7.1.3. Взрываемость

В зрываемость отражает прочностные свойства пород относительно процессов взрывного нагружения. Исходя из того, что большинство разрабатываемых пород относится к скальным и полускальным породам, следует, что взрывные работы являются основными на этапе предварительного рыхления пород.

Взрывной способ разрушения пород имеет ряд отличий по сравнению с механическими способами. При взрыве за один этап может производиться рыхление пород объемом, который на порядки превышает объем пород, разрыхляемых при использовании самых производительных механических способов. Кроме того, взрыв оказывает мощное воздействие на большую часть породного массива, вызывая появление дополнительных трещин в массиве.

Рассмотрим особенности взрывного нагружения. Разрушение породы при взрыве происходит за счет энергии взрывчатого превращения, которая слагается из энергии газообразных продуктов взрыва и энергии ударных волн или волн напряжений. В лабораторных условиях результаты передачи энергии взрыва двух видов среде иллюстрируются испытаниями взрывчатых веществ (ВВ) на работоспособность (фугасность) и бризантность (дробимость) (рис. 7.4).

Работоспособность ВВ определяется по методу Трауцля, сущность которого заключается в определении изменения объема полости свинцовой бомбы в результате расширения газов при взрыве. Бризантность ВВ находится согласно методу Гесса, основанного на измерении абсолютной пластической деформации свинцового столбика, которая производится ударной волной, проходящей через стальную разделительную пластину.

В зависимости от физико-механических свойств горных пород, назначения взрывных работ (рыхление, отделение целого блока от массива) необходимая для разрушения энергия взрыва определяется в заданном сочетании энергий газообразных продуктов и ударных волн. Так, для отделения блока от массива при одновременном обеспечении его сохранности необходимо существенно уменьшить бризантное действие взрыва, например, исключив непосредственный контакт ВВ с породой. Для рыхления крепкой малотрещиноватой породы наоборот требуется обеспечить повышенное бризантное действие взрыва. При этом трещиноватость массива будет оказывать влияние на направление потоков газообразных продуктов и дальность действия волн напряжений.

В горной практике наибольшее распространение получил скважинный или шпуровой метод отбойки и рыхления пород. Исходя из физических соображений, отбойка породы должна производиться в сторону свободной поверхности подобно тому, как происходит раскалывание породы с помощью клиньев в методе определения прочности при растяжении. Поэтому в расчете положения скважин (шпуров) на взрываемом блоке учитывается минимальное расстояние от их оси до свободной поверхности или линия наименьшего сопротивления. Очевидно, что для одной и той же породы расход ВВ будет зависеть от количества свободных поверхностей.

Таким образом, взрываемость определяется крепостью породы, трещиноватостью породы в массиве, количеством свободных поверхностей в блоке. Показателем взрываемости является удельный расход ВВ. Удельный расход ВВ есть минимальная масса ВВ, необходимая для разрушения единицы объема или единицы массы породы на куски с заданной крупностью. Единица размерности удельного расхода ВВ – кг/м³ или кг/т. Поскольку количество свободных поверхностей блока и их характеристики определяются способом ведения взрывных работ, то удельный расход определяется для эталонного ВВ (эталонный удельный расход ВВ) в зависимости от крепости и категории трещиноватости пород согласно табл. 7.3.

Таблица 7.3

Величина эталонного удельного расхода ВВ (аммонит 6ЖВ)

Категория трещиноватости породы	Величина удельного расхода ВВ в зависимости от крепости породы, кг/м^3
	2…5	6…10	11…20
I	До 0,3	До 0,35	До 0,45
II	0,4	0,5	0,6
III	0,65	0,75	0,9
IV	0,85	1,0	1,2
V	1,0	1,2	1,4

Следует отметить, что значения, приведенные в табл. 7.3, служат лишь исходными данными для определения фактического удельного расхода ВВ.