На открытых горных работах наклонные скважины применяются в слабых скальных грунтах V—VII категорий по шкале Н и Р МПСМ 1955 г. при угле откоса уступа от 60 до 70—75°. При более пологих откосах взорванная порода зависает на них, что осложняет погрузочные работы.
В крепких грунтах наклонные скважины не применяются из-за малой производительности станков вращательного бурения.
Скважины пробуриваются параллельно откосу уступа (рис. 130).
Преимуществами метода наклонных скважинных зарядов являются:
- возможность увеличения высоты уступа без ухудшения условий безопасности;
- возможность регулирования высоты и ширины развала горной породы;
- уменьшение количества заколов (трещин) на откосе и кровле уступа;
- обеспечение более равномерного дробления горной массы. Недостатками этого метода являются:
- возможность искривлений скважин, особенно в сторону массива, в результате чего ухудшается качество взрыва;
- малая производительность станков вращательного бурения в крепких грунтах;
- затруднительность бурения наклонных скважин диаметром более 100—120 мм.
Расчет параметров взрывания методом наклонных скважин производится в той же последовательности, в какой он осуществляется при взрывании методом вертикальных скважин.
Рис. 130. Наклонные скважины
Глубина скважины определяется по формуле
(55)
где I — глубина скважины в м; Н — высота уступа в м;
h — длина перебура в м (определяется по табл. 31);
а — угол наклона откоса уступа к горизонту в градусах (значения sin а для часто встречающихся в практике углов откоса уступа даны в приложении 3).
Величина расчетной линии сопротивления Wp определяется по формуле1
(56)
Формула выведена с учетом длины забойки z=Wp .
Рис. 131. Пример применения горизонтальных скважин на одном из зарубежных карьеров
На угольных разрезах некоторых зарубежных стран для разрыхления скальных вскрышных пород мощностью 7—24 м применяют метод горизонтальных скважин.
Горизонтальные скважины диаметром 120— 250 мм пробуриваются на 0,6-1,2 м выше пласта угля. Это предохраняет пласт угля от разрушения взрывом.
Величина линии наименьшего сопротивления 117 определяется как разность между высотой уступа Н и величиной принятого превышения уровня расположения скважин над подошвой вскрышного уступа (над пластом угля).
Из анализа взрывных работ на тринадцати карьерах, применяющих метод горизонтальных скважин, установлено, что величина 117 = (0,8-0,95) Н. Длина горизонтальных скважин I изменяется в больших пределах — от 7 до 27 м и составляет от 0,58 до 3,0 высоты уступа и от 0,62 до 3,6 ЛНС.
Расстояние между горизонтальными скважинами а также изменяется в больших пределах — от 2,4 до 2,7 м при диаметре скважин 120 мм и до 10,5 м при диаметре скважин 225 мм.
На рис. 131 приводятся параметры расположения горизонтальных скважин на одном из зарубежных карьеров.
При высоте уступа более 20 м в дополнение к горизонтальным скважинам применяют вертикальные шпуры или короткие вертикальные скважины. Для бурения вспомогательных шпуров или скважин по возможности выбирают наиболее мягкие, легко буримые слои породы. Горизонтальные скважины нельзя применять в рыхлых неустойчивых породах, так как в этом случае возможны нарушения скважин. В результате применения в указанных карьерах горизонтальных скважин удалось добиться: 1) уменьшения ширины развала горной породы; 2) улучшения степени рыхления горной породы; 3) уменьшения объема буровых работ и расхода взрывчатых материалов.
Вопросы для повторения
- Область применения метода наклонных скважинных зарядов.
- Преимущества и недостатки метода наклонных скважинных зарядов.
- Как производится расчет параметров взрывания наклонными скважинными зарядами?
Задача
Рассчитать сетку наклонных скважин и величину зарядов для однорядного взрывания уступа высотой 15 м в породах VI категории крепости по шкале Н и Р МПСМ 1955 г. Угол откоса уступа — 60°; диаметр скважины— 100 мм, ВВ — аммонит № 9.