Оконтуривающие шпуры (на рис.53 №№ 10–22). Заряды в этих шпурах взрывают последними. Они предназначены для придания выработке проектного сечения. Концы оконтуривающих шпуров в крепких породах выпускают за проектный контур на 100–150 мм, а в мягких породах располагают на проектном контуре выработок. В выработках прямоугольного, трапециевидного и сводчатого сечения применяют наклонные и прямые врубы.

Наклонные врубы образуют шпурами, пробуренными наклонно под углом 60°–70° к поверхности забоя. Расстояние между концами шпуров 10–20 см. В трещиноватых породах шпуры располагают так, чтобы они пересекали поверхности трещин под углом 90°.

Прямые (призматические) врубы (рис.54) образуют шпурами, пробуренными перпендикулярно поверхности забоя (параллельно оси выработки). При этих врубах, как правило, один или несколько шпуров оставляют незаряженными для создания дополнительных открытых поверхностей, облегчающих разрушительное действие остальных шпуров. Расстояние между соседними шпурами 20–30 см, в очень крепких породах – 5–10 см.

Однако наиболее надежные врубы - щелевые, рис.54,а, призматические, рис.54,б, и спиральные шагающие, рис.54,в. Применение спирально-шагающих врубов требует использования только прессованных ВВ. Области применения прямых и наклонных врубов зависят от глубины

шпуров (l), сечения выработки (S), коэффициента крепости пород (f) и могут быть определены по графикам рис.55.

Из комбинированных врубов наибольший интерес представляет шагающий пирамидально-клиновой вруб, рис.56, состоящий из девяти шпуров. Шпур №1 – центральный, имеет наименьшую глубину (1 – 1,2 м) заряд из одного патрона ВВ. Этот шпур бурится перпендикулярно поверхности забоя. Шпуры №№ 2 – 5 располагаются на равных расстояниях от №1. Глубина этих шпуров, считая от центрального, постепенно увеличивается с интервалом 0,2 – 0,33 м. Заряды также увеличиваются на один патрон, т.е. на 0,25 – 0,3 кг в каждом последующем шпуре по сравнению с предыдущим. Бурят с некоторым наклоном к оси шпура №1. Очередность взрывания соответствует номерам шпуров. После взрыва шпуров 1 – 5 через 15 – 30 мс взрывают заряды в шпурах №№ 6 – 9.

Рис.53. Схема расположения врубовых, отбойных и оконтуривающих шпуров: а – пример размещения шпуров в сечении забоя; б – вид сбоку; в – вид сверху.

Рис. 6.4. Некоторые схемы расположения прямых врубов:

а – щелевой вруб; б – призматический вруб;; 1 – заряженный шпур; 2 – незаряженный шпур; в – спиральный шагающий вруб: 1, 2, 3, 4, 5, 6 – номера зарядов и соответствующая последовательность их взрывания.

Рис.55. Графики зависимости области определения наклонных и прямых врубов от глубины шпуров (а) и сечения выработки (б).

Рис.56. Шагающий пирамидально-клиновый вруб

Прямые врубы с глубокими шпурами, в которых использован эффект взрывной запрессовки, свободной от заряда части шпуров, взрываемых с замедлением, а также прямые врубы с дополнительными очищающими врубовую полость зарядами, показаны на рис.57,а и 57,б соответственно.

На рис.58 приведены схемы врубов, которые наиболее часто применяются в шахтах при взрывных работах.

Целесообразный интервал замедления между врубовыми и отбойными шпурами составляет 50 – 75 мс, а между отбойными и оконтуривающими шпурами – 15 – 25 мс. С увеличением крепости пород интервал замедления уменьшается. Увеличенный интервал замедления между врубовыми и отбойными шпурами объясняется тем, что время разрушения породы врубовыми зарядами, работающими при одной открытой поверхности, больше чем у отбойных и оконтуривающих.

Рис.57. Схема расположения прямых врубов с глубокими шпурами:

а – со взрывной запрессовкой; б – с очищающими врубовую полость зарядами; 1 – разрушающий заряд; 2 – очищающий заряд; 0, 50 – время замедления, мс.

Минимально допустимое расстояние между смежными шпуровыми зарядами должно составлять не менее величин, указанных в табл. 17.

В породах с f >10 расстояние между смежными шпуровыми зарядами должно определяться нормативами, разработанными по согласованию с организацией-экспертом по безопасности работ.

7.4 Забойка шпуров при взрывании в угольных шахтах

Взрывные работы в угольных шахтах являются источником повышенной опасности, связанной с высокой вероятностью воспламенения МВС и ПВС продуктами детонации зарядов ВВ. Одним из путей решения этой проблемы является применения в шпуровом заряде специальных забоечных материалов, которые, с одной стороны, могли бы поглощать часть энергии продуктов взрыва и тем самым способствовать быстрому их охлаждению, а с другой – как можно дольше удерживать продукты взрыва в зарядной камере шпура. Это позволит повысить коэффициент полезного действия взрыва и создать условия для охлаждения продуктов взрыва до температуры, при которой воспламенение МВС и ПВС не происходит.

Рис.58. Типичные схемы расположения шпуров во взрывных врубах

Таблица 17

Минимально допустимые расстояния между шпурами

По обеспечению безопасности работ, химическому взаимодействию с продуктами взрыва и характеру сопротивления (запирающим свойствам), препятствующему истечению из шпура высокотемпературных газов – продуктов детонации ВВ, все используемые в настоящее время типы забойки можно условно разделить на следующие группы: 1 - из пластичных материалов, 2 - из искусственных ингибиторных пластичных материалов, 3 - из сыпучих материалов, 4 - жидкостная забойка, 5 - пробками из твердых материалов, 6 - растворами быстротвердеющих вяжущих веществ и 7 - комбинированная забойка, табл.18.

Ингибиторная забойка

Из данных табл.18 видно, что одним из наиболее простых в исполнении и эффективных видов забоечного материала при ведении взрывных работ в угольных шахтах, опасных по газу и разрабатывающих пласты, опасные по взрывам пыли, является забойка из искусственных ингибиторных пластичных материалов. Ингибиторный пластичный забоечный материал на основе порошка КСВ-30 удовлетворяет условиям пункта 2 табл.18. По основным показателям разработанные составы значительно превосходят применяемые в настоящее время забоечные материалы. Новый материал сертифицирован и допущен к постоянному применению.

Использование ингибиторного пластичного забоечного материала в шахтах позволяет значительно увеличить технико-экономические показатели ведения взрывных работ – КИШ возрастает (в различных горно-геологических условиях) на 5–15%.

Вид забоечного материала играет важную роль в обеспечении безопасности и эффективности ведения взрывных работ в угольных шахтах, опасных по газу и разрабатывающих пласты, опасные по взрыву пыли.

Применяемые в настоящее время забоечные материалы

Эффективность применения забойки шпуров и скважин при взрывных работах обусловлена следующими преимуществами:

- повышается разрушающее действие взрыва;

- предотвращается воспламенение МВС и ПВС продуктами взрыва;

Таблица 18

Основные характеристики забоечных материалов