Методическая разработка открытого занятия «Способы взрывания зарядов ВВ» по дисциплине «Разрушение горных пород»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

ГПОУ «ТОРЕЗСКИЙ ГОРНЫЙ ТЕХНИКУМ ИМ. А. Ф. ЗАСЯДЬКО»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

открытого занятия

СПОСОБЫ ВЗРЫВАНИЯ ЗАРЯДОВ

по дисциплине

РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД

специальность: 13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования

ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЯ

Дисциплина: Разрушение горных пород

Дата проведения:

Группа:

Специальность: 13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание . электрического и электромеханического оборудования

Тема: Способы взрывания зарядов взрывчатых веществ

Вид занятия: Лекция

Цель занятия:

методическая -- показать методику проведения интерактивной лекции

образовательная – ознакомить студентов со способами взрывания зарядов взрывчатых . веществ.

развивающая – развивать способность обосновывать технологию и оценивать . эффективность взрывного разрушения горных пород в зависимости . от условий взрывания, параметров зарядов промышленных ВВ и . свойств пород.

Межпредметные связи:

которые обеспечивают: «Горное дело», , «Физика», «Химия», «Геология», «Информатика», «Начертательная геометрия и компьютерная графика», «Электротехника».

которые обеспечиваются: «Охрана труда»

Методическое обеспечение занятия:

а) наглядные пособия: слайды, схемы

б) литература:

1. Шевцов Н.Р., Таранов П.Я. Разрушение горных пород взрывом. Донецк, 2003г.

2. Кутузов Б.Н. Методы ведения взрывных работ. Часть 1. М. Мир горной книги 2009г.

3. Мангуш С.К., Фисун А.П. Справочник по буровзрывным работам на подземных горных разработках , М. 2003г.

4. Крюков Е.В., Воронов Е.Т. Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело., Чита 2005

Структура занятия

1. Организационный момент 2мин.

2. Актуализация опорных знаний 12мин.

3. Сообщение темы и цели занятия 2мин.

4. Мотивация обучения 2мин.

5. Изучение нового материала 44 мин.

6. Закрепление нового материала 15мин.

7. Подведение итогов занятия 2мин.

8. Домашнее задание 1мин.

ХОД ЗАНЯТИЯ

1. Организационный момент

1.1.Проверка присутствия студентов

1.2.Создание в аудитории деловой, доброжелательной атмосферы

2. Актуализация опорных знаний

2.1 Фронтальный опрос

2.1.1 Дать определение средствам инициирования.

2.1.2 Капсюль-детонатор его конструкция и назначение.

2.1.3 Огнепроводный шнур его конструкция и назначение

2.1.4 Что называется зажигательной трубкой?

2.1.5 Что называется зажигательным фитилём?

2.1.6 Электродетонаторы (ЭД)мгновенного действия, их конструкция

и принцип действия.

2.1.7 Электродетонаторы замедленного и короткозамедленного действия,

их конструкция и области использования.

2.1.8 Проводники при электровзрывании.

2.1.9 Источники тока, контрольно-измерительные аппараты при

электровзрывании. .

2.1.10 Детонирующий шнур его конструкция и назначение

2.2 Тестовый опрос (компьютерные тесты (программа tester) выборочно)

3. Сообщение темы и цели занятия

Тема: Способы взрывания зарядов взрывчатых веществ.

Цель: изучение способов взрывания зарядов взрывчатых веществ, развитие способности обосновывать технологию и оценивать эффективность взрывного разрушения горных пород в зависимости от условий взрывания, параметров зарядов промышленных ВВ и свойств пород (Самостоятельная постановка цели студентами).

4. Мотивация обучения:

Взрывные работы в инженерной практике горного дела - это важнейший способ разрушения горных пород, являющийся главным технологическим процессом при строительстве шахт, добыче полезных ископаемых и проведении горных выработок.

Так с помощью буровзрывных работ добывается около 70% объема полезных ископаемых, проводится более 90% выработок на горнорудных предприятиях и до 70% – на угольных шахтах Донецкого бассейна. При проведении выработок в крепких породах этот способ будет преобладать и в дальнейшем.

Взрывные работы широко применяются не только в горнодобывающей промышленности, но и в других отраслях народного хозяйства (при строительстве плотин, электростанций, тоннелей, судоходных и оросительных каналов, железнодорожных и шоссейных дорог, при тушении пожаров на нефтепромыслах и т.д.).

В связи с дальнейшим развитием горнодобывающей промышленности технология буровзрывных работ продолжает совершенствоваться в направлении повышения их безопасности, эффективности, экономичности, увеличения коэффициента использования потенциальной энергии взрывчатых материалов (ВМ), а также расширения области использования.

Проведение данного занятия способствует формированию профессиональных навыков при решении производственных задач, даёт будущему специалисту совокупность знаний и навыков, необходимых для . успешного выполнения работ, связанных с проектированием и применением современных технологий взрывных работ при разработке месторождений полезных ископаемых открытым и подземным способами, эффективность ведения взрывных работ; получение четкого представления о системе обеспечения безопасности при ведении взрывных работ.

1. Изучение нового материала:

План

5.1 Огневое взрывание взрывчатых веществ.

а) определение огневого взрывания;

б) технология ведения огневого взрывания;

в) изготовление патрона-боевика;

г) достоинства и недостатки огневого взрывания.

5.2 Взрывание при помощи детонирующего шнура.

а) сущность способа;

б) технология ведения взрывания при помощи детонирующего шнура;

в) достоинства и недостатки взрывания при помощи ДШ.

5.3 Электрическое взрывание взрывчатых веществ.

а) определение электрического взрывания;

б) технология ведения электрического взрывания;

в) изготовление патрона-боевика;

г) достоинства и недостатки электрического взрывания.

5.1. Огневое взрывание

а) определение огневого взрывания;

Средствами взрывания называют совокупность средств инициирования и принадлежностей для взрывания промышленных ВВ.

Совокупность принадлежностей для инициирования зарядов промышленных ВВ называют средствами инициирования. Для огневого инициирования применяют капсю- ли-детонаторы, ог­непроводный шнур, средства его крепления в КД и средства за­жигания ОШ.

Способ взрывания – совокупность приёмов взрывания зарядов ВВ в заданной последовательности и в заданный момент времени с использованием средств, обеспечивающих безопасность взрыва. Различают следующие способы: огневой, электрический, при помощи детонирующего шнура.

Огневое взрывание – это способ взрывания посредством капсюля-детонатора (КД) и огнепроводного шнура (ОШ) с применением средств его поджигания. Начальным импульсом служит внешнее пламя от горения того или иного средства зажигания.

Огневое инициирование зарядов применяется на открытых горных работах.

б) технология ведения огневого взрывания;

Для вы­полнения огневого инициирования зарядов необходимо:

- нарезать ОШ на отрезки заданной длины;

- изготовить зажигательные и контрольные трубки в зда­нии подготовки ВМ;

- изготовить патроны-боевики;

- доставить ВМ к месту взрыва:

- перед началом заряжания выставить посты охраны в со­ответствии с паспортом буровзрывных работ, подать предупре­дительный сигнал;

- произвести заряжание и забойку шпуров или скважин в соответствии с паспортом; после заряжания ВВ и помещения в заряд патронов - боевиков свободную часть заполняют забоеч­ным материалом. В качестве забойки для шпуров лучше всего применять мелкую песчано-глинистую смесь или песок. При взрывании скважинных зарядов в качестве забойки используют буровую мелочь и мелко раздробленную породу. Пер­вые порции забойки вводят с повышенной осторожностью, что­бы не производить ударов по боевику заряда. Следующие порции забойки вводят с последующим уплотнением (при необхо­димости), но так, чтобы не повредить огнепроводные шнуры, идущие от зарядов.

- подать боевой сигнал, зажечь контрольную трубку и от­резки ОШ зажигательных трубок, идущих к зарядам, и уйти в безопасное место, указанное в паспорте буровзрывных работ; при зажигании более пяти зажигательных трубок для кон­троля времени, затрачиваемого на зажигание, должна приме­няться контрольная трубка, изготовленная из капсюля-детона­тора с бумажной гильзой. Огнепроводный шнур контрольной трубки должен быть на 0,6 м короче шнуров в зажигательных трубках патронов-боевиков и зажигается первым. Контрольная трубка должна иметь отличительный признак (перевязка тесь­мой и т.п.). Взрывник кладет ее в стороне от пути своего следо­вания и начинает поджигание остальных шнуров. После взрыва контрольной трубки взрывники должны прекратить дальнейшие работы в забое и немедленно уйти в безопасное место.

- вести счет взрываемых зарядов;

- осмотреть забой не ранее чем через 15 мин после по­следнего взрыва заряда и при обнаружении отказов ликвидиро­вать их. При отсутствии отказов дать сигнал отбоя и допустить рабочих к работам в зоне взрыва.

Если взрывник вел счет взрывающихся зарядов и устано­вил, что отказов нет, то разрешается подходить к месту взрыва на открытых работах после окончания подвижки породы, но не ранее чем через 5 мин после последнего взрыва.

Если одновременно работают несколько взрывников, то на­значается старший взрывник, руководящий действиями осталь­ных.

Последовательность поджигания шнуров выбирает взрыв­ник в соответствии с последовательностью взрывания зарядов, указанной в проекте взрывных работ.

в) изготовление патрона-боевика;

Зажигательные трубки изготовляют в специальном помещении, расположенном вблизи расходного склада ВМ. Избегая резких перегибов, ОШ разворачивают, а затем разрезают на отрезки необходимой длины, но не менее 1 м. На расстоянии 2 см от поджигаемого конца делают косой надрез на глубину 2/3 диаметра шнура. Второй конец отрезка ОШ вводят в дульце капсюля-детонатора до соприкосновения с чашечкой. Капсюль-детонатор с металлической гильзой у самого конца дульца обжимают вокруг шнура щипцами-обжимами или специальными приборами. При бумажной гильзе место соединения шнура и капсюля-детонатора обматывают прорезиненной лентой или туго обвязывают шпагатом. Наличие чашечки в КД уменьшает опасность при вводе в гильзу ОШ в процессе изготовления зажигательной трубки.

Зажигательную трубку вставляют в патрон и закрепляют в нём. Такой патрон называют боевым или патроном-боевиком. Непосредственно перед заряжанием шпуров с одного из торцов патрона разворачивают бумажную оболочку и деревянным стержнем (наколкой) делают углубление (рис.а), размеры которого должны соответствовать размерам капсюля-детонатора. В это углубление вводят капсюль-детонатор зажигательной трубки (рис. б). Затем концы бумажной оболочки обёртывают вокруг ОШ (рис. в) и обвязывают шпагатом (рис. г).

г) достоинства и недостатки огневого взрывания

Достоинства огневого инициирования: простота выполне­ния взрывных работ и низкая их себестоимость, достаточная эффективность действия зарядов.

Недостатки огневого инициирования: повышенная опас­ность, так как взрывник находится в момент поджигания у зарядов; невозможность получения точных интервалов между взры­вами: невозможность контроля исправности СИ; образование большого количества ядовитых газов при сгорании ОШ.

5.2 Взрывание при помощи детонирующего шнура.

а) сущность способа;

б) технология ведения огневого взрывания;

в) достоинства и недостатки огневого взрывания.

а) сущность способа;

При бескапсюльном взрывании заряды ВВ инициируют при помощи детонирующего шнура (ДШ), который состоит из сердцевины с инициирующим ВВ (тэн), двух-трех оплёток, покрытых парафином и окрашенных в красный цвет или двумя красными нитями, что отличает его по внешнему виду от огнепроводного шнура. Взрывание от детонирующего шнура безопаснее электровзрывного. Применяется при взрывании скважинных и котловых зарядов; во всех случаях, когда по условиям безопасности (наличие блуждающих токов) нельзя использовать электровзрывание; при взрывании шпуровых зарядов по подошве уступа и негабарита.

б) технология ведения взрывания с помощью ДШ;

Для взрывания с помощью ДШ необходимо:

- разрезать шнур на отрезки для изготовления патронов- боевиков. изготовить патроны-боевики; перед началом заряжания механизмы и машины (буровые станки, экскаваторы и т.д.) убирают на безопасное расстояние. Железнодорожные пути перед взрываемым забоем должны быть сняты на площади предполагаемого развала породы. Ширина развала составляет 1,5…2,5Н, считая от линии расположения скважин.

- подать предупредительный сигнал, выполнить заряжание и забойку зарядов, установить посты охраны зоны; во время заряжания и забойки необходимо следить за сохранностью линии ДШ. По окончании заряжания производят забойку, засыпая скважину инертным материалом. Первую порцию забойки должен вводить взрывник, производивший заряжание, остальную часть – его помощники. В забоечном материале не должно быть камней, способных повредить средства инициирования. Лучшие забоечные материалы для вертикальных шпуров и скважин – буровая мелочь, отходы обогатительных фабрик, мелкозернистый слегка увлажненный песок и др.

- выполнить монтаж сети ДШ; взрывную сеть монтируют после окончания заряжания и забойки скважин, вывода людей и удаления оборудования из опасной зоны.

Взрывную сеть из ДШ монтируют следующим образом. Магистраль, состоящую (во избежание отказов) из двух нитей ДШ, протягивают вдоль заряженных скважин на расстоянии 0,3…0,5 м от них. Линии ДШ при этом соединяют между собой через каждый метр. К магистрали подсоединяют нити ДШ, идущие из скважин. При монтаже взрывной сети используют ДШ одной партии и применяют один тип соединений – внакладку, внакрутку, двойной морской узел и т.д.

При применении пиротехнических замедлителей (КЗДШ и других типов) в местах их присоединения (вмонтирования) в магистрали оставляют специальные разрывы.

- подать боевой сигнал, подсоединить к разрывам и в ма­гистрали замедлители РП-Д или др.; после завершения монтажа сети взрывник проверяет ее правильность от конца сети до точки инициирования. Магистральные линии инициируют при помощи двух электродетонаторов или двух зажигательных трубок.

• после взрыва осмотреть забой;

• при наличии отказов ликвидировать их и подать сигнал отбоя.

Длину отрезков шнура выбирают такой, чтобы после опус­кания боевиков в заряд на поверхности у скважины оставался отрезок ДШ длиной 1—1,5 м.

При взрывах зарядов в скважинах или камерах патрон­-боевик изготовляют заранее или на взрываемом блоке из нескольких патронов порошкообразного ВВ путем обвязывания их ДШ. В настоящее время для изготовления боевиков применяют в основном специальные прессованные шашки — промежуточ­ные детонаторы из тротила или смеси тротила с гексогеном и ТЭНом.

О
трезки шнуров между собой соединяют внакладку или внакрутку на длине не менее 100 мм.

Шнуры скрепляют изоляционной лентой или шпагатом. Целесооб­разно шнуры при монтаже сети связывать морским узлом или петлей. Последние два соединения считаются наиболее на­дежными.

В настоящее время разработаны отечественные полиэтиле­новые простые соединители участковых ДШ с магистралью пу­тем создания затягивающейся петли.

Угол между ответвлением ДШ и магистралью по направле­нию детонации не должен быть более 90°, так как при большем угле детонация может прекратиться. При монтаже сети нельзя допускать витков и скруток на шнуре. При пересечении шнуров они должны быть разделены грунтом или деревянной проклад­кой толщиной не менее 100 мм.

Для большей надежности применяют дублирование нитей и кольцевание сетей ДШ. При этом дублирующие и основные се­ти инициируют от одного детонатора. Высокую надежность взрывания дают кольцевые магистрали из ДШ.

в) достоинства и недостатки взрывания при помощи ДШ.

Достоинства взрывания с помощью ДШ: минимальная опасность выполнения заряжания и особенно ликвидации отказов и простота их выполнения.

Недостатки взрывания с помощью ДШ: отсутствие приборного контроля ис­правности сети перед взрывом и высокая стоимость ДШ.

5.3 Электрическое взрывание взрывчатых веществ.

а) определение электрического взрывания;

В настоящее время – это единственный допущенный в угольных шахтах способ взрывания шпуровых и скважинных зарядов ВВ. Может применяться в любых условиях ведения взрывных работ, включая использования в шахтах, опасных по газу и пыли, и труднодоступные объекты.

Для электрического инициирования применяют электроде­тонаторы, соединительные провода, средства контроля целост­ности и величины сопротивления взрывной сети, источники то­ка для подрыва ЭД.

При электрическом инициировании зарядов необходимо:

- проверить и подобрать ЭД по сопротивлению;

- изготовить патроны-боевики; подать предупредительный сигнал(один продолжи­тельный). Сигнал подается при вводе опасной зоны;

, ввести заряды ВВ в шпуры, скважины или камеры и произвести их забойку;

- выполнить монтаж электровзрывной цепи;

- проверить исправность взрывной цепи и определить ее сопротивление;

- подать боевой сигнал(два продолжительных) подсоединить магистральные про­вода к источнику тока и произвести взрыв;

- после проветривания осмотреть взорванный забой;

- при наличии отказов ликвидировать их;

- подать сигнал отбоя(три коротких).

б) изготовление патрона-боевика;

Патроны-боевики делают непосредственно в забое. При проходке стволов их разрешается готовить на поверхности в зарядных будках и спускать в ствол отдельно от ВВ.

При электрическом взрывании порядок изготовления патронов-боевиков следующий: не разворачивая оболочки на одном из торцов патрона деревянной или из цветного металла наколкой делают углубление, в него вводят электродетонатор, затем на патрон набрасывают петлю из детонаторных проводов и обвязывают его. Прессованные ВВ поставляются с готовыми отверстиями под ЭД.

в) технология ведения электрического взрывания;

Все ЭД перед выдачей их для взрывания должны быть про­верены на соответствие их сопротивления указанным в паспор­тах. Провода ЭД после проверки их сопротивления должны быть замкнуты накоротко, в таком положении они должны на­ходиться до момента присоединения их к участковым или маги­стральным проводам.

Соединения проводов тщательно изолируются изоляцион­ной лентой или специальными зажимами-контактами, напол­ненными солидолом.

Рис. Изоляция соединений электровзрывной сети с помощью зажи­мов-контактов:

1.2, 3 — соединение проводов; 4 — углубление соединения с зажимом; 5 — загибание за­жима для фиксации в нем соединения проводов

Монтаж цепи ведут только от зарядов к источнику тока. При дублировании взрывных цепей основные и дублирующие провода должны быть замаркирова­ны. Монтаж взрывной цепи начинают только после полного окончания заряжания и забойки зарядов.

Общее сопротивление электровзрывной цепи должно быть заранее подсчитано и затем измерено с места подачи тока в цепь при помощи электроизмерительных приборов. При расхожде­нии фактически измеренного и расчетного сопротивлений более чем на 10 % необходимо снова закоротить концы проводов це­пи, найти и устранить неисправности, вызывающие отклонения от расчетного сопротивления электровзрывной цепи (плохо за­чищенные концы проводов, слабые сростки, нарушение изоля­ции и т.п.).

Перед началом заряжания шпуров при ведении взрывных ра­бот в подземных выработках необходимо обеспечить проветривание забоя, убрать ранее взорванную в забое горную массу, вывести лю­дей, не связанных с выполнением взрывных работ, за пределы опас­ной зоны, в места, определенные паспортом буровзрывных работ, при этом должны быть обеспечены безопасные условия работы взрывни­ка.

При ведении взрывных работ на угольных шахтах, опасных по газу или пыли, перед каждым заряжанием шпуров, их взрыванием и при осмотре забоя после взрывания мастер-взрывник обязан прово­дить замер концентрации метана по всему сечению забоя, особенно в верхней его части. Запрещается выполнять взрывные работы при со­держании метана 1% и более в забоях и в примыкающих выработках на протяжении 20 м от них, а также в месте укрытия мастера- взрывника.

Замер концентраций метана в месте укрытия мастера-взрывника должен проводиться перед каждым подключением электровзрывной сети к взрывному прибору.

Места укрытия мастера-взрывника, расположения поста ох­раны, других людей во всех случаях следует определять в проектах, паспортах или схемах буровзрывных работ с учетом того, что рас­стояние от места укрытия мастера-взрывника до постов охраны, рас­полагаемых за мастером-взрывником, должно быть не менее 10 м и от места расположения постов охраны до места нахождения остальных людей - также не менее 10 м.

В шахтах, опасных по газу или пыли, должны применяться электродетонаторы только с медными проводами. Это требование распространяется также на соединительные и магистральные провода (кабели) электровзрывной сети.

Места укрытия мастеров-взрывников должны находиться в выработках, проветриваемых свежей струей воздуха за счет общешахтной депрессии, и располагаться от места взрыва на расстоянии не менее безопасного, указанного в таблице.

Таблица Безопасные расстояния до места укрытия мастера-взрывника

При взрывании ЭД в угольных и сланцевых шахтах принята единая схема – последовательное соединение электродетонаторов. Достоинства схемы последовательного соединения:

- через все ЭД проходит электрический ток одинаковой величины;

- для взрыва необходим источник тока минимальной мощности;

- меньшая длина проводов, простота монтажа, легкий контроль за исправностью электровзрывной сети;

- простота расчетов электровзрывной сети.

Недостатки схемы последовательного соединения:

- опасность массового отказа в случае попадания в электровзрывную сеть дефектного ЭД;

- невозможность одновременного взрывания большого количества электродетонаторов.

Параллельные ЭВС более надежны в работе по сравнению с последовательными ЭВС. При выходе из строя одного из ЭД и попадании в сеть дефектного ЭД откажет только этот ЭД. Утечка тока через плохую изоляцию проводов и сростков вследствие малого сопротивления сказывается в параллельных ЭВС меньше, чем в последовательных ЭВС.

Недостаток: более сложная, чем у последовательных ЭВС схема, которую невозможно проверить приборами со взрывного пункта, сравнительно небольшое количество взрываемых ЭД, неравномерное распределение токов между ЭД, особенно в ступенчатых схемах, возможность отказа всех ЭД при коротком замыкании между проводами, сложность расчета, особенно ступенчатой ЭВС.

а ) б)

Рисунок - Схемы параллельных ЭВС: а - пучковая; б – ступенчатая.

Ключи от взрывных машинок и ящиков взрывных станций на все время подготовительных работ до момента взрыва долж­ны находиться у руководителя взрывных работ или взрывника.

На время начала монтажа цепи все электрические установ­ки, находящиеся в пределах установленной проектом опасной зоны, должны быть обесточены.

Если при включении тока во взрывную цепь взрыва не про­изошло, то выполняют отключение магистральных проводов, их закорачивание и через 10 мин взрывник осматривает забой, об­наруживает и устраняет неисправности цепи.

После взрыва и проветривания забоя, но не ранее чем через 5 мин после взрыва, производят осмотр забоя и при обнаруже­нии отказов производят их ликвидацию.

г) достоинства и недостатки электрического взрывания.

Достоинства электрического инициирования: относительная безопасность, возможность проверки цепи перед взрывом, воз­можность осуществления любой последовательности взрывания серии зарядов, неограниченная область применения.

К недостаткам электрического инициирования относят сложность монтажа сети, особенно при соединении большого числа ЭД по смешанным схемам, повышенная по сравнению с огневым и электроогневым инициированием себестоимость и опасность преждевременного взрыва от блуждающих то­ков.

6. Закрепление нового материала

6.1 Фронтальный опрос

1. Какой способ взрывания применяется на угольных шахтах?

2. Что используется в качестве средств инициирования при электрическом взрывании?

3. Какие электродетонаторы применяются в шахтах опасных по газу и пыли?

4. Кто занимается монтажом электровзрывной сети?

5 Где должны находиться рабочие, которые не задействованы в работе по заряжанию и взрыванию?

6.2 Упражнение на выявление допущенных ошибок ( Приложение 2)

7. Подведение итогов занятия

Выставление и комментарий оценок.

8. Домашнее задание

[1] с.329-333 [1] с.349-352

Список литературы:

1. Шевцов Н.Р., Таранов П.Я. Разрушение горных пород взрывом. Донецк, 2003г.

2. Кутузов Б.Н. Методы ведения взрывных работ. Часть 1. М. Мир горной книги 2009г.

3. Мангуш С.К., Фисун А.П. Справочник по буровзрывным работам на подземных горных разработках , М. 2003г.

4. Крюков Е.В., Воронов Е.Т. Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело., Чита 2005

1