Лекция 10 КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАРЯДОВ ВВ Зарядом ВВ называется

Лекция 10 КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАРЯДОВ ВВ Зарядом ВВ называется определенное количество взрывчатого вещества, размещенное определенным образом в зарядной камере (шпур, скважина, камера, наружный заряд и др. ) и подготовленное к взрыву (т. е. с введенным в ВВ средством инициирования). 1) По расположению относительно разрушаемого объекта заряды разделяют на наружные и внутренние. В горном деле преимущественно применяют внутренние заряды, размещаемые в шпурах, скважинах, камерах и др. , обеспечивающие более полный переход энергии ВВ в полезные формы механической работы взрыва. 2) По своей форме заряды делятся на сосредоточенные и удлиненные. Сосредоточенными называют заряды, имеющие относительно изометрическую форму (шар, куб и др. ), для которых отношение максимального линейного размера LЗ к минимальному d. З LЗ / d. З ≤ 3. Удлиненными называют заряды, для которых LЗ/ d. З > 3. 3) По конструкции заряды делятся на сплошные и рассредоточенные. Сплошной заряд не разделяется на отдельные части промежутками, тогда как в рассредоточенном заряде между отдельными его частями находится воздух или инертный материал. Разрушение горных пород взрывом, 2010 1

4) По характеру своего действия на твердую среду заряды ВВ делятся на заряды камуфлета, заряды рыхления и заряды выброса. а б в Схема действия взрыва различных зарядов: а - заряд камуфлета; б – заряд рыхления; в – заряд выброса Действие заряда камуфлета приводит только к разрушению массива породы вокруг заряда, но не проявляется на обнаженной поверхности. Действие заряда рыхления проявляется в дроблении и вспучивании горной породы в пределах воронки взрыва (без образования видимой воронки) от центра заряда до обнаженной поверхности. Заряд выброса вызывает дробление и выброс горной породы за пределы воронки взрыва. Разрушение горных пород взрывом, 2010 2

Действие взрыва сосредоточенного заряда в твердой однородной безграничной среде При взрыве сосредоточенного заряда в твердой однородной безграничной среде на значительном удалении от обнаженной поверхности (заряд камуфлета) разрушение происходит в результате совместного действия ударной волны и газообразных продуктов взрыва. σсж σр σр σсж III II I Схема действия взрыва заряда в твердой однородной безграничной среде: I – зона вытеснения; II – зона раздавливания; III 1 – зона трещинообразования; IV – зона упругих 1 а деформаций; 1 – радиальные трещины, возникающие за счет действия растягивающих напряжений во фронте волны напряжений; 1 а – развитие трещин в результате действия газообразных продуктов взрыва; 2 – кольцевые (сферические) трещины, возникающие при 2 смещении пород в сторону зарядной камеры при падении в ней давления Разрушение горных пород взрывом, 2010 3

Зоны вытеснения и раздавливания распространяются в скальной горной породе на величину, не превышающую радиуса заряда rо. По мере удаления от заряда амплитуда и скорость распространения ударной волны резко снижается, и на расстоянии 5 -6 радиусов заряда ударная волна превращается в волну напряжения, скорость которой равна скорости звука в породе. Зона, характеризующаяся развитием радиальных трещин, называется зоной трещинообразования III. Ее размер обычно составляет 40 – 50 радиусов заряда rо. При взрывании заряда на значительном расстоянии от обнаженной поверхности продукты взрыва, обладая достаточно высокими энергетическими характеристиками, уже не могут совершить дальнейшей механической работы по разрушению породы. За счет теплообмена с горными породами продукты взрыва охлаждаются, происходит разгрузка и смещение пород в сторону зарядной камеры, в результате чего образуются кольцевые (сферические) трещины. Данные трещины могут располагаться только в промежутке между ранее образованными радиальными трещинами. Разрушение горных пород взрывом, 2010 4

Действие взрыва сосредоточенного заряда в твердой однородной среде при наличии обнаженной поверхности 3 4 1 1 а 2 Схема действия взрыва заряда в твердой однородной среде при наличии обнаженной поверхности: 1 – радиальные трещины, возникающие за счет действия растягивающих напряжений во фронте волны напряжений; 1 а – развитие трещин в результате действия газообразных продуктов взрыва; 2 – кольцевые (сферические) трещины, возникающие при смещении пород в сторону зарядной камеры при падении в ней давления; 3 – трещины, возникающие в результате совместного действия прямой и отраженной волны напряжений; 4 – откольные трещины Разрушение горных пород взрывом, 2010 5

Воронка взрыва и ее элементы. Классификация зарядов по показателю действия взрыва Различают следующие элементы вороник взрыва: линия наименьшего сопротивления (л. н. с. ) W – кратчайшее расстояние от центра заряда до ближайшей обнаженной поверхности; радиус воронки взрыва r; угол раствора воронки взрыва α; радиус действия взрыва заряда R. r Элементы воронки взрыва заряда W Разрушение горных пород взрывом, 2010 6

Характер действия взрыва заряда в среде, кроме того, определяется показателем действия взрыва: . В зависимости от величины показателя действия взрыва различают: заряды нормального выброса (n = 1); заряды усиленного выброса (n > 1); заряды уменьшенного действия (n < 1). При n ≈ 0, 7 видимой воронки от взрыва заряда не образуется и по действию он является зарядом рыхления. При n ≈ 0, 5 (заряд камуфлета) данный показатель теряет физический смысл, поскольку воронки взрыва не образуется. Разрушение горных пород взрывом, 2010 7

Принципы расчета сосредоточенных зарядов Расчет массы заряда ВВ, необходимого для получения воронки выброса, основан на принципе пропорциональности, согласно которому масса заряда Q прямо пропорциональна объему взрываемой горной массы V: Q ~ V. Для зарядов нормального выброса (n = 1) при взрыве образуется конусообразная воронка, угол при вершине которой составляет 900. Объем такой воронки равен объему конуса: . Учитывая, что при n = 1 r = W, и приняв π ≈ 3, получим. Разрушение горных пород взрывом, 2010 8

Коэффициентом пропорциональности q между массой заряда Q и объемом взрываемой горной массы является удельный расход ВВ. Удельный расход ВВ характеризует массу ВВ, необходимую для разрушения 1 м 3 горной породы. Таким образом, масса сосредоточенного заряда определится по формуле: . При показателе взрыва n, отличного от единицы, расчет величины сосредоточенных зарядов производится по формуле М. М. Борескова: . При значении л. н. с. более 25 м формула М. М. Борескова дает заниженные результаты. В этом случае расчет ведется по формуле Союзвзрывпрома: . Разрушение горных пород взрывом, 2010 9