Что такое буровзрывные работы
Общие вопросы и методы ведения БВР
Цель и основные задачи БВР
Цель и основные задачи вопросов ведения БВР – изучение технологических требований и методов ведения БВР на открытых горных работах.
Для решения поставленной цели, необходимо решить следующие основные задачи:
Взрывные работы производятся в тех случаях, когда непосредственная выемка пород невозможна или затруднена без предварительного их отделения от массива. В настоящее время, горная порода, относящаяся к VI и более группы по СНиПу подлежат к взрыванию.
От качества дробления горных пород, в значительной степени, зависит производительность погрузочного и транспортного оборудования и затраты на их разработку.
Основные технологические требования к БВР
К взрывным работам на карьерах, предъявляются следующие основные требования:
1. Взрывание горного массива должно обеспечивать требуемую степень дробления. Максимальный допустимый размер кусков горной массы (м) 1к может быть ограничен вместимостью Е ковша (м 3 ) экскаватора
вместимостью Vт транспортного сосуда (м 3 )
ункера или дробильной установки
шириной Вк ленты (м) конвейера
Куски взорванной горной породы, не удовлетворяющие приведенным выше ограничениям, называются негабаритными.
2. Количество негабаритных кусков горной массы должно быть минимальным, а дробление – равномерным.
3. Развал взорванной горной массы должен быть кучным, а его размеры и форма должны соответствовать параметрам применяемого погрузочного и транспортного оборудования.
4. Площадки и откосы уступов должны иметь заданные отметки и форму.
5. Объём взорванной горной массы, должен быть достаточным для бесперебойной работы погрузочных машин при обеспечении их безопасности и высоких технико-экономических показателей.
Выполнение выше перечисленных требований, достигается правильным выбором методов ведения и параметров взрывных работ, а также рациональной их организацией.
В настоящее время различают следующие основные методы ведения взрывных работ, к ним относятся: метод шпуровых и скважинных зарядов, метод траншейных и котловых зарядов ВВ.
Технология ведения взрывных работ шпуровыми зарядами
Технология ведения взрывных работ шпуровыми зарядами, технология производства которых заключается в следующем: бурение шпуров, зарядка шпура ВВ, забойка шпура, оцепление границы опасной зоны взрыва шпуровых зарядов и взрывания.
Метод шпуровых зарядов на открытых горных работах применяется как вспомогательный, при взрывании негабаритных кусков горных пород, при разрушении порогов в подошве уступа, и в других случаях. Шпуровой метод также применяется при добыче строительных материалов с высотой уступа до 5 м. Метод шпуровых зарядов эффективно применяется при проходке траншей, ирригационных каналов, коллекторов и других сооружений, с целью создания не нарушенных откосов при контурном взрывании. Шпуровые заряды, также применяются при строительстве автомобильных и железных дорог, глубина выемки которых, не превышает 5 м.
Следует отметить, что шпуровой метод является самым дорогостоящим из всех методов, при которых заряд ВВ размещает внутри разрушаемого массива. Этот метод требует высокого удельного расхода ВВ и больших трудовых затрат на бурение шпуров.
Технология ведения взрывных работ скважинными зарядами ВВ
Технология ведения взрывных работ скважинными зарядами ВВ, технология формирования которых заключается в следующем: бурение скважин, размещение промежуточного детонатора для усиления малочувствительных зарядов ВВ с детонирующим шнуром, зарядка скважин рассыпчатым взрывчатым веществом, забойка скважины, оцепление границы опасной зоны взрыва и производства взрывания. Метод скважинных зарядов ВВ, в настоящее время, широко применяется на открытых горных работах, при разработке месторождения полезных ископаемых, не рудных строительных материалов, при строительстве ирригационных сооружений различного рода назначения, в строительстве автомобильных и железных дорог, глубина выемки которых превышает более 5 м и т.д.
Метод скважинных зарядов по сравнению со (с методом шпуровых зарядов) шпуровыми, имеет следующие достоинства:
При данном методе, скважины в массиве можно располагать вертикально, наклонно и горизонтально к плоскости горизонта. Наиболее широко применяются вертикальные скважинные заряды. Наклонные заряды имеют ряд достоинств по сравнению с вертикальными. Горизонтальные скважины на открытых разработках применяются редко.
При вертикальном расположении скважинных зарядов ВВ основными параметрами БВР являются: диаметр скважины, высота уступа, расстояние между зарядами, расстояние между рядами, длина перебура, длина забойки, масса заряда и линия наименьшего сопротивления.
Технология ведения взрывных работ траншейными зарядами ВВ
Метод технологии заключается следующим образом: проходка траншеи глубиной равной глубине выемки, укладка детонирующего шнура не менее двух ниток вдоль траншеи с установкой промежуточного детонатора, в качестве чего используют мешки из Аммонита 6ЖВ массой равной 40 кг для усиления чувствительности основного заряда ВВ, зарядка траншеи рассыпчатым ВВ, забойка, обваловка траншейных зарядов грунтом, который вынимают из контура профильного сечения выемки, оцепление границы опасной зоны массового взрыва и взрывание. В настоящее время, метод траншейных зарядов ВВ, широко применяется при строительстве ирригационных сооружений различного рода назначения, и при вскрытии месторождений полезных ископаемых в различных грунтах, крепости I-IV по СНиПу.
Технология ведения взрывных работ котловыми зарядами
Технология ведения взрывных работ котловыми зарядами, метод заключается в следующем: размещении сосредоточенных зарядов ВВ массой 400-2000 кг в котлах, образуемых при бурении скважин, с помощью специальных буровых расширителей и последовательных взрывов небольших зарядов. Этот метод применяется при невозможности размещения в скважинах заряда ВВ, наличии трудновзрываемых пород (особенно в нижней части уступа), обрушении высоких уступов полускальных пород и при проведении полутраншей на косогоре.
Буровзрывные работы: выводы
Выполнение вышеперечисленных основных технологических требований, достигается правильным выбором методов ведения и параметров взрывных работ, а также рациональной их организацией.
Метод шпуровых зарядов широко применяется на открытых и подземных горных работах: при дроблении негабаритных кусков горных пород, разрушении порогов в подошве уступа и при проходке подземных горных выработок. Шпуровой метод является самым дорогостоящим из всех методов, при которых заряд ВВ помещают внутри разрушаемого объекта. Этот метод требует высокого удельного расхода ВВ и больших трудовых затрат на бурение шпуров.
Метод траншейных зарядов ВВ, широко применяют для строительства гидротехнических сооружений в различных грунтах. Главным достоинством, этого метода, следует считать: быстроту подготовки и сжатые сроки выполнения, высокую производительность и возможность применения в районах, лишенных источников энергоснабжения. Основным недостатком является: высокая себестоимость в 1,5-2,0 раза, превышающая себестоимость выемки экскаватором.
Метод котловых зарядов в настоящее время, применяется редко. Достоинства метода: он позволяет намного сократить буровые работы и повысить эффективность взрывных работ. Недостатки: неравномерность дробления из-за сосредоточенности ВВ в отдельных участках массива и образование заколов на уступе.
Под буровзрывными работами понимается весь спектр работ, которые проделывают отделение горной породы скального типа от массивов, для последующей обработки и выемке полезных ископаемых, которые производятся посредством взрывания скального массива. Буровзрывными такой вид работ называется для непосредственного подчеркивания того, что процесс происходит неотделимо, то есть работы ведутся одновременно, и бурение, и зарядка веществ для взрыва, и само взрывание породы.
Технология и процессы буровзрывных работ
Перед тем, как начать данный вид работ, происходит предварительное их планирование, то есть измеряется глубина, расстояние между скважинами, сами их виды, диаметральные размеры.
В горнодобывающей промышленности такие виды работ ведутся непосредственно для добычи полезных ископаемых. Показателями качества таких работ являются хорошо проработанные куски породы, их равномерная раздробленность. Процент негабаритных кусков должен быть минимальным при правильно проведенных буровзрывных работах.
Если добывающие работы происходят под землей, то используется метод проведения подземных буровзрывных работ. Такие, как правило, ведутся при осуществлении выработок горной породы.
Если речь идет о подземных работах для выработки полезных ископаемых, то прежде чем проводить буровзрывные работы поземного характера, происходит исследование местности на их наличие.
Сфера применения буровзрывных работ
Буровзрывные работы открытого типа проводятся так называемым уступным способом. То есть имеется ввиду поэтапно. Сам цикл работ аналогичен всем предыдущим, но поскольку работы ведутся на открытой местности, выполняют их частичным отбиванием породы от скалы, посредством взрывов. В это время все карьерные работы прекращаются, для избегания несчастных случаев. После этого отколотые куски породы вывозятся на транспортном средстве к месту их дальнейшей обработки. Такими местами являются обогатительные фабрики или отвалы, в случае если порода является пустой.
В строительстве использование буровзрывных работ используется, как правило, при строительстве различных сооружений, в местах, где большое количество горных пород, например при строительстве таких сооружений, как плотины. Здесь имеет значение большое количество горной породы, которая нужна на так называемый выброс. Для проведения данной операции требуется очень большое количество горной породы грунта.
Проведение буровзрывных работ дает преимущество при проведении добычи полезных ископаемых и их разработках. Данное преимущество заключается во временном интервале, поскольку подобные работы проводятся быстро и являются малозатратными.
Технологии проведения взрывных работ
Открытую горную выработку, где добыча идёт вовсе без взрывных работ, нам доводилось видеть всего однажды: на Тарадановском базальтовом каменном карьере достаточно работы экскаваторов. А вот на Краснобродском угольном карьере взрывы гремят по несколько раз в день.
Во-первых, это огромный объект, здесь добывают 7,5 млн тонн угля в год. А во-вторых, здесь очень большой коэффициент вскрыши: на 1 тонну угля приходится 11 тонн пустой породы.
Взрыв в карьере по инструкции
Впрочем, несколько взрывов на карьере в сутки — это тоже, скорее, исключение, чаще речь всё-таки идёт о ежедневных или даже еженедельных работах. Периодичность ведения БВР зависит от многих факторов: производительности выработки, её глубины, парка оборудования и так далее.
«В настоящее время все крупные горные предприятия стараются минимизировать количество взрывных дней для сокращения простоя техники. В зависимости от крупности карьера это может быть один день в неделю, а может быть один день в месяц», — уточняет руководитель производственно-технического отдела ООО «АЗОТТЕХ» Виктор Жуликов.
«Далее весь персонал выводят из карьера, техника и оборудование отъезжают на безопасное расстояние. Если техника мобильная, такая задача решается просто и быстро. При использовании электрооборудования ещё требуется демонтаж электросетей. Руководитель взрывных работ, лично убедившись, что все люди и техника выведены за пределы опасной зоны, даёт команду старшему взрывнику произвести взрыв», — описывает процесс специалист «ЮжУралВзрывпром».
«После определённого промежутка времени, в зависимости от размеров и глубины карьера, взрывники допускаются к осмотру взорванного блока. После осмотра и уведомления руководителя взрывных работ о том, что отказов не обнаружено, подается сигнал «отбой», — продолжает Виктор Жуликов.
Не раньше чем через 30 минут после взрыва специалисты проводят замер воздуха — проверяют, нет ли отравляющих газов. Если всё в порядке, концентрация не превышена, люди и машины возвращаются в карьер.
Виктор Жуликов, руководитель производственно-технического отдела ООО «АЗОТТЕХ»:
«Сам процесс БВР я бы не назвал консервативным, а вот людей, работающих в этой сфере, — пожалуй. Есть научные и технологические компании, которые всегда что-то изобретают, но взрывники, работающие на предприятиях, в основном скептически относятся ко всем нововведениям, однако, когда они уже привыкли к новшествам и эти новшества доказали свою эффективность, обратно уже не вернёшься, к привычным методам».
Куда расти?
Специалисты говорят, что технологию взрывных работ вряд ли можно считать площадкой для инноваций — сама технология довольно консервативна.
«Сказать по правде, 50 лет взрывали тем же что и сейчас — окислитель и горючее, тут сложно придумать что-либо новое. Основные инновации на рынке сегодня — это средства инициирования — проводные, ударно-волновые и беспроводные. В общем и целом, во взрывном деле очень востребованы все разработки, повышающие точность, безопасность и увеличивающие степень механизации взрывных работ», — комментирует Виктор Жуликов.
«На данное время инновация и оптимизация уже прошла. Главное во взрывных работах — это безопасность, но при этом — максимальное качество работ», — расставляет приоритеты Анатолий Малакичев.
Однако специалисты всё же сходятся в том, что определённые точки роста в технологии есть. Так, смесительно-зарядные машины становятся всё более точными и «умными». Как работает современная СЗМ, нам продемонстрировали специалисты «АЗОТТЕХ» на выставке Mining World Russia — такую технику «живьём» компания представила на своём стенде.
«Компоненты смеси для взрыва помещают в бункеры, смешивание идёт внутри самой машины. В самом процессе зарядки скважин участвуют два человека — оператор и взрывник. Первый направляет машину, подъезжает непосредственно к скважине — настроено высокоточное позиционирование. В кабине установлен монитор, на нём оператор видит изображение с камеры, контролирует рабочий орган.
Взрывник направляет его на скважину, включается разводка барабана, шланг опускается вниз на глубину 20-30 м. Далее выгружаем ВВ, сматываем шланг, перемещаем машину к следующей скважине и повторяем процесс. Данная СЗМ позволяет механизировать зарядные операции и вести учёт изготовленных и заряженных ВВ», — описывает технологию заместитель руководителя направления специального оборудования «АЗОТТЕХ» Людмила Агеенко.
Однако даже сами производители СЗМ отмечают, что главный участник взрывных работ — это даже не машина, а ВВ, которое в эту машину будет загружено. По словам Людмилы Агеенко, 90% успеха взрыва — это качественные характеристики взрывчатого вещества.
Анатолий Малакичев, технический директор ООО «ЮжУралВзрывпром»:
«Программного обеспечения всего процесса производства БВР, на данный момент, не существует, т. к. технологические процессы сложно увязать в общую цепочку.
Позиции «а», «б», «в» можно объединить маркшейдерской программой, которая, принимая во внимание геологию месторождения и технологию производства БВР, может выдать оптимальные параметры БВР, которые участвуют в расчёте взрывных работ.
Какие взрывчатые вещества сейчас используют?
Тротил-содержащие ВВ, можно сказать, ушли в прошлое — за исключением редких случаев. Сегодня ещё встречаются предприятия, которые продолжают использовать утилизированные боеприпасы для разуплотнения горных пород.
Технология дешёвая, если не сказать бесплатная, однако об эффективности и безопасности тут говорить просто не стоит: предсказать, как сработает такое ВВ, да ещё и вышедшим сроком годности, невозможно.
Людмила Агеенко уже упоминала, что смесь для взрыва готовится непосредственно в смесительно-зарядной машине. Это важная особенность взрывчатого вещества на основе аммиачной селитры, ведь и хранятся компоненты по отдельности. Простейший вариант такого ВВ — игданит — состоит из аммиачной селитры и ДТ.
«Изначально для изготовления ВВ использовали обычную гранулированную селитру — ту же самую, что применяют как удобрение в сельском хозяйстве. Но такой окислитель плохо впитывает в себя топливо: добро, если несколько процентов того же ДТ впиталось.
В итоге мы имеем ухудшение детонационной способности соединения, плюс ухудшение экологических характеристик, поскольку нарушается кислородный баланс», — рассказывает Александр Котляров.
Чтобы исправить эту ситуацию, производители начали разработку различных видов пористой селитры. С точки зрения химии это то же самое соединение, однако в процессе производства в жидкий расплав селитры добавляют пенообразующие компоненты, чтобы «запереть» частички топлива внутри.
Ну и следующая «ступень эволюции» — это замещение простейших игданитовых ВВ эмульсионными взрывчатыми веществами.
«Простыми словами — это пенистая структура с правильными ячейками. Роль ячеек в данном случае выполняет органическое топливо, а внутри располагаются шарики аммиачной селитры. Такая структура, помимо равномерного распределения компонентов, даёт ВВ ещё одно важное свойство — водоустойчивость», — говорит Александр Котляров.
Заглянуть под землю
Совершенствование ВВ — это одно из направление взрывной эволюции. Однако хорошо бы ещё знать оптимальный объём этого самого ВВ для каждого объекта. Но для этого придётся заглянуть под землю — в прямом смысле слова.
И следить за всеми этими неоднородностями можно только с помощью цифровых технологий. Без них взрывы производят максимально тиражно, на основании «средней температуры по больнице». А вот как подобрать заряд более точно, под конкретные условия?
Эту задачу мы сегодня и решаем с помощью нашего оборудования», — рассказывает генеральный директор ОсОО «Blast Maker» Виталий Коваленко.
Информации о структуре конкретного забуриваемого блока созданный Blast Maker программно-аналитический комплекс получает в реальном времени от контроллера, установленного на буровом станке. Данные с 12-15 датчиков по 20 параметрам бурения интегрируются в единую базу данных.
В результате информация о прочностных свойствах массива горных пород, которая раньше была недоступна глазу, становится доступной и складывается в цифровую модель месторождения. На ней видна структура блока и прочность породы в конкретном участке. Последний параметр обозначается, например, цветом: чем темнее — тем выше прочность горной породы.
«Эту цифровую модель видит взрывник, с помощью полученных данных он может прогнозировать качество дробления пород взрывом. Вот здесь, скажем, где тёмный участок, для разрушения пород понадобится больше энергии, а вот здесь совсем светлый, можно вообще воздушный стакан поставить — сам рассыплется. Главное — процесс становится управляемым, а это и есть задача любой цифровизации», — показывает примеры готовых цифровых моделей Виталий Коваленко.
Когда компания реализовывала один из первых своих проектов (работы велись на Тугнуйском разрезе СУЭКа), скептики объясняли улучшенные результаты взрывных работ банальным увеличением объёма ВВ. Однако данные статистики показали: за год система сэкономила 16% взрывчатого вещества.
А за три года планомерной работы экономия от внедрения оборудования, по подсчётам самого добывающего предприятия, составила 510 млн рублей. Это комплексный эффект от оптимизации БВР: здесь повышение производительности и труда буровика, и бурового станка за счёт мониторинга режимов бурения, и уже упомянутое совращение расхода ВВ.
«Мы были пионерами этой технологии, сегодня есть компании, которые её повторили. Однако сегодня она внедрена далеко не повсеместно. Когда на одном из объектов компании руководство уже оценило эффекты, решение тиражируется.
Так было в СУЭКе, в «Полиметалле», где мы установили программно-аппаратный комплекс на всех разрезах компании, а после по их просьбе запустили ещё и решение для подземки. Но на тех предприятиях, где мы ещё не работали, сохраняется скептическое отношение: просят и рассказать, и показать.
Мы к этому относимся с пониманием, соглашаемся на тестовые запуски», — заключает Виталий Коваленко.
Буровзрывные работы
Буровзрывные работы применяются в горном деле, а также при строительстве.
Содержание
Буровзрывные работы в горном деле
Буровзрывные работы применяются в горном деле в различных технологических процессах подземной и открытой добычи полезных ископаемых. Качество буровзрывных работ определяется равномерностью дробления скальных пород, хорошей проработкой контура отбиваемой от массива части горной массы, низким процентом выхода негабарита, шириной развала горной массы.
Подземные горные работы
При подземных горных работах буровзрывные работы применяются как при проходке горных выработок, так и при добыче полезных ископаемых.
При добыче полезных ископаемых с помощью буровзрывных работ технология зависит от системы разработки рудных месторождений.
Открытые горные работы
На открытых горных работах работы ведутся уступами. Поэтому буровзрывные работы ведутся путём поэтапного взрыва уступов карьера. На подготавливаемом к взрыву части уступа (блоке) вначале бурятся скважины в соответствии с паспортом ведения буровзрывных работ, затем заряжаются и готовятся к взрыву. На время взрыва все работы в карьере прекращаются. После массового взрыва производится погрузка отбитой горной массы в транспортные средства и затем вывозится либо на обогатительную фабрику (полезное ископаемое), либо в отвал (пустая порода).
Буровзрывные работы в строительстве
Широко используются взрывы на выброс и сброс для перемещения больших масс грунта при строительстве плотин, насыпей и т.п. В 1966 и 1967 гг. под Алма-Атой на р. Малая Алматинка в урочище Медео были проведены два взрыва серий зарядов для создания противоселевой плотины. В результате взрывов отбито и сброшено в тело плотины около 3 млн. м³ скальных пород (1,6 млн. м³ первым и 1,4 млн. м³ вторым) и была образована плотина средней высотой 84 м, шириной поверху около 100 м и понизу около 500 м.
В 1968 году на реке Вахш взрывом на сброс серий зарядов общей величиной 2000 т образована каменно-набросная плотина. Объем плотины оказался около 1,5 млн. м³.
Примечания
Литература
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Буровзрывные работы» в других словарях:
Буровзрывные работы — (a. drilling and blasting operations, explosive drilling; н. Bohrschieβarbeiten; ф. travaux de forage et de tir; и. sondeo con explosivos) совокупность производств. процессов no обуриванию массива и отделению взрывом части г. п. с… … Геологическая энциклопедия
буровзрывные работы — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN drilling and blasting (operations)blasting … Справочник технического переводчика
Буровзрывные работы — совокупность производственных процессов по отделению от массива взрывом части горной породы с одновременным её раздроблением и перемещением. Б. р. включают проходку зарядных полостей (шпуров, скважин, камер) для размещения зарядов… … Большая советская энциклопедия
БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ — совокупность производств. процессов по обуриванию массива горных пород и отбойки взрывом его части с одновременным дроблением и перемещением горной массы. Б. р. включают проходку зарядных полостей (шпуров, скважин, камер) для размещения зарядов… … Большой энциклопедический политехнический словарь
буровзрывные работы методом глубоких скважин — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN deep hole blasting … Справочник технического переводчика
буровзрывные работы шпуровым методом — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN drillhole blasting … Справочник технического переводчика
работы буровзрывные — Работы по бурению скважин или шпуров с закладкой и последующим взрыванием заряда [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики строительные и монтажные работы EN drilling and blasting work DE Bohr und… … Справочник технического переводчика
РАБОТЫ БУРОВЗРЫВНЫЕ — работы по бурению скважин или шпуров с закладкой и последующим взрыванием заряда (Болгарский язык; Български) пробивно взривни [сондажно взривни] работи (Чешский язык; Čeština) vrtací a trhací práce (Немецкий язык; Deutsch) Bohr und… … Строительный словарь
Взрывные работы — работы в народном хозяйстве, выполняемые воздействием Взрыва на естественные (горные породы, древесина, лёд) или искусственные (бетон, каменная и кирпичная кладка, металлы и др.) материалы с целью контролируемого их разрушения и… … Большая советская энциклопедия
Государственные элементные сметные нормы на строительные работы — Государственные элементные сметные нормы (ГЭСН) это сборники государственных элементных сметных нормативов на строительные и специальные строительные работы. Сметный норматив отдельных элементов прямых затрат, приходящихся на единицу объема… … Википедия