Способ гашения ударных воздушных волн в горных выработках Советский патент 1993 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано дл;я гашения УВВ при. ведении взрывных работ в шахтах.; . .

Цель изобретения - повышение эффек- ти ности гашения УВВ при короткозамедлен- ном взрывании технологических зарядов за счет более полного использования кинетиче ской энергии распыляемой воды.

На фиг.1 показана сущность предлагаемого способа, продольный разрез горной выработки; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

В выработке 1., где производят взрывные работы, бурят нисходящие скважины 2 заданного диаметра и глубины, при необходимости гидролизуют их и заливают водой 3 ДО устьев. В торцовых частях скважин размещают фугасные заряды 4с инициаторами 5. Над устьями водонаполненных скважин устанавливают полые цилиндрические колонки 6с отверстиями 7 по образующим. Участок элёктровзрывной.сети с фугасными

г

-,с(2)

зарядами подключают к общей электровзрывной сети технологических зарядов. Поочередно инициируют фугасные заряды выброса воды в режиме, соответствующем интервалам замедления между взрывами технологических зарядов. Количество заслонов определяют исходя из количества ступеней замедления технологического взрыва и длительности единичного импульса выброса воды, который определяют по формуле:

L ( 7.04+3,468 g + L) 1 +°-05

2647.5 m °-462 Высоконапорные струи 8, истекающие, из отверстий колонок, направляют навстречу фронту воздушной волны, обеспечивая в плоскости 9 образования сплошной водяной завесы динамический напор не менее избыточного давлением в области сжатия воздуха в этой плоскости. Массу заряда в скважине, обеспечивающую среднюю величину необходимого динамического напора определяют по формуле 1. Расстояние от очага взрыва до плоскости образования сплошной завесы определяют из формулы

(tmax + jfc- At ) + 2 tg g M (3)

где VYBB - средняя скорость фронта УВВ;

tmax продолжительность достижения максимального давления струи, с;

h - высота незаполненной части колонки, м;

/с - средняя скорость движения столба воды от устья скважины до торца колонки;

At - время упреждения взрыва фугасного заряда относительно технологического заряда, с;.

b - ширина выработки, м;

а- угол раствора между крайними образующими на колонке.

При необходимости расстояние (I) могут регулировать различной степенью заполненности скважины и колонки водой, а также величиной упреждения, которую изменяют дискретно в соответствии с номинальными значениями замедлений.

Предложенный способ иллюстрируется следующим условным примером. В буровой выработке (ширина 2,5 м) очистного блока подготовлены к взрыву три веерных комплекта зарядов, в которых инициато рами являются электродетонаторы ЭДКЗ NM, 3, 5 с временами срабатывания 25, 75, 150 мс соответственно. Для гашения ударных воздушных волн применяют импульсные водяные завесы, причем в качестве емкостей для воды используют парные нисходящие скважины трех вееров, не задействованных в настоящем взрыве. Глу0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

бины скважин по 10 м, высота колонок 2,5 м, диаметр отверстий в полной колонке 0,025 м. В соответствии с выбранными расстояниями между смежными отверстиями по образующей колонки, а также углом раствора между крайними рядами отверстий и особенностями расширения струи, расстояние от двух колонок, расположенных в поперечном сечении выработки до плоскости обра- зования сплошной водяной завесы составляет 0,54 м. Ожидаемое (расчетное) избыточное давление на фронте воздушной волны в плоскости сплошной завесы 6-Ю5 Па. Коэффициент турбулентности, вы- численный2 по известным методикам для диапазона скоростей 20-150 м, составляет в среднем 6,3-10 . Коэффициент местного сопротивления (Ј) полой колонки с отверстиями определен экспериментальной равен 10. Масса заряда в каждой скважине, вычисленная по вышеприведенной формуле (1), равна 2,7 кг. Длительность импульса выброса вЪ- ды определяют из формулы (2) - 0,112 с.

Расстояние от парных водонаполнен- ных скважин до очага взрыва определяют по формуле (3) с учетом того, что ,015 с, м/с и . Вычисленное значение I составляет 12 м. Из проведенного расчета следует, что в момент взрыва второго и третьего вееров одновременно работают два заслона. Общая длительность действия заслонов составляет 0,237 с, что значительно превышает продолжительность суммарного времени фаз сжатия воздуха.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить эффективность гашения УВВ за счет более полного использования кинетической энергии распыляемой воды и возможности многократного формирования водяных завес при короткозамед- ленных взрывах.

Формула изобретения

1. Способ гашения ударных воздушных волн в горных выработках, включающий размещение емкостей с водой на пути движения УВВ, установку в емкостях фугасных зарядов ВВ и взрывное распыление воды, отличающийся тем, что, с Целью повышения эффективности гашения УВВ при короткозамедленном взрывании технологических зарядов за счет более полного использования кинетической энергии распыляемой воды, емкости выполняют в виде пробуренных в подошве выработки водона- полненных скважин, над устьями которых устанавливают полые цилиндрические колонки с отверстиями для направления высоконапорных струй навстречу фронту УВВ, выполненными по образующим цилиндра,

при этом распыление воды осуществляют поочередным инициированием фугасных зарядов с замедлением, соответствующим интервалам замедления между взрывами технологических зарядов, и создают сплошную водяную завесу с динамическим напором в плоскости ее образования не менее избыточного давления в области сжатия воздуха при его прохождении через эту плоскость.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что массу фугасного заряда определяют из выражения:

твв() 1-082 х

х(7,04+3,468g + L i+°-rcЈ(1)

)

0

5

264,5

где Р - безразмерный осевой динамический напор:

р - плотность водяной завесы, кг/м ;

Ј- коэффициент местного сопротивления полой колонки;

L - глубина водонаполненной скважины, м;

Ризб. - избыточное давление во фронте УВВ в плоскости образования водяной завесы, Па;

Кз - 1,5-2,5 - коэффициент запаса.

Использование: для защитыТорных вы- ра|боток от разрушающег р действия взрыв- но|й ударной воздушной вол ны; Сущность изобретения: в выработке, где производят взрывные работы, бурят нисхбдящие скважины заданного диаметра и глубины и заливают водой до устьев. В торцовых частях скважин размещают фугасные заряды с инициаторами. Над устьями водонаполнен- ных скважин устанавливают полые цилиндрические колонки с отверстиями по образующим. Участок электровзрывной сети с фугасными зарядами подключают к общей электровзрывной сети технологических зарядов,Поочередно инициируют фугасные заряды выброса воды в режиме, соответствующем интервалам замедления между взрывами технологическйх.зарядов. Количество заслонов определяют исходя из количестваступеней замедления технологического взрыва и длительности единичного импульса выброса воды, Высо- j конарорные струи, йстекающиё-из отверстий колонбк, направляют навстречу фронту воздушной волны, обеспечивая в плоскости образования сплошной водяной завесы динамический напор не менее избыточного давления на фронте УВ В. Массу заряда в скважине, обеспечивающую среднюю величину необходимого динамического напора, определяют по приведённой в материале изобретения формуле. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. с/) С

фиг.1

фкг.2