в таблице.

Величина

Внесистемная

единица

Единица СИ

Сила 1 кгс 9,81 Н

Работа, энергия 1 кгс¸м 9,81 Дж

Мощность 1 л. с. 736 Вт

Давление 1 кгс/см

9,81¸10

Па

Механическое напряже-

ние

1 кгс/см

9,81¸10

Па

Теплота 1 ккал 4,19¸10

Дж

РАЗДЕЛ I. РАЗРУШАЕМОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД

Для разрушения горного массива необходимо заряды

взрывчатых веществ поместить в шпуры или скважины. Качество

отбойки горной породы зависит от правильности пробуривания

шпуров (скважин) и порядка взрывания зарядов ВВ.

Как при бурении, так и при взрывании горной породы необ-

ходимо учитывать ее физико-механические свойства, поскольку

они предопределяют величину энергии, прилагаемой для ее раз-

рушения.

В данном разделе рассмотрен один из методов практическо-

го определения энергоемкости разрушения горной породы и ме-

ханизм ее разрушения при различных способах бурения.

Тема 1. Определение энергоемкости разрушения пород

1. Цель работы

Целью работы является изучение одного из способов опреде-

ления энергоемкости разрушения горных пород и методики обра-

ботки экспериментальных данных с использованием способа наи-

меньших квадратов.

2. Теоретические основы

Современные технологические процессы добычи полезных

ископаемых неразрывно связаны с отделением части горной мас-

сы от целого массива и ее дроблением до необходимой крупно-

сти различного рода ударными нагрузками.

Дробление породы сопровождается увеличением обнажен-

ной поверхности кусков отбитой горной массы. Способность

породы сопротивляться разрушению под воздействием ударных

нагрузок может быть оценена по величине обнаженной поверх-

ности.

Знание энергоемкости разрушения горных пород необхо-

димо для проектирования различных технологических процессов

горного производства и для определения основных энергетиче-

ских характеристик проектируемых горных машин. В лабора-

торных условиях энергоемкость разрушения горных пород мо-

жет быть определена методом дробления образцов породы дей-

ствием падающего груза на ударном копре (рис. 1.1).

Расчет энергоемкости разрушения горной породы Э,

Дж/см

, производится по формуле



 ,

где А – энергия удара, Дж; S

– начальная поверхность образца до

его разрушения, см

; S

– суммарная конечная поверхность всех

кусков породы после дробления образца, см

Энергия удара (Дж), затраченная на разрушение породы,

определяется из выражения

A = Q g h k ,

где Q – масса сбрасываемого груза, кг; h – высота сбрасывания

груза, м; g – ускорение свободного падения; k – количество

сбрасываний груза.

Поверхность образца, см

, взятого для испытания, может

быть условно принята как поверхность шара и определена по

формуле

dS  ,

где d

– диаметр (средняя величина из трех замеров по взаимно

перпендикулярным осям) испытуемого образца до его разруше-

ния.

Рис. 1.1. Установка для дробления породы:

1 – направляющие копра с делениями; 2 – падающий груз;

3 – боек; 4 – ступка; 5 – горная порода; 6 – станина

Общая поверхность кусочков после разрушения образца

будет равна сумме поверхностей отдельных кусочков. Для оп-

ределения этой поверхности нужно знать количество кусочков

после дробления и их диаметры.

Для определения диаметра кусочков и их количества рас-

четным методом разрушенная порода рассеивается на 3 фракции

через систему сит. Диаметр кусочков крупной фракции, остав-

шейся на верхнем сите 1, определяется путем обмера наиболь-

шего кусочка, а за наименьший принимается диаметр отверстия

верхнего сита. Средний диаметр всех кусочков определяется как

средняя величина между наибольшим и наименьшим кусочками.

За диаметр частиц 2-й и 3-й фракций принимается средняя ве-

личина диаметра отверстий верхнего сита и сита, на котором

данная фракция задержалась. Каждая фракция взвешивается на

аналитических весах.

Количество кусочков каждой фракции определяется деле-

нием массы фракций на вычисленную через диаметр массу од-

ного кусочка.

n  ,

где P

– масса фракций, г; V

– объем одного кусочка данной

фракции, см

; γ – плотность породы, г/см

Средний объем одного кусочка i-й фракции будет равен





Тогда количество кусочков в каждой фракции составит





n .