sravnenie-rezultatov-seysmicheskogo-vozdeystviya-vzryvov-skvazhinnyh-zaryadov-s-ispolzovaniem-shemy-initsiirovaniya-s-pomoschyu-dsh-i-sinv

© Б.В. Эквист, 2007
Б.В. Эквист
СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ СЕЙСМИЧЕСКОГО
ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЗРЫВОВ СКВАЖИННЫХ
ЗАРЯДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СХЕМЫ
ИНИЦИИРОВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ ДШ И СИНВ
И
змерения проводились на карьере «Восточный» золотодобывающей компании «Полюс» Красноярского
края. Использовался отечественный регистратор сейсмических сигналов «Дельта-геон-02». Регистрировались значения
скорости сейсмических колебаний по трем взаимно перпендикулярным осям.
Горно-геологическая структура карьера предполагает
минимизацию сейсмического воздействия массовых взрывов на откосы уступов, так как это является основным
фактором достижения большей глубины карьера. Для
этих целей применили систему неэлектрического инициирования СИНВ, которую используют на горных предприятиях России с 1999 г. [1].
Схема взрывания выбрана «классической», по которой
инициирование промежуточных детонаторов скважинных
за-рядов производится устройствами СИНВ-С, а монтаж
поверхностной сети - устройствами СИНВ-П. При «комбинированной» схеме взрывания для монтажа поверхностной
сети применяется детонирующий шнур (ДШ) и пиротехнические реле (ПР). По мнению специалистов «классическая» схема позволяет наиболее полно реализовать самые
разнообразные схемы взрывания.
На рис. 1 показан план расположения сейсмического регистратора и взрываемых блоков 10.09.03. Ближний к сейсмической аппаратуре блок взрывался с помощью СИНВ, а
дальний - с помощью ДШ.
Схема взрывной сети и сейсмограммы первого взрыва
представлены на рис. 2, 3. Схема взрывной сети и сейсмограммы второго взрыва представлены на рис. 4, 5.
151
Используемое ВВ в первом и втором взрывах - граммонит 79/21.
z
Э КГ N
x
8
ПБУ-2
д.
ю
.л
.З
О м
0
70
м
.З.
RО м
150
Ш
N2
R запр. зона
20 м
за
пр
20 . зо
м на
СБ
СБШ N7, 11, 14
15
ЭКГ N
ЭКГ N13
21м
R
y
R
Место
установки
аппаратуры
м
.З.
RО м
150
21м
д.
лю
.З.
RО м
700
Рис. 1. План расположения сейсмического регистратора и взрываемых блоков
Общая масса ВВ первого взрыва равна 21814,65 кг. По
расчетам должны взрываться 21 раз по 2 скважинных заряда
и 27 одиночных зарядов. Масса ВВ одного скважинного заряда 315 кг. Породы блока кварц-слюдисто-карбонатные, крепостью 10-12. Использовалась система СИНВ. Сейсмический
регистратор находился на расстоянии 300 м от взрыва. Максимальные величины скоростей сейсмических колебаний
по трем осям соответственно равны Vx = 1,5 см/с, V y = 2,16
см/с, Vz = 1,42 см/с, результирующая скорость
V = Vx2 + V y2 + Vz2 = 1,52 + 2,162 + 1,422 = 3 см/с .
152
Расчетное время действия сейсмического импульса 1346
- 500 = 846 мс совпадает с длительностью импульса на
сейсмограмме.
153
154
155
156
Принимаем коэффициент сейсмичности К = 300 для пород крепостью 10-12, так как по замерам 10.09.03. (второй
взрыв) К = 266 для пород с коэффициентом крепости 9. Подсчитаем массу одновременно взорванного заряда
V 2 R 3 323003
=
= 2700 кг.
K2
3002
Реальное число одновременно взорвавшихся скважинных зарядов n равно
Q=
Q
2700
=
= 8.
315 315
Таким образом, одновременно взорвалось не 2 заряда,
как было рассчитано, а 8. При расчете схемы взрывания общее количество зарядов n равнялось 69, по одному должны
были взрываться 27 зарядов, по два - 42. Тогда частоты
взрывов зарядов будут следующие. Для одного заряда
n=
f1 =
fk
f max
=
27
= 0,39 , где f max = 69 , f k = 27 .
69
42
= 0,6 (рис.6). Ограf max 69
ничим значения скоростей интервалами и подсчитаем частоту
повторения скорости в каждом интервале: 0-1 см/с f1 = 15 ; 1-2
см/с f 2 = 32 ; 2-3 см/с f 3 = 9 . Максимальная частота f max = 56 ,
15
f0 =
= 0,26 , второго
тогда для первого интервала
56
32
9
f0 =
= 0,57 и третьего f 0 =
= 0,16 . Соответственно вто56
56
рому интервалу следует взрыв групп из двух зарядов (рис. 7).
Для групп из двух зарядов f 2 =
fk
=
157
Математическое ожидание для распределения скоростей
M v = 0,16 ⋅ 2,5 + 0,57 ⋅ 1,5 + 0,26 ⋅ 0,5 = 1,38 см/с.
Дисперсия
D (n) =
( 2,5 − 1,38 )
2
+ (1,5 − 1,38 ) + ( 0,5 − 1,38 )
= 1,4 см/с.
3
2
2
Рис. 6. Гистограмма распреГистограммы
распределе- деления
зарядов n по частония зарядов и скоростей изо- те f .
0
бражены на рис. 6, 7.
Для взрыва СИНВ. КоэффиИз гистограмм и расчета
циент корреляции rnv =0,83.
видно, что при взрыве двух зарядов скорость сейсмических колебаний находилась в среднем интервале и равнялась 1,5 см/с, как и рассчитано с использованием коэффициента сейсмичности 300.
Подсчитаем коэффициент корреляции rnv между числом
зарядов n и значениями скоростей V
158
Рис. 7. Гистограмма распределения скоростей по частоте
∑ (V − V ) ⋅ ( n − n )
2
rnv =
i
i =1
⎡ 2
⎢ ∑ Vi − V
⎣ i =1
(
i
) ⋅ ∑(
2
2
i =1
1/ 2
⎤
ni − n ⎥
⎦
)
2
.
При числе пиков скоростей Vi в диапазоне 0-1,5 см/с
V1 = 20 , 1,5-3 см/с V2 = 36 , V = 28 получим
rnv =
{
( 20 − 28) ⋅ ( 27 − 34 ) + ( 36 − 28) ⋅ ( 42 − 34 )
}
⎡( 20 − 28 )2 + ( 36 − 28 )2 ⎤ ⋅ ⎡( 27 − 34 )2 + ( 42 − 34 )2 ⎤
⎣
⎦ ⎣
⎦
1/ 2
= 0,98 .
Между значениями скорости сейсмических колебаний и
распределением количества зарядов практически линейная
корреляция.
Общая масса ВВ второго взрыва равнялась 12707,2 кг.
Взрывалось от 2 до 7 скважинных зарядов в группе. Масса
ВВ одного скважинного заряда 250 кг. Породы кварцслюдистые сланцы крепостью 9. Инициирование зарядов
проводилось с помощью ДШ. Расстояние от взрыва до сейсмодатчиков 400 м. Использовался замедлитель РПН-3 (50
мс). Количество ступеней замедления 11. Расчетная длительность сейсмического импульса t = 11 ⋅ 50 = 550 мс, что соответствует длительности на сейсмограмме (рис. 5).
Максимальные значения скоростей сейсмических колебаний
по трем осям соответственно равны Vx = 0,57 см/с, V y = 1,15
см/с, Vz = 0,55 см/с, результирующая скорость V = 1,4 см/с,
что соответствует взрыву 7 зарядов, коэффициент сейсмич3
ности при этом равен K =
V R
1,4 4003
=
= 266 , где Q =
Q
1750
7 ⋅ 250 = 1750 кг – масса 7 скважинных зарядов, взорванных одновременно. Подсчитаем теперь сейсмическое воздействие от
второго взрыва на таком же расстоянии (300 м), как и измеренное при первом взрыве
⎛3Q⎞
V = K⎜
⎜ R ⎟⎟
⎝
⎠
3/ 2
= 266 ⋅
1750
3003
= 2,1 см/с.
159
Таким образом, сейсмическое воздействие от второго
взрыва было меньше, чем от первого, где зарегистрирована
скорость 3 см/с. Если же при первом взрыве последовательно взрывалось бы расчетное количество зарядов равное 2,
то ско-рость сейсмических колебаний была бы равна
⎛3Q⎞
V = K⎜
⎜ R ⎟⎟
⎝
⎠
3/ 2
= 300 ⋅
630
3003
= 1,5 см/с,
где Q = 2 ⋅ 315 = 630 кг - масса 2 скважинных зарядов, взорванных одновременно.
Реально измеренная скорость была в 2 раза выше, 3 см/с,
что подтверждает вывод о взрыве большего количества зарядов, чем расчетное число 2. Интервал замедления между
ближними скважинными зарядами 25 мс составляет 2 % от общего замедления 1346 мс и недостаточен для раздельного
взрыва групп зарядов. По данным инструкции по применению
замедлителей СИНВ отклонения составляют для поверхностных сетей от 9,2 до 32 мс на замедление и для скважинных - от
20 до 48 мс.
Если интервал замедления между взрывами зарядов в
одной группе и взрывами зарядов в другой будет меньше
указанных отклонений, то они могут взорваться одновременно, а вероятность такого взрыва подчиняется законам теории
вероятности. Задача усложняется еще и тем, что ни производитель, ни потребитель не знают фактических интервалов
замедлений в элементах СИНВ, что подтверждает неравномерный вид сейсмограммы взрыва (рис. 3). При дальнейшем
использовании СИНВ был увеличен интервал между взрывами скважинных зарядов до 109 мс, а интервал замедления
между группами остался прежним - 67 мс. Это привело к общему увеличению интервалов замедлений между взрывами
групп скважинных зарядов и, соответственно, к уменьшению
сейсмического воздействия на окружающий массив горных
пород.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
160
1. Долгов Ю.В., Лихачев С.А., Тургельдиев В.Д. Опыт применения системы взрывания СИНВ на разрезе Черниговский. – М.: Горный журнал,
2001, №12.
Коротко об авторах
Эквист Б.В. – Московский государственный горный университет.
© С.А. Лихачев, 2007
С.А. Лихачев
ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ДЕТОНАТОРЫ
ДЛЯ ИНИЦИИРОВАНИЯ ШПУРОВЫХ
И СКВАЖИННЫХ ЗАРЯДОВ ВВ
В ПОДЗЕМНЫХ УСЛОВИЯХ
О
дним из приоритетных направлений в разработке и
применении промышленных взрывчатых веществ
(ПВВ) и средств взрывания (СВ) в горнодобывающей промышленности является повышение их безопасности при сохранении и повышении эксплуатационной эффективности.
При проведении взрывных работ (ВР) на земной поверхности практически уже отработан комплексный подход и критерии оценки взаимодействия трех составляющих скважинного заряда – это система инициирования (СИ), промежуточный детонатор и непосредственно взрывчатое вещество
(ВВ), которые должны обеспечивать безопасность, надежность, соответствие условиям применения и способу заряжания.
Предприятие, выполняющее ВР по горно-геологическим
условиям, выбирает промышленные ВВ, СИ и, как связующее, подбирает промежуточный детонатор, то есть боевик,
который должен быть совместим с системой инициирования,
и надежно инициировать скважинный заряд ВВ.
С развитием производства и появлением новых СИ стали
разрабатываться и производиться различные типы промежуточных детонаторов для скважинных зарядов.
Сегодня на открытых работах для инициирования зарядов ВВ применяются прессованные тротиловые и тротилгек161