Контурное взрывание

При проведении ВР обычными способами происходит разрушение массива горных пород, вследствие чего образуются шероховатости, заколы и трещины, снижается устойчивость боковых стенок и кровли выработок. При проведении горных выработок фактические размеры превышают проектные.

Характер разрушения контурного массива при обычном взрывании зарядов оконтуривающих шпуров неодинаков в выработках различного поперечного сечения.

Глубина распространения трещин пропорциональна отношению давления продуктов детонации к пределу прочности пород на сжатие т.е.:

,

где - коэффициент пропорциональности (в среднем (

а б

При проведении выработок с длительным сроком службы, необходимо получить контур выработки, близкий к проектному с возможно меньшим нарушением законтурного массива, применяют способ контурного взрывания, при котором используют последующее или предварительное щелеобразование.

При предварительном щелеобразовании шпуры по контуру выработки взрывают в первую очередь для образования контурной щели.

Взрывание зарядов в центральной части выработки происходит с экранированированием энергии волн напряжений щелью, что значительно ослабляет действие взрыва на стенки и кровлю.

Предварительное щелеобразование широко применяют при проведении выработок обычного сечения.

Минимального нарушения законтурного массива достигают следующими способами:

- взрыванием оконтуривающих шпуров рассредоточенными зарядами, взрыванием оконтуривающих шпуров сплошными зарядами малого диаметра;

- сближением оконтуривающих шпуров в трудно взрываемых крепких породах;

- применением специальных вкладышей в оконтуривающих шпурах со стороны стенок выработки.

Заряды оконтуривающих шпуров взрывают после взрыва предконтурных зарядов.

Контурное взрывание с предварительным щелеобразованием применяют при проведении выработок большой площади сечения, чего по контуру выработки шпуры на расстоянии 20...40 см один от другого заряжают зарядами малого диаметра. Этот метод можно применять там, где допустимо отставание крепи от забоя, поочередное взрывание оконтуривающих шпуров часто приводит к разрушению крепи выработки.

Недостатками контурного взрывания являются:

- увеличение и шпуров на 15...20 %;

- рост затрат труда на заряжание оконтуриваших шпуров из-за сложности конструкции зарядов.

При применении последующего щелеобразования (гладкое взрывание) одновременно взрывают сближенные заряды особой конструкции по контуру горной выработки.

Конструкция зарядов должна обеспечивать максимально возможное ослабление действия взрыва в сторону охраняемого массива.

Достигают этого:

- применением рассредоточенных зарядов;

- применением низкобризантных ВВ;

- применением патронов ВВ уменьшенногой диаметра с продольной кумулятивной полостью, обращенной в сторону ядра выработки;

- зарядов, у которых со стороны за­контурного массива уложены продольные деревянные планки.

Основными факторами, оказывающими влияние на качество оконтуривания выработки, являются:

- величина заряда;

- диаметр заряда;

- конструкция заряда;

- расстояние между оконтуривающими шпурами;

- л.н.с.

При взрыве вокруг каждого шпурового заряда образуется цилиндрическое поле напряжений. Через некоторый промежуток времени происходит взаимодействие полей напряжений соседних зарядов, вследствие этого повышается концентрация напряжений по линии размещения зарядов.

Волна сжатия от взрыва оконтуривающих шпуров, достигая открытой поверхности, образованной взрывом зарядов врубовых и отбойных шпуров, отражается от нее. Отраженная волна, распространяясь вглубь массива, может привести к значительному разрушению законтурной части массива. В результате повышения кон­центрации напряжений по линии оконтуриваюших зарядов образуется трещина, которая препятствует распространению отраженных волн в законтурное пространство. Таким образом, разрушение законтурной части массива снижается, если к моменту подхода отраженной волны к контуру выработки по линии оконтуривающих зарядов уже образованы трещины.

Это возможно при условии

,

Где - время движения соответственно прямой волны сжатия до открытой поверхности и отраженной от нее волны растяжения до длины зарядов, с.

Время образования трещины между двумя смежными полостями, образующиеся при взрыве, с.

; ; ,

где - расстояние между шпурами по контуру выработки, м;

- скорость развития трещин в данной породе, м/с;

- скорости поперечной и продольной волн, м/с.

С учетом этого

где - л.н.с. для оконтуривающих шпуров,м.

Подставив значения и получим

или

где – скорость распространения взрывной волны.

Величина является относительным коэффициентом сближения оконтуривающих шпуров.

Для получения щели между образовавшимися при взрыве полостями и минимальных нарушений массива за контуром выработки коэффициент сближения оконтуривающих зарядов должен удовлетворять условию

,

Скорость развития трещин, распространение продольных волн в массиве и коэффициент оконтуривающих зарядов зависят от трещиноватости пород. На границе зоны трещиноватости отражается часть волны сжатия, образованная взрывом оконтуривающих зарядов, поэтому расстояние между шпурами и в оконтуривающем ряду следует принимать с поправкой на глубину трещинообразования от взрыва предконтурных зарядов последнего ряда, т.е

,

где - - глубина трещинообразования.

Число оконтуривающих шпуров определяют по формуле

,

где П – проектный периметр выработки, м.

Рациональная вместимость ВВ в 1 м оконтуривающих шпуров

,

где - коэффициент относительной монолитности пород.

Масса заряда оконтуривающего шпура

,

Где - длина оконтуривающего шпура, м.

Рекомендуемые л.н.с. в породах различной трещиноватости.

Порода	Расстояние между трещинами,м	Коэффициент относительной газообильности	Л.Н.С. оконтуривающих шпуров,м.
Относительно монолитная		1,0	0,5
Среднетрещиноватая	0,15	0,5	0,6
Сильнотрещиноватая		0,2	0,7

Расстояние между устьем шпуров и контурной линией не должно превышать 10 см, при этом дно шпура должно выходить на проектный контур.

Глубину оконтуривающих шпуров рекомендуется принимать на 20 меньше глубины врубовых и отбойных шпуров.

Контурное взрывание при проведении капитальных выработок позволяет получить соответствие фактического и проектного контуров выработки, снизить неровность стенки и кровли, сократить объем по уборке излишней породы, уменьшить законтурное разрушение массива. При этом применяют электрическое короткозамедленное взрывание. Оконтуривающие шпуры взрывают одним замедлением.