Обоснование рациональных параметров буровзрывных работ для снижения вредных выбросов пыли и газа при производстве массовых взрывов на карьерах (стр. 2 )

Таблица 3

Гранулометрический состав пыли в ПГО при взрывании

различными видами ВВ

Типы ВВ	Гранулометрический состав пыли, %
Фракция, мкм
0-40	40-75	75-150	0-150
Среднее значение	0,182	3,185	96,63	100
Для аммонита 6ЖВ	0,283	3,305	96,41	100
Для граммонита 79/21	0,145	2,979	96,87	100
Для сибирита -1000	0,118	3,268	96,61	100
	Гранулометрический состав пыли, %
Фракция, мкм
0-150	150-300	0-300
Среднее значение	54,030	45,968	100
Для аммонита 6ЖВ	53,885	46,113	100
Для граммонита 79/21	53,686	46,312	100
Для сибирита -1000	54,519	45,479	100

Анализ данных табл. 3 показывает, что при использовании в качестве ВВ граммонита 79/21 плотностью 870 кг/м3 за год в атмосферу карьера выделяется пыли по фракциям 0-40, 40-75, 75-150 мкм при пересчёте на общую массу пыли – соответственно 0,08, 1,62 и 52,53 т, а по фракциям 0-150, 150-300 соответственно 54,23 и 46,79 т. Результаты расчётов показывают, что пылевой фракции 0-300 выделяется 101,02 т при взрывах граммонита 79/21 плотностью 870 кг/м3 DСКВ=252 мм. Для аналогичных условий были проведены расчёты для зарядов аммонита 6ЖВ и сибирита-1000 с плотностями соответственно 950 и 1000 кг/м3. Как показывают результаты, гранулометрический состав пыли различных фракций в пределах выбранного диапазона является одинаковым для различных типов ВВ.

Для определения влияния параметров заряда и энергетических характеристик ВВ на процесс формирования пылегазового облака было выполнено численное моделирование образования пылевой фракции для принятых параметров БВР в условиях карьеров карьероуправление». Карьеры «Каменногорского карьероуправления» специализируются на добыче гранитов и гранито-гнейсов. Крепость горных пород по шкале f= 12÷14, плотность ρ=2680÷2760 кг/м3, удельный расход ВВ находится в пределах q= 0,7÷0,9 кг/м3. Объём добычи составляет 1282000 м3/год. Установленные нами зависимости выхода пылевой фракции от диаметра скважин, скорости детонации, теплоты взрыва и типа ВВ представлены на рис.5, 6, 7.

Рисунок 5. Зависимость выхода М пылевой фракции 0-300 мкм с 1 пог. м скважины от диаметра взрываемых скважин DСКВ при взрыве заряда:

1 - аммонита № 6ЖВ плотностью ρ= 950 кг/м3;

2 - граммонита 79/21 ρ = 870 кг/м3

Из рис. 5 видно, что с увеличением DСКВ увеличивается выход пылевой фракции М, а при DСКВ=130÷230 мм увеличение М носит несущественный характер, что, с нашей точки зрения, можно объяснить энергонасыщенностью горной породы: при уменьшении диаметра происходит более равномерное распределение энергии разрушения в массиве. По результатам экспериментальных исследований установлена полиномиальная зависимость M=f (DСКВ), описываемая формулой (4):

(4)

где - коэффициент пылевыделения по аммониту;

– переводной поправочный коэффициент, учитывающий удельное пылевыделение в зависимости от крепости породы;

– общая длина взрываемых скважин, м;

– плотность заряжания ВВ, кг/м3;

– масса ВВ, кг.

а б

Рисунок 6. Зависимость выхода массы М пылевой фракции 0-300 мкм с 1 пог. м скважины от скорости детонации ВВ D для различных диаметров скважин: 1 – для DСКВ =252 мм, 2 – для DСКВ =112,5 мм, где а - при взрыве ВВ, не содержащих воды; б - эмульсионных ВВ

Результаты экспериментальных исследований показывают, что выход пылевой фракции связан линейно со скоростью детонации D для эмульсионных и ВВ, не содержащих воды, и описывается следующей зависимостью:

(5)

Рисунок 7. Зависимость выхода массы М пылевой фракции 0-300 мкм с 1 пог. м скважины от теплоты взрыва ВВ Q для различных диаметров скважин, где 1 – для DСКВ =252 мм, 2 – для DСКВ =112,5 мм

По результатам экспериментальных исследований установлено, что с увеличением теплоты взрыва линейно возрастает и выход пыли:

(6)

Для бризантности установлено, что с ее увеличением увеличивается выход пылевой фракции, что подтверждает её способность к локальному дробящему действию на породу, в которой происходит взрыв. Зависимость пылеобразования от бризантности ВВ представлена в следующем виде:

(7)

где br – бризантность ВВ, мм.

Результаты численного расчёта зависимости выхода пылевых фракций на один погонный метр удлинённого заряда для штатных условий (DСКВ=165 и 252 мм, удлинённые сплошные заряды аммонита 6ЖВ или граммонита 79/21) от диаметра заряда, скорости детонации, энергетических свойств ВВ приведены в табл. 4.

Таблица 4

Массы образовавшихся пылевых фракций при взрывах различных видов взрывчатых веществ

Тип ВВ	Плотность ВВ, кг/м3	DСКВ, 10-3 м	D, м/с	Масса пыли, 10-3 кг	Масса пыли, 10-3 кг
Фракция, мкм
0-40	40-75	75-150	0-150
Аммонит 6 ЖВ	950	252	4500	0,58	6,73	196,37	203,68
165	0,21	3,88	126,07	130,16
1200	252	5300	0,40	8,56	276,94	285,90
165	0,20	5,51	180,51	186,22
Граммонит 79/21	870	252	4300	0,27	5,49	178,49	184,25
165	0,12	3,61	117,25	120,98
1200	252	4800	0,37	7,58	227,59	235,54
165	0,21	4,81	148,42	153,44

Для подтверждения результатов численного расчёта были проведены опытные промышленные взрывы на карьерах строительных материалов Ленинградской области карьероуправление». Испытания проводились при штатной технологии взрывания на гранитах и гранито-гнейсах, коэффициент крепости которых по изменяется в интервале 12÷14, в летний период при температуре воздуха 22 °С, относительной влажности 65%, скорости ветра