Временная инструкция по определению границ опасных зон при подготовке массовых взрывов в подземных условиях

СОГЛАСОВАНО Заместитель Председателя Госгортехнадзора СССР Д.З.Левицкий 26.11.1980г. УТВЕРЖДАЮ Заместитель Министра Черной металлургии СССР В.С.Виноградов 10.11.1980г. ВРЕМЕННАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГРАНИЦ ОПАСНЫХ ЗОН ПРИ ПОДГОТОВКЕ МАССОВЫХ ВЗРЫВОВ В ПОДЗЕМНЫХ УСЛОВИЯХ Гостехнадзор СССР по согласованию с заинтересованными Министерствами и ВЦСПС Протокол заседания Комитета от 03.06.80 №16 принял решение изложить § 167 3-й абзац снизу Единых правил безопасности при взрывных работах издания 1976 года в следующей редакции «… При взрывании камерных скважинных котловых зарядов когда на напряжение требуется длительное время разрешается не выводить всех не связанных с производством этих работ лиц из пределов опасной зоны до начала укладки боевиков в заряды а при бескапсольном взрывании и применении только ВВ 11 группы – до начала монтажа взрывной сети при условии нахождения таких лиц от ближайшего заряда в подземных выработках на расстоянии определяемом проектом…» В настоящей Временной инструкции изложена методика расчета границ опасных зон определяемых проектами при подготовке массовых взрывов в подземных условиях. Поскольку как показывает практика при подготовке массовых взрывов в подземных выработках представляют стандартные воздушные волны УВВ приведенные во Временной инструкции . Методы расчетов опасных зон составлены с учетом опасного воздействия УВВ на человека. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1. Границы опасных зон при подготовке массовых взрывов должны устанавливаться на периоды: -заряжание -ввода боевиков монтажа взрывной сети. 2. При заряжении скважин и камер мин устанавливаются две опасные зоны: - первая зона радиусом 50 м по выработкам от зарядной машины и заряжаемой скважины или камеры. В пределах этой зоны могут находиться только лица связанные с зарядкой а на границах зоны выставляются посты охраны; - вторая зона определяется расчетом по действию УВВ. Граница зоны устанавливается проектом массового взрыва и отмечается в технической документации. В пределах второй зоны разрешается производство только тех работ которые необходимы для выполнения рудником шахтой установленного объема производства. Лица допущенные к работам в этой зоне перечень соответствующих работ и необходимые меры безопасности ежесменно определяются начальником или главным инженером рудника шахты и указываются в книге нарядов. При этом должно обеспечиваться максимальное ограничение людей привлекаемых к работам в зоне. 3. Граница опасной зоны при вводе боевиков и монтаже взрывной сети определяется по действию УВВ. На границах опасной зоны при наличии людей в подземных выработках должны устанавливаться посты. В пределах опасной зоны при вводе боевиков и монтаже взрывной сети могут находиться только те лица которые связаны с выполнением этих работ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ БЕЗОПАСНЫХ РАССТОЯНИЙ ПО ДЕЙСТВИЮ У В В 4. Определение давления на фронте УВВ на границах опасной зоны производиться с помощью монограммы рис.1.1 .Если давление в расчетном месте окажется больше предельно-допустимого условный знак или посты отмечающие границу опасной зоны необходимо перенести на более далекое расстояние и произвести повторный расчет. Предельно-допустимое давление на фронте УВВ для людей равно 0 2 кг/см2 20кПа . Первоначально определяются вспомогательные коэффициенты K L K = q n / ?S R ; L = ? R / d ; 1.1. Где q - вес взрываемого заряда с удельной теплотой взрыва равной 1000 ккал/кг что соответствует например граммониту 79/21В и аммониту № 6ЖВ. При использовании других заряда q необходимо умножить на отношение Q вв / 1000 т.е. q Qвв / 1000 ; Q -удельная теплота взрыва используемого ВВ ккал/кг. Значение удельной теплоты взрыва приведены для различных ВВ в табл. 1.1. n- коэффициент перехода энергии ВВ на образование ударной воздушной волны. Значение этого коэффициента для различных видов зарядов приведены в табл. 1.2. Таблица 1.1. Удельная теплота взрыва некоторых промышленных ВВ предназначенных для подземных работ кроме шахт опасных по газу и пыли. ВВ Удельная теплота взрыва ккал/кг Граммонит 70 /20В 1030 Аммонит № 6ЖВ 1030 Гранутит АС-8 1240 Гранутит АС-4 1080 Гранутит С-2 917 Гранутит М 920 Игданит 904 Таблица 1.2. Коэффициенты перехода энергии ВВ на образование УВВ n Вид заряда Коэффициенты перехода энергии ВВ на образование УВВ n Открытый 1 0 Камерный минный 0 4 Скважинный без забойки 0 10 Скважинный с забойкой 0 07 Шпуровой без забойки 0 45 Шпуровой с забойкой 0 3 Накладной наружный без забойки 0 8 Накладной наружный с забойкой 0 5 ПРИМЕЧАНИЕ: При заряжании скважин патконированными ВВ коэффициенты перехода энергии ВВ на образование УВВ необходимо увеличить в 2 раза. R- путь пройденный волной по выработкам от заряда до расчитываемой точки м; S – суммарная площадь поперечного сечения выработок примыкающих к заряду м2; ? - коэффициент учитывающий шероховатость поверхности выработок. Значения коэффициентов ? для различных видов крепи приведены в табл.1.3. d - приведенный диаметр выработки. D = 1 12 ? S1 M        После вычисления параметров "К" и "L" на номограмме из вертикальной оси "К" проводиться горизонтальная прямая до пересечения с линией соответствующей значению "L" .       Проекция точки пересечения на ось "давление УВВ" дает искомое значение давления на фронте волны для прямой выработки.    Если на пути движения  УВВ имеются местные сопротивления то полученное давление необходимо раздлить на коэффициент ослабления усиления соответствующее каждому  сопротивлению. Приближенные значения  коэффициент ослабления  давления УВВ в местных сопротивлениях приведенны в таблице 1.4.       Коэффициент ослабления   УВВ  в сопряжениях и двусторонних поворотах справедливы как сквозных так и для тупиковых выработок отводов если длина последних более четверти пути пройденного волной. Если же длина тупиковой  выработки меньше четверти пройденного волной пути то здесь УВВ ослабляется незначительно и такое местное  сопротивление в расчете не принимается . Плавные закругления выработок также не указываются поскольку они мало ослабляют УВВ.  Коэффициент шероховатости поверхности выработок Таблица 1.3. Характеристика поверхности выработок Коэффициенты шероховатости Незакрепленные выработки   1.Пройденные по простиранию пород 0 02-0 025 2.Пройденные вкрест простирания пород волна движется в направлении   а обратном падение пород 0 04-0 045 б по падению пород 0 022-0 026 3. С неровной подошвой и люками 0 045-0 050 Закрепленные выработки   4.Бетоном 0 010-0 012 5.Неполной крепежной рамой 0 025-0 030 6.Арочной крепью 0 04-0 045 7.Торкретбетоном 0 018-0 022     5. Расчет давления на фронте ударной воздушной волны при зарядке ведется по всем подводящим к заряду ВВ выработкам. Вес зарядов должен определяться количеством ВВ которое помешается в бункере зарядной машины в одной заряжается скважине или камере с максимальным количеством ВВ. Расчет границ опасной зоны для зарядной  машины и заряжаемых полостей ведется раздельно. Таблица 1.4. Коэффициенты ослабления давления УВВ при прохождении местных сопротивлений. Вид местного сопротивления Коэффициенты ослабления При одинаковых сечениях выработок К= ? Р 1 / ? Р3 ?о 45° 90° 135° 175° К 2 З 2 7 3 1 3 4 ?= ? Р 1 / ? Р2 ?о 45° 90° 135° 175° ? 1 5 1 1 25 1 2 1 1 При различных сечениях выработок: Е= f / F; K = ? Р 1 / ? Р3 Е 1 0 8 0 6 0 4 0 2 К 2 7 2 4 2 2 1 9 1 75 ?= ? Р 1 / ? Р2 Е 1 0 8 0 6 0 4 0 2 ? 1 25 1 2 1 15 1 1 1 05 Е= f / F; К= ? Р 1 / ? Р2 Е I 0 8 0 6 0 4 0 2 К 1 1 13 1 35 1 9 3 0 Е= f / F; ? = ? Р 1 / ? Р2 Е 1 0 8 0 6 0 4 0 2 ? 1 9 2 1 2 5 3 3 6 0 Е= f / F; ? = ? Р 1 / ? Р2 Е 1 0 8 0 6 0 4 0 2 ? 1 9 1 4 1 25 1 0 0 75 При одинаковом сечении выработок ? = ? Р 1 / ? Р3 =4 0 ? = ? Р 1 / ? Р2 =1 3 Е = f/F; ? = ? Р 1 / ? Р2 Е 1 0 8 0 6 0 4 0 2 ? 1 2 1 00 0 91 0 77 0 7 Е= f/F; K = ? Р 1 / ? Р2 Е 1 0 8 0 6 0 4 0 2 К 4 3 3 2 0 2 5 2.0 ?= ? Р 1 / ? Р2 Е 1 0 8 0 6 0 4 0 2 ? 1 65 1 5 I 3 1 2 1 1 Е= f / F; ? = ? Р 1 / ? Р2 Е 1 0 8 0 6 0 4 0 2 ? 1 0 92 0 85 0 8 0 75 Е =d/F; ? = ? Р 1 / ? Р2 Е 1 0 8 0 6 0 4 0 2 ? 1 20 1 3 1 65 2 0 3 0 6.Расчет давления на фронте УВВ в местах установки постов охраны при монтаже взрывной сети и производстве взрыва выполняется аналогично п.1. В расчетах принимать следующее максимально возможное количество ВВ - при заряжании – максимальный вес ВВ который может разместиться в бункере зарядной машины и максимальный вес одного скважинного или камерного заряда - при вводе боевиков – максимальный вес одного скважинного или камерного заряда в который вводятся патроны –боевики - при монтаже взрывной сети – максимальный вес заряда ВВ который может взорваться от соединительной или участковой электрической сети - при подключении к магистральной электрической сети – весь взрываемый заряд. ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПАСНОЙ ЗОНЫ ПРИ ПОДГОТОВКЕ МАССОВОГО ВЗРЫВА СКВАЖИННЫХ ЗАРЯДОВ Производиться подготовка взрыва ряда скважин для обрушения рудного массива в панели 9-10-11 север горизонта 540 м блока 29 рис.1.2. . Общий расход ВВ – 22 тонны. Для зарядки используется граммонит 79/21 В. Взрывание электрическое. Первыми взрывают шпуровые а затем скважинные заряды ВВ . Очередность взрывания зарядов и интервалы замедления взрывов приведены в табл 1.5. Таблица 1.5. Очередность взрывания зарядов № серий взрывов 1 11 111 1У У У1 У11 У111 Вес заряда ВВ в кг 1400 1200 6900 2500 3600 2800 2200 1400 Замедления от начала взрыва м.с. 0 25 50 75 100 150 250 500 Площадь поперечного сечения выработок: восстающих – 2 5 м2 подэтажных – 7 0 м 2 откаточных – 9 0 м2. Горизонтальные выработки закреплены арочной крепью восстающие не крепятся. Графическая часть представлена на рис 1.2 и 1.3. Определения границы опасной зоны при заряжении скважин Зарядная машина с емкостью бункера 160 кг установлена по орту 29 горизонта 550 м . В скважины ВВ транспортируется по шлангу через восстающий №10 на горизонт 540 м и далее по буровому восстающему в буровые камеры рис.1 2 и 1.3 . Первая граница опрасной зоны для зарядной машины радиусом 50м по выработкам включает в себя участок орта 29 горизонта 550 м и часть выработок блока 29 и 35 горизонта 540 м. Для скважинного заряда ВВ граница опасной зоны радиусом 50 м по выработкам включает в себя выработки доставки блоков 35 и 29 горизонта 540 м. Опасные посты целесообразно выставить в ортах 29 и 35 горизонта 550 м. Вторая граница опасной зоны по действию УВВ включает ориентировочно в себя выработки блоков 21 23 35. Поэтому необходимо ограничить доступ людей в эти места. Рассчитаем и определим по номограмме рис.1.1. давление на фронте УВВ в следующих местах А по первому полевому штреку горизонта 550 м по оси 21 УЗ1 и по оси 35 УЗ2 Б на напряжении квершлага оси 29 со вторым полевым штреком УЗ3 В на сбойке висячего бока ортов 17-23 УЗ4 . Определим численные значения вспомогательных коэффициентов «К» и “і” УЗ.1. К= qn / R ?S Где q = 160 кг n = 1 R = 220 м ?S = 18 м2 К = 160 * 1 / 200 * 18 = 0 044 L = ? R / d = 0 04 * 200 / 3 2 = 2 5 Где ? = 0 04 и d = 3 2. По номограмме находим что давление на фронте УВВ в районе оси 21 будет равно 0 25 кг/см2. С учетом двух сопряжений выработок под углом 135 о сопряжение ортов 29 и 23 с полевым штреком давление на фронте ударной волны по оси 21 см. табл. 1.4. будет равно ?Рм= 0 25 / 1 3 * 1 2 = 0 16 кг/см2 16 кПа Что безопасно для людей. УЗ.2. Аналогично К = 160 * 1 / 180 * 18 = 0 049 і = 0 04 * 180 / 3 2 = 2 25 По номограмме находим что ? Р = 0 34 кг/см2. С учетом местных сопротивлений см. Табл. 1.4. . ?Рм = 0 34 / 4 0 * 1 5 ? 0 06 кг /см 2 6 кПа что меньше допустимого давления для человека. УЗ.3. К = 160 * 1 / 180 * 18 = 0 049 і = 0 04 * 180 / 3 2 = 2 25 ? Р = 0 34 кг/см2. С учетом местных сопротивлений ?Рм = 0 3 / 4 * 3*1 ? 0 03 кг /см 2 3 0 кПа УЗ.4. расчет ведется по более короткому пути К = 160 * 1 / 250 * 18 = 0 036 і = 0 04 * 250 / 3 2 = 3 1 ? Р = 0 12 кг/см2. С учетом местных сопротивлений ?Рм = 0 12 / 1 2 *1 3*3 1 ? 0 025 кг /см 2 2 5 кПа Все условные знаки находятся за пределами границы опасной зоны действия ударных воздушных волн. Границу опасной зоны от скважинного заряда при заряжании и вводе боевиков определять нецелесообразно так как она заведемо будет меньше чем при взрыве 160 кг ВВ. Приведенный вес одного скважинного заряда q пp= q *n 200 * 0 1 = 20 кг ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦЫ ОПАСНОЙ ЗОНЫ ПРИ МОНТАЖЕ ВЗРЫВНОЙ СЕТИ Ввиду того что выработки блоков 23 и 29 на горизонте доставки рис.1.2. соединены между собой а орты 17 23 29 имеют сбойку в висячем боку посты целесообразно выставить на откаточном штреке по горизонту 550 м со стороны подвода свежего воздуха. Пост 1 П1 по первому долевому штреку лежащего бока у орта 17. Посты 2 и 3 П2 и П3 в тех же местах где и условные знаки 2 и3. Это позволит контролировать доспуп людей по всем возможным путям на горизонте 550м. Кратчайший путь движения УВВ пройдет по буровому восстающему на орт-заезд 29 горизонта 550м и далее на полевой штрек. Расстояние от заряда ВВ до поста №1 составит 430 м до поста №2 – 300м до поста №3 – 300м. Проверим расчетом давление на фронт УВВ в местах установки постов охраны. Находим величины коэффициентов “К” и “і”. К1 = 22000 * 0 1 / 2 * 2 5 * 430 = 1 00 і 1= 0 04 * 430 / 3 2= 5 37 К 2= 22000 * 0 1 / 2 * 2 5 * 300 = 1 46 і 2= 0 04 * 300 / 3 2= 3 7 5 К3 = 22000 * 0 1 / 2 * 2 5 * 300 = 1 46 і 3 = 0 04 * 300 / 3 2= 3 75 По номограмме находим что давление УВВ у поста 1 по оси 21 будет равно ? Р1 = 0 17 кг/см2 у поста 2 по оси 35 - ? Р2 = 1 30 кг/см2. а у поста 3 по оси 29 - ? Р3 = 1 30 кг/см2. При прохождении местных сопротивлений волна ослабится на сопряжении горизонта 540 м ? = 1 25 при выходе из бурового восстающего на орт – заезд ? = 4 5 на сопряжении орта с полевым штреком К = 1 3 и ? = 1 2 и на сопряжении полевого штрека с ортом-заездом оси 23 ? = 1 2 см.табл.1 5 . Тогда давления на фронте УВВ в месте установки поста №1 по оси с учетом местных сопротивлений будет равно ?Р1м = 0 17 / 1 25 *4 5*1 3 * 1 2 = 0 019 кг /см 2 1 9 кПа Аналогично возле поста №2 по оси 35 давление на фронте УВВ с учетом местных сопротивлений будет равно ?Р2м = 1 30 / 1 25 *4 5*4 0 * 1 5 = 0 038 кг /см 2 3 8 кПа Вззле поста №3 по оси 29 давление на фронте ударной воздушной волны с учетом местных сопротивлений будет равно ?Р3м = 1 3 / 1 2 5*4 5*4 0 * 4 0 = 0 014 кг /см 2 1 4 кПа Посты №1 2 3 находятся за пределами границы опасной зоны. Давление УВВ Рис. 1.1. Нотогромма для определения давления УВВ. Вертикальный разрез по штр. 11 сев. 540 м План гор. 540 м. Рис. 1.2. УВВ- путь следования УВВ Гор. 550 м Рис. 1.3. План горизонта 55Ом в осях 23-35 >Путь движения УВВ 0П Место установки поста при заряжании УЗ- Место установки условного знака 3м - Зарядная машина П - Место установки поста при монтаже взрывной сети и массовом взрыве