Влияние площади сечения выработки и свойств взрываемых пород на удельный расход ВВ

Общеизвестно, что процесс взрывного разрушения горных пород происходит в условиях интенсивного зажима, особенно это характерно при одной свободной поверхности. Анализ статистической обработки данных показал, что с увеличением площади поперечного сечения выработки удельный расход BB гиперболически уменьшается. Существует много противоречивых мнений о причинах уменьшения удельного расхода BB при увеличении площади поперечного сечения выработки. Э.О. Миндели объясняет это явление наличием напряженно-деформированного состояния вблизи забоя, следствием которого является образование зоны "отжима" и концентрации касательных напряжений, направленных в сторону свободной поверхности.

Н.М. Покровский причину интенсивного зажима объясняет неравномерностью возрастания периметра выработки по сравнению с ее объемом. Для образования любой подземной выработки необходимо отделить определенный объем горной породы от основного массива, для чего требуется преодолеть сопротивление частиц отрыву от основного массива. При этом с увеличением поверхности отрыва увеличивается энергия, расходуемая на разрушение, с другой стороны, не наблюдается прямой зависимости между площадями поверхности отрыва и сечения проводимой горной выработки. При проведении горных выработок с меньшим поперечным сечением на единицу поверхности отрыва затрачивается большее количество BB, то есть происходит увеличение удельного расхода BB на 1 м3 разрушаемого массива.

Количество BB, необходимое для отрыва 1 м2 поверхности забоя в выработках любого поперечного сечения, фактически остается постоянным для пород с одинаковыми физико-техническими свойствами.

Влияние физико-технических свойств массива на эффективность взрывного разрушения горных пород является очевидным фактом, однако до настоящего времени нет общепринятого критерия оценки их сопротивляемости при взрывном нагружении. Наиболее распространенным параметром для такой оценки является крепость горных пород по шкале проф. М.М. Протодьяконова, позволяющая определить усредненную сопротивляемость пород разрушению, которая ориентировочно равна 0,01[осж].

Эффективность взрывного разрушения горных пород в большей степени зависит от структуры разрушаемого массива (трещиноватость, слоистость, блочность, напластование и т.д.), которая не учитывается коэффициентом крепости.

Различные исследователи стремятся оценить сопротивляемость породы взрывному разрушению в зависимости от количества BB, необходимого для разрушения единицы объема в массиве, с использованием параметров нормального удельного расхода BB и взрываемости пород.

Для оценки взрываемости горных пород целесообразно использовать подход проф. А.Ф. Суханова, который считал, что разрушаемость породы зависит от фактического расхода BB для каждого конкретного случая с обязательным учетом способа выемки. Взрываемость пород, кг/м2, по А.Ф. Суханову, математически описывается зависимостью

где Vп - объем пород, подлежащих разработке, м3; Pот - поверхность отрыва, м2; qВВ - фактический удельный расход BB, кг/м3.

При этом автор рекомендует определять взрываемость опытным путем, что предусмотрено при отработке и корректировке паспортов БВР, либо обобщением значительного количества статистических данных по удельным расходам BB при проведении горных выработок в сходных условиях.

Учитывая тот фактор, что взрываемость пород является величиной постоянной для пород с одинаковой крепостью при использовании одного типа BB, ее можно определять при проведении выработок различного сечения.

Ориентировочные данные взрываемости горных пород выведены на основе обобщения данных практики при сооружении выработок большого сечения.