3. Расчет заряда вв ( формула Борескова, формула расчета удельного расхода).

Заряды выброса рассчитывают по формуле М.М. Борескова, которая является основной при расчете сосредоточенных зарядов выброса при величине W до 25 м.

Q_в = W³ q_н f_п, кг.

В этой формуле за основу берут заряд нормального выброса, который умножают на функцию показателя действия взрыва f(n), определяемой по формуле

f(n) = 0,4 + 0,6 n³

Следовательно, формулу Борескова можно записать в виде

Q_в = W³ q_н (0,4 + 0,6п³), кг.

При величине W более 25 м эта формула дает заниженную мас­су заряда выброса. Поэтому для расчета зарядов выброса с л. н. с более 25 м М.А. Садовский, Г.И. Покровский и трест Союзвзрывпром предложили поправочный коэффициент , с учетом ко­торого формула Борескова принимает следующий вид:

Для расчета одиночного удлиненного заряда рыхления можно пользоваться формулой

Q_р = (l_с – l_заб) p, кг,

и для группы сближенных удлиненных зарядов – формулой

Q_р = W_р H q_р a, кг,

где l_с - глубина скважины, м; l_заб - длина забойки (м), которую принимают (0,25…0,35) d_с, где d_с - диаметр скважины, дм; р = масса ВВ в 1 м скважины, кг; W_р - расчетная линия сопротивле­ния, равная расстоянию от скважины до открытой поверхности изрываемого массива, м; а - расстояние между скважинными за­рядами в ряду, определяемое по формулам

где т - относительное расстояние между скважинами, принимаемое равным 0,8- d_с 1,2.

Удельный расход- количество ВВ , расходуемое на отбойку 1м3 горной массы, разрушаемой взрывом.

Удельный заряд ВВ на 1 м³ обуренного целика рассчитывают с учетом физико-механических свойств породы, площади поперечного сечения выработки и наличия плоскостей обнажения:

q = q_н ∙ f₁ ∙ ϑ ∙ е, (5.14)

где q_н — нормальный удельный расход ВВ, принимаемый в зависимо­сти от крепости породы, q_н = 0.1∙f (, где f — коэффициент крепости по­роды по шкале проф. М. М. Протодьяконова;

(f₁ — коэффициент структуры породы, учитывающий влияние на­правления трещиноватости пород относительно оси выработки. Зна­чения (f₁ принимают в зависимости от свойств и структуры пород, их залегания и трещиноватости (табл. 5.10);

ϑ — коэффициент зажима породы, зависящий от площади попе­речного сечения выработки. При одной открытой поверхности ϑ=6,5∙ √S , где S — площадь поперечного сечения выработки вчерне;

е — коэффициент работоспособности применяемого ВВ. Коэффициент е = 380/х, где 380 - работоспособность стандартного ВВ, х — работоспособность применяемого ВВ.

Таблица 5.11

Коэффициент структуры для разных породы

Характеристика пород	Значения f1
Вязкие, упругие, пористые	2
Дислоцированные, с неправильным или параллельным оси выработ­ки залеганием и мелкой трещиноватостью	1,4
Со слоевым залеганием и меняющейся крепостью, с напластовани­ем, перпендикулярным к направлению шпуров	1,3
Массивные хрупкие, плотные	1,1

Удельный расход ВВ в большинстве случаев является основным показателем при определении общего количества ВВ, необходимого для рыхления (отбойки) заданного объема горной массы. Величина удельного расхода В В зависит от крепости горных пород и их состоя­ния в момент взрывания (обводненность, трещиноватость и т. д.), от метода заложения заряда ВВ в горный массив (шпур, скважина, каме­ра), от способа взрывания и от цели ведения взрывных работ (обыч­ное рыхление-отбойка, рыхление и выброс горной массы на опреде­ленное расстояние и т. д.).

Итак, удельный расход зависит, прежде всего, от типа ВВ и его взрыв­ных характеристик а также от крепости пород (табл. 5.13).

Наименование ВВ	Фугасность В В, см-^1	Переводной коэффициент по		Теплота взрыва, ккал/кг	Плотность ВВ в патроне, г/см^3
		фугасное™ (К)	теплоте взрыва
Аммонит 6ЖВ	360-380	0,74	850	0,78	1,0-1,2
Аммонит АП-5ЖВ	320-330	0,85	907	0,90	1,0-1,15
Аммонит ПЖВ-20	265-280	1,00	813	1,00	1,05-1,2
Аммонит Т-19	270-280	1,00	814	0,99	1,05-1,20
УгленитЭ-6	130-170	1,83	633	1,30	1,10-1,25
Угленит № 5	50-90	3,50	280	3,45	1,10-1,35

Таблица 5.13

Рекомендации по типам ВВ в зависимости от прочностных свойств горных пород

Временное сопротивление пород одноосному сжатию, МПа	Полная удельная работа взрыва, МДж/кг	Тип В В
10-30	До 2,5	Углениты 13П и Э-6
30-60	2,5-2,7	Аммониты ПЖВ-20 и Т-19
60-90	2,9-3,7	Аммониты АП-5ЖВ и 6-ЖВ
90 и более	3,8 и более	Аммонал водоустойчивый, аммонит скальный № 1, детонит М

В табл. 5.14 приведены значения удельного расхода ВВ (кг/м³) для взрывания в забоях подготовительных выработок, проводимых по по­роде (квершлагов, полевых штреков и других породных забоев с одной свободной поверхностью). Эти значения определены для забоев при глубине шпуров 1,8м, диаметре патронов 36 мм и работоспособности ВВ 280см³. Таблица 5.14

	Удельный расход ВВ в зависимости от зависимости от f(иS <
Коэффици­ент крепо		Величина удельного расхода ВВ (кг/м^3) сечения выработки S вчерне.			ппри площади
сти (f )	1,5-1,9	2,0-2,9	3,0-5,5	6-8	8,5-13	13,5-20
1-2	3,0-2,6	2,5-2,0	1,9-1,6	1,55-1,45	1,4-1,15	1,1-0,85
3-4	3,3-3,0	2,8-2,2	2,1-1,8	1,7-1,65	1,6-1,35	1,3-1,05
5-6	3,6-3,3	3,1-2,5	2,4-2,1	2,0-1,9	1,8-1,55	1,5-1,25
7-8	3,9-3,6	3,3-2,8	2,7-2,3	2,2-2,1	2,0-1,75	1,7-1,45
9-10	4,3-3,9	3,8-3,1	3,0-2,6	2,3-2,4	2,3-2,0	1,9-1,6
11-12	4,7-3,4	4,2-3,5	3,4-3,0	2,9-2,8	2,7-2,4	2,3-2,0
13-15	5,1-4,7	4,6-3,9	3,8-3,4	3,3-3,2	3,1-2,8	2,7-2,4
16-18	5,5-5,1	5,0-4,3	4,2-3,8	3,7-3,6	3,5-2,2	3,1-2,8

При других значениях параметров f и S удельный расход ВВ, при­веденный в табл. 5.14, необходимо уточнять с учетом коэффициентов Rе , К и R_Д, где Rе — коэффициент, учитывающий изменение расхода ВВ в зависимости от глубины шпуров (табл. 5.15);

К — коэффициент, учитывающий изменение расхода ВВ в зависи­мости от работоспособности ВВ (табл. 5.12);

R_д — коэффициент, учитывающий изменение расхода ВВ в зависимо­сти от диаметра патронов или зарядов ВВ.

При диаметрах патронов 36,40 и 45 мм коэффициент К_д соответственно равен 1,0,0,96 и 0,88 [17].

Таблица 5.15

Значение коэффициента Ке в зависимости от глубины шпуров при сечениях выработок вчерне от 5 до 18 м²

Коэффициент крепости пород f	Значение коэффициента Re при глубине шпуров (м)
	2.0-2.3	2.4-2.7	2.8-3.1	3.2-3.5
1.5-2.0	1.05	1.10-1.05	1.15- 1.10- 1.05	1.20-1.15-1.10
3-4	1.10-1.05	1.15- 1.10- 1.05	1.20-1.15-1.10	1.25-1.10-1.15
5-6	1.15- 1.10- 1.05	1.20-1.15-1.10	1.25-1.10-1.15	1.30-1.25-1.20
7-8	1.20-1.15-1.10	1.25-1.10-1.15	1.30-1.25-1.20	1.35-1.30-1.25
9-11	1.25-1.10-1.15	1.30-1.25-1.20	1.35-1.30-1.25	1.40-1.35-1.30
12-16	1.40-1.25-1.20	1.35-1.30-1.25	1.40-1.35-1.30	1.45-1.40-1.35

Приближенные значения удельного расхода ВВ для проходки под­готовительных выработок в зависимости от крепости пород, работо­способности применяемого ВВ и площади забоя выработки вчерне приведены в справочной литературе [4, 5, 17, 23]. На практике, осо­бенно при взрывании по углю, расчетным значением удельного рас­хода ВВ пользуются редко, поскольку положительных результатов проходки выработок обычно добиваются путем подбора количества патронов ВВ в шпурах при разной их длине.

В отдельных случаях расчет удельного расхода В В не производит­ся также по той причине, что это невозможно или нецелесообразно. Например, в сланцевых шахтах рабочие пласты представляют собой «слоеный пирог», состоящий из разной мощности пластов (пропластков) сланца и очень крепких вмещающих пород (известняк, песчаник и др.), поэтому расход ВВ решается опытными взрывами с учетом конкретных условий.

При наличии двух свободных плоскостей, что имеет место при подрывке породы, удельный расход ВВ рекомендуется принимать с учетом данных табл. 5.16.

Таблица 5.16

Удельный расход ВВ при двух свободных ( обнаженных) поверхностях в зависимости от крепости угля и фугасности ВВ

Коэффициент крепости угля f	Удельный расход ВВ ( кг/см^3) при фугасности ВВ (см^3)
	150-195	200-242	259-295	300-375	350-400
1.0-1.5	0.75-0.70	0.65-0.60	0.55-0.50	0.45-0.40	0.45-0.30
2.0-3.5	0.80-0.75	0.70-0.65	0.60-0.55	0.50-0.45	0.45-0.40
4.0-5.0	0.85-0.80	0.75-0.70	0.65-0.60	0.55-0.50	0.55-0.45
6.0-7.0	0.95-0.85	0.80-0.75	0.70-0.65	0.60-0.55	0.55-0.50
8.0-9.0	0.95-0.90	0.85-0.75	0.75-0.70	0.65-0.60	0.65-0.55
10-12	1.00-0.95	0.90-0.85	0.80-0.75	0.70-0.65	0.65-0.60