Таранов П.Я. Буровзрывные работы

Подождите немного. Документ загружается.

Аммиачно-селитреН'НЫе ВВ и огнепроводный шнур можно пере-

возить в обычных .вагонетках и загружать до бортов. Динамиты или

детонаторы должны перевозиться в закрытых вагонетках с де-

ревянным кузовом, обитым .внутри войлоком и мешковиной; ящики

можно укладывать только в один ряд. Можно применять и вагонетки

специальной конструкции—с открывающейся боковиной и со

стеллажами.

Вагоны с ВВ ставят в середину порожняковой партии. Перевозить

в одной партии ВВ и детонаторы, как правило, нельзя. Скорость

движения должна быть не более 2 м/сек.

При спуске в клети взрывников с ВМ в каждом этаже клети может

спускаться не более 4 человек. Прочие рабочие не должны спускаться

в этой клети. Взрывник может переносить не более 10 кг ВВ и

соответствующее количество средств взрывания, но в •отдельных

сумках. Подносчики ВВ и взрывники без средств взрывания могут

переносить до 20 кг ВВ. Детонаторы разрешается переносить только

взрывникам.

При проходке вертикальных стволов шахт спуск ВМ в забой

производится в бадьях. Скорость движения бадьи не более 2 м/сек.

Вначале спускают обычные латроны ВВ, а после Отдельно спускают

патроны-боевики.

Г л а в а VI

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И КЛАССИФИКАЦИЯ

ГОРНЫХ ПОРОД

Горные породы — агрегаты минеральных частиц, связанных

между собой непосредственно силами молекулярного сцепления или

посредством посторонних цементирующих веществ. В первом случае

прочность связи меньше прочности самого кристалла и от прочности

связи зависит прочность .породы. Во втором случае цементирующее

вещество определяет прочность породы, оно может быть слабее или

прочнее основных частиц.

На прочность горной породы влияют также размеры зерен — чем

они меньше, тем 'прочнее порода. При зернах размером > 1 мм

влияние размера зерна менее заметно. Трещиноватость и слоистость

уменьшают прочность горной породы.

Сопротивление горных пород сжатию велико и колеблется в

довольно широких пределах даже для одной и той же породы, что

объясняется различной крупностью зерен и структурой породы (табл.

10).

Некоторые осадочные породы анизотропны — их сопротивление

сжатию различно в разных направлениях. Наиболее анизотропны

глинистые сланцы. У «их сопротивление сжатию вдоль плоскости

напластования составляет 0,5—0,75 величины сопротивления в на-

правлении, перпендикулярном этой плоскости. •

Сопротивление растяжению и сдвигу у горных пород невелико и

составляет от 2 до 10% величины сопротивления сжатию.

Горные породы — ynpyro-жрупкие тела, разрушаются в тот мо-

мент, когда 'напряжение достигает шредела упругости. При всесто-

роннем сжатии прочность горных лород значительно повышается (в 2

—4 раза). Повышается и упругость их.

Т а б л и ц а 10

Горная порода

Сопротивле-

ние

сжатию,

кГ/см'

Гранит .............................................................

Песчаник сливной (кварцит)..............................

Песчаник с кремнистым цементом....................

Песчаник с известковым цементом...................

Глинистый сланец (с различными цементами)

800—1500

1000—1800

1500 и выше

200—1000

до 500

Давление 1 кГ/см

— 9,81 • 10* н/м'.

Прочность горных пород изменяется, также, в зависимости от

скорости приложения нагрузки. Л. А. Шрейнер [15] приводит данные

(табл. 11), согласно которым при динамическом (ударном)

вдавливании пуансона в породу сопротивление ее .в 8,4—8,7 раза

меньше, чем при статическом. Это явление содействует эффектив-

ности ударно-вращательного бурения. Однако при очень больших

скоростях приложения сжимающих нагрузок, что имеет место при

взрыве, сопротивление горных пород сжатию, согласно эксперимен-

тальным данным Грина и Фоулиеа [14], в 10—12 раз больше, чем при

статических нагрузках.

Т а б л и ц а 11

Горная порода

Динамическая

твердость

кГм/см

Стати-

ческая

твердость,

кГ/см*

кГ/см"

Кварцит шокшинский

Габбродиорит . . .

Известняк..................

800

420

190

000

При взрыве заряда ВВ в массиве горной .породы последняя раз-

рушается те только от действия газов взрыва на стенки зарядной

камеры, но также и от действия ударной волны, вызванной в породе в

момент взрыва. Разрушающее действие ударной волны зависит от ее

скорости и амплитуды. Последние зависят от величины импульса,

переданного взрывом породе, и от акустической жесткости породы.

Акустической жесткостью породы называется произведение

объемного веса породы на скорость продольной волны в

Т а б л и ц а 12

Г-

Коэффи- Угол

Кате--

Степень

ч *

циент

внутрен-

тория

крепости' ;.

Порода ■■

крепости

него тре-

■■...i- :

1 : ' '

ния 9

В высшей

степени

крепкие

породы

Наиболее крепкие, плотные и вязкие

кварциты и базальты. Исключительные

по крепости другие породы

20 87W

Очень креп- Очень крепкие гранитовые породы, квар- 15 86°1Г

•

кие по-

роды

цевый порфир, очень крепкий гранит,

кремнистый сланец. Менее крепкие,

чем указанные выше, кварциты. Самые

крепкие песчаники и известняки

III

Крепкие

породы

Гранит (плотный) и гранитовые породы.

Очень. крепкие песчаники и известняки.

Кварцевые рудные жилы. Крепкий

конгломерат. Очень крепкие железные

руды

10 84°18'

. II la То же

Известняки (крепкие). Некрепкий гранит.

Крепкие песчаники. Крепкий мрамор.

Доломит. Колчеданы

8 82°53'

. IV

Довольно

крепкие

породы

Обыкновенный песчаник. Железные руды

6 80°32'

IVa То же

Песчанистые сланцы. Сланцевые песча-

ники

5 78°4Г

Средние

породы

Крепкий глинистый сланец. Некрепкий •

песчаник и известняк, мягкий конгломерат

4 . 75°58'

Средние

породы

Разнообразные сланцы (некрепкие).

Плотный мергель

3 71°34'

Довольно

мягкие

породы

Мягкий сланец. Очень мягкий известняк,

мел, каменная соль, гипс. Мерзлый грунт,

антрацит. Обыкновенный мергель.

Разрушенный песчаник, сцементированная

галька и хрящ, каменистый грунт

2 63°26'

Via То же

Щебенистый грунт. Разрушенный сла-

нец, слежавшаяся галька н щебень,

крепкий каменный уголь. Отвердевшая

глина

1,5 56° 19'

VII

Мягкие по-

роды

Глина (плотная). Мягкий каменный

уголь. Крепкий нанос, глинистый

грунт

1,0 45°00'

Vila

То же

Легкая песчанистая глина, лёсс, гравий

0,8

38°40'

VIII

Землистые

породы

Растительная земля, торф, легкий сугли-

нок, сырой песок

. 0,6 30°58'

Сыпучие

породы

Песок, осыпи, мелкий гравий, насыпная

земля, добытый уголь

0,5 26°30'

Плывучие

породы

Плывуйы, болотистый грунт, разжнж-

женный лёсс и другие разжижжен-ные

грунты

0,3 16°42'

массиве. Скорость продольной волны в скальных породах составляет

2000—5800 м/сек и может быть определена по формуле

W = Yf,

(38)

где W — скорость продольной волны, м/сек; Е — модуль упругости

породы, кГ[м

; g — ускорение силы тяжести, м/сек

; р — плотность

породы, кг/м

. . Знание прочности и упругих характеристик горных

пород позволяет определять затраты труда, энергии и материалов при

производстве горных работ.

■В .разное время <• отдельными учеными и организациями были

предложены различные методы классификации торных пород'. Не-

которые ,из иихполучили весьма широкое распространение. —

Проф. М. М. Протодьяконов в 1908 г.. опубликовал классификацию

крепости пород, щ основе .которой лежит их прочность на сжатие. Это

была первая научнообоснованная классификация пород, позволившая

подсчитывать затраты труда и материалов при ведении горных работ.

Согласно классификации проф. М. М. Протодьяконов а (табл. 12),

горные породы разделены на десять категорий, причем категории III,

IV, V, VI и VII имеют две подкатегории.

Коэффициентом крепости f проф. М. М. Протодьяконов назвал

величину временного сопротивления сжатию, уменьшенную в

100 раз, т. е. / =TAQ • Этот коэффициент характеризует относительную

прочность породы и входит во многие эмпирические формулы,

'предложенные проф. М. М. Протодьяконовым [10].

При нормировании горных работ в СССР, кроме шкалы проф. М.

М. Протодьяконова, применяют и другие шкалы классификации

пород. Известны классификации Криворожского рудного бассейна,

Гипроцветмета, Гиредмета, Главзолота, Союзвзрывпрома, Шах-

тостроя и др. Большинство этих классификаций основано на пока-

зателях скорости рабочего процесса (скорость бурения) или износа

рабочего инструмента (количество затупившихся буров при

выбуривании 1 м шпура).

В табл. 3 приложения приведены некоторые из упомянутых шкал

и сравнение их со шкалой проф. М. М. Протодьяконова.

Для увязки со шкалой проф. М. М. Протодьяконова упругих

^характеристик горных пород проф. А. Н. Ханукаев рекомендует

"породы с коэффициентом крепости от 1 до 8 относить к породам

средней акустической жесткости (от 5 • 10

до 15 • 10

г/см

■ см/сек).

Более крепкие породы, скорость продольных волн в которых со-

ставляет 4000 м/сек и более, относить к породам с большой акусти-

ческой жесткостью (15 • 10

— 25 • 10

г/см

• см/сек). В этих породах

при разрушении их взрывом ударные волны имеют, по мнению А. Н.

Ханукаева, первостепенное значение [17].