Понятие о заряде ВВ, зарядной камере и методах взрывных работ

Зарядом называется определенное количество взрывчатого вещества, подготовленного к взрыву. Заряды BB классифицируют по форме, построению и способу размещения во взрываемом массиве. По способу приложения к взрываемому объекту заряды разделяют на наружные и внутренние. Наружный заряд прикладывают к поверхности разрушаемого объекта и называют иногда накладным. Внутренний заряд размещают внутри разрушаемой среды.

Пространство или горная выработка, предназначенная для размещения в ней заряда BB, называется зарядной камерой. В зависимости от формы и сечения эти выработки называются шпурами, скважинами, камерами или котловыми шпурами и скважинами.

Шпур представляет собой цилиндрическую выработку в горной породе диаметром до 75 мм и глубиной до 5 м.

Скважина — это цилиндрическая выработка диаметром более 75 мм при различной глубине.

Штанговый шпур (штанговая скважина) — это цилиндрическая выработка диаметром 55—85 мм и глубиной от 5 до 15 м. Взрывную скважину глубиной более 15 м называют глубокой.

Камера представляет собой горную выработку для размещения в ней значительного количества BB, из которого формируется сосредоточенный (концентрированный) заряд массой от десятков килограммов до нескольких десятков и даже сотен тонн ВВ.

Шпуры или скважины, у которых конечная (тупиковая) часть расширена с помощью взрывов небольших зарядов или другим путем (механическим, термомеханическим, с помощью плазмы) до получения сферической или грушевидной формы, в которую помещают заряд BB значительной массы, называют котловыми шпурами или скважинами.

По форме заряды BB могут быть сосредоточенными или удлиненными. Первые имеют форму, близкую к шару или кубу, вторые — форму цилиндра, длина которого в 4 и более раз больше диаметра.

Удлиненные заряды могут быть сплошными или рассредоточенными. В сплошных зарядах BB не разделено никакими промежутками, в рассредоточенных зарядах между частицами BB устраивают промежутки из породы, дерева, воздуха и т. п. Для обеспечения детонации рассредоточенного заряда все его части соединяют детонирующим шнуром или в каждую часть помещают собственный инициатор.

Заряды с воздушными промежутками применяют для изменения времени взаимодействия продуктов взрыва с разрушаемым массивом. Воздушные промежутки в скважинных зарядах как бы увеличивают объем зарядной камеры для детонирующих BB, снижая тем самым первоначальное давление газов и увеличивая время их воздействия на массив. Иногда скважинные заряды делают комбинированными, формируя их из отдельных сортов BB с различными характеристиками или заряжая с различной плотностью по длине скважины.

BB в зарядах могут размещаться в оболочке из какого-либо материала или без нее.

Размещение BB в зарядной камере (шпуре, скважине) или на поверхности разрушаемого массива называется заряжанием, или формированием заряда. После заряжания оставшуюся свободной часть зарядной камеры (шпура, скважины) заполняют для увеличения эффективности воздействия взрыва на массив каким-либо инертным материалом или водой. Эта операция называется забойкой, а материал, применяющийся для этого,— забоечным материалом.

В рудных шахтах применяют следующие методы взрывных работ: метод шпуровых зарядов; метод скважинных зарядов; метод сосредоточенных (камерных, концентрированных) зарядов и метод накладных зарядов.

Метод шпуровых зарядов состоит в размещении удлиненных зарядов BB в шпурах для отрыва сравнительно небольшого объема массива горных пород. Применяется для проведения выработок и при очистных работах.

Метод характеризуется следующими показателями: числом шпуров, их глубиной, диаметром, коэффициентом использования шпуров (к. и. ш.) и удельным расходом ВВ.

Коэффициентом использования шпуров называется отношение величины ухода забоя за один взрыв к средней глубине шпуров. При взрыве зарядов BB порода не отрывается на всю глубину шпура, часть которого не используется и остается в массиве. Эту часть принято называть стаканом.

Удельным расходом BB называется количество BB, необходимое для разрушения 1 м3 или 1 т отбиваемой руды или горной породы. Различают расчетный и фактический удельный расход ВВ. Последний определяется отношением количества BB, расходуемого в забое на один взрыв полного комплекта шпуров, к объему отбиваемой за этот взрыв породы.

Метод скважинных зарядов представляет собой отбойку руды взрывом удлиненных зарядов BB значительной величины, помещаемых в скважины различной глубины. Является основным видом первичной отбойки массива блока (панели). Может применяться также при посадке потолочин, междукамерных целиков и проходке восстающих выработок методом секционного взрывания глубоких скважин или взрыванием их на компенсационное пространство. (Последнее широко внедряется и при углубке шахтных стволов).

При очистной выемке руду отбивают горизонтальными, наклонными и вертикальными слоями, скважинные заряды в которых могут располагаться параллельно, веерно, пучками или параллельно-сближенно.

По условиям действия взрыва применяют отбойку руды на открытое компенсационное пространство с одной плоскостью обнажения, с несколькими плоскостями обнажения, а также на так называемую зажатую среду, т. е. на заранее отбитую и разрыхленную среду, которая еще способна уплотняться.

Взрывание скважин обычно короткозамедленное с применением детонирующего шнура и электродетонаторов с соответствующим подбором замедлений.

Метод камерных зарядов (минная отбойка руды) — это взрывание сосредоточенных зарядов большой массы, размещенных в специально проходимых для этой цели выработках.

Перспективным в этом плане является формирование концентрированных зарядов в изолированных от основной сети горных выработок восстающих или горизонтальных камерах, получившее название ВКЗ или ГКЗ.

Метод накладных зарядов применяется при ликвидации заторов или зависаний руды в дучках и вторичном дроблении негабаритных кусков руды, отбитых с помощью других видов взрывных работ. При этом методе взрывчатое вещество помещается на поверхность разрушаемого массива. При ликвидации зависаний заряд BB, подготовленный к взрыву, привязывается к шесту и подается к месту зависания (затора). При дроблении негабаритов взрывчатое вещество укладывается в расчищенное от мелочи углубление на поверхности негабарита слоем толщиной 3—5 см. Обычно в один прием разрушают несколько негабаритов серией накладных зарядов, соединенных между собой детонирующим шнуром (при электрическом способе взрывания).

Более дорогостоящим, но эффективным и безопасным для дробления негабаритов является применение плоских кумулятивных зарядов типа ЗКП, изготовленных из прессованного высокобризантного BB с большой скоростью детонации (тротила) и имеющих на торце металлическую облицовку с кумулятивной выемкой.