§ 51. ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ (ч. 6)
Количество шпуров. Количество шпуров, необходимых для продвижения забоя на глубину заходки W, зависит в первую очередь от таких факторов, как свойства породы, площадь забоя, свойства заряда и число плоскостей, ограничивающих забой. Наиболее простым и распространенным на практике является способ определения количества шпуров, при котором находят массу ВВ, необходимую для разрушения породы в требуемом объеме, соответствующем глубине заходки, а затем — число шпуров, необходимое для размещения получающегося общего заряда.
Количество ВВ, обеспечивающее разрушение 1 м3 обуренной породы, называют удельным расходом. Величина удельного расхода (q0 кг/м3) зависит от трещиноватости и коэффициента крепости породы, площади сечения выработки, рода ВВ, длины и диаметра заряда, а также способа заряжания.
Для выработок сечением более 20 м2 в породах с коэффициентом крепости f ≤ 16 удельный расход ВВ1 может быть определен по формуле ЦНИИСа Минтрансстроя, обобщающей данные практики тоннелестроения
где S — площадь сечения выработки, м2;
с — коэффициент, учитывающий влияние диаметра заряда и равный для патронов диаметром 32, 36, 40, 42 и 45 мм соответственно 1,1; 1,0; 0,95; 0,92 и 0,90;
k — коэффициент, учитывающий влияние глубины шпура; k = 1 для шпуров глубиной lн, равной 1,5, 2; 2,5 и 3 м в породах с коэффициентами крепости f, равными соответственно 10—16, 8—10, 4—8 и 4. Для шпуров другой глубины этот коэффициент может быть определен из выражения k = 1 + 0,1|l – lн|, где |l – lн| — абсолютное значение разности глубин;
е — коэффициент относительного расхода ВВ (см. табл. 19);
ψ — коэффициент плотности заряжания, принимаемый при пневматическом заряжании порошкообразным ВВ равным 1 и при заряжании обычными патронами ВВ — равным 1,1;
ω — коэффициент, учитывающий трещиноватость и характер напластования пород (табл. 20).
Таблица 20
Коэффициенты ω
Горногеологическая характеристика пород в забое | ω |
Монолитные изверженные породы | 1,10—1,15 |
Нетрещиноватые породы: пласты, перпендикулярные оси тоннеля пласты, параллельные оси тоннеля |
1,0 0,95 |
Слабо трещиноватые породы | 0,90 |
Трещиноватые породы | 0,85—0,90 |
Сильно трещиноватые породы | 0,75—0,85 |
При двух открытых поверхностях забоя значение удельного расхода ВВ, полученное по формуле (131), умножают на 0,6.
Расход ВВ на разрушение породы отбойными шпурами
где S — площадь поперечного сечения выработки, м2;
Sвр — площадь врубовой воронки, м2;
lк — глубина комплекта отбойных шпуров, м.
Полученное количество ВВ должно быть размещено в шпурах таким образом, чтобы не менее 20% длины шпура было занято инертной массой — забойкой. Коэффициент kЗ заполнения шпура зарядом принимают в зависимости от крепости породы по табл. 21.
Таблица 21
Коэффициент заполнения шпура зарядом
Коэффициент f крепости породы | 1—1,5 | 2—3 | 4—6 | 7—9 | 10—14 | 15—20 |
Значения kЗ | 0,3—0,5 | 0,5—0,6 | 0,55—0,65 | 0,65—0,70 | 0,70—0,75 | 0,75—0,80 |
Число отбойных шпуров, нужное для размещения количества ВВ, равного Q0, определяют по формуле
где q1 — масса ВВ, приходящегося на 1 пог. м шпура, с учетом степени его заполнения, кг;
где ρ — плотность ВВ в патронах, г/см3 (см. табл. 19);
V — объем 1 пог. м цилиндрического колонкового заряда, см3/м.
При количестве ВВ в каждом патроне по 0,2 кг и длине патронов lп м
Непредохранительные ВВ выпускают в патронах массой 200 и 300 г. Поэтому заряд составляют из патронов с точностью до 100 г. В связи с этим значением подлежит уточнению после определения глубины комплекта шпуров и, следовательно, длины заряда.
Масса заряда отбойного шпура
Массу заряда врубового шпура, работающего в условиях большого зажима породы, принимают на 15—20% больше.