ออกแบบและก่อสร้างระบบระเบิดหลุมขนาดกลางและลึกในเหมืองหิน
1. การเลือกอุปกรณ์เจาะหินและอุปกรณ์ระเบิด 1.1 การเลือกอุปกรณ์เจาะหิน การระเบิดหลุมลึกปานกลางหมายถึงการระเบิดที่มีความลึกของหลุมมากกว่า 5 ม. และเส้นผ่านศูนย์กลางของรูมากกว่า 75 มม. ลักษณะของรูระเบิดกำหนดว่าอุปกรณ์เจาะหินจะต้องใช้เครื่องมือเจาะรูลึก แผนนี้ใช้สว่าน ซวนฮวา อิงเจอร์โซล แรนด์ CM351 ลงหลุมซึ่งเหมาะสำหรับหินต่างๆ ที่มีความแข็งของหินในช่วง 6 ถึง 20 เส้นผ่านศูนย์กลางของหลุมเจาะคือ 115 มม. ความลึกของหลุมเจาะสามารถถึง 30 ม. และความยาวแท่งเจาะคือ 3 ม. 1.2 การเลือกอุปกรณ์ระเบิด 1)
ประเภทของวัตถุระเบิดและประจุระเบิด: ใช้วัตถุระเบิดแอมโมเนียมไนเตรต 2# และใช้วัตถุระเบิดอิมัลชันเพื่อจุดชนวนประจุเมื่อมีน้ำ นอกจากนี้ การใช้ประจุแบบคอลัมน์สามารถกระจายวัตถุระเบิดได้สม่ำเสมอมากขึ้นในมวลหิน ซึ่งสามารถเพิ่มปริมาณการระเบิดต่อเมตรและลดการใช้วัตถุระเบิดต่อหน่วยได้ จึงลดปริมาณวัตถุระเบิดที่ใช้และลดต้นทุนทางวิศวกรรม 2) การเลือกตัวจุดชนวน: ใช้ตัวจุดชนวนไฟฟ้าทันทีภายนอกรู ใช้สายจุดชนวนแบบแบ่งส่วนภายในรู และใช้ท่อนำส่วนที่ 1, 3 และ 5 ในแถวที่ 1 ถึง 3 ตามลำดับ โดยมีเวลาหน่วง 25 มิลลิวินาทีสำหรับแต่ละส่วน 3) แหล่งจ่ายไฟสำหรับจุดชนวน: ใช้ตัวจุดชนวน จีเอฟบี-1200 สำหรับจุดชนวน 2 การกำหนดพารามิเตอร์การระเบิด ปัจจัยขั้นตอน (ดังที่แสดงในรูปที่ 1 แผนผังพารามิเตอร์ของรูระเบิด): ความสูงของขั้น H, เส้นความต้านทานของแชสซี ดับบลิวดี, ระยะห่างของรู a, ระยะห่างของแถว b, ความลึกของรู L, ความลึกสูงสุด เอชซี, ความยาวการเติม ร.ต..
การเลือกพารามิเตอร์การระเบิดและพารามิเตอร์เครือข่ายหลุมจะส่งผลโดยตรงต่อเอฟเฟกต์การระเบิด ส่วนใหญ่ของสนามกรวดในเมืองหนึ่งๆ เป็นเหมืองหินแกรนิตที่มีความแข็งปานกลางพร้อมข้อต่อที่พัฒนาแล้ว ค่าสัมประสิทธิ์ โปรตสกี้ 7~12 และความสามารถในการระเบิดหินที่ดี รูปแบบการเจาะสามารถแบ่งได้เป็นการเจาะแบบเอียงและการเจาะแนวตั้ง การเจาะแบบเอียงมีเส้นความต้านทานที่สม่ำเสมอและขนาดบล็อกระเบิดที่สม่ำเสมอ แต่เทคโนโลยีการทำงานมีความซับซ้อน เทคโนโลยีการเจาะแนวตั้งนั้นเรียบง่ายและรวดเร็ว เนื่องจากการระเบิดหลุมระดับกลางถึงลึกยังไม่ได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน และบุคลากรที่เกี่ยวข้องในเหมืองหินไม่คุ้นเคยกับสิ่งสำคัญของการทำงาน จึงแนะนำให้ใช้วิธีการเจาะแนวตั้งที่ค่อนข้างง่ายก่อน 1) เส้นผ่านศูนย์กลางรูระเบิด d เส้นผ่านศูนย์กลางของดอกสว่านของดอกสว่านที่เจาะลงไปในหลุมคือ 115 มม. ดังนั้นเส้นผ่านศูนย์กลางรูระเบิด d คือ 115 มม. 2) เส้นความต้านทานของแชสซี ดับบลิวดี
①ตามความกว้างการทำงานที่ปลอดภัยของแท่นขุดเจาะ
ไทย ดับบลิวดี≥h·ซีทีจี（α+β） ในสูตร: h—— ความสูงของขั้นบันได ซึ่งเท่ากับ 10 ม. α—— มุมความลาดชันขั้นบันได ในการผลิตจริง จะใช้รถขุดสำหรับการผลิต และมุมความลาดชันสามารถไปถึง 75° β—— ระยะห่างจากจุดศูนย์กลางของหลุมระเบิดถึงด้านบนของความลาดชันคือ 2.5 ม. จากนั้น ดับบลิวดี≥h·ซีทีจี（α+β）=10×ซีทีจี 75°+2.5=5.2 ม.② คำนวณตามสูตรเชิงประจักษ์ของ ดาวีโดฟ ของสหภาพโซเวียต ดับบลิวดี=53·เคที·d·(Δe/γ)1/2 โดยที่: d—— ช่องรับแสงคือ 0.115 ม. เคที—— ค่าสัมประสิทธิ์การแตกของหินแร่ ใช้ 1.1 ความหนาแน่นของประจุ Δ—— นำมาจากประสบการณ์ปัจจุบัน ซึ่งเท่ากับ 0.6 g/ซม3 ความหนาแน่นของหินจำนวนมาก γ—— ซึ่งเท่ากับ 2.5 t/m3 e——ค่าสัมประสิทธิ์การแก้ไขแรงระเบิด ใช้ 1 จากนั้น ดับบลิวดี=53×1.1×0.115×（0.6×1/2.5）1/2=3.3 m รวมกับ ① และ ② ใช้ ดับบลิวดี=4 m3) ระยะห่างของรู a ระยะห่างของแถว b ตามพื้นที่รูของเอฟเฟกต์การระเบิดที่เหมาะสมคือ 14.5 m2 ตาม
a=m·ดับบลิวดี, m คือค่าสัมประสิทธิ์ความหนาแน่นของรูระเบิด ช่วงค่าคือ 0.8~1.4 โดยที่ m เท่ากับ 1.1 จากนั้น a=1.1×4=4.4 m ตามค่าจริง
ดังต่อไปนี้:
4) ระยะรูเจาะ a=4.5 ม. และคำนวณระยะแถว b=3 ม. ตามพื้นที่เครือข่ายรูเจาะ 4) ความลึกรูเจาะ L และความลึกสูงสุด เอชซี เพื่อเอาชนะผลกระทบจากการยึดเกาะของหินด้านล่างและไม่เหลือฐานรากหลังการระเบิด จำเป็นต้องเจาะรูเจาะให้มากเกินไป การเจาะที่ลึกเกินไปจะทำให้สิ้นเปลืองวัตถุระเบิด ในขณะที่การเจาะที่เล็กเกินไปจะส่งผลต่อฐานรากและส่งผลต่อการโหลดและการขนถ่าย โดยทั่วไปจะใช้ค่าต่อไปนี้:
เอชซี=（0.15-0.35）d, นำ 0.25·ดับบลิวดี=0.25×4=1 ม.
L=h+เอชซี=10+1=11 m5) ความยาวการเติม ร.ต. ความยาวการเติม ร.ต.=（16-32） d, ใช้ 2.8 m6) ปริมาณการใช้วัตถุระเบิดต่อหน่วย q นำมาจากประสบการณ์ในอดีต q=0.45 กก./ม.3 7) ปริมาณการชาร์จต่อหลุมระเบิด Q ① ตามปริมาตรของแร่และหินที่ระเบิดต่อหลุม Q=q·a·h·ดับบลิวดี=0.45×4.5×10×4=81 กก. ② ตามปริมาณวัตถุระเบิดที่สามารถรองรับได้
Q=L·ออฟ=(L-ร.ต.)·p ในสูตร: โล——ความยาวประจุของรูระเบิด L-ร.ต.=11 -2.8 =8.2
m; p——ประจุต่อหลุมระเบิด 1 เมตร ความหนาแน่นของประจุเท่ากับ 7.1 กก./ม.
Q=8.2×7.1=58.22 กก. เมื่อรวม ① และ ② เข้าด้วยกัน จะได้ Q=58.5 กก.8) จำนวนรูระเบิด N
จัดเรียงตามภูมิประเทศเฉพาะระหว่างการก่อสร้าง หลังจากการตรวจสอบความปลอดภัยการระเบิด ที่นี่เราจำลองการคำนวณด้วย 15 หลุมต่อแถวและ 3 แถวในแต่ละครั้ง (เหมือนกันด้านล่าง) จากนั้น N = 15 × 3 = 45 9) ประจุรวม Q รวม Q รวม = 45 × 58.5 = 2 632.5 กก. 3 ความปลอดภัยในการระเบิด ตามข้อกำหนดการอนุมัติของเหมืองหิน เหมืองหินมักจะอยู่ห่างจากหมู่บ้าน และเสียงระเบิดในทันทีและควันจากการระเบิดไม่มีผลกระทบที่ชัดเจนต่อบริเวณโดยรอบ สองรายการนี้สามารถละเว้นได้ในการออกแบบ ต่อไปนี้คือการตรวจสอบความปลอดภัยที่จำเป็นของคลื่นไหวสะเทือนจากการระเบิด คลื่นกระแทกจากอากาศจากการระเบิด และหินที่กระเด็นแต่ละก้อน 3.1 ระยะห่างที่ปลอดภัยของโครงสร้างภาคพื้นดินจากคลื่นไหวสะเทือนระเบิดสามารถคำนวณได้ตามสูตรต่อไปนี้ (สูตร 1) และตรวจสอบตามสูตร 2 ถนน=เคดี·ฟน.·Q1/3 (1) V=K·(Q1/3/R)
α (2) โดยที่: ถนน——ระยะห่างปลอดภัยของคลื่นไหวสะเทือนจากการระเบิด; เคดี——ค่าสัมประสิทธิ์ฐานราก ซึ่งเท่ากับ 10 ตามคุณสมบัติของหิน; ฟน.——ค่าสัมประสิทธิ์คุณสมบัติการระเบิด ซึ่งเท่ากับ 0.7 ตามดัชนีการระเบิด; Q——ปริมาณระเบิดสูงสุดของหนึ่งส่วน ซึ่งเท่ากับ 13162.5 กก.
(ตามแผนผังโครงร่างเครือข่ายการระเบิด จำนวนสูงสุดของรูระเบิดในการระเบิดหนึ่งส่วนคือ 15 ดังนั้นปริมาณวัตถุระเบิดสูงสุดของการระเบิดหนึ่งส่วนคือ 15×58.5=13 162.5 กก.) R——ระยะห่างระหว่างศูนย์ระเบิดและอาคารป้องกันคือ 190 ม. ดังนั้น ถนน=10×0.7×(13 162.5)1/3=165 ม.
ห้องเครื่องมือที่เสนอและอาคารและโครงสร้างอื่นๆ จะถูกจัดวางในพื้นที่เหมือง โดยมีระยะทางประมาณ 190 ม. ซึ่งตรงตามข้อกำหนด V——ความเร็วการสั่นสะเทือนของจุดดิน เป็นซม./วินาที K——ค่าสัมประสิทธิ์ของพื้นที่ที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของหิน คิดเป็น 160 R——ระยะห่างระหว่างศูนย์กลางการระเบิดและอาคารที่ได้รับการปกป้อง 190 ม. α——ดัชนีการลดทอนคลื่นไหวสะเทือนจากการระเบิด คิดเป็น 1.7 จากนั้น V=160×(13 162.5)1/3/190)1.7=4.6 ซม./วินาที ค่าความเร็วการสั่นสะเทือนเพื่อความปลอดภัยต่อไปนี้กำหนดไว้ในข้อบังคับด้านความปลอดภัยสำหรับการระเบิด":
①ถ้ำดิน บ้านอะโดบี บ้านหินหยาบ 1.0 ซม./วินาที ②ทั่วไป
บ้านอิฐ อาคารบล็อกขนาดใหญ่ที่ไม่เกิดแผ่นดินไหว 2~3 ซม./วินาที ③บ้านโครงคอนกรีตเสริมเหล็ก 5 ซม./วินาที เนื่องจากโครงสร้างทุกประเภทในเหมืองหินเป็นบ้านโครงคอนกรีตเสริมเหล็ก จึงตรงตามข้อกำหนด 3.2 คลื่นกระแทกอากาศ Δp=K·(Q1/3/R)α โดยที่: K——ค่าสัมประสิทธิ์เชิงประจักษ์ โดยทั่วไปคือ 1.48 สำหรับการระเบิดแบบขั้นบันได α——ดัชนีการลดทอนเชิงประจักษ์ 1.55 Q——ประจุระเบิดในส่วนที่ใหญ่ที่สุด 13 162.5 กก. K—— ระยะห่างจากศูนย์กลางการระเบิดไปยังวัตถุที่ได้รับการปกป้อง 190 ม. จากนั้น Δp=1.48×(13 162.5)1/3/190)1.55=0.058 ตามข้อมูลทางสถิติ เมื่อคลื่นกระแทกในอากาศอยู่ที่ 0.2～0.3kg/ซม2 จะทำให้คนได้รับบาดแผลเล็กน้อย เมื่อคลื่นกระแทก = 0.7～1.0 กก./ซม2 จะปลอดภัยสำหรับโครงสร้างน้ำหนักเบา 3.3 ระยะความปลอดภัยของหินที่กระเด็นออกมาแต่ละก้อน ตามข้อกำหนดของข้อบังคับด้านความปลอดภัยในการระเบิด ดิ๊ๆๆๆ ระยะความปลอดภัยของหินที่กระเด็นออกมาแต่ละก้อนจากการระเบิดในหลุมลึกถึงคนจะต้องไม่น้อยกว่า 200 ม. ดังนั้น ช่วงการเตือนด้านความปลอดภัยจึงควรมากกว่า 200 ม. 3.4 การระเบิดแบบควบคุมใกล้พรมแดนคงที่ ความสูงการทำเหมืองสูงสุดของเหมืองหินคือ 110 ม. และความสูงการทำเหมืองต่ำสุดคือ +30 ม. ดังนั้นความสูงสุดท้ายของพรมแดนจึงอยู่ที่ประมาณ 80 ม. เพื่อให้แน่ใจถึงความปลอดภัยและเสถียรภาพของพรมแดนตลอดกระบวนการทำเหมือง ควรใช้การระเบิดแบบควบคุมใกล้พรมแดน มีสามวิธีในการระเบิดแบบควบคุมใกล้พรมแดน: การระเบิดก่อนแยก การระเบิดแบบเรียบ และการระเบิดบัฟเฟอร์ ในสามวิธีของการระเบิดชายแดนแบบควบคุม การระเบิดบัฟเฟอร์เป็นวิธีที่ง่ายที่สุด โดยใช้เฉพาะแถวสุดท้ายของประจุหลุมเดียวในเครือข่ายหลุมระเบิดหลัก เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางรูคือ 100-115 มม. ระยะห่างของรูคือ 1.5 ม. เส้นต้านทาน (หรือระยะห่างของแถว) คือ 1.8 ม. ความหนาแน่นของประจุแถวคือ 0.37-1.12 กก./ม. และความยาวการเติมเท่ากับความยาวเส้นต้านทาน การใช้พารามิเตอร์การระเบิดนี้สามารถหลีกเลี่ยงความเสียหายร้ายแรงต่อขอบและรับรองความปลอดภัยและเสถียรภาพของขอบได้ 4 ข้อสรุป จากการทดสอบการระเบิดรูลึกปานกลางซ้ำๆ พบว่าหลังจากใช้พารามิเตอร์การระเบิดในการก่อสร้าง มวลหินที่ระเบิดได้จะแตกออกอย่างสมบูรณ์และบล็อกก็มีความสม่ำเสมอ บล็อกหินที่มีขนาดใหญ่กว่า 1 m3 สามารถควบคุมได้ภายใน 20% และสามารถควบคุมแผ่นดินไหวจากการระเบิด คลื่นกระแทก และหินที่กระเด็นได้อย่างปลอดภัย ข้อสรุปการทดสอบ: 1) เมื่อเปรียบเทียบกับการดำเนินการระเบิดด้วยสว่านลมแบบถือด้วยมือ ปริมาณการระเบิดของการระเบิดรูลึกปานกลางจะเพิ่มขึ้นในเชิงเรขาคณิต จำนวนเวลาการระเบิดลดลงอย่างมาก และความปลอดภัยในการก่อสร้างก็ได้รับการปรับปรุง 2) หลังจากการระเบิด กองตะกรันจะเข้มข้นขึ้น ซึ่งเอื้อต่อการโหลดและการขนส่ง และประสิทธิภาพการผลิตก็ได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ 3) เมื่อเปรียบเทียบกับการดำเนินการระเบิดด้วยสว่านลมแบบถือด้วยมือ ปริมาณการใช้วัตถุระเบิดเฉลี่ยต่อหน่วย ปริมาณของตัวจุดชนวนที่ใช้ ต้นทุนการเจาะ ต้นทุนแรงงานการบริโภคเชื้อเพลิงและต้นทุนการผลิตโดยตรงอื่นๆ ของหินทั้งหมดนั้นน้อยกว่าการระเบิดหินด้วยสว่านลมแบบถือด้วยมือ 4) การระเบิดนั้นได้รับผลกระทบจากสภาพแวดล้อมและลักษณะของหินในการทดลองเป็นอย่างมาก การฝึกฝน การวิเคราะห์ และการวิจัยซ้ำๆ เท่านั้นที่จะทำให้สามารถควบคุมพารามิเตอร์การระเบิดที่เหมาะสมได้
