Буровзрывные работы представляют собой комплекс технологических операций по отделению скальных горных пород от массива с помощью контролируемого взрыва. Этот метод обеспечивает эффективное дробление и разрушение крепких пород, недоступных для механической разработки обычным оборудованием.
Что такое буровзрывные работы
Буровзрывные работы или БВР — это совокупность производственных процессов, направленных на разрушение горных пород взрывом. Термин подчеркивает неразрывную связь между бурением скважин и непосредственным взрыванием зарядов взрывчатых веществ. Технология применяется в горнодобывающей промышленности, строительстве, при прокладке транспортных магистралей и других инженерных сооружений.
Основная цель БВР заключается в подготовке горной массы к последующей выемке и транспортировке. Правильно выполненные работы обеспечивают равномерное дробление породы на фракции заданного размера, минимизируют выход негабаритных кусков и формируют оптимальную ширину развала взорванной массы.
Области применения буровзрывных работ
БВР широко применяются в различных отраслях промышленности и строительства. В горном деле технология используется при открытой разработке месторождений полезных ископаемых в карьерах, где работы ведутся уступами. Подземная добыча также невозможна без буровзрывных работ — они применяются при проходке горных выработок и непосредственной добыче руд.
В строительной индустрии БВР задействуют при сооружении тоннелей, метрополитенов, плотин, дорожных выемок. Технология эффективна для разрушения старых зданий и сооружений методом направленного обрушения, при расчистке территорий от скальных выходов, препятствующих застройке.
Технология и этапы буровзрывных работ
Планирование и проектирование
Первый этап БВР начинается с тщательного планирования буровых работ. Инженеры определяют виды скважин, их диаметр, глубину бурения, расстояние между скважинами и рядами. Все параметры рассчитываются на основе физико-механических свойств горных пород, категории их взрываемости и горнотехнических условий конкретного объекта.
Разрабатывается паспорт буровзрывных работ — основной технологический документ, содержащий схемы расположения скважин, конструкции зарядов, параметры взрывной сети и расчетные показатели. Документ утверждается техническим руководителем предприятия и является обязательным для исполнения всеми участниками работ.
Бурение взрывных скважин
На подготавливаемом к взрыву блоке уступа карьера буровые станки создают скважины в соответствии с утвержденным паспортом. Для открытых горных работ применяются установки вращательного или ударно-вращательного бурения. Глубина скважин обычно составляет от пятнадцати до двадцати метров при диаметре от ста пяти до трехсот двадцати миллиметров согласно отраслевым нормативам.
Качество бурения критически важно для эффективности последующего взрыва. Отклонения от проектных параметров не должны превышать двух десятых метра по глубине и двух градусов по углу наклона скважины. Современные буровые установки оснащаются системами GPS-навигации и автоматизированного контроля параметров бурения.
Заряжание взрывчатых веществ
После завершения бурения выполняется заряжание скважин взрывчатыми веществами. В современной практике широко применяются эмульсионные взрывчатые вещества, которые изготавливаются на мобильных смесительно-зарядных машинах непосредственно перед закачкой в скважины. Это повышает безопасность работ и позволяет точно дозировать компоненты заряда.
Конструкция заряда включает основной заряд из промышленного взрывчатого вещества и боевик с детонатором для инициирования взрыва. После размещения заряда скважина заполняется забойкой — инертным материалом, предотвращающим выброс газов и повышающим эффективность взрыва.
| Тип взрывчатого вещества | Область применения | Особенности |
|---|---|---|
| Эмульсионные ВВ | Открытые и подземные работы | Водостойкие, высокая безопасность |
| Аммиачно-селитренные ВВ | Карьеры, строительство | Экономичные, простые в применении |
| Гранулированные ВВ | Скважинное заряжание | Механизированная загрузка |
| Детонирующие шнуры | Монтаж взрывных сетей | Надежное инициирование |
Монтаж взрывной сети и инициирование
Подготовленные скважины соединяются во взрывную сеть с применением электродетонаторов или систем неэлектрического инициирования. Современные технологии предусматривают короткозамедленное взрывание — последовательное срабатывание зарядов через заданные интервалы времени. Это улучшает качество дробления, снижает сейсмическое воздействие и разлет кусков породы.
Перед взрывом устанавливается опасная зона, из которой эвакуируются все люди и оборудование. Территория охраняется, выставляются посты, подаются предупредительные сигналы. Взрывание производится с командного пункта после получения подтверждений о готовности и безопасности проведения операции.
Параметры буровзрывных работ
Основные расчетные показатели
Линия наименьшего сопротивления определяет кратчайшее расстояние от заряда до открытой поверхности уступа. Этот параметр обычно составляет от полутора до трех метров и влияет на направление развала горной массы. Расстояние между скважинами в ряду рассчитывается с коэффициентом от единицы до полутора относительно линии наименьшего сопротивления.
Удельный расход взрывчатых веществ показывает необходимое количество ВВ на кубический метр разрушаемой породы. Величина зависит от категории взрываемости горных пород и колеблется от шести десятых до полутора килограммов на кубометр. Правильный расчет удельного расхода обеспечивает экономичность работ при достижении требуемого качества дробления.
Качественные показатели взрыва
Эффективность буровзрывных работ оценивается по нескольким критериям. Равномерность дробления характеризует распределение кусков породы по размерам — оптимальный результат достигается при минимальном количестве мелких фракций и негабарита. Выход негабаритных кусков в зависимости от горно-геологических условий и качества проведения работ составляет от двух до десяти процентов от общего объема взорванной массы.
Ширина развала горной массы влияет на производительность погрузочного оборудования. Компактный развал позволяет экскаватору эффективно отрабатывать взорванную породу без дополнительных перестановок. Проработка подошвы уступа обеспечивает ровную поверхность для следующего цикла работ и предотвращает образование порожков.
Паспорт буровзрывных работ
Назначение и структура паспорта
Паспорт БВР является обязательным технологическим документом для производства взрывных работ. Он разрабатывается на основе типового проекта буровзрывных работ с учетом конкретных горно-геологических и горнотехнических условий участка. Документ содержит исчерпывающую информацию для безопасного и эффективного выполнения всех операций.
Структура паспорта включает характеристику выработки с указанием размеров и формы, описание физико-механических свойств пород с категорией взрываемости, исходные технологические данные о применяемых ВВ и средствах инициирования. Графическая часть представлена схемами расположения скважин, конструкциями зарядов и монтажными схемами взрывной сети.
Содержание паспорта БВР
Паспорт детально описывает параметры буровых работ — количество скважин, их диаметр, глубину, угол наклона и координаты размещения. Указываются характеристики взрывчатых веществ, масса зарядов в каждой скважине, конструкция боевиков и длина забойки. Расчетная часть содержит удельный расход ВВ, ожидаемый объем взорванной горной массы и прогнозируемые показатели дробления.
Особое внимание уделяется мерам безопасности — определяются границы опасных зон, радиусы разлета кусков породы, уровни сейсмического воздействия на охраняемые объекты. Документ регламентирует порядок организации работ, очередность операций, систему сигнализации и действия персонала в нештатных ситуациях.
Требования безопасности при БВР
Нормативное регулирование
Буровзрывные работы регламентируются Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности. Основным документом являются Правила безопасности при производстве, хранении и применении взрывчатых материалов промышленного назначения. Все проекты и паспорта БВР разрабатываются в строгом соответствии с требованиями этих нормативов.
Организации, выполняющие взрывные работы, должны иметь соответствующие лицензии и разрешения от территориальных органов Ростехнадзора. Персонал проходит специальное обучение с последующей аттестацией знаний требований безопасности. Взрывники проверяются квалификационными комиссиями не реже одного раза в два года.
Организация безопасности при массовых взрывах
Перед началом массового взрыва устанавливаются запретная и опасная зоны. В запретной зоне запрещено нахождение всех лиц, кроме персонала, непосредственно связанного с монтажом взрывной сети. Границы опасной зоны определяются расчетом с учетом возможного разлета кусков породы, сейсмического воздействия и действия ударной воздушной волны.
Подается система предупредительных сигналов — оповещение за тридцать минут, за десять минут и за пять минут до взрыва. После взрыва территория осматривается ответственными лицами для выявления возможных отказов — невзорвавшихся зарядов. Доступ рабочих и техники разрешается только после получения сигнала отбоя и подтверждения безопасности участка.
Контроль воздействия на окружающую среду
Современные требования предусматривают минимизацию негативного воздействия БВР на окружающую среду. Проводится сейсмомониторинг для контроля уровня колебаний грунта в районе охраняемых объектов и населенных пунктов. Применяются специальные конструкции зарядов и схемы короткозамедленного взрывания, снижающие сейсмический эффект.
Контролируется уровень шума и распространение ударной воздушной волны. Используются укрытия мест расположения зарядов для предотвращения разлета кусков породы в направлении охраняемых объектов. Мероприятия по снижению пылеобразования включают орошение взорванной массы и применение водосодержащих взрывчатых веществ.
Оборудование для буровзрывных работ
Буровое оборудование
Для открытых горных работ применяются самоходные буровые станки различных типов. Станки вращательного бурения с шарошечными долотами эффективны в породах средней крепости и позволяют создавать скважины диаметром от ста пятидесяти до трехсот двадцати миллиметров. Установки ударно-вращательного действия с погружными пневмоударниками работают в более крепких породах при диаметре скважин от девяноста до двухсот пятидесяти миллиметров.
Современные буровые станки оснащаются дизельными двигателями мощностью от трехсот до шестисот киловатт, гидравлическими системами подачи бурового инструмента, компрессорами высокого давления. Автоматизированные системы управления обеспечивают точное позиционирование, контроль параметров бурения и регистрацию данных.
Смесительно-зарядные машины
Механизация заряжания скважин осуществляется смесительно-зарядными машинами для эмульсионных взрывчатых веществ. Оборудование монтируется на шасси автомобиля или специального транспортного средства повышенной проходимости. Машина состоит из емкостей для компонентов ВВ, насосного оборудования, смесительного устройства и зарядного шланга.
Производительность современных смесительно-зарядных машин достигает двух-трех тонн взрывчатого вещества в час. Автоматизированные системы дозирования компонентов обеспечивают стабильное качество эмульсии и требуемую плотность заряда. Технология позволяет заряжать скважины любого наклона, включая восстающие.
Часто задаваемые вопросы
Чем отличаются открытые и подземные буровзрывные работы?
Открытые БВР проводятся в карьерах с бурением скважин большого диаметра и глубины. Подземные работы используют шпуры меньшего размера, требуют более строгого контроля вентиляции и имеют ограничения по применению ВВ в опасных по газу выработках.
Какова типичная периодичность массовых взрывов в карьере?
Периодичность массовых взрывов зависит от производительности карьера и может составлять от одного раза в неделю до одного раза в месяц. За один массовый взрыв подготавливается объем горной массы, достаточный для бесперебойной работы погрузочного оборудования в течение планового периода.
Как определяется категория взрываемости горных пород?
Категория взрываемости определяется комплексом физико-механических свойств породы — прочностью на сжатие, плотностью, трещиноватостью, структурой. Используется единая классификация горных пород по взрываемости, включающая категории от легковзрываемых до весьма труднов зрываемых.
Можно ли проводить БВР вблизи жилых районов?
Проведение БВР вблизи населенных пунктов возможно при соблюдении строгих ограничений по сейсмическому воздействию, уровню шума и разлету кусков породы. Применяются специальные технологии с малыми массами одновременно взрываемых зарядов, укрытиями и защитными экранами.
Что делать при обнаружении отказавшего заряда?
Ликвидация отказавших зарядов проводится только специально обученным персоналом под руководством ответственного лица. Запрещается извлекать заряд механическим способом. Применяются методы взрывания дополнительным зарядом или разбуривание на безопасном расстоянии от отказавшего заряда.
Информация для ознакомления. Данная статья носит исключительно информационно-образовательный характер и не является руководством к действию. Буровзрывные работы относятся к особо опасным видам деятельности и должны выполняться только специализированными организациями с соответствующими лицензиями под руководством квалифицированного персонала в строгом соответствии с нормативными требованиями. Автор не несет ответственности за последствия применения информации из статьи на практике.
