Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Паспорт буровзрывных работ (паспорт БВР) -- основной технологический документ, регламентирующий порядок ведения взрывных работ на конкретном участке карьера. Он составляется для каждого блока (серии скважин), подлежащего взрыванию, и содержит расчётные параметры бурения и взрывания, конструкцию зарядов, схему расположения скважин, порядок инициирования и замедления, а также организационные мероприятия по безопасности.
Порядок составления и утверждения паспорта БВР определяется Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности "Правила безопасности при производстве, хранении и применении взрывчатых материалов промышленного назначения" (утверждены приказом Ростехнадзора от 03.12.2020 N 494, с изменениями, далее -- ФНП N 494). Паспорт утверждается техническим руководителем (главным инженером) предприятия и является обязательным для исполнения всеми участниками взрывных работ.
Согласно ФНП N 494, паспорт БВР должен содержать: схему расположения скважин (шпуров) с указанием их глубины, диаметра, угла наклона; конструкцию заряда; количество и тип ВВ; схему монтажа взрывной сети с указанием замедлений; схему размещения укрытий для персонала; границы опасной зоны.
Расчёт параметров БВР выполняется на основании следующих исходных данных: высота уступа; физико-механические свойства горных пород (крепость по шкале Протодьяконова, плотность, трещиноватость); категория пород по взрываемости; тип применяемого ВВ и средств инициирования; диаметр скважин (определяется типом бурового станка); требуемый гранулометрический состав взорванной горной массы; допустимый выход негабарита.
Линия наименьшего сопротивления (ЛНС, обозначается W) -- кратчайшее расстояние от оси скважинного заряда до ближайшей открытой (свободной) поверхности. Для скважин первого ряда ЛНС измеряется от оси скважины до откоса уступа на уровне его подошвы (сопротивление по подошве уступа).
Величина ЛНС определяется из условия обеспечения полной проработки массива при заданном удельном расходе ВВ. Для вертикальных скважин основная расчётная формула:
W = sqrt(p / (m * q)), м
где: p -- линейная плотность заряда (масса ВВ на 1 погонный метр скважины), кг/м; m -- коэффициент сближения скважин (m = a/W); q -- удельный расход ВВ, кг/м3.
Линейная плотность заряда определяется диаметром скважины и плотностью ВВ в заряде:
p = (pi/4) * dскв2 * rhoвв, кг/м
где dскв -- диаметр скважины, м; rhoвв -- плотность ВВ в скважине, кг/м3.
На практике часто используется зависимость ЛНС от диаметра скважины через безразмерный коэффициент:
W = Kw * dскв, м
где Kw = 25...45 -- коэффициент, зависящий от свойств горных пород, типа ВВ и требуемого качества дробления.
Удельный расход ВВ (q, кг/м3) -- количество ВВ, необходимое для разрушения 1 м3 горной массы в целике. Это один из важнейших параметров, определяющий качество дробления и расход ВВ на массовый взрыв.
Расчёт удельного расхода ВВ выполняется с учётом физико-механических свойств горных пород и условий взрывания. Наиболее распространена методика, основанная на эталонном расходе с корректирующими коэффициентами:
q = qэ * Kтр * Kd * Kc * Kв * (1/e), кг/м3
где: qэ -- эталонный удельный расход ВВ (для данной категории пород), кг/м3; Kтр -- коэффициент трещиноватости массива (1,0-1,3); Kd -- коэффициент, учитывающий диаметр скважины; Kc -- коэффициент, учитывающий требуемый размер кондиционного куска; Kв -- коэффициент, учитывающий число свободных поверхностей (для первого ряда Kв = 1,0; для последующих рядов Kв = 1,1-1,3); e -- коэффициент работоспособности применяемого ВВ относительно эталонного.
Расстояние между скважинами в ряду определяется через ЛНС и коэффициент сближения зарядов m:
a = m * W, м
где m -- коэффициент сближения скважин, зависящий от условий взрывания и типа ВВ.
При многорядном короткозамедленном взрывании расстояние между рядами принимается:
b = (0,75...1,0) * W, м
Для трудновзрываемых пород (категория VIII и выше) рекомендуется b = (0,75...0,85) * W. Для средневзрываемых -- b = (0,85...1,0) * W.
Уменьшение расстояния между рядами по сравнению с расстоянием между скважинами в ряду обеспечивает более равномерное дробление массива и уменьшает заколообразование в массиве за последним рядом.
Глубина скважины определяется высотой уступа и величиной перебура:
Для вертикальных скважин: Lскв = Hу + lп, м
Для наклонных скважин: Lскв = Hу / sin(alpha) + lп, м
где Hу -- высота уступа, м; lп -- длина перебура, м; alpha -- угол наклона скважины к горизонту.
Перебур необходим для качественной проработки подошвы уступа и предотвращения образования порогов. Величина перебура зависит от крепости пород и диаметра скважины:
lп = (5...15) * dскв, м
Для скважин второго и последующих рядов перебур может быть уменьшен на 0,5-1,5 м по сравнению с первым рядом, поскольку подошва частично разрушена взрывом предыдущего ряда.
Масса скважинного заряда для скважин первого ряда при нормальном дроблении:
Q = q * W * a * Hу, кг
где q -- расчётный удельный расход ВВ, кг/м3; W -- ЛНС, м; a -- расстояние между скважинами в ряду, м; Hу -- высота уступа, м.
lвв = Q / p, м
где p -- линейная плотность заряда, кг/м.
Забойка служит для запирания продуктов детонации в скважине и повышения эффективности взрыва. Длина забойки:
lзаб = Lскв - lвв, м
Минимальная длина забойки должна составлять не менее (20-25)*dскв. Для первого ряда скважин рекомендуется увеличение забойки при наличии возможности.
В качестве материала забойки применяется буровая мелочь, щебень, песок с размером частиц не более 50 мм. Применение влажной забойки повышает запирающий эффект.
Сплошной колонковый заряд -- наиболее простая конструкция, когда ВВ размещается непрерывным столбом от дна скважины (включая перебур) до забойки.
Рассредоточенный заряд -- ВВ разделено воздушными или инертными промежутками на две-три части. Применяется для снижения выхода негабарита (в 1,5-2 раза) и переизмельчённых фракций, уменьшения удельного расхода ВВ на 15-20%.
Комбинированный заряд -- нижняя (донная) часть заряда выполняется из более мощного ВВ, верхняя -- из менее мощного. Обеспечивает усиленную проработку подошвы.
Короткозамедленное взрывание (КЗВ) -- метод взрывания, при котором отдельные скважины или группы скважин инициируются последовательно с интервалами замедления от единиц до десятков миллисекунд. КЗВ является основным способом ведения массовых взрывов на карьерах.
По сравнению с мгновенным взрыванием КЗВ обеспечивает: снижение сейсмического воздействия за счёт разделения суммарного заряда на группы; более интенсивное дробление благодаря соударению кусков и образованию дополнительных свободных поверхностей; уменьшение ширины развала горной массы; снижение заколообразования за последним рядом; возможность расширения сетки скважин и снижения удельного расхода ВВ.
Оптимальный интервал замедления между группами скважин определяется по формуле:
t = K * W, мс
где K -- коэффициент, зависящий от взрываемости породы, мс/м: -- для трудновзрываемых пород: K = 1,5-3 мс/м; -- для средневзрываемых пород: K = 3-5 мс/м; -- для легковзрываемых пород: K = 4-6 мс/м.
Типичные интервалы замедления при скважинном взрывании на карьерах составляют 15-50 мс между скважинами в ряду и 25-75 мс между рядами.
Основные схемы короткозамедленного взрывания на карьерах:
Порядная (последовательная) -- ряды скважин инициируются последовательно от первого к последнему. Простая схема, обеспечивающая направленный развал в сторону открытой поверхности.
Диагональная -- скважины инициируются по диагонали блока, что создаёт дополнительные свободные поверхности и улучшает дробление. Обеспечивает более узкий развал.
Клиновая (V-образная) -- инициирование начинается из центра блока и расходится к краям. Применяется при ограниченной ширине фронта работ.
Волновая -- применяется на блоках сложной формы, обеспечивает управление направлением перемещения горной массы.
Горнотехнические условия:
Порода: крепкий гранит, категория по взрываемости VIII, f = 12 по Протодьяконову
Плотность породы: rhoп = 2650 кг/м3
Высота уступа: Hу = 10 м
Угол откоса уступа: alphaу = 75 градусов
Скважины: вертикальные
Буровой станок: СБШ-250МН, диаметр долота dскв = 0,215 м (215 мм)
Тип ВВ: Эмульсолит, rhoвв = 1200 кг/м3, e = 1,10
Число рядов: 3
Схема КЗВ: порядная
Требуемый размер кондиционного куска: dк = 800 мм
Эталонный расход для категории VIII (f = 12): qэ = 0,60 кг/м3
Корректирующие коэффициенты:
Kтр = 1,1 (средняя трещиноватость)
Kd = 1,0 (dскв = 215 мм -- стандартный диапазон)
Kc = 1,0 (dк = 800 мм -- стандартное дробление)
Kв = 1,15 (средний по 3 рядам)
e = 1,10 (Эмульсолит)
q = 0,60 * 1,1 * 1,0 * 1,0 * 1,15 / 1,10 = 0,69 кг/м3
p = (pi/4) * dскв2 * rhoвв
p = 0,7854 * 0,2152 * 1200 = 0,7854 * 0,04622 * 1200 = 43,6 кг/м
Предварительно принимаем m = 1,0 (квадратная сетка для трудновзрываемых пород):
W = sqrt(p / (m * q)) = sqrt(43,6 / (1,0 * 0,69)) = sqrt(63,2) = 7,95 м
Принимаем W = 8,0 м
Проверка: W = 8,0 м < Hу = 10 м -- условие выполнено.
Kw = W/d = 8,0/0,215 = 37,2 -- в диапазоне 28-40 для данной категории -- корректно.
Расстояние между скважинами в ряду:
a = m * W = 1,0 * 8,0 = 8,0 м
Расстояние между рядами (для трудновзрываемых пород, многорядное КЗВ):
b = 0,80 * W = 0,80 * 8,0 = 6,4 м
Принимаем b = 6,5 м
Сетка скважин: 8,0 x 6,5 м
Перебур (для f = 12, трудновзрываемые):
lп = 12 * dскв = 12 * 0,215 = 2,6 м
Принимаем lп = 2,5 м
Глубина скважины (вертикальные):
Lскв = Hу + lп = 10 + 2,5 = 12,5 м
Масса заряда в скважине первого ряда:
Q = q * W * a * Hу = 0,69 * 8,0 * 8,0 * 10 = 441,6 кг
Длина заряда:
lвв = Q / p = 441,6 / 43,6 = 10,1 м
Длина забойки:
lзаб = Lскв - lвв = 12,5 - 10,1 = 2,4 м
Проверка: lзаб = 2,4 м; минимум 20*d = 20*0,215 = 4,3 м
lзаб = 2,4 м < 4,3 м -- забойка недостаточна!
Уменьшаем ЛНС до W = 7,0 м, пересчитываем:
a = 1,0 * 7,0 = 7,0 м; b = 0,85 * 7,0 = 6,0 м
Q = 0,69 * 7,0 * 7,0 * 10 = 338,1 кг
lвв = 338,1 / 43,6 = 7,8 м
lзаб = 12,5 - 7,8 = 4,7 м
Проверка: 20*d = 4,3 м; 25*d = 5,4 м
lзаб = 4,7 м -- удовлетворяет требованию (20-25)*d (находится между 4,3 и 5,4 м).
Итоговая сетка: 7,0 x 6,0 м; Lскв = 12,5 м; Q = 338 кг; lзаб = 4,7 м
Интервал замедления между скважинами в ряду:
t1 = K * W = 3 * 7,0 = 21 мс (принимаем 25 мс -- ближайшая стандартная ступень)
Интервал замедления между рядами:
t2 = (1,5...2,0) * t1 = 1,5 * 25 = 37,5 мс (принимаем 42 мс)
Схема: порядная, с последовательным инициированием скважин в каждом ряду.
Объём горной массы с одной скважины:
Vскв = W * a * Hу = 7,0 * 7,0 * 10 = 490 м3
Выход горной массы на 1 п.м. скважины:
Vпм = Vскв / Lскв = 490 / 12,5 = 39,2 м3/п.м.
Паспорт буровзрывных работ утверждается техническим руководителем (главным инженером) организации, ведущей взрывные работы. Это требование установлено ФНП "Правила безопасности при производстве, хранении и применении взрывчатых материалов промышленного назначения" (приказ Ростехнадзора N 494 от 03.12.2020). Паспорт составляется на каждый блок (группу скважин) с учётом конкретных горно-геологических условий участка.
Величина линии наименьшего сопротивления (ЛНС, W) определяется совокупностью факторов: диаметром скважины, плотностью ВВ в заряде, удельным расходом ВВ и коэффициентом сближения зарядов. На практике ЛНС связана с диаметром скважины через коэффициент Kw = 25-45. Для трудновзрываемых пород Kw = 28-33, для легковзрываемых Kw = 40-45. При увеличении диаметра скважины ЛНС растёт пропорционально.
Перебур -- это углубление скважины ниже отметки подошвы уступа. Он необходим для качественной проработки подошвы и предотвращения образования "порогов" -- невзорванных гребней на уровне подошвы. Величина перебура составляет (5-15)*d в зависимости от крепости пород. В крепких породах (f > 10) перебур увеличивают до (10-15)*d. Перебур не выполняют, если ниже залегает полезное ископаемое или слабые породы.
Интервал замедления определяется по формуле t = K * W, где K -- коэффициент, зависящий от взрываемости породы: 1,5-3 мс/м для трудновзрываемых, 3-5 мс/м для средневзрываемых, 4-6 мс/м для легковзрываемых пород. Слишком малый интервал приводит к подбою смежных скважин, слишком большой -- к увеличению ширины развала и ухудшению дробления. На практике интервалы уточняются по результатам опытных взрывов.
Рассредоточенный заряд (с воздушными или инертными промежутками) обеспечивает более равномерное распределение энергии по высоте скважины. Это снижает выход негабарита в 1,5-2 раза, уменьшает переизмельчение вблизи заряда, снижает удельный расход ВВ на 15-20% и повышает производительность погрузочного оборудования. Однако рассредоточенные заряды сложнее в изготовлении и требуют дополнительных средств разделения.
Минимальная длина забойки составляет (20-25) диаметров скважины. Для скважины d = 215 мм это 4,3-5,4 м. Забойка также должна быть не менее ЛНС (W). При недостаточной забойке происходит прорыв газов, что снижает эффективность взрыва, увеличивает воздушную ударную волну и разброс кусков породы. Материал забойки -- буровая мелочь, щебень или песок с размером фракции до 50 мм.
С увеличением диаметра скважины растёт линейная плотность заряда, что позволяет увеличить ЛНС и расстояние между скважинами. Это сокращает объём буровых работ и число скважин на блок. Однако увеличение диаметра ведёт к росту выхода негабарита и переизмельчённой фракции вблизи заряда, увеличению сейсмического воздействия. Типичные диаметры на карьерах: 150-165 мм (станки СБШ-160), 215-250 мм (станки СБШ-250), 270-320 мм (станки СБШ-320).
Коэффициент работоспособности (e) показывает отношение работоспособности данного ВВ к работоспособности эталонного (Аммонит 6ЖВ). Определяется испытанием в свинцовой бомбе по ГОСТ 4546 или расчётным путём через теплоту взрыва. Для основных промышленных ВВ значения e приводятся в технической документации производителей и справочниках. Например: Эмульсолит e = 1,0-1,15, Игданит e = 0,85-0,90, Граммонит 79/21 e = 0,92.
Да, взрывание без перебура допускается в ряде случаев: если ниже подошвы уступа залегает пласт полезного ископаемого, подлежащий сохранению; при наличии слабых (пластичных) подстилающих пород; при ясно выраженной плоскости скольжения на уровне подошвы. В этих случаях скважину не добуривают до подошвы или оставляют "подушку" 0,2-0,5 м. При отсутствии перебура качество проработки подошвы контролируется визуально после взрыва.
Для КЗВ на карьерах применяются: неэлектрические системы инициирования (НЭСИ/СИНВ) -- наиболее распространены, обеспечивают широкий набор ступеней замедления и высокую безопасность; электронные детонаторы -- обеспечивают точность замедления до 1 мс, позволяют программировать произвольные интервалы; электродетонаторы короткозамедленного действия (ЭД-КЗ) -- имеют фиксированные ступени замедления. Донное инициирование (промежуточный детонатор в нижней части заряда) обеспечивает лучшую проработку подошвы.
Настоящая статья носит исключительно ознакомительный и справочный характер. Информация предназначена для общего ознакомления инженерно-технических специалистов с методикой расчёта параметров буровзрывных работ и не может использоваться в качестве проектной или рабочей документации.
Автор не несёт ответственности за последствия применения данной информации при проектировании, подготовке или ведении реальных взрывных работ. Составление паспортов БВР, проектирование массовых взрывов и все работы с взрывчатыми материалами должны выполняться исключительно специализированными организациями, имеющими соответствующие лицензии и допуски, с привлечением аттестованного персонала в строгом соответствии с действующими федеральными нормами и правилами.
1. ФНП "Правила безопасности при производстве, хранении и применении взрывчатых материалов промышленного назначения" (утверждены приказом Ростехнадзора от 03.12.2020 N 494, с изменениями).
2. Кутузов Б. Н. Методы ведения взрывных работ. Часть 2. Взрывные работы в горном деле и промышленности. -- М.: Горная книга, МГГУ.
3. Кутузов Б. Н. Проектирование взрывных работ в промышленности. -- М.: Недра.
4. Друкованый М. Ф. Буровзрывные работы на карьерах. -- М.: Недра.
5. Persson P.-A., Holmberg R., Lee J. Rock Blasting and Explosives Engineering. -- CRC Press.
6. ISEE (International Society of Explosives Engineers). Blasters' Handbook. 18th Edition.
7. ГОСТ 4546 "Вещества взрывчатые промышленные. Метод определения работоспособности".
8. Ржевский В. В. Открытые горные работы. -- М.: Недра.
9. Трубецкой К. Н., Пешков А. А., Мацко Н. А. Основы проектирования горнодобывающих предприятий открытым способом. -- М.: Горная книга.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.