В горном деле основным типом взрыва, используемым для разрушения горных пород, является буровзрывной метод. Этот метод включает в себя использование взрывчатых веществ, которые закладываются в подготовленные шпуры (отверстия, вырубленные в горной массе с помощью буровых установок). Основные цели взрывов в горном деле — это эффективное разрушение горных пород, чтобы облегчить извлечение полезных ископаемых, создание необходимых проходов или подготовка горных выемок.
1. Типы взрывчатых веществ
Для буровзрывного метода применяют различные типы взрывчатых веществ в зависимости от условий работы, характеристик горных пород и целей взрыва. Основные типы взрывчатых веществ, используемых в горном деле, включают:
Аммонит — это смесь аммиачной селитры и топлива (например, топлива в виде дизельного топлива или угля), используется для крупных и мощных взрывов.
Динамит — исторически наиболее известное взрывчатое вещество, применяемое в горном деле. Однако в настоящее время используется редко, так как оно менее эффективно и безопасно, чем современные вещества.
Селитры (аммонийная или натриевая) — часто применяются в составе более современных смесей.
ТНТ (тринитротолуол) — используется в более специализированных случаях.
Основным критерием выбора взрывчатого вещества является его способность к быстрому выделению большого объема энергии с минимальными потерями и в строго ограниченной области.
2. Технология буровзрывных работ
Процесс выполнения буровзрывных работ состоит из нескольких ключевых этапов:
Подготовка скважин (шпуров). Для этого используются буровые установки, которые создают отверстия в горной породе определенной глубины и диаметра.
Заложение взрывчатых веществ. В подготовленные шпуры закладываются взрывчатые вещества, которые затем подготавливаются к детонации с помощью электрических или неэлектрических детонаторов.
Закладка и уплотнение заряда. Чтобы избежать утечек газов, важно правильно уплотнить заряд в шпуре. Это достигается с помощью специального материала, который уплотняет взрывчатое вещество и снижает потери энергии.
Детонация. Взрыв обычно происходит в строго контролируемый момент времени, с использованием электрического или капсюльного детонатора.
3. Принципы и особенности взрыва
Принцип разрушения при взрыве в горном деле основан на ряде физических процессов, таких как:
Высокоскоростное расширение газов. При взрыве взрывчатое вещество быстро выделяет большое количество газов, которые оказывают высокое давление на окружающую горную породу. Это давление вызывает образование трещин и разрушение горных пород.
Ударная волна. Взрыв генерирует ударную волну, которая распространяется по горной массе и способствует ее разрушению. Ударная волна, в зависимости от мощности заряда, может воздействовать на большие объемы горных пород.
Термическое воздействие. Высокая температура, возникающая в момент взрыва, также способствует разрушению горных пород, особенно в случае с горючими веществами, такими как уголь или сланцы.
Гидравлический эффект. Взрыв создает волны давления, которые способны дробить более мягкие породы и вызывать их раскалывание.
4. Типы взрывов в горном деле
Основными типами взрывов, применяемыми в горном деле, являются:
Основной (разрушительный) взрыв. Это основной тип взрыва, направленный на разрушение горных пород для создания проходов или выемок для добычи полезных ископаемых. Здесь взрыв достигает максимальной мощности и охватывает большие объемы.
Предвзрыв (предварительный) взрыв. Используется для ослабления пород и разрушения на определенную глубину, с целью подготовки основной зоны взрыва.
Довзрыв. Это часто более мелкие взрывы, которые выполняются после основного разрушительного взрыва, чтобы разрыхлить или дополить работу, разрушая остатки горных пород, которые не были разрушены основным взрывом.
5. Этапы планирования взрыва
Каждый взрыв в горном деле требует тщательного планирования и расчетов, поскольку неправильный выбор места взрыва, мощности заряда или неправильная настройка параметров могут привести к нежелательным последствиям. Основные этапы планирования включают:
Геологическое обследование. На этом этапе специалисты изучают состав и прочность горных пород, чтобы определить тип и мощность взрывчатого вещества.
Проектирование взрыва. С учетом данных геологических исследований, специалисты разрабатывают план размещения шпуров, типа зарядов и порядка их взрывов.
Безопасность. Планирование взрыва обязательно включает меры по обеспечению безопасности рабочих и предотвращению нежелательных последствий. Это может включать зонирование, установку сигнальных устройств и защитных барьеров.
6. Эффективность и влияние на окружающую среду
Взрывы, использующиеся в горном деле, могут существенно повлиять на окружающую среду. Эффекты включают:
Шумовое загрязнение. Взрывы создают сильные шумовые волны, которые могут воздействовать на окружающих людей и животных.
Вибрации. Сильные вибрации, вызванные взрывами, могут повредить окружающую инфраструктуру или вызвать землетрясения.
Техника безопасности. Взрывы, если не соблюдены меры безопасности, могут привести к несчастным случаям или поражению работников.
Таким образом, взрывы в горном деле — это важный и сложный процесс, требующий четкого соблюдения технологии, расчетов и норм безопасности для обеспечения эффективного разрушения горных пород с минимальными рисками.
