,I
I,,. "
I f
r'·
''I
,'.:'1,."•. .. m;'. ","!.." / - ,2a.£
I r I
I
..
.,
.~
U2,S J.
...";,',-i i..
i . 2 ••.11111!., •.1.....___
'-D VI Vl
00 I"-- ('!.
2.0. OSNOv:'\E FIZICKO-MEHANICKE I TEHNICKE KARAKTERISTIKE RADNE SREDINE
Pod pojmom "radna sredina" podrazumevmo stenske i rudne mase u kojirna se izvode rudarske operacije. Stensku masu sacinjavaju organsh ; neorganske rudne mate· rije koje sacinjavaju zemljinu koru. Stenska masa moze da predstavlja kompaktnu stens ku celinu u kojoj su rnineralne cestice cvrsto povezane silom kohezije ili cementirajucim materijalom, ill moze da bude iz bilo kojih razloga u izdrobljenom iii rastresitom stanju.
lU:lf -¥:>g;K):J[ Aouoseod
-. q
I
I
I
I
100
000000
000
I
I
\0. \0. <'\
<""1<""1"" I I I
ONV
I
N."'\. -.
"1. V> V> 0\
I
~ __ \0. _ "1. _ 1"--.
v>vt-O\t-
0\
v. o.
000 I t I 00 VI,()
I
0\ ..... _ - '
e3unr fTlPOUI
V.
V V'lN 0\ I I -. <'i. <'i. -. <'i. ('!.
('!. N. ('!.
00000
t'UI:>/NP ' sOT - 3'
V)
2d~·~~v.
N
<'t <'t <'\ o 1000 I I"-- I I I '.... 0
r-:I o.I
000\0
iJiv
~V)
V>
N
-lIZ3lS! tlU tlVOlSlAi!
2.1. KLASIFIKACUA STENA PREMA POSTANKU
\0 - V>
o1o.0 0<'i.0-.- .V>V .
("'!,<'i.
ocr fl' 00 -N
'" 0_ Olcr ..!.8
8vV'l
V>
t'UI:>fNP 'tOT - Z 0 'afu
-
'" 0
I I 100 • • • _ _ "'1
N
Iv
88(!)8..!.1
0'0·
000000
•
000
V>
Prema postanku stene mogu biti: eruptivne, sedirnentne i metamorfne.
~
Eruptivne {magmatske) stpne 7.astupljene su 95% u zemIjinoj korL Nastale su iz magme posIe njenog hladenja i ocvr~avanja. U zavisnosti od uslova hlaaenja magme, eruptivne stene dele se u dye grupe: dubinske (intruzivne) i izlivne (efuzivne). Dubinske stene postale su kristalizacijom magrne na vecoj dubini pri cemu su stenske cestice u medusobnom dodiru ocvrsle u sitnozrnu staklastu masu nepravilnog obllka (granit, dio rit i dr.). Izlivne (efuzivne) stene postale su izlivanjem magrne na povrsinu zernlje kao posledica delovanja vulkana pri cemu su ocvrsle u plocastim oblicima. Sedimentne stene sacinjavaju oko 1% svih stenskih masa zemljine kore. One su postale talozenjem organskih i neorganskih materija na dnu mora iii jezera, pri cemu su ocvrsle pod dejstvom velikog pritiska i prirodnih mineralnih veziva. Sedimentne stene pojavljuju se u slojevitirn oblicima koji su cesto puta poremeceni iz svog prvobitnog po lozaja.
21v.0"l- ~1\0.-
q<,\-:"
~!l!ld l1U tlVOlSlAi!
"lUI:> 'tw:>/~ , sOT - nA · J.
'tl:>
-trnp:xiW! tlU;?PSTl:>fe
S/W't
or - nA
N
I
I
I
~
~
"1.
CIl
0\000 ....... ""N
\0
0\ .......
N
<""I
·0 V>_<""I. \•0 \ 0. 1 I t-t-\o \0 1 I I
M-::: <""1-::: ~ 0\ I 1"--. "'1 "'1 ~
J.S£J.f'J.
-O\\O\Ot--
0\. V.
"'1
~
VVv>\Ov>
::E
u.l
<: f-o
-v
I
N.
I <'i.
N <""I <""II,()
-. 0
o
I
\0. \0. \0. 000
\0 \0 V'l 00\0000
o
N
M.
NN
I
-:.. o. 0\
- --
I"-- I"-- 00
I
I
I
v-
---
'P. 0\ v.
0.0)."1 \OV'l\O I I I V'lV<""I
v)-.i-.i
-
or--:.
00
-M
NN'NM-' N
I
\0 0\
V'l0 -N \0.11 N "1. O.
v.
I,()
\0. <'i. r--:. 0\ 00.
-NNNMN
JJ.JJ.'7 \0_ N 00.0\
u.l
-
"':ON
::E
__
I
o
I I I I "l <'i. "l q
0\ N
I <""I. I
.tx:
V.\O.O.~"1.r--:.
til
V>
t.I.,
::E NI,() \0 V I,() \0
Ci
I
u.l
Z
I,() •
::E
00 I"-
<'1.
•
f-o
u.l
--
-<""IVOO\O
I
0\
.......
<:
qSUlW
Z
<:
-Q PStlI:llflutnpzn tlftrnl!lSOld tlU!Zlq
truT~a~
o. ('!.
Z
o
tW:>/~
00000
I ;::; I :::::l I <'1. 1\0. IN.
1!S1!M l.I!lI
Metamorfne stene zastupljene su oko 4% svih stenskih masa u zernljinoj korL Postale su od izmenjenog eruptivnog i sedirnentnog materijala koji je iskristalizovao pod dejsvom velikog pritiska i vosoke temperature. Prema tome, metarnorfne stene imaju osobine eruptivnih i sedimentnih stena.
u.l
I",.., I I "1. "'1 0\ 0.
f-o
::E
% 'lSOUZOlod
-
I
I 0\. q \0. \0. - N M ....... N
000 0).0. N -M
0\.
V><""IVN<""I
t'UI:>/NP 'rOT· ;)0
I
I
I
1 I
I
0. <'1. -. <'\ <'\
-NNNNN
V')
00'00 0). N .N
I
N
I
V> II,() \01"--\0
NNN
2.2. KLASIFIKACIJA STEt-:A PREMA STRUKTURNIM OSOBINAMA I STEPE::\L KOHEZlJE Prema struktumim osobinama i stepenu kohezije, neza\isno od postanka, sten ske mase mogu se klasitlkovati u cetiri grupc: Cvrste (vezane), PlastiCne (poluvezane), Sipke (neve zane) i Tekuce (zitke).
i:o
Cvrste (vezane) stenske mase odlikuju se jakom vezom izmedu mineralni11 sas sto im daie velik,; C\rstoCu. (\Tsta vczaje posledica delovanja medumolekularnih
a
U :I l
S
~
~
B~N::'j..c 1--0<
>-
~
:::::'
:;./)..x\.D'O
:':l
ell
"2 ~ 'l.)
~
...
..>l
::I'"
"l
!:u.!::"jo _ ...r::::< .....
0
.r:'Q
"ct;
'~'~ C __
2~-=~v~~
2..:~.;jj~~~
~
~=:
::: u
~. ~ ~ Cf.
::;
..>l
.:I
sila kohezije i sila unutraSnjeg trenja na dodirnim povr~inama minera!nih zmaca. Mine rama zrcna ovih stena su razIicitc krupnoce. Ovoj grupi pripadaju sve eruptivne stene (graniti, bazalti, kYarciti i dr.) neke sedirnentne (krecnjak, ugalj i dr.) kao i neke meta
morfne (izmenjeni andezit).
..Q
'"
f-o
-
•~
iU
..
0
o
.l:l
r--;.
o
.....
r;::
0
o
V).
o
~ 'S:
"l
~
It
00
.g
o
o
I
~
'V
00
o
o o......
8......
8
o
o o
8
o..... I
o
I
'0
I.r)
'V
o
8
~ '0
l"
I
I
o
o.....
I"
'" .... .5.9
t::: __
I.r)
\0.
('I::l<.> I
~ 15. 6 0..'" (/) f!
-2, ,... ,;, r;:: :;::l . _
c:
cd
•..., "d o 0
o .....
o.....
1\
N
~
9.....
~
!
15.
~
'"
8
.-;;
.~ .~
'" ~
.!!!.,
0
"I.
0.
1\
o
-;
..,
.s: 0
c: a>~ ....... .~
0.
"I.
..,
~~ u 0
.., ......,
ca(.)
'S:
:::l
.:.:
0
0..0
::1 o....Q
:aD
~
.2- a '0 ::I
'2 0'0 .:.: ... ....... '" .......~
'I)
~.£2
'" .......
1\
..,r;:
,-..
...
"I.
I
I
,-.. ....
V).
......
~
~
or;: ..,
c..
ca .:.:... (.)
::I
p.
0
>
0
o..§.
:::l
,-.. ~
:a ;<.) .;;
]]
o 0
c::
.~
....
'" .Ell
....
0..
'"
v>
"
....
'" ....
2;
>
::I
0
O;.:::j"l..::.£:
az::,.~
~:.::,,:o
crJ
c:
-
::::
2
ca-1:!..9
....
'" '"
;5bu eJ ::5
,-..
-g 'S: ~ :i2' ~0 ~
-
:~~
:>I!
'0
..Q '-'
·0 .:.:
'" S
0..
0
I
o
'0
'" 0 f!.:.: 0...9 r;::..Q
8..~
..,
o
::I
'".........s: ....
o
cau
0..'"
(/)
q
I
..,
cao 6'" g .~ r;::
\0,
o
.s:
:::l
'"
I.r)
I
N
:§~ " cJ' ~ 6 3 ~ (/) .~ 0.. ....
....1il
o
..c:
E'R:.S E....... ..,
8
o
8o
I
v
o
o
ov
I.r)
.- '0 r;:: ,_ 0 ca ::I
00
o
V')
M
:0
]:3, r;:: ....
o '0
r;::
o
,-o
I.r)
.:.:
~ .... >
:::l
3.1.1. Sklop-struktura stenske mase u sirem smislu predstavlja fizicko.morfolo ski nacin pojavljivanja stenske mase kao posledica gencze i morfoloSkih pojava, PIema
""'"
'" r;:: 6;<.) o , .:.:
r;:
Najvainija fizicka svojstva stena i mineralnih sirovina su;
0
'" ..,
o
3.1. FIZltKA SVOJSTVA SIENA
6
'" E
'0
Sipke (neve zane) stenske mase pokazuju odsutnost svake veze izmedu mineral
nih sastojaka. Mineralni sastojci su razIicite krupnoee koja varira u velikirn razmerama. U
ovu grupu stena spadaju zdruzgane stenske mase krupnoee blokova od 200-2000 mm,
drobina krupnoce od 60-200 mm, Sljunak krupnoee 2-20 mm, pesak krupnoee 0,02 2 mm i prasina krupnoCe od 0,002-0,02 mm. Karakteristicno je za sitnozme stene ove
grupe (pesak i pescana praSina) da u vlainom stanju pokazuju prividnu vezanost sto je
posIedica kapilamog napona vode u meduprostoru mineralnih zma, dok u suvom ste
nju pokazuju potpunu nevezanost-sipkost.
3.0. FIZItKO-MEHANltKE I TEHNltKE KARAKTERISTIKE STENA OD ZNAtAJA ZA BU8ENJE I MINIRANJE
.~
::15
Plasticne (poluvezane) stenske mase irnaju znatno slabiju vezu izmedu mineral
nih sastojaka. Mineralna zmca su veoma sitna (krupnoce < 0,002'mm). Karakteristicno
je za stene ove grupe da prema odredenom stepenu vlainosti pokazuju izraZitu plastic
nost, tj. pod pritiskom lako menjaju oblik bez razaranja. U suvom stanju stene ove grupe
pokazuju vecu povezanost izmedu mineralnih zrna i priblitavaju se grupi cvrstih stena,
tj. cine grupu polucvrstih stena. U OVU grupu spadaju gIine, glinci, laporci i de.
Tekute (zitke) stenske mase sastoje se od sitnozmog peska sa manjom prime 80m gIinastog materijala, organskog ill neorganskog mulja i veCom kolicinom vode. UsIed ovoga ovakve stenske mase postaju zitke, odnosno tekuce, pri cemu pescana zrna pokazuju veliku pokretljivost. Izbor sistema buknja i metoda miniranja, i upravljanja dejstvom eksplozije pri miniranju u najvecoj meri zavisi od fizicko-mehanickih i tehnicldh osobina radne sre dine. U tehnickoj literaturi koja obraduje problematiku bUSenja i miniranja, pri pro racunu pojedinih parametara koriste se fizicko-mehanicke i tehnicke karaktristike u procesu usitnjavanja stenske rnase, kao sto su: struktura, cvrstoca, tvrdoca, abrazivnost, elasticnost, raspucalost, rastresitost, lomljivost, drobljivost kao i prostiranje seizmickih talasa kroz stenu.
5
::I
-;;:; '"
7
6
strukturnim karakteristikama stenske mase sc mogu podeJiti u cetiri grupe: masivne, slo jevite, Skriljaste i raspueane strukture. Masivna struktura karakterHe stensku masu bez prsJina i pukotina. Ovakvu strukturu imaju eruptivne i metarnorfne stenske mase (grani!, gabro, serpentinit i dr.) reda je kod sedimentnih stena (krecnjak). Slojevita struktura karakterise sedimentne stenske mase kao posleruea promene sedimentnog mat"rijala I: procesu njihr"'og nastaIl.lCa (pescari, laporci, krecnjaei i dr.). Prema d~blji".i sioJeva sedimentnog materijala razlikuju se debelo uslojene, srednje us lojene i tanka uslojene stene. Stenske mase debele uslojenosti cesto puta se mogu karak terisati kao stene masivne strukture.
Specificna tetina oznacava se kao gustina, i definge se kao odnos izmedu mase dcla ma terijala i njegove zapremine. Posebno treba razlikovati nasipnu zapreminsku tetinu kod mineralnog ili rastreSenog materijala, koja je u zavisnosti od koeficijenta rastresitosti uvek matno manja od zapreminske teUne. U tab. 2 dati su uporedni primeri za speci fic~u, zapreminsku i nasipnu gustinu za neke stene i rude. . Veta r
Skriljasia struktura karakteristicna je za kristalaste Skriljee sa priblizno paralel nun polozajem mineralnih sastojaka. Raspucana struktura karakterise stene sa pojavom prslina i pukotina koje pre secaju stensku masu u jednom ill viSe pravaea. Sirina pukotina moie biti od nekoliko mi Jimetara do viSe desetina centiInetara. U pogledu duzine pukotine mogu biti od nekoliko mm do vise stotina metara. Stepen raspucalosti stenske mase odreoen je brojem pukoti na i prslina po jedinici povrsine.
~
gde je:
gdeje:
n
m L n
srednje rastojanje meou pukotinama, duzina komada dela stenske rnase, i broj pukotina na ocenjivanom delu.
Vp
zapremina pora u (em 3 ),
Vo
ukupna zapremina (em 3 ).
Odnos zapremine pora prema zapremini materije stene (bez pora) naziva se koeficijent poroznosti (k p ) kp
(1)
m
(2)
Vp Vo
Uzajamna veza izmeou poroznosti stena i koeficijenta poroznosti izra1ava se odnosom kp
P=T+kp
U tab. 1 data je klasiflkacija stena po stepenu raspueanosti. 3.1 2. Tetina stena i mineralnih sirovina javlja se kao posledica mineralnog sas tava i stepena zbijenosti materijala. Specificna tenna ('Y) tj. tetina jedinice zapremine potpuno zbijenog materijala bez pora, uvek je nesto veca od zapreminske tezine Cld. Tabela 2 stena ili ruda
specificna teZina dN/em 3
zapreminska tezlna dN/em 3
granit dijabaz jedar krecnjak pe§car laporae Pb-Zn ruda hemadt kameni ugalj mrki ugalj
2,65-2,76 2,85-3,15 2,70-2,90 2,60-2,76 2,56-2,86 4,23-4,73
2,53-2,63 2,80-3,00 2,65-2,85 1,65-2,19 1,63-2,63 4,01-4,62 2,6 1,3 1,2
Poroznost cvrstih stena krece se od 0,1-50%, teste od 1,0-20%. Pod pritis kom, poroznost se smanjuje na primer, u glini, od 50% na 7%. Sa povecanjem poromos ti brzina prostiranja elasticnih talasa kroz stenu se smanjuje. U Tab. 3 dati su podaci o poroznosti za neke stene.
nasipna zapr. teZina dN/em 3
1,6 1,7 1.6 1.15 1.3 2.8 1.75 0.87 0.75
Tabela 3
stene
gabro bazalti dijabazi sijeniti graniti
pOro7J10st %
0,6-1,0 0,6-16 0.8-11 0.5-0,7 0.1-0,5
gustina gr/em 3
stene
poromost %
gustina gr/cm 3
2,85-3,05 2,22-2,85 2,62-2,95 2,47-2,65 2,53-2,70
pesko"i gline les kretnjak dolomiti
4,0-40 0-40 28,0-40,0 0,1-28 2,0-25
1,37-2,2 1,30-2,7 1,15-1,7 1,50-3,0 1,95-3,04
B
9
3.2. HIDROHZICI\.E OSOBL\'E SIENA Hidrofizicke osobine stena obuhvataju uglavnom vodoupijanje, vodopropus· nost i vodonepropustnost. Yodoupijanje je osobina da stena moze upiti vodu i zadrzati je. UpiJanje .ode kod vezanih stena jc vece ako su pore i pukotille sitnije, nego ako su krupne jer kroz njih voda moze prolaziti. Yodopropusnost je narocito izrauna kod raspucalih vezanih stena i nevezanih sipkih stena. Izra:!ava se kolicinom vode koja mou proei kroz stensku masu za jedinicu vremena. Yodonepropusnost je dobro izrauna kod jedrih neraspucanih stena a narocito kod poluvezanih stena, koje upijanjem vode uz veee ili manje povecanje zapremine pos· tanu potpuno nepropusne.
Sklerometarska tvrdota odreduje se sklerometrom na prirodnoj povrsini krup nog stenskog uzorka, ill stenske mase in Situ.
3.3.2. CvrstoCa je mehanitka osobina koja se najvUe koristi kao karakteiristi ka stena i mineralnih sirovina. Ispoljava se otporom materijala prema spoljnim silama koje teu da razore uzorak stene pod dejstvom pritiska, rastezanja, savijanja i smicanja. Ispihvanje je jednoaksiialno, statitko sa prirastom optereeenja od 15 dN/cm~ Is. Stene pokazuju najveeu tvrstotu pri pnusku, uuk Vii ostalim vrstama naprezanja pokazuju sarno deo tvrstoee pri pritisku. Pri zatezanju 1/20-1/40 deo tvrstoee pri pritisku.
Pri savijanju I/B-l/ 15 deo tvrstoee pri pritisku.
Pri smicanju 1/10-1/15 deo tvrstote pri pritisku.
Dvoaksijalna tvrstoea je oko 1,5 -2 ,0 puta vee aod jednoaksijalne a troaksijal na je jos nmogo veta. U tab. 5 date su vrednosti jednoaksijalnih pritisnih tvrstoea za neke vrste stena.
3.3. MEHANICKA SVOJSTVA STENA
Tabela 5
3.3.1. TvnioCa je osobina stena da iskazuje otpor prema prodiranju nekog dru gog tvrdeg tela. Obzirom da se ovaj otpor odnosi na povrSinski deo tela, tvrdoea se moze definisati i kao povrSinska {;vrstota. U zavisnosti od nacina odredivanja, razlikuje se vi~ vrsta tvrdoea. Tvrdoea po Mosovoj skali, odreduje se sarno kod rninerala, i izuzetno kod homogenih stena. Skleroskopska tvrdota odrec1uje se kod stena i ruda metodom odskoka po Soru pomoeu skleroskopa, a izraiava se u Sorovim jedinicama (l\) od 1-100. Po ovoj metodi tvrdoea se odreduje kao prosetna vrednost velikog broja pojedinih ispitivanja. U tab. 4 date su vrednosti skleroskopske tvrdoee za neke stene i rude.
{;vrstoea kN/m2 stem
graniti krecnjaci pestari glineni skriIjci
Tabela 4
l\
granit
65-85
andezit
65-75
krecnjak
30-75
kvardt pe:lcar hematit
90- 95 25-85 58-62
stene siliflkovani andezit hloritisani andezit kaolinisani andezit pirokIasticne stene laporac Pb-Zn ruda
l\ 34-36
smicajna (as)
120-180 100-160 86-150
16-21 10-18 8,5-15
30-60 3,5-20
ugalj
stene
pritisna (ae)
zatezna (a z)
9-14 8-12 7-11 3,3-6
7-12
Na osnovu jednoaksijalne pritisne ~vrstoCe stena, izvr~a je kJasiftkacija stena (prof. Prototlakonov). Klasiftkacija obuhvata 10 kategorija i 5 potkategorija, s tim da je koeficijent {;vrstoee za poslednje cetiri kategorije odreden indirektno. U tab. 6 data je klasiftkacija stena i ruda prema prof. Prototlakonovu.
35-38 Klasiftkacija stena prema cvrstoCi po prof. Protoilakonovu
Tabela 6
25-27 4042 18-20 30-45
stepen cvrstoee vanredno cvrste
kategorija stene
karakteristicne stene i rude
pritisna koeficij. tvrstoea cvrstoee (xdN/cm2) f
najcvrsci jedri i iilavi kvarciti i bazalti. vanredno evrst ostali
stenski materljaL
2000
20
11
10
Tabela 6 (nastavak) stepen cvrstoCe vrlo evrste
kategorija stene II
~
, gde je: Vr - zapremin~ rastresenog materijala, i
f
Vrn -- zaprcmina materijalau masivu.
1500
15
U tab. 7 dati su koeficijenti rastresitosti za neke stene i rude.
Tabela 7
1000
10
lIla
krecnjaci, slab granit. cvrsti pes cari, dolomit, pirit.
800
8
IV
ispucani kvarciti. obican pescar rude gvoZda srednje cvrstoCe
600
6
pesak glineni Skriljae
1,1 -1,2 1,35-1,40
IVa
peskoviti glineni skriljci, Sk:riljas ti pescari
500
5
krecnjak-pescar
1,40-1,60
V
cvrst glineni Sk:riljac. slab pesear i kreenjak, mek kongIomerat
400
4
rneki Skriljci,jedri laporci, slabi je rude gvozda
300
3
VI
rnek Skriljac, vrlo mek krecnjak kreda, kamena so, lapor, pescar
200
2
VIa
sljunkovita zemlja, raspadnuti skriljac, kameni ugalj, stvr. gl.
150
1,5
VII
gIina, karneni ugalj srednje evr. evrst nanos, zernlja glinusa
100
VIla
taka peskovita glina, les, meki ugalj
80
VIII
oranica, treset, les, glinovit pe sak, neeist pesak
60
rneke
zemljast
koeficij. evrstoca
sitnozm granit. vrlo cvrsti pesca ri, cvrsti konglomerati
srednje 6vrste
dosta rneke
vrlo evrste zmaste stene, kvareni porfir, vrlo evrst granit, Sk:riljasti kvarcit, manje evrsti kvareiti, naj cvrsci pescari i krecnjaci.
pritisna evrstoca (xdN/cm 2 )
III cvrste
dosta cvrste
karakteristiene stene i rude
Vr
Vrn
r
0,8 0,6
rastresit
IX
pesak, osulina, sHan sljunak, nasuta zemlja, iskopan ugalj
50
0,5
tekuci
X
mokar pesak, blatnjavo zemljiste raskvaSen les
30
03
3.4. TEHNICKE OSOBINE STENA 3.4.1. Rastresitost se izraiava koeficijentorn rastresitosti ':\rslih vezanih stena, a mali kod ne\'ezanm.
(r) i najveCi je kod
koeficijent rastresitosti (r)
stene
eruptivne stene
1,40-1,80
kristalasti Skriljci
1,50-2,40
kameni ugalj
1,40-1,80
mrki ugalj
1,40-1,50
3.4.2. BliSivost je osobina stena i mineralnih sirovina da pruzaju manji ili veci otpor prodiranju radnog instrumenta za buSenje. Otpor prema busenju zavisi uglavnom od cvrstoce, tvrdote i ZiJavosti stena. Busivost se moZe izratiti kao pasivna i aktivna. Pasivna busivost izraZava se brzinom bUSenja u jedinici vremena mm/min, em/min. iIi opStim izrazom ~L
B gdeje: B
'=
~T
(4) .
busivost stena,
L
ukupna duZina bUSenja (em),
T
ukupno vreme (min).
Aklivna busivQst (abrazivnost) iLrazava se stepenom habanja seciva - dleta, (mgr/m buSotine. Ispitivanje pasivne busivosti vrsi se direktno na terenu, ili u laborato riji na velikim uzoreirna. Aktivna busivost po Separdu odreduje se u laboratoriji na rota cion om uredaju za busenje. gde je instrument za busenje zarnenjen mesinganirn valjkorn. Postoji viSe klasifikaeija abrazivnosti stena, jedna od njih data je u tab. 8 (po Baronu i Kuznjeeovu).
13
12
Tabela 8 Klasa abra zivnosti
Pokazatelj abrazivnosti mgr/min
Naziv klase VrIomalo ab , razivne stene
I
d05
II
Malo abrazivne stene
III
Malo do sred- nje abrazivne stene
10-18
Srednje abrazivne ste ne
18-30
ViSe nego srednje abra zvine
30-45
IV
V
PoviSena abrazivnost
VI
VII
Visoko abrastene
VIII
Vrlo visoko abrazivne stene
5-10
45-65
log d max
Vmax (em 3 )
Karakteristicne stene Krecnjak, mermer, meki sulfidi bez kvarca (galenti, svalerit) apatit, kamena so
vrlo tesko drobljive stene
V max < 1,8
II
teSko drobljive stene
1,8 < Vmax < 2,7
Sulfidne rude, baritne rude, ar· giIoSisti, meld glind
III
umereno tesko drobljive stene
2,7
Diespillti, kvareno-sulfidne ru de, magmatsko-sitnozme stene, pe~cari, siliflkovani krecnjad
srednje tesko drobljive stene
4,0 < V max < 6,0
Kvareni peseari, sitnozmi dija bazi, bazalti, krupnozmi pirit, kvareno sulfidne rude, sitnozr ne magmatske stene
V
lako drobljive stene
6,0
VI
vrlo lako drobljive stene
Vmax > 9,0
IV
Kvareni peseari, srednje i kru nozmi graniti, nefelin, sijeniti, sitnozmi graniti, dioriti, porfi riti Magmatske stene, srednje i kru pnozrni graniti, dioriti, grano dioriti, anfiboliti, siliflkovani gnajs
Tabela 10 Karakteristike stena
Klasa
viSe od 90
Stene sa sadrzajem korunda
k>0,91
II
TeSko drobljive stene
0,9> k>0,7
III
Srednje teSko droblji ve stene
0,7>k>0,5
IV
wo drobljive stene
O,5>k
log d mm
3.4.4. Akustiene osobine stena. Mogu se odrediti iz jednacina talasnog kreta nja. Brzina prostiranja uzdumih elasticnih talasa data je izrazom:
vo_j u -
E(l-y) (1 + /1) . (I + 2/1)
, m/s
(6)
a brzina prostiranja poprecnih talasa
log Vmin -
Koefieijent drobljivosti (k)
Vrlo teSko drobljive stene
Porfiriti, dioriti, graniti, sijeniti
log V max '"
Karakteristike stena
Klasa
3.4.3. Drobljivost je osobina stena i ruda da se u vecoj iIi manjoj meri opiru drobljenju pri ucestalim dinarnickim naprezanjima. Postojl viSe metoda i postupaka za odredivanje ove osobjne. Postupei za odredivanje drobljivosti kod uglja razlikuju se od postupaka za cVISte stene. Jedna od metoda za odredivanje drobljivosti je da se uzorak stene ill rude pribliZno ovaJnog oblika i mase oko 100 gr. razdrobi poznatom energijom elektrodetonatora. Razdrobljeni materijal podvrgava se sitovnoj analizi sa otvorima sita od 7 rnm i 0,25 rnm. Pokazatelj drobljivosti (k) ill (tg 0:) dobija se iz izraza: k '" tg 0:
Tabela 9
(5 )
U tab. 9 prikazana je klasiftkacija drobljivosti stena (po Maksimovoj) prema Vmax' a u tab. 10 prema koefieijentu (k).
VP = gde je: E p p.
1 :2 (1 + /1)
modul elasticnosti, gustina, Poasonov koeficijent.
,m/s,
(7)
14
Brzina prostiranja povrsinskih talasa (ReIly)
Vpo = ~Vp' ~
pokazatelj zavisan od (J.1), pri vrednosti IJ. =0-5, ~ =0,87--0,95. Vpo = (0,87-0,95) Vp Vp = 0,71 Vu'
II BUSENJE MINSKIH RUPA I MINSKIH BUSOTINA
Bufenje minskih rupa i minskih busotina je postupak wade cilindricnih lup ljina u steni i mineralnoj sirovini, u koje se stavlja odreilena kolicina eksploziva radi miniranja. Bufenje se izvodi i u druge svrhe kao sto je istraZivanje leima, bufenje za vodosnabdevanje, bufenje na naftu i dr. Minska bu§otina je cilindricna supljina u steni izrailena postupkom bufenja bilo kojeg precnika ako je dubina veta od 5 m, Hi bilo koje dubine ako je precnik veci od 75 mm. Minska rupa je cilindricna supljina izrailena u steni postupkom bufenja prec nika do 75 mm i dubine do 5 m. o
\ 4.0. KLASIFIKACUA POSTUPKA BUSENJA Metode razaranja stenskih i rudnih masa postupkom bufenja mozemo pod eli ti u tri grope: A mehanicke,
B - fIzicko-hemijske
C - kombinovanje.
U mehanicke postupke razaranja spadaju:
- udamo bufenje;
- rotaciono bufenje,
- udamo-rotaciono,
rotaciono-udamo busenje. U fIzicko-hemijske postupke razaranja spadaju:
- termicko bUSenje, - bu!lenje pornocu eksploziva,
17
j(.
hidraulicno bUSenje, - plazmeno busenje, - razaranje ~tena ultrazvukom, razaranje stena strujom eksplozije. U kombinovane postupke razaranja spadaju: - temlOudami postupak busenja.
termoobrtni postupak busenja,
- elektroudami postupak busenja.
Na danasnjem stepenu razvoja tchnike bUSenja, najviSe se koriste mehanicki postupci bUSenja, dok se od nemehanickih postupaka u znacajnoj meri koristi sarno ter rnicki postupak busenja. Mehanicki postupci bUSenja obuhvataju skoro sve konvencionalne metode bu senja koje se i danas u praksi najviSe primenjuju. Osnovni principi tehnike burenja meha nickim postupcima vale za sve tipove busacih masina. Potrebno je materijal na dnu busotine zdrobiti, razrezati (ostrugatl) ill usitniti, sto se ostvaruje stalnim kontaktom alata za bUSenje sa stenom na dnu bUSoline, a zatim taj materijal odstra.lliti iz buSotine. Kontakt sa dnom bUSotine ostvaruje se stalnim pritiskom na alat za busenje. Taj pritisak je razlicit i zavisi od vrste i sistema busenja i fizicko-mehanickih karakteristika materi jala koji se busL Na sl. 1 prikazani su osnovni postupci busenja.
MJ1j~ . JPud
c
T- --
~~
::1
~ :;~: -4~ SI. 1. Seme raza ranjs Stena
al Udarno busenje; b) Rotaciono busenje; cl Udarno-rotaciono; dl Rotaciono-udarno.
Kemehanicki postupci busenja korisle drugi nacin razaranja stena na dnu buso tine. Kod ovih postupaka radni alat ne mora bin u neposrednom kontaktu sa dnorn bu sotine. 0\1 postupci bUSenja zasnivaju se na primeni odredenih fizickih principa, od ko. jih se neki nalaze \'ec kao prakticna resenja. a neki su u fazi laboratorijskih ispitivanja. Primena nemehanickil:. postupaka busenja Ilije ogranic
~k:hanicki postupci burellja, u zavisnosti od karaktcra rada organa za buscnje i prisustva sila koje se pojavljuju, mogu se pojaviti u cetiri oblika burenja ito: udarno, rotaciono, udamo-rotaciono i rotaciono-udamo. Prj udamom busenju radni organ-dieto prodire u stenu u vidu klina pod dejs tvom sopstvene mase koja visi na uzetu (uzetno udamo busenje). Dizanjem i spusta njem dleta, vrSi se razaranje stenske mase na dnu busotine. Posto je ovde broj zaokreta dleta zanemarljiv moze se staviti da je N u > lON z . Kod rotacionog busenja razaranje stene na dnu busotine vcSi se posredstvom alata koji se obrce u bU50tini, i pri obrtanju pod dejstvom aksijalnog pritiska i tangen cijalne rotacione sHe vrSi razaranje dna busotine. Udamih naprezanja kod ovog postup ka busenja nema pa je Nt! == O. Pre'\la obliku i konstrukciji alata kojim se vrSi razaranje, mozcmo razlikovati nekoliko postupaka kao sto su: busenje svrdlima, bUSenje troko nusnim dletima u tvrdim materijalima. Pri udamo-rotacionom busenju radni organ-dleto nalazi se pod dejstvom uces talih kratkovremenskih naprezanja pod dejstvom udara klipa, usled cega secivo prodire u stenu, a usled obrtnog momenta vrsi se smicanje dela stene izmedu dva uzastopna udara. Kod ovog postupka busenja N u > Nz . Pri rotaciono-udamom postupku busenja razaranje stene na dnu bUSotine vrsi sc zubima krune koji izazivaju veliku koncentraciju naprezanja u kontaktu sa stenom. Ako je koncentracija naprezanja tj. osni pritisak yeti od cvrstoce stene na utiskivanje, doci cc do razaranja stene. Obzirom da zubi krune mogu biti razlicitog oblika i velicine sto zavisi od fizicko-mehanickih karakteristika stene. Kod kruna sa velikim korakom i dugim zubima moze se govoriti 0 elementima udara zuba na stenu, pa se ovaj postupak busenja moZe deklarisati kao rotaciono-udami, mada se u literaturi cesto deklarire kao cisto rotacioni. Kod ovog postupka bUSenja N z > N u ' Kod terrnickog postupka burenja stenska masa na dnu busotine razara se usled visokotemperatume gasne struje koja zagreva povrsinski sloj stene u busotini, i usled nejednakog koeficijenta sirenja mineralnill sastojaka dolazi do razaranja stene, koja se gasnim agensima iznosi na povrsinu. Pri uUSenju pomocu eksploziva, stenska masa na dnu busotine razara se poseb no oblikovaninl eksplozivnim punjenjima. Pri hidraulicnom busenju, dejstvom vode pod visokim pritiskom, a pri plaz menom bUSenju dejstvom struje plazme. U poslednje vremc razradeni su novi postupci busenja kao kombinacija terrnic kih i mehanickih postupaka sa izglcdima na veliku perspektivu. Njihova primcna ne zavi si od fizicko·mehanickih osobina stena. Vise puta u jednoj istoj radnoj sredini mogucc je primeniti viSe sistema bUSenja jcr je njihov dijapazon primene. obzirom na cvrstocu stena, sirok. U tom smislu za kona-. can izboL odlucuj uti su drugi uslovi kao: kapacitct buSilice, dub ina busenja, nagib, mobilnost busilice i df. DijapalO11 primene pojedinih sistema, grubo mozcrno definisati prrma C\TstDci stena. iZT:lZC r:,' peko kocficijenta cvrstocc (0 po DroL M.M. Proto dakonom.
19
u.. gde je:
za stene sa
Sistem bUSenja
['>6
1. Udamo busenje 2. Rotaciono busenje:
[<5 10-16 f= 6-20 f= 6-10 [> 14
a) spiralno b} sa konusnim dletima 3. Udamo-rotaciono 4. Rotaciono-udamo 5. Termicko
[=
T pz tl m t2 k t) t4
trajanje smene, min. prlprenmo-zavrsno vreme, min. cisto vreme bUSenja 1 m' busotine, min. broj cistenja busotine za I m' bUSenja vreme ciScenja bUSotine, min. broj zamena dIeta na 1 m' bu~enja vreme za zamenu jednog dleta, min. vreme premestanja buSilice od jedne busotine ka drugoj, min.
L
srednja dufina buliotina, m
Tsm
J
A - MEHANICKI POSTupeI BUSENJA
~
4.1. UZETNO UDARNO BUSENJE
I ,~
Princip rada udamog busenja zasniva se na periodicnom dizanju i spustanju teSkog bUSaeeg dleta, koje vis) na uzetu, ) pada sa odreaene visine (0,6-1,0 m) na dno hu!iotine i razara stenu. Primenjuje se za busenje busotina velikog precnika u tvrdim ) cvcstim stenama. U svrhu miniranja busenje se moZe izvoditi do 30 m, a za hidrogeoIos ke potrebe i do 150 m. Pribor za bUSenje je dIeto duZine 0,6-1,5 rn precnika 150 300 mm, mase 0,5-3,0 KN, i busaca sipka mase 15,0-20,0 KN koja se preko spojnice spaja sa dIet om. Broj udara dleta na dno bUSotine krece se od 48-60 udara/min. U toku busenja u busotinu se sipa voda 20-80 [jm' bUSotine, tako da se od nabuSenog mate rijala stvori muIj, koji se kaiiikom sa ventilom vadi iz buliotine. Ovim se postupkom mogu busiti sarno vertikalne busotine, i kao zastareo postupak bUSenja skoro da se viSe i ne primenjuje, jec ne moZe da obezbedi odgovarajuce ucllke. Na sl. 2 data je kinema ticka serna uzetno-udamog busenja, sa priborom za buflenje. Princip rada ui:etno udarne buSilice sastoji se u sledeeern: Obrtno kretanje od dizel ill elektromotora (17) preko remenog prenosa (16) prenosi se na glavno vratilo (12) koje je u vezi sa ekscentrom (11). Udama poluga (10) jednirn krajem, preko zatez ne koturace (15) uZetom je spojena sa bubnjem (14), a drugim krajem Samimo je vezana sa polugom (9) koja je vezana za ekscentar (11). Obrtanjem ekscentra balansima kotu raca (8) pritiska ill otpusta uZe (2) koje je prebaceno pecko koturace (3) ina kome visi bullace dIeto sa teskom Sipkorn. Periodicnim dizanjem i spustanjem teske sipke sa die tOm veSi se razaranje stene na dnu busotine. Za smenjenje potresa busillce, na vrhu ka tarke (7) postavijen je amortizer (4). KaSika (6) sa ventilom (I8) za ciscenje nabusenog materijala visi na uietu koje je prebaceno preko pomocne koturace (5) i spojeno sa po mocnim vTatilom (13). Smenski ucinak uietno..udarne busilice moze se priblizno odrediti po formuli: Tsm
Tpz
N'm tl
+ mt, +
(4
t
L
(8)
';"Am 111" ~0 I A '. ,\ '1~:",il " ~' ,~
10
,
2
'I
, , ,'il , '.
[1)\),.,
l~l '.
r~ I
eB~~~!I~ (J
18
If
I
I
It
I
4
S I. 2.
Kinematitka ~ma udarno ..utetnog bu~enja sa priborom za bu~enje; 1. ~ma bu~jlice; 2. \/nta dleta, a _ kopitasti oblik, b - krstasti, \/ zubtasti, 9 - spojnica-makaze. d kdika.
42. ROTACIONO BUSENJE Rotaciono bUSenje minskih bU50tina i minskih rupa zasniva se na principu reo zanja, i ima siroku prirnenu u povrSinskoj i podzemnoj eksploataciji za dobijanje u me . kim stenama sa koeficijentom cvrstoce f";;; 5, kao sto su ugalj, glps, lapor, SkriJjci, meki krecnjaci i dr. Na povrsinskim kopovima uglja skoro 80% bUSenja minskih busoti . na obavlja se na principu rotacionog buScnja. Rotaciono bUSenje u mekim stenarna moze da se vrsi u svakom pravcu i sa vecim ucinkom nego sa rna kojim drugim postupkom bu senja. Sustina ovog nacina busenja je u tome sto secivo svrdla rotira i pri tome razara
21
::(J
dno busotine, pri cemu se nabu.seni materijal neprckidno po spirali svrdJa iznosi napolje. To waci da se rotaciono bu.senje obavlja bez agensa za ispiranje sto je od posebnog zna caja u zimskom periodu.
Ako projektujemo sistem sila na horizontal nu ravan, imamo:
p.
Nl -N, cosa+Fl sin a = 0, ill
4.2.1. TEORUSKE OSNOVE RAZARANJA STENA
PRJ ROT ACIONOM BUSENJU
HItP
N2 N2
Kod rotacionog bUSenja spiraIno svrdlo se istovremeno nalazi pod dejstvom dveju sila: Oso\i.nskog pritiska (Pos) koji obezbeduje utiskivanje seciva u stenu na dnu busotine za dubinu (h), i SUe rotacije (Mkr) koja dovodi do rezanja stene time se obezbeduje napre dovanje u dubinu. Napredovanje pri bu.senju tesno je povezano sa jacinom potiskivanja svrdla sa kojim je proporcionalna a opada sa povecanjem prec nika i otpomo5Cu stene u kojoj se busi, pri cemu su pored tVrstoce, lila yost i tvrdoca od najveceg uticaja. BUSenje zapocinje tek kada se dostigne kriticni pritisak, odnosno kada pritisak prevazide cvrstocu stene. Prodira· nju seciva, stena se suprotstavlja otporom sUe N, koja deluje normaIno na zadnju povrsinu zuba seciva, i otporom N2 koji deluje nomlaIno na prednju stranu zuba seciva s1. 3. Osim toga javljaju se i sile trenja F 1 na zadnjoj stram seciva i F2 na prednjoj strani seciva.
gde
au
Nt/cos a
1
Pos
= Fl coso:
Pos
= N,
ill
gdeje:
N2 . f,
f = tg.::, a .; - ugao unutrasnjeg trenja.
Pos
= NI
NI
=
~
:\ i
...
:\ 2
+ FJ + F2
cos (a + IP) cos IP
sin IP sin (0: + IP)
cos IP +N I
cos IP
(14)
sin (0: +21P) cos2 IP
L'h cos 0:
°u'
(15)
L duZina seciva, h - dubina prodiranja seciva u stenu.
(16)
odavdeje:
Da bi se ld.Zaranje stene na dnu busotine vTsilo nomlalno. mora biti ispunjen uslov da ie osovinski pritisak (Pos) veci ili jednak zbiru otpora i sila trenja. Pos
(13)
Ako vrednost za (N l ) stavimo u izraz za (Pos) imaeeIDo: . L·hsin(0:+21P) Pos cos 0: . cos::! IP
Saglasno tome i sUe trenja F, i F2 ce biti:
gde je:
sin sin (0: + .p) + N cos IP I cos IP
zamenom vrednosti za N2 imamo:
(10)
F2
0:
sadaje
gde je: 00 - granicna cvrstoca stene na otkidanje, Sic 2 pon§ina kontakta po prednjoj strani zuba seCiva.
F, =N,'f
F2 -NI sin.p = 0,
tg.p cos 0: + N2 tg IP + NI sin
Pos == N2
(9)
00 sk2'
} 51. 3. Oejstvo lila pri rotacionom spiral· nom bu~nju.
Sila N2 odreduje se iz izraza: N2 =
(12)
van,imamo:
Pos==N 1
pm'dina kontakta po zadnjoj stram zuba seciva.
\
=
Projektovanjem sistema sila na vertikaInu ra-
- gramcna cvrstoca stene na utiskivanje,
sk]
tg IP sin a)
cos (0: + IP)
cos IP '
N
Sila N, odreduje se iz izraza:
Nl == au ski'
Nl cos a+ Nl tg IPsin a =' 0
h=k~ au'L'
(11)
cos at • cos 2 IP gdeje:
Vrednost koeficijenta daje:
k
sin
(at
+ 2.,0)
(k) zavisi od ugla unutrasnjeg trenja ('I') i uzima se
B
1
Koeficijent trenja
0).7
0,30
0,36
0,44
Ugao ul1utrasnjeg trenja
15
17
20
22
Brzina busenja u jedinici vremena odreduje se iz odnosa: Vb
= h'm'n
(18)
gde je: h dubina prodiranja zuba seciva,
m broj seCiva, i
n - brzina obrtanja (o/min).
\
\ -
\
4.2.2. MA8INE ZA ROTACIONO BUSENJE MINSKIH RUPA Za bu§enje minskih rupa sluze rucne rotacione bu§ilice koje mogu biti sa pne
umatskim iIi elektricnim pogonom, i upotrebljavaju se za rad iz ruke, kod lakSih tipova,
iIi sa raznih oslonaca kod tezm tipova. Rucne rotacione pneumatske busilice sastoje se
od trupa sa dYe boeno postavljene drSke za drzanje i grla za umetanje bUSaceg svrdla, a
na kraju jedne drSke postavljena je ruCica za pustanje komprimovanog vazduha. Motor
kodovihbutilicaje lamelarnog tipa, sa ekscentricno postavljenim rotorom u odnosu na stator, sa lamelama kOje se !ako pokrecu u svojim leZistima prilikom pritiska kompri movanog vazduha na rotor. Broj okretaja motora se redukuje na oko 230 (za tvrdi ma ioko 650 za ugalj. Ove busiIice odlikuju se ma!om masom 2,5-10 kg bez sipki
za busenje. Na sl. 4, 5,6 i 7 dati su izgledi i seme rucnih rotacionih pneumatskih bu·
silica.
Rucna pneumatska rotaclOna buWica u radu.
/ 1
tJ-i
7
.'
~"L
.
--
~-
SI. 6, Serna rotacionog busen;':t: Pa - aksl;aini ;;rl SI. 4,
Opsti ilgled rucne rOtac;Dne pneumatske busi:ice sa detaljem preseka.
tlsak, Pt - tangencijalna sila. h vSlnf.1 urf; 73 medu kracirnd, k 5c"-ma ureZ3, f duo! na u reza
Rucnn pne:""rT1a f st(a rotac!ona bUSllico (pneurnat ska vrte\ic",' kuCiste,2 drlRe,3 9r10 la :)uSa;:U slpku, 4 dovoc kOfT'lpr!;nlranog vazdu ha, 5 - (ueica z3 oust;Jnjr:: vazduha. 6 lamelarnl Dn;-~lJl'1di:J':1 rTl'.:or, 7 - vli';0struki ZUpc3st! pre nOS.
24
25
Ruena pneumatska busilica domace proizvodnje "Twdbenik" Doboj ima sIcde ce karakteristike: - Snaga rnotora 1,5 KW Efektivni pritisak 4,0-5,0 dN/crn 2 Broj okretaja 8000/min - Potrosnja vazduha 1,7 rn3/min Masa 8,5 kg Ruene elektriene rotacione busillce za pogon koriste elektricnu energiju koju dobijaju od trofaznog kratkospojenog asihronog motora sa odgovarajucim prenosorn. Veliki broj obrta elektromotora preko reduktora se svodi na 600-700 za rnekSe, i oko 400 obrta za tvrCle i evrsee rnaterijale. Snaga elektromotora je 0,7-1,4 KW, a tetina busillce bez svrdla 12,5-19,0 kg. Tehnicke karakteristike jedne elektriene wene rotaci one busilice tipa ER-15 i ER-16 date su u tab. 11. Tabela 11 Tipovi
Karakteristike
ER-15
Snaga motora, KW Broj obrtaja vretena, o/min Frekvencija, HZ Tetina, kg
ER-16
1,0 900 50 15
1,0 500 50 16
Na 51. 8 dat je opSti izgIed elektricne rucne buIDice, a na s1. 9 kinematicka Se rna te buSilice.
SI.9. Kinematifka ~ma rufne elekrrifne buiilice ER-15: 1 - elektromotor.2 - reduktor, 3 - faura, 4 - ventilator.
Ruene visokofrekventne elektricne bu!ilice odlikuju se koriseenjem struje vimh frekvencija (ISO HZ, 200 HZ) koju dobijaju preko transformatora ill od sopstvenog generatora. Izraduju se za napon od Ito i 120 V, sa motorom od 1,4 KW. Odlikuju se malom tetinom 12,5-13,5 kg. U pribor za rotaciono bUSenje minskih rupa spadaju glave za bUSenje i sipke. Glave za bUSenje su iskljucivo izmenljivog tipa i snabdevene su secivima od tvrde vol frarnkarbid5ke legure, pa se u poslednje vreme ove krone mogu upotrebljavati i u neSto tvrtlim materijalima do f = 8. Po obIiku se uglavnom razlikuju stre1aste, polurasecene, dvokrake i u vidu lastinog repa, sto zavisi od cvrstoce i tvrdoee stenskog materijala u kome ee se primeniti. Od ovih, strelasta glava se primenjuje u tvrdim materijalima (ka. mena so, kalijeve soli) polurasecena i dvokraka za umereno tvrd materijal, dok glava u obIiku ,,ribljeg rep a" sluil iskljucivo za meke materijale. Precnik glave kreee se od 30-50 mm, dok vrat glave za pricYrStivanje na Mpku za bUSenje najce~e je konusnog ill cilindricnog oblika, sa urerom ill otvorom za pricvrlCivanje pomoeu rascepke.
2 6
5
.=t:l--=;'-..rv-.~"V'V""l""Y"'<""'('1. ~'
2
SI. 10.
S1.8. Opsti izgled i se",a ruene elektricne busilice: gJava-secivo.5 - kuci~e, 6 - rueka.
motor,2 - reduktor. 3
svrdlo,4 - i;:menljiva
Ispima glave za mokro bu;enje: glava.
eJektriena ruena vrtalica; 2
~uplja bu~ca ~ipka;
3 - ispirna
27
26
{
Sipke za bUSenje obitno su spiralno obradene, tetvrtastog ill romboidnog pop reenog preseka, i najmanje 30mm pretnika. Za mokro bUSenje Sipke se izraituju sa uz dutnim kanalom za prolaz vode. Usadnik Sipke moze biti konusnog, bajonetskog ill dIU gog tipa, pri eemu za mokro bUSenje usadni deo je specijalno obraden da bi mogao pri rniti ispimu glavu za dovod vode neposredno u bu~cu Sipku. DuZina sipki obicno je 0,9-3,0 m. Na sl. br. 11 prikazani su neki oblici izmenljivih glava za rotaciono buSenje.
iU krune u obliku prstena (busenje sa jezgrovanjem). Bez obzira na konstrukciju krune, prema rasporedu dijanlanata, krune je moguce podeliti na jednoslojne, viSeslojne j impre gnacione. Najtesce se primenjuju krune impregnacionog tipa, tj. sa napresovanom oblo gom od mesavine najsitnijih dijamanata (100-400 zma na karat, 1 karat =0,2 g) i me talnog praSkastog vezlva uz naknadno sinterovanje. Kod proizvodnje dijamantskih kruna obicno vale sledeci kriterijumi: za bUSenje stena srednje cvrstoee jzraduju se krune u ko je se ugraituju dijamanti elja teiina odgovara 1/10-1/20 delu tezine karata. Za tvrste
f
~
3
f 'I
51. 12.
Neki Obliei dijamantskih kruna: 51. 11.
Obliei izmenljivih glava kod I'Otaeionog bu~nia: 1 - dvokraka; 2 - polurase¢ena tal< cd tvrlle legure, 3 - spojnical; 3 srcasta,4 - u vidu "Iastastog repa".
i 2 - za obradu oelog profila
bu~tine.
3
j
4 - za prstenasto bu
~nie-iezgrovanje.
11 _ telo, 2
ume
4.2.3. BU8ENJE DUAMAN'TSKIM KRUNAMA Primenjuje se u vrlo tvrdirn i abrazivnirn stenama u cilju povecanja ueinka buSe nja. Zbog toga se u glavu krune ugraduju industrijski dijamanti. Prema nacinu na koji razaraju dno bUSotine krune mogu biti izgradene tako da obraituju ceo prom busotine,
stene ovaj odnos se krece 1/20-1/40 dela tetine karata, dok kod veoma cvrstih stena kolicina dijamanata treba da bude 1/50 deo teiine karata. Pri ugradnji dijamanata vodi se racuna da na 1 cm 2 radne povrsine jednslojnih kruna se ugradi kolitina dijamanata od 0,65 . dok kad vis.eslojnih ova kolicina se krece od 0,8-0,9 karata. Pri bUSenju sa dijarnantskirn krunama velicina osnog pritiska se obicno kreee od 2,0-10,0 !
.:;..
29
1
~
4.2.4. ROTACIONO BlISENJE R1I50TINA
Ove buSilice su razlicitih konstrukcija, smdtene silna TamU na sankama na toe kovima iIi su sa gusenienim pogonom. Ako je busilica montirana na sankama onda se po etaZi poviaci kamionom ili sopstevenim vitlom. Na cevastom ramu buSilice nalazi se ka tarka na kojoj se po vodicanla krece rotaciona glava opremijena elektromotorom od 14-40 KW. Broj obrta elektromotora reducira se preko reduktora na 120~300 obrta, kojom brzinom se obrce svrdio. Pribor za rotaciono busenje sastoji se od krune, odnosno giave dleta i garniture spiralnih sipki. Konstrukcija dleta se odreduje u zavisnosti od osobina stena u kojima se buSi, i mogu biti dvokrake za mekSi i trokrake za tvrdi i raspucali rnaterijal. Krone za busenje u uglju imaju dva Iopaticasta kraka i drSku koja se uglavljuj~ u leziste na spiral noj sipki. Krona je izradena od kvalitetnog celika a seciva su armirana ploCicama od tvrde volframkarbidske legure. Spiralne sipke za busenje izradene su od ceIicnih cevi na kojima je navarena celicna spiralna traka. Da bi se ivicae spirale zalititile od habanja presvucene su tvrdorn Iegurom. Spiralne sipke sIuZe za:
- Za tvrde i suve stene
")
I ~3
D
1
,
-I I
Op~ti iZ91ed bu~ilice os ramu: 1
Spiralne sipke spajaju se u koionu direktnim navijanjem jedne na drugu, zbog cega na jednom kraju imaju spoljaSilji, a na drugom unutraSnji navoj. Visina koraka spirale (h) zavisi od fIZicko-mehanickih karakteristika stena u kojima se busi i broja obrtaja. h = (0,5~0,7) D,
!
SI. 13.
- Prenos rotacije od radne glave na krunu,
Prenos osnog pritiska,
IznoSenje nabuSenog materijala.
Za mekSe i vlame stene
1I
ram; 2
\Iodice; 3 - OUSaca spiralna sipka; 4 - motor.
I
/)
~
1
precnik spirale
h = (0,86-1,0) D
U poredenju sa perkusivno-rotacionim bUSenjern, rotaciono bUSenje ima vise prednosti kao 5to su: neprekidan rad, manje stvaranje praSine pri busenju, sira moguc nost primene elektricne energije. Uz to rotaciono bUSenje ima i tu prednost 5tO se zasni va uglavnom na smicanju, prema kome je stenski materija! manje otporan nego prema drobljenju kod udamog buSenja. VaZan nedostatak rotacionog bUSenja je da se kod ove \Tste busenja moraju savladati vellke sUe trenja, usled kojili se seCivo glave svrdla viSe tupe, te je one ograniceno uglavnom na bUScnju u mekom i umereno tvrdom materi· jalu. Na s1. 13 prikazan je opSti izgled rotacione busilice za velike precnike.
@~ !
Z
q
1
(fJ 3
c SI. 14.
Rami ohlici spiralnih busaCih ~ipkl: a spiralna sipka; 1 - glava seCi\la, 2 - spira Ina sipka, 3 - izno· ~enje nabusenog materijala; b pcprecni preseci sipki, 1 - romboidni presek, 2 ora\lougaoni pre sek,3 okrugli presek; c -- spiralna sipka cije su spirale presvucene tvrdom legurom,
1
30
h]6-,
31
•r-. rr7'-=~==::---rr-r
uslovi iznosenja nabusenog materijala, dok se kod veceg broja, iznad 200,javljaju vibra. cije narocito kod jako raspucalih materijala. Na s1. 16 data je zavisnost brzine bulenja od osnog pritiska i broja obrta, a na sl. 17 i 18 ista zavisnost za odredene vrste materi. jala. I)'
t
~
J
,SO
H- Hd I I IrIV I
~,p
I
l-----~ ~ l-----~
,.
2
100
I i I Inl7V1/1~l
6
/
5 ft ~1JO/
50
J~ \
S
~
1// 17 /v
~-
Il.oo
1 L.,,-I~
IS,OO l'osKN
-i
~-
1----
~»'~80
J
o
!Y
t/
I __~ ,I
11~00
b
a
ISi'O I'c.
"00
51.17. Zallisnost brzine bu~nja ad osn09 pritiska: al za argiloliste i
~ 51.15.
Razni oblici reznih elemenata za rotaciono busenje velikih pretnika. 1 i 2 - za meke i plastil!ne ste ne, siltilia tipa .. riblji rep"; 3 :ora tllrste i raspucale stene krillolinijsko setillo ojatano tllrdim legura. ma; 4 - u mekim stenama i ugljellima primenjuju se sel!illa sa promenljillim zubima armirana sa tIIrd. im legurama.
.!!
...tE ISO 1
pe~are;
bl za meke krel!njake.
~,
I ..' 7f
~
!
5
100
J
4.2.5. REZIM BUSENJA Vm 1f.t:mlmi~ P3
~p~2 o,o/min Sf. 16.
Zavisnost brzine bu~enja ad osnog prit'ska i broja obrtaja: P, > P; >
>
PI
-
Odgovaraiuci 05fll pritl$CL
Osnovni parametri reZima bUSenja su: - osn,. pritisak, broj okretaja, i dubina bUSenja, Sa pO\'ecanjem osnog pritiska povecava se brzina buscnja, pri tome se povecava koliclna materi kojeg treba izneti iz busotine, pa prema tome, tre· ba povecati i broj obrtaja. Za mekSe stene osni pritl. sak iZllosi oko 5,0 KN au tvrdlm i do 16 K.'\, obrtaja treba da se krece u gra.'1icama od 1'::0-200 o min Kod manjeg broja obrtaja pogorsa\'aju se
2
SO
o
o 100
110
a
IJO
/10 It
o
20
'0
o/mill
10
flO
b
100
Ii/O
140
" o/mi,.
SI. 18. Zallisnost brzine
bu~nja
od broja obrtaja svrdla: al za argitosiste i
pe~l!are;
b) za meke krel!njake.
Pri bUSenju zilavih stena pojavljuje se lepljenje materijala na spiralama sipke, 8tO ometa bUSenje, a kod tvrdih stena dleto se zagreva. Radi otklanjanja ovih smetnji dodaje se izvesna kolicina vode za poboljsanje uslova bUSenja, i poboljsanje ucinka. Voda hladi pribor i podmazuje spirale.
33
32
Povecanjem dubine busenja povecavaju se otpori transportovanja izbusenog ma terijala, a time smanjuje brzina bUSenja, i povecava se potrebna snaga na maSini. Na sl.19 prikazanaje ova zavisnost.
(~I ~o
1-]
,
'>....
-
I
~:~ 5 ~77~/--+-------~
Udarci klipa po temenu dleta su velikog intcnziteta i ucestaIosti, zbog cega je moguee ovaj postupak bUSenja primeniti u stenama sa koeficijentom cvrstoee f= 6 pa sve do f= 20. Na s1. 20 fiata je §ema udamo-rotacionog bUSenja prema Uspenskom. Prema Uspenskom i nekim drugim istraiivaci rna pod dejstvom osoviriske sile (Pos) i sile udara klipa Pos+Pud (Pud) po usadniku dleta, secivo prodire u stenu po lini ji 1-1 do dubine (h)_ Da bi se<::ivo dIeta saviadalo ot por stene i bilo utisnuto u nju, potrebno je da specific ni pritisak kojim se deluje na stenu bude veei od cvrs toee stene na pritisak, tj. prodiranje seciva bite moguee akoje ispunjen uslov da je: Pos + Pud
,
05 IL-______~______-L_______ J
• 0
;u
16
!J
o
,
L I_ _ _ _ _ _~_ _ _ _ _ _~_ _ _ _ _ _~
o
HI"')
a
::/l
16
Him,
Zavisnost brzine bu~enja od dubine bu~tine; 1 - bu~enje na suvo; 2 - bu~enje sa vodam.
al Zavisnost tine: 1 vodom.
potro~nje bu~nje
energije od dubine buSona suva; 2 bUSenje sa
Pud - dinarnicka sila udara klipa (KN/ cm 2 ), S
5.1. TEORETSKEOSNOVE RAZARANJA STENA
Udamo-rotaciono bu§enje zasniva se na principu rucnog bUSenja cekicem i dIe tom, a izvodi se pOffioeU bu!aCih cekica gde je radni element bUSace dIeto. Princip rada sastoji se u tome da se secivo dleta nalazi pod dejstvom udame sile klipa, koje prodire u stenu do odraene dubine (h), pri cemu se posle svakog udara zaokrene za izvestan ugao, da bi se izvrsilo smicanje materijaIa na dnu busotine i da bi busotina zadobila ovaIan oblik. Sarno dleto nalazi se istovremeno pod dejstvom: staticke sile osnog pritiska, - dinarnicke site udara klipa, i sile rotacije.
0<:
pritisna cvrstoca stene (KN/cm 2 ),
"2
- povdina na koju deluje seCivo dIeta
(cm 2 ).
h =~'l1p
cos
a
. cos V'
- - - - (em), (19) .
Q
SUl2"
+ip
SI.20.
gde je: P - sila udara klipa (KN), d precnik seciva dleta (mm), up - pritisna cVIStoca stene (KN/ cm2 ), Q ugao oItrenja seciva dleta (0), V' - ugao trenja izmedu stene i se<::iv~ ~Ieta ("). Posle svakog udara dleto se zaokrene za izvestan ugao (JJ) koji se kreee ad 8_30° (zavisno od snage bUSaeeg cekica) i vrti srnicanje isecka obuhvacenog uglom (JJ). Smicanje ovog isecka nastaje pod dejstvom honzontalne-tangencijalne sile (T), cija je \Tednost data izrazom:
P
Q
T:: 2 tg (90 2)' gde je: P aksijalna sila (KN), a - ugao ostrenja seCiva (0).
1
1
Dubina utiskivanja seciva dIeta (h), ako se po znaje sila udara i geometrija seciva, po Uspenskom se moZe proracunati po obrascu:
P
5.0. UDARNO-ROTACIONO BUSENJE
(18)
S,
gde je: Pos - staticka sila osnog pritiska (KN/cm 2 ), up
SI. 19.
~ I1p'
(20)
~,
....
-
35
ovog isecka mogu';" je a...i.;:o je
u510v Prema masi mogu biti:
T;;' T'S,
(21) 2
T - cVlIStuca stew: 11(1 smicanje (KN / (111 ),
S - povdinaisecka izlouna smicanju (cm 2 ), s1. 20.
Laid (do 18 kg),
Srednje teSki (20-25),
Tesld (preko 30 kg).
Po nacinu ostranjivanja nabusenog materijala:
52. RAZVOJ OPREME ZA BU8ENJE UDARNO-ROTACIONIM
POSTUPKOM
~
Prema nekim podacima, primena prvih bu~cih cekica pocinje 1839. god. kada je izrai1eno okno dubine 20 m sa bUSacim cekicem na pami pogon. Prva primena celdca na komprimovani vazduh (adaptiran od pamog) pocela je 1861. god. pri izradi Mont-Se nisskog tunela u Alpima, kao zamena za rucno bUSenje, i skratila je vreme izrade tunela za 13 god. Nesumnjiva preimucstva cekica na komprimovani vazduh, i ako su bili spo rohodni i teSld, brzo se sirilo podrucje njihove rpimene, ali i zahtevalo dalje usavr~ava nje. U periodu od 1849-1877. god. patentirano je preko 80 konstrukcija bUSacih celd ca. Godine 1874. patentiran je celdc sa preraspodelom komprimovanog vazduha uda rom na klip (firma "Ingersol rand"). Stvama, masovna i prakticna primena busacih ce kica otpocinje tek u Ovom veku 1910. god. kada je buSaCi celde postavljen na rame vrs te postolja, kao prethodnik danallnjih mobilnih masina. Pocetkom ovog veka pocinje sira primena bUSacih ma§ina, sa osnovnim podsklopom bUSacim celdeem postavljenim na raWcita postolja (potpome noge, stubovi, pokretni kolski lafeti). U SAD su se 1910. god. pojavile prve busilice na tockovima sa lafetom dutine 3 m i vitlom za dizanje. U Evropi su se poceJe primenjivati tek posle II svetskog rata, i to pojedinacno, a tek pede setih godina doZivele su opstu primenu. U periodu od 1953-1955. god. konstruisani su bUSaci cekici sa velikim brojem udara klipa u jedinici vremena do 4500 ud/min. Pove can broj udara klipa, sa nesmanjenom energijom udara, postignut je povecanjem precni ka klipa na racun smanjenja du!ine hoda. Mei1utim, velika buka (do 150 Db) i velike vibracije pri radu usporile su primenu ovih cekica. Mnoge firme danas u svetu proizvo de savremene cekice sa prigusivacima, tako da je buka svedena na dozvoljen nivo, a broj udara klipa krece se i do 3500 uc!/min. Prema konstrukciji zaokretnog mehanizma, bu Saci cekici mogu biti: Sa zavisnom rotacijom,
Sa nezavisnom rotacijom.
Prema nacinu primene mogu se podeliti na: Rucne,
Stubne,
Sa direktnim odstranjivanjem,
Sa indirektnim odstranjivanjem.
Prema vrsti energije koju koriste:
Pneumatske,
- Benzinske,
- Elektricne,
... Hidraulicne.
Od svih konstrukcija, najviSe se joo uvek koriste konstrukcije na komprimovani vazduh, i ako imaju najmanji koeficijent korisnog dejstva. Medutim, komprimovani vaz duh je najmanje opasna energija za primenu u rudarstvu. Rukovanje sa pneumatskim bu Sacim celdcem je jednostavno, u odnosu na te~inu ima veliku eksploatacionu moe. Sa uspehom se primenjuju za busenje stena u ~irokom dijapazonu cvrstoca od f 6-20.
5.3. PNEUMATSKI CEKICI ZA BU8ENJE MINSKJH RUPA
Pneumatski busaci cekie je maSina konstruisana na principu rucnog bUSenja cekicem i dletom, tako sto udarce po temenu dleta (2500-3.500) udara u minuti nano si klip koji se u cilindru masine krece napred-nazad pod dejstvom komprimovanog vaz duha (5 -6) 10 5 Pa. Pri tome posJe svakog udara die to se automatski zaokrene za odre deni ugao (8-30°), zavisno od jacine i konstrukcije bUSaceg celdca. Na s1. 21 datje opsti izgled bUSaceg cekiea, a na sl. 22 principijelna ~ema rada bu~aceg cekiea. Za razvodenje komprimovanog vazduha, naizmenicno, iza i ispred klipa slure razvodni ventili razne konstrukcije, od kojih su najvi~e u upotrebi plocasti, prstenasti, sa automatskim razvodenjem i rede kuglasti. Na s1. 23 ~ematsldje prikazana konstrukcija i nacin rada navedenih vrsta ventila. Dobra osobina plocastog ventila je da se moze smestiti u cilindru busaceg ce kica. time se smanjuje tezina cekica i uproscuje konstrukcija, ali ima nedostatak da trosi dosta vazduha. Prstenasti ventil predstavlJa usavrsenu konstrukciju, koja se odlikuje nostamoscu i pouzdanoicu pri radu. Kanali za prolaz svereg vazduha su siri, hod prstena vIlo kratak. a pOHsina velika, cime se obezbeduje dobar rad, zbog cega su u novije vre me najvise i upotrebljava. Kuglasti ventili zbog sporog dejstva uglamom su izbaceni iz upottrebe.
37
36
\
""
...
.;:f
---;
51. 22.
Principijelna !ema rada bulaCeg tekita: 1. ozubljeni venae, 2. m.tka, 3. klip sa klipnjatam,4. taul1l,
5. butate dleta, 6. kruna za bu!enje.
.L~
~,
.
.L~
~., //b i ,
. ~FB) .w ,."~,
~I .ll., I
II 0 "
.rL .!Q./
..A 16
.ll.
I ,
I
J
~I·"r·.
1If-------
];
Bu~i cekic RK-21. a - op~ti izgled, b
pozicije de/a - narudfbeni broj.
tI
b
I
A
,...u.
37
1
.l1.
I"~
1!L
I
.
,
.1!L
f
. . . .' J 1 . . JL12:~2
//
...L
2.
I II
~ '''-JI.!
~-----'-..&Z.
~II
51. 21 ~ u rasklopijenom stanju. p, 5. Brojne omake su omake
51.23. Vrste ventila za razvodenje vazduha. al p/a¢asti, 1 - ulaz vazduha.2 - preklopna plol:ica, 3 - izlaz vazduha, b) prstenasti, 1 ...:: ulaz vazduha,2 - pristup do komore, 3 - pmen sa prirubnieom, 4 ka· nal za vazduh, 5 - izlazni otvar, e) kuglasti. 1 - ulaz vazduha, 2 - izlaz, d) sa autometskim ruz:vode njem, 1 - ulaz. 2 - izlaz vazduha.
Zaokretanje dleta za bUSenje posIe svakog udara kIipa po ternenu utikata, kod tekica sa Z4IIisnom rotacijom, postite se pomoeu zaokretnog uredaja i taure za vezu iz· medu kUpnjace i utikaca dleta. Postoje dye varijante konstrukcije zaokretnog urec1aja, koji se uglavnom sastoje od ozubljenog venca i skakavica koje dozvoljavaju kretanje sa· rno U jednom smeru, i helikoidalnih kanala za zaokretanje. Kod jedne konstrukcije, ozu· bljeni venae sa skakavieama nalazi se po sredini busaceg cekica, iznad helikoidnih kana· la na klipnjaci, pa prilikom povratka klipa, posto je ozubljeni venae ukoten, on je prinu. aen da pcati helikoidne zareze, i da se zaokrene zajedno sa dletorn. Ovakvo reSenje zaok· retnog rnehanizma danas se manje koristL Kod druge konstruikcije, ozubljeni venae sa skakaviearna i umetak-racka sa halikoidnim kanalirna, smesteni su u zadnjem delu bub· ceg cekica. Klip i klipnjaca unutra imaju helikoidne kanale koji odgovaraju helikoidnirn kanalima na rucki. Na klipnjaci-spolja, naJaze se pravi kanali koji odgovaraju kanalima
\
3b
.N
na cauri. Pri povratku klipa i klipnjace u zadnji poloiaj, ozubljeni venae sa rackom je ukocen pa su klip i klipnjaca prinudeni da prate helikoidne kanale ida se zaokrenu, a to zaokretanje se preko caure prenosi na dleto. Na 81. 24, 25 i 26 dati su detalji zaokretnog mehanizma.
J'h)S'sssw 2
2'j AL-
A.~. J
Q 1
h
~~.
174 f)7A'f»J/
7
.If
I
8-8
'/.
10 WA
•
H
"
S1.26.
SI. 24.
-t
Detalji xaokretnog mehanizma: al zaokretni mehanizam u zadnjem delu bu~ceg ~ekica: 1 _ ozublje osoviniea, 5 - opruga, 6 _ helikoidna ni venae, 2 - helikoidni umetak (racka), 3 - ustavlja~, 4 ~upljina u klipu i klipnja~i, bl zaokretni mehanizam na sredini bu~eg ~ekica, 1 _ klip, 2 _ klipnja. ~a, 3 - helikoidni kallal, 4 - pray kaoal, 5 - ozubljeni venae, 6 - ~aura. 7 - iZdanak-rebro u ~auri.
Zaokretni mehanizam dleta u zadnjem delu ~ekica: 1 - helikoidni umetak (racka). 2 - skakavica, 3 ozubljeni venae, 4 - zubei, 5 - opruga, 6 - glavica, 7 - helikoidni kanafi.8 - klip, 9-10 ca· ura za vezu. 10- usadnik.
A
r
A-A kA
II,
5
5.
'c-c
a
'.
ID• /':'
.0'
9
SI. 27.
SI.25.
Zaokretni mehaniLam dleta na srecin ""Saceg ~ekica: 1 - ozubljeni cilindar.2 opruga,3 zavr tani. 4 skakavica,5 - klipnjaca, 5 -.elikoidni kanal, 7 - pray kanal, 8-9 _ caura za vezu, 10
usadnik.
Presek kroz bUSaci cekic RK-21: 1 cilindar,2 zavrtanj. 3 - dr~ka, 4 usadnik, 5 - driac dleta,
6 dovo::: vazduha, 7 izduvni kanal, 8 za podmazivanje, 9 dovod vode, 10 - klip, 11 - ploCa·
sti venti!, 12 kanal za vazduh, 13 ozub!jeni venac, 14 - skakaviee, 15 umetek (ruckal sa heli
kOldnlr1' .](ezima, 16 - cev za vodu. 17 - caura.
,
40
41
Ovakvo resenje zaokretnog mehanizmaje cesce, i uglavnom se danas primenjuje kod vecine srednjeteSkih i teSkih busacih cekica. Odstranjivanje nabusenog materijala iz minske rupe, vdi se izduvavanjem kom primovanim vazduhorn iIi ispiranjem pomoeu vode. Ponekad se odstranjivanje nabu§e. nog materijala viii i usisavanjem pomoeu narotitog usisivata pmine. Odstranjiv~e na bu§enog materijala komprimovanim vazduhom vdi se tako, §to komprimovani vazduh prolazi kroz ~uplju iglu koja prolazi kroz supalj klip i klipnjatu i jednim delom ulazi u utikac dleta, a zatim kroz luplje dleto vrSi pritisak na dno buootine i odstranjuje nabu~e ni materijal. Ovakav natin odstranjivanja nabu!enog materijala ne sme se primeniti u podzemnoj eksploataciji zbog stvaranja pramne. Odstranjivanje nabu~nog materijala vodom vrsi se posrednim dovodenjem vode u bUSaci teki!':, koja kroz ruplju iglu, ulazi u §uplje bUSace dleto i pod pritiskom od (4-5) lOS Pa vrii odstranjivanje nabu~nog ma terijala. Treba napomenuti da pritisak vode mora bili manji od pritiska komprimiranog vazduha, da voda ne bi prodirala u buSaCi tekic i stetila gao
Tabela 12 "Ravne" - Slovenija
Tehnicke karakteristike
masa cekica, kg duZina cekica, nun pretnik klipa, nun broj udara klipa, ud/min. broj zaokreta klipa, z/min. potrosnja vazduha, m 3 /min. pri pritisku od 5 bar. radni pritisak, bar usadni deo, mm
RK-18
RK-2l
RK-28
VK-30
20 570 62 2000 170.
23 590 65 2250 220
28 680 90 3100 320
29 680 90 3100 320
2,0
2,3-2,5
4,5
4,5
4-7 22 x 108
5-7 22 x 108
4-7 22 x 108
4-7 22 x 108
5.3.1. STUBNI BU5ACI CEKrCI
SI.28.
l$pirna gl- za indirektno ispiranje: 1 - glava, 2 - zaptivat, 3 drii!noobradeni deo, 6 - kana I za vodu.
dollOd vode, 4 _ usadnik. 5 _ cilin
Neposredno dovodenje vode, preko ispime glave, u bUSaCe dleto rede se prime njuje, jer u tom slutaju utikac dleta mora biti posebno odreden. Na sl. 28 prikazanaje ispirna glava na posebno obrru1enom usadniku dleta. Odstranjivanje nabuSenog materijala usisavanjem moZe se vriiti kroz ruplji klip buSaCeg kekica, iIi neposredno kroz suplje dleto. RuCni buSaCi tekicj Oake konstrukcije) upotre bljavaju se uglavnom iz ruke za pomoene radove, a pri bu~nju na dole (u oknima iIi bu~nje negabaritnih ko mada) upotrebljavaju se dvorucni srednje teSki. Uglav. nom se srednje teSki j te§kj bUSaci cekici postavljaju na razne \TSte oslonca. SI.29. Ovorutn i bu~ci tekic.
U tab. 12 date su tehnicke karakteristike bu Sacih cekica lake, srednje-te§ke i teske konstrukcije do mace proizvodnje "RAVNE" Slovenija.
Stubni busaCi cekici su uglavnom teze konstrukcije (preko 35 kg), vece udame snage, zbog cega se proizvode zajedno sa postoljem i montiraju na razne vrste manipula tora. Kod podzemnih radova pri izradi hodnika, iIi u otkopima manje visine, bUSaci cekic se postavlja na vertikalni iIi horizontalni stub, koji se ucvrscuje izmedu krova i poda, iii izmedu bokova hodnika. Kod visokih podzmenih prostorija, ili na povrsinskim kopovima teski bUSaci cekici postavljaju se na tronosce ili na busaca kola. Preko posebnih vodica i obrtnog zgloba mogu da buse u svim pravcima. Vodice bUSaceg cekica opremljene su potiskiva cima koji mogu biti razlicitih konstrukcija, od kojih su najcesce u upotrebi konstrukci je sa vretenom, sa klipom, i kombinovane. Na sl. 30 i 31 prikazani su stubni busaci cekici. Znacajan razvoj u konstrukciji automatskih pneumatskih potiskivaca stubnih busacih cekkca je kombinovani potiskivac-izvlakac, koji je od narocitog znacaja pri bUSenju dugackih buSotina pri upotrebi produmih busacih Sipki. Stubni bUSaci cekici, obzirom da su teze konstrukcije, koriste se za bUSenje u cvrstim stenskim masama za dugacke minske busotine u kombinaciji sa raznim vrstama manipulatora koji IIIogu biti: - mehanicki. hidraulicni, pneumatski, i - kombinovani.
;\a sL 3::: data je kinematicka ,,,rna manipulatora.
1I I (
43 42
Q.
n
-----<:I
I~ r:::'1 It
c If
It
SI. 30.
Stubni bu~ci eekie;: al sa ruenim potiskivanjem; b) sa mehaniekim potiskivanjem: sanke, 3 - pneumatski motor za potiskivanje, 4 - puzno vreteno, 5 - navrtka.
eekie,2 _
SI. 31. al Stubna bu~ilica sa dubinskim eekicem. 1 - stub, 2 - pneumatski eilin dri, 3 - bu!:
?
6
3
(:
7
8
- preenik eekiea 95 mm - debljina zidova eekiCa 7 mm - potrosnja vazduha pri pti· tisku od 5 bara 2,8 m 3 /min. srednja brzina busenja u stenama tvrstoce f=12-18. pri pretniku krugen od 100 mm 50 mm/min.
SI. 32. Kinematieka kma manipulatora: a) mehanieki; b) hidraulicni; cl pneumatski; dl pneumatski sa ko rektorom; 1 - mehanizam obrtnog postolja u horizontalnom polotaju, 2 - mehanizam za dizanje i spu~anje, 3 - strela, 4 - postolje sa bu!:
5.3.2. USKOPNI BUSACI CEKICI Namenjeni su za busenje vertikalnih ili koso na gore usmerenih minskih rupa. Za ra7Jiku od rucnih busacih cekica, uskopni cekici snabdeveni su bocnim driacem sa ugraaenim regulatorom pritiska komprimiranog vazduha u pneumatskom osloncu. Izra· auju se za mokro i suvo busenje, kao i za usisavanje nabuSenog materijala. Ova vesta bu· sacih cekica odlikuje se ugraaenirn pneumatskim osloncem u produzetku bUSateg ceki ca, iii paralelno s njim. Pneumatski oslonac-potiskivac najcesce je konstruisan sa iz· vlacnim cilidrom i nepokretnim klipom sa dugackom klipnjacom na koju se bUSaci ce kic osianja. Pustanjem komprimovanog vazduha u prostor iznad klipa osionca, vrsi se pritisak na klip, tako da se cilindar osionca izvIaci, i potiskuje bUSaci cekic na gore. Regulisanje jacine potiski\'anja vrsi se preko ventila ugraaenog u rucicu bUSaceg cekiCa. Srnanjenje jacine potiskj v 31lja postize se delimicno delovanjem na venlil regulatora po· tiskivaca kroz odgovarajuci venti]. Na sl. 33 prLl(azane su karakteristicne konstrukcije uskopnih busacih cekica. Uskopni busaci cekiCi sluze uglamom za busenje minskih rupa pri izradi vertikalnih rudnickih minskih rupa pri ugradivanju sidera i dL Z3
45
44
c SI. 33.
6
SI. 34. BUSaca kola Promec T 285, namenjen za rad u tunelima i otkopima pOvr~ine 30-90 m' . Koristi te~ki bUSaci cekic BBC 120F.
Uskopni bUSae; cekic: a) pneumatski oslo nac u osi cekiCa; b) pneumatski oslonac pa ralelan sa cekieem; c) 1 - dovod vade, 2 minska rupa, 3 - dleto, 4 - bUSaci eekie, 5 - pneumatski oslonac, 6 - dovod vazdu ha,7 - mazalica.
5.3.3. SAMOHODNA BU8ACA KOLA Savremene metode otkopavanja mineralnih sirovina u podzemnim uslovima za htevaju i savremenu tehniku i tehnologiju bu~enja minskih rupa i minskih buSotina. Nye retkost da se u podzemnoj eksploataciji bu~ busotine precnika i do 150 rum i duZibne do 50 m. Ove zahteve stubni i uskopni busaci cekici nisu mogli ispuniti, zbog cega se preSlo na rad sa bUSacirri kolima_ Ove mliSine izradene su za kretanje po sinama, na guse nicama iii su na pneumaticima. U zavisnosti od povrsine koju treba da bu~ izraduju se sa vise grana na kojima su montirani bUSaci cekici time se omogucuje paralelan rad sa vi~ bUSacih cekica. Svaka grana, odnosno busaci cekic pokriva odreden deo prostora, cime se gubici vremena oko premestanja smanjuju. Manipulisanje granama je najcesce pomocu hidraulike, sa jednog mesta, a jedan covek radi sa viSe busacih cekica. Na s1. 34 prikazana su busaca kola na gumenim tockovima Promee T 285, svedske finne "Atlas Copea", a na s1. 35 busaca kola za kretanje po sinama Rotaboom 625 finske finne "Tam rock". U tab. 13 i 14 date su telmicke karakteristike sarnohod nih busacih kola za busenje minskih rupa i minskm b'lsotina nekih stranm firrni.
SI. 35.
BUSaca kola za keetanje po 510ama Rotaboorns RP 625.
36-41
D,P 33 2,4 14
Vrsta pogona Pogonska snaga, KW Brzina krctanja, klll/h Prcdviclcni nagib, 0
I
49
D
25
8,4 12
IOx2,Ox x2,95
6,5
14
15
49
D
24
PN
2
3,6
45-102
5x4
DC-65
oko 10
8,8xI,9 x2,3
4,5
9,5
3,6
33
D,P
15
PN
2
2,75
41-51
5,6x4,5
Kavodril 555
8,5
Prcdvideni nagib.
I
6,8 4,3x3,2 P - pneumatski; E - elektrit!nij D diu!.
Minimalna velit!ina pros lorije, SIina x visina, m
Masa,
Gabariti, duZina x Sirina x visina, rn
4,9x2,31x 1,6
2,4
Brzina kretanja, km/h 0
2x11
P Snaga pogona. KW
Pogon
ll\
9-35
2
Ollbina busenja.
korn.
43,64
ccki~a.
Gardner Denver
Prccnik bUSotine, mm
Ilroj busccih
Tehnicki pokazatelji
•
4x3
4x3
3,67
8,0
8
4,5x3
9,7
6,5x2,5x 2,0
14
1,5
4x3,7
2x4,4 3
P
25-30
48-64
2
Sirnba-312
Mar k a
Atlas kopko
14
x,2lS
Il,lxl,83
40
D
HD
2
41-51
Bummer H-1l5
9,4
-xl,8x 2,76
45
E
48-89
Simba H-221
Fir m a
23
12,Ox 2,33x 2,25
5,4
9-14 9,5
87
D
30
PN
3
3,6-4,0
41-51
10,2x6,2
Svedska
17,5
ll,Ox2,0 x2,33x x270
4,6
15
14
81
D
15
PN
2-3
3,35
41-51
7,6x5,6
Mar k a Bummer Bummer 122 131
Fir m a Atlas Kopko
Svedska
P
25-30
48-51
2
Simba-24
4,4x2,13x 1,4
16
4,5
2x11
P
25-35
50-101
2
Ingersol Rand
5;J3x2,2x 1,87
Fen~il
SAD
Tehnicke karakteristike samohodnih buSilica za buSenje minskih bulotina
1;J
ll,97x 2,5)( 3,3
7,0
14
15
74
D
36
PN
3
4,27
36-41
9x7
DC-95
Ingersol rand
dizel, P - pneumatski.
12
4,5 7,0 9,Oxl,63 9,75x2,2 xI,73 x2m13
PN - pneumatski; HD - hidraulicni; D
~asa,
(;abariti u transporlnom polozaju, m
Prccnik zaokretanja (m)
5,5 18,5
17
Potrosnja kornprrnovanog vazduha, tTl J Imin
3 PN
2 PN
J.lloj bliSaCih cckica, (korn)
3
34-50
7 ;Jx6x9
Tip bUSaccg cekica
2,4
Oubina bUM!nja, m
~~---.
5,2x4,2
Univer. d!ambo
Minibur
Prccnik minskc wpe. 111m
Denver
Gardner
PovrSina busenja sa Jcdnom masinom, m'
f" IlIlick, pokazatclji
SAD
T elmicke karakteristike samohodnih busilica za bUSenje minskih rupa
-L.....
Tamrok
Finska
14,1
11 ,Ox xll,9x xI;J
5,0
5,0 16-18
70
D
HD
2
2,8
40-42
do 24 m'
2,4)(3,5
4,3x3,25
6,1
3,7x2.2x 2,3
4,lxl,8x 1,42 8,5
20
2 8-15
3,6-9
2x11
P
P (D) 2x8,8
20
50-64
2
2.5-30
64
2
4,5x3,65
11.8
7,85x2,5x 2,8
15
9
D
20
64
2
Duo DLV-20
Tabela 13
6,8
74
D
HD
2-3
33,51
10,7:\7,65
Minimatik Maximatik H H
Tamrok
Promek Tviring M-I03-M.135 duolt-2a
14,6
10 ,Ox l,55x 1,78
4,6
20
6,0
40
D
18
PN
2
2,8
4'-42
5)x3,7
MiLimatik
F :n.s k a
Tabela 12
.I.>
--.j
.j>.
48 49
5.4. OSTALE VRSTE BUSACIH CElUtA
5.4.2. BENZINSKI U novije VIeme konstruisani su bUSati cekiti na principu udamo.rotacionog bu Senja sa elektricnim i benzinskim motorom. Obe vrste namenjene su za bUSenje minskih rupa male dubine. Zbog.glomaznosti, komplikovane konstrukcije i osetljivosti na kvaro ve, nisu naW siru primenu.
5.4.1. ELEKTRICNI BU5ACI CEKIC Savremena konstrukcije ovih cekica koriste za rad visokofrekventnu struju
(200 Hz), koju dobijaju od sopstvenog generatora visokofrekventne struje ill preko pret
Ovaj bUSaci cekic.pripada grupi srednjcte~ih busacih cekica sa udamom sna· gom od 0,17-0,19 KN. Radi pomocu ugradenog benzinskog motora i kolenastog me hanizma, dok Se ciscenje busotine od nabuSenog materijala vdi gasovima sagorevanja, iii komprimovanirn vazduhom koji proizvodi cekic. Cekic je snabdeven jcdnocilindric nim dvotaktnirn motorom. Klip motora i k1ip za nanoSenje udara po temenu bUSaccg dleta smdteni su u istom cilinciru. tako cia meilu njim:! ci()l~7i rln • .,hU=jA • l'~h.. HJ" smese benzina i vazduha. Pod dejstvom eksplozije zapaljene smesc dleto prima oko 2400 udara/rnin.. pri cemu se gasovi sagoravanja koriste za ciscenje buSotinc. Potros· nja benzina je prosecno 0,14-0,17 11m' busotine. Maksimalna dubina busenja je do 4 m, i moguee je busiti u svim pravcima zahvaljujuci karburatoru bez plovka.
varaca od naizmenicne struje. Zapaanonemacka firma Bosch proizvela je visokofrekven tni elektricni bUSaci cekic, koji rotaciono okretanje elektromotora pretvara u aksijalno -udarno kretanje koje se prenosi preko kolenastog mehanizma i opruge na dIeto. Zbog ovakve konstrukeije cekic je glomazan i nepogodan za rukovanje. Tehnicke karakteristi. ke su mu: masa cekica 27 kg, broj udara klipa 1450 udara/min., broj zaokreta dleta 80 z/rnin, udama snaga 0,12-0,15 KN. Potrosnja elektricne energije 1,7 kW. Na s1. 36 na:-pretR83AGi .s:t:nei: prikazan elektricni busaci cekic.
a. SI. 37.
Benzinski bUSaci cekic; a) opsti izglOO, b) preliek: 1 rezervoar,2 karburator, 3 - SIIeCica, 4 - reo gulator gasa, 5 - pu~tac, 6 - kompresor, 7 klip cekica, 8 - zaokretni mehanizam, 9 - iskljucivac, cl bUSaca dleta koja se mogu koristiti pd primeni "kobre".
Na sl. 37 prikazan je benzinski bUSaci cekic ,,kobra" svedske firme ,,Atlas copeo". Benzinski busaci cekici su narocito podesni za rudarske istraine radove, i druge radove na povrsini, obzirom da su laki i nezavisni od kompresora. Zbog zagadivanja at· mosfere. izduvnim gasovima, ne moZe se koristiti u pod7.emnim jamskim prostorijama. SL 36.
9
Elektricn, visokofrekventni bUSaci ce kic (Bosch): 1 kuciste motora, 2 - reduktor, 3 eksentar, 4 - pustac, 5 klip, 6 gla. vna opruga, 7 - udarna glava, 8 - zao kreln; mehanizam, 9 - driae dleta, 10 crevo za uSlsavanje prasine.
5.4.3. HIDRAULIC:-..'} BUSACI usavrscnu liea krece se
150<-:50 tara. 510
masina
umesto
50
51
dimenzija. Klip pri udaru na buSacu sipku u ovoj izaziva talase sa cetvorougaonim ampli tudama kOje se kroz buSacu sipku bolje prenose, sto ima direktnog uticaja na stepen iskoriscenja predate .energije. Zahvaljujuci vecem stepenu iskoriscenja energija udara, obim razaranja stene je veei, a samim tim i brzina bu~enja. Osim toga, visok pritisak ulja, kOje se koristi za pokretanje klipa ne uslovljava dugacak put klipa, sto utice na broj udard klipa koji se krece od 5000-10000 ud/min. Prednost hldraulicnih bUSacih cekica nad pneumatskim ogleda se u sledecem: - veca brzina bu!enja i do 50%,
vece iskoriscenje energije udara.
- vece iskoriscenje ukupne energije,
ne zagaauje okolinu,
- povecava vidljivost pri radu, nema magie,
- smanjena je buka,
- niZi troskovi eksploatacije.
Kao nedostaci ovih bUSacih cekica mogli bi se navesti:
velika dunna i tenna,
- znatno veca cena od klasicnih (na komprimovani vazduh),
teze popravke.
drugi osnovni mehanizam je elektro iii pneumatski rotor koji se nalazi izvan buwtine - na katarci, i preko bUSacih lipki prenosi rotaciju na uronjeni bu· faci tekic, koji zajedno sa dletom rotira u bulotini. Iz ovog proizilazi da je uronjeni buSaCi cekie 'konstruisan sa nezavisnom rotacijom. Broj udara k1ipa po temenu dleta nije sinhronizovan broju zaokreta. Brzina obrtaja ~ipki, preko rotacionog motora, iznosi 60'-150 o/min. Brojudara klipa po temenu dleta zavisi od konstruktivnih karakteristika cekica i iznosi 1000-2500 ud/min. Sila udara klipa po temenu dleta zavisi od precnika i duzine hoda klipa kao i pritiska komprimovanog vazduha. U zavisnosti od precnika, uronjeni bufaCi cekici se mugu podeliti na: cekicemalihprecnika.do105 mm,
cekice velikih precnika, preko 105 mm.
Uronjeni bu~aci cekici malog precnika primenjuju se na povdinskim kopovima i u podzemnoj eksploataciji za bUSenje kompaktnih i krupnoblokovitih stena. Odlikuju se prostom konstrukcijom razvoaenja komprimiranog vazduha, velikim brojem udara klipa i zadovoljavajucom brzinom buSenja. Prema nacinu odstranjivanja nabuSenog materijala, i vesti agensa, muguca su tri konstruktivna resenja, ito: odstranjivanje nabuSenog materijala sme~om voda-vazduh, odstranjivanje nabuSenog materijala komprirniranim vazduhom, odstranjivanje nabuSenog materijala vodom.
SI. 38.
Hidraulicni bUSaci cekic COP 1238: 1 - adapter, 2 - separatno ispiranje, dozvoljava pritisak vode do 18 bara, 3 mehanizam za ublazavanje vibracija, 4 - kratak hod klipa produzuje vek bu~ilice, 5 mehanizam za podeSavanje duzine hoda klipa, broja udara i rotacije,6 - motor sa 4 brzine rotacije.
5.4.4. URONJENI - DUBINSKI BUSACI CEKIC Uronjeni - dubinski bUSaci cekic je posebna konstrukcija pneumatskog buSa ceg cekica koji se konsti kod udamo-rota.::onih busilica na povrsinskim kopovima. Pos. Jednjih godina koristi se i u podzemnoj eks?!oataciji. Rotaciono-udarna busilica sa uro. njenim busacilTI cekiCem imaju dn. osnO\TI~ :nehanizma: jedan je sam busaci cekic koji za Heme busenja ulazi u busotinu lajednosa kratkim bUSacim dleton. i direk:no nanosi udarce na dno bU50tine,
U prvom slucaju, smesa voda-vazduh stvara se u posebnom uredaju - ventilu, koja se kroz buSaCe sipke i bUfaci cekic salje na dno busotine. U drugom s1ucaju, komprimirani vazduh salje se kroz bUface fipke, gde se u ureaaju za automatsko razvoaenje vazduha, preuzmerava za rad bufaceg cekica i za iz· duvavanje. U trecem slucaju, kod odstranjvanja nabuSenog materijala vodom, cefi su sa duplim zidovima. Kroz unutra.snju cev dovodi se voda, a keoz meduprostor spolja!nje i unutraSnje cevi, dovodi se komprimirani vazduh. Glavna karakteristika uronjenih pneumatskih bufacih cekica je, da se sa pove· canjem dubine busotine do odredene granice, mehanicka brzina bUSenja ne smanjuje. Ovo iz razloga sto masa organa za busenje sa povecanjem dubine ostaje neizmenjena. Kao faktor koji moze uticati na smanjenje brzine bUSenja je otpor pri odstra· njivanju nabuSenog materijala. Ekonomitna budina busenja sa uronjenim buSatim ceki· cimaje do 100 m. Na sl. 39 dat je presek kroz dubinski cekic teSke konstrukcije Americke firme "Ingersol rand" DHD 1090.
52
53 bu~enje izradenom zajedno sa sipkom tzv. monoblok dleta, j dleta sa izmenjivol11 g1i1VOIl1 koja se sa sipkom spajaju navijanjem ill konusno-frikciono. Obzirom da su dicta pri upo trebi izlozena habanju usIed cega dolazi do bdeg ili sporijeg habanja, i smanjenja precni ka glave dleta, u savremenoj praksi se iskljuCivo upotrebijavaju dleta sa secivima od tvr de volfrarn karbidske legure. Na sl. 40 prikazana je konstrukcija monoblok dleta i dleta sa izrnenljivom glavom.
lam ~L I I t.r
:!
]lID
1'1 g I
c
b
}~
' 2
~ 3
SI. 40. Konstrukcija bu~ceg dleta: 1 - monoblok dleto, 2 - dleta sa izmenljivim glavama, 3 izmenljive glave: a usadnik, b granicnik, c - ~ipka, d - glaV<) dleta, e - sacivo od tvrde legure, h otvor za vazduh-vodu, f stopa, 9 - navojna veza, k - konusna veza. SI.39_ Oubinski cekic "Ingersol rand" DND-l060: 1 - usadnik, 2 opruga,3 ventil,4 _ cev za vazduh, 5 - klip, 6 cep-zaptivac, 7 _ telo, cev, 9 - noseei prsten, 10 - dleto;
a-
b) detalj cekica: 1 telo krune za bu~enie. 2 _ klip, 3 - kanal, 4 razvodnik za vazduh.
a. 55. DLETA ZA BU8ENJE
ranog celika da bi bilo Sio otpornije na habanje. Na utikac koji se u grlo busaceg cekica. i prsten ne moue izvaditi iz grla busaceg cekica. Na Hi vise seciva. Prema konstrukciji
SI. 41.
direktno na dnu busotine
sprecava da se dIe to pri sipke nalazi se glava dleta sa se monolitna dleta s g1avom za
Najcesci oblici kruna: a tv,de legure.
sa jednim secivom. b i c
.
. "'- . . ~ .0·. ~~ -.'
Kod u~arno.rotacionog busenja, radni element razara stenu, naziva se dleto. Dleto je celicna
d
c
b
..
t
•
sa dva ukr~tena seciva, d - Sa bradav;cama od
glave dleta mogu bili sa viSe seciva. Najcesce su u upotrebi glave sa krstatskim secivima, seCivima U obliku slova "X" i bradavicasta seciva. Na sl. 41 prika zalli su razni tipovi scciva.
54
55
Pri izradi paralelnih zaloma. sa srednjom busotinom veceg preenika ili pri buse konturnlh busotina razliCitog prenika, upotrebljavaju se stepenaste "pilot" krune, !--oie imaju u sredini prethodni deo sa secivom oko 1/3 precnika, i dva boena seciva ill bradavice k:oj": :hj" konacan preenik busotini. Na s1. 42 dat je izgled pilotne krune.
Tabela 15 Monoblok dleto za pilot krunu, mm
Pilot kruna <:brnrn
22,2 x 22,2 x 22,2 x 22,2 x
76
108 x 800 108 x 1600 108 x 2400 108 x 3200
Izbor usadnika dleta zavisi od konstrukcije usadne eaure na cekicu za busenje i ceveice za ispiranje. Postoji vise vesta usadnika razlieite konstrukcije i dunne. Za mo noblok dleta duzina usadnika je obicno 108 mm a popre eni presek Sestougaoni. Pose ban oblik usadnika je ako se vrii direktno ispiranje nabusenog rnaterijala odnosno ako se voda dovodi direktno u dleto. Kod njega je usadnik duzi za Sirinu ispirne glave j posebno obraden. Na sl. 43 prikazane su neke konstrukcije usadnika i detalj ispirne glave.
i
SI. 42.
Stepenaste "pilot" krune: a - sa brada.
vicama ad tvrde legure, b - sa se¢ivima ad tvrde legure: 1 - prethadna "pilot" kruna, 2 - narmalna kruna.
'" .. -::..:..:..::....: =-=.....::...:= - ...
.. _-----_ ...
c
$
Tabela 14 Serija
OJ
Efektivna duzina dIeta (nun) 800 1600 2400 3200 4800
34 33 32 31 30 29
800 1600 2400 3200 4000 4800
40 39 38 37 36 35
4000
02
Precnik seeiva (mm)
u seriji 02 su seciva 'Ieee sirine za abrazime Slen~.
Usadnik
8
ti~~.:=~::::::-::.-Fe-
. ~' j
b 3
22,2 x 82 25,7 x 108
c
©
22,2 x 82 25,7 x 108 SI. 43. Vrste usadnika bu~aceg dleta: a sestastrani, b - kruini sa krilcima. c Sestastrana kruzni. g) ispir· ns glava; 1 - cilindar, 2 - zaptil/ac, 3 dOl/ad vode, 4 usadnik dleta, 5 - cilindricna abradeni usadnik dleta, 6 kanal za vodu.
56
57
Za izradu dugackih busotina (stubne busilice) sluZe produtne bUSace sipke koje se sa usadnikom, medusobno spajaju spojnicama. Na 51. 44 prikazan je pribor za busenje.
p~":JL~
== ~:~ ::~::J
<-----0
~
z
3 [
:
:m
r
c:C1J
I
:i
~
: ::]
SI. 44.
Pribar za bu§enje: 1
usadnik,2 - spojnica. 3 - sipka, 4 - kruna za bu§enje.
S1.45.
b 5.6. POMOCNA OPREMA ZA BU8ACE CEKICE
Pomoena oprema za bUSace ~ekiee obuhvata opremu za dd.anje busacih ~ekica pri radu, opremu za odd.avanje bUSacih cekica i dleta u ispravnom stanju.
Pneumatski oslonac: a) princip
rada, 1 - cilindar, 2 ~uplja kli. pnjaca, 3 - regulator potiskiva. nja,4 - klip, 5 nastavak oslo· nca, 6 - drzac, b) opsti ;zgIOO, c) kinematicka §ema rada.
Tabela 16
5.6. L PNEUMATSKI OSLONAC Pneumatski oslonac je mehanicka naprava kOja predstavlja vainu dopunu busa. tim ~ekitima. Sastoji se od cilindra sa klipom i dugackom supljom klipnjacom, kOja na gomjern kraju ima pipak za spajanje sa bUSacim ~ekicem. K1ipnja~a je preko regulacio. nog ventila spojena sa crevom za komprimirani vazduh, koji pri pustanju, prolazi kroz mplju klipnjacu i pritiska na klip. Na sl. 45 prikazan je pneurnatski oslonac. Prieurnatski oslonac ima zadatak: - da potiskuje bUSaci ~ekic pri radu,
- da prima i arnortizuje povratne udarce,
- da nosi teret busaeeg cekica.
PO upotrebi pneurnatskog oslonca moze se postici znatno jace potiskivanje 2000 N, pa i vise, a bez pneumatskog oslonca do 500 K U tab. 16 date su tehnicke karakteristike pneurnatskih oslonaca domace proizvodnje. U opremu za odrzavanje busacih cekica i dleta spadaju: mazalica za podrnazi. vanje i oprema za ostrenje brusenje seciva dleta. kao i ostala pomocna oprerna.
Tehnicki podaci Hod klipa, mm Precnik klipa, mm Masa osionca, kg Sila pritiska, N
RVN-60
RVN-IOO
RVN-130
600 53 9 1300
1000 53 I 1,5 1300
1300 53 13,5 1300
RPN··IOO RPN-130 1000 67 15 2080
1300 67 17,3 2080
U oprernu za odrtavanje busacih cekica i diet a spadaju: rnazalica za podrnazi. vanje i oprerna za ostrenje brusenje seciva d1eta, kao i ostala pornocna oprerna.
5.6.2.
~1AZALlCA
Mazalka sluzi za podmazivanje uljern pokretnih i habajuCih delma cekiCa. Zap· rernina mazalice je 0,3-·0,51, i prikljucuje se na crevo za dovod kompri.rlllfanog vazduha na 2 -4 III od busaceg cekica, iii se nalaze u sarnorn cekicu. Funkcionise tako sto pri prolazu komprimirani vazduh zahvata kapljice ulja koje dospevaju u kanal, i odnosi ga u busaci cekic i pneuIIlatski oslonac. /l.'a 51. 46 dat je izgled mazalice.
59 58
O,S mm
0'S"'=T1
tr. ~t~..,~ • ~...M' i:'3p .'
.
tt·,<~' ... ~y
~
~~-~
...
(JID 1.0
~
0
no·
Q
@J:
.6
a
.1.L
SI.46. Automatska mazafica: a) u samom tekicu; 1 - ulje. b) van
bu~ceg
tekitB.
r=1i~
U tabeli br. 17 date su tehniCke karakteristike domacih mazalica. Tabela 17 Tehnicke karakteristike Dutina bez prikljucka, mm Maksimalna Sirina, mm Masa prazne mazalice, kg Kolicina ulja u rezervoaru, I Radni pritisak, ban Protok kom~rimiranog vazctuha, m fmm
MAZ-l
MAZ-2
345 130 4,8 0,5 4-7
345 130 4,8 0,5 4-7
0,5 -0,8
0,8-1,5
MAZ-3 MAZ-4 345 130 4,8 0,5 4-7 1,5 -2,8
345 130 4,8 0,5 4-7
SI. 47.
2,8-4,8
Elementi o~renia i kontrole setiva za monoblok dleta i krstaste krune.
5.6.3. MA5INE ZA BRUSENJE Pri busenju, seciva krune se habaju. Nacin habanja seciva zavisi od vrste stene u kojoj se busi. Najcesce se javlja h3banje seCiva po visini ihabanje po precniku. Habanje seciva po visini javlja se pri bUSenju u vrlo tvrdim stenama preko 50 HS (granit, gnajs). Povecavanjem povr~ine seciva povecava se optereeenje na kmnu, a brzina busenja opada. Zbog toga je vrlo vamo da interra] izmeau dV3 ostrenja ne bude suvise veliki, jer moze doci do osreeenja krune pa cak j cekiea. Habanje seciva po precniku javlja se pri busenju u stenama sa sadrzajcm kvarca -lbrazivnim. pa dolazi do habanja ivica seciva. pri cemu se ivice trose i zaobljuju stvd rajuCi "kontra konus". Busen}: sa ovabim seci\ima smanjuje napredovanje busenja, do·;odi do zaglave i lorna pribora, :\a sl. 47 dati su elementi ostrenja seCiva dleta.
Ugao ostrenja (0:) obiCno je oko 100° za bUSenje u mekim i srednje tvrdim stenarna ispod 50 HS, 110-120° za busenje u tvrdim stenarna preko 50 HS. Radijus zaobljenosti obiCno je R 65-80 mm. 5irina seCiva zavisi od preCnika krune i veliCi· ne umetka tvrde legure, za manje precnike sirina seCiva kreee se od 0,3-1,0 mm, sa uglovima zaobljenja za 2-3 mm. Isto tako treba voditi raCuna 0 slobodnom uglu. Posto je seCivo izradeno od tvrdog metala volfram karbida, to je materijal koji je sinterovan iz praha, potrebno je bruSenju posvetiti narocitu paznju, jer greSke u bruSenju dovode do brusnih "riseva" na secivu. Za brusenje se upotrebljavaju brusne ploce od silicijum kar bida sa mekim vezivom. Masine za bruSenje mogu biti ruCne i poluautomatizovane. Pri mcnom brusenju manje se gubi tvrde legure, ali je potrebno veee radno iskustvo i duze \'Ieme. Poluautomatizovane brusilice imaju veei ucinak, ali povlace nesto veei gubitak tvrde legurc. Sa sL 48 prikazane su maSine za brusenje.
60
61
5.7. MASINE ZA BUSENJE BUSOTINA
5.7.1. LAKE LAFETNE BUSILICE SA ZAVISNOM ROTACIJOM Busilice sa klasicnim busacim cekiCem na komprimirani vazduh obuhvataju konstrukcije sa srednje teSkim i teskim busacim cekicirna smestenim na katarci busacih kola koja mogu biti lafetnog tipa ill samohodna na gusenicama iIi tockovima. Lafetna busilica sastoji se od cevastog celicnog rama postavljena na tri tocka pneumatika, dva veca pneumatika nose tezinu busilice, a treCi manji sluzi za manevri sanje pri pomeranju busilice po etazL Na cevastom ramu nalazi se katarka sa srednje tes· kim ill teskim busacim cekicem sa zavisnom rotadjom. Katerka je montirana na hori zontalnoj osnovi koja omogucuje postavljanje katarke u svaki polozaj od horizon tale do vertikale. Busaci cekic krece se po vodicama duz katarke pomocu motora i galovog lanca. Galov lanac pomocu posebne pneumatske turbine vrsi potiskivanje bu~ceg ceki ca, se osovmski pritisak preko busaCih sipki, spojnica i krune prenosi na radnu sredi nu. Kod teskih konstrukdja busaCih cekica na velikim busilicama, osovinski pritisak 05 tvaruje se pomocu hidraulicnih potiskivaca. U pribor za bUSenje spadaju:
SI.48.
Ma~ine za bru~nje; a) za monoblok dlela, b) za dleta sa ukr~tenim sei!ivima.
.~~
Busace sipke su suplje, produznog su tipa, izradene od visoko kvalitetnog legi ranog celika. Na oba kraja imaju spoljasnji navoj a medusobno se spajaju pomocu spoj· nica kOje imaju unutrasnje navoje. Duzina busacih sipki odgovara duzini katarke i obic no su 2,5-3,0 m. U grlo caure busaceg cekica postavlja se usadnik sa navojem za spaja· sa busacom sipkom. Krune za bUSenje su obicno sa ukrStenim secivom (krstaste) iii sa ,,x" secivom. Seciva su ojacana sa ulosdma tvrde volfram-karbidske legure. Na slici 50 prikazana je jedna lafetna busillca sa klasicnim busacim cekicem teSkim sa zavisnom rotacijom, a na slid br. 51 prikazan je pribor za busenje. Navoji na krajevima busacih sipki su razliciti. Jos uvek ne postoji internacio nalni standard za navoje, mada postoje standardi za dimenzije. Te standarde je prihvati· la vecina razvijenih zemalja, ali navoji na priboru za busenje su iIi po zelji narucioca iii po standardu zemlje iz kOJe se narucuje, a kvalitet je prema kvalitetu koji proizvodi do ticna fabrika. Danas se najcesce koriste
';K.UP~P
,WIOIA· ~~. ~
....
produfue busace sipke, usadnik, spojnice, i krune.
c
CORDEL ili uzetni navoj.
0.
HL SI. 49. Kontrola i brusenje bradavicastih kruna. a) kontrola bradavicastih umetaka kontrolnika, bl bru~nje umetaka, c) oblik i velicina bradavicastog u...,etka, d) element za bru~nje.
FI Kod o\ih vrsta direktno sa
gubi se najmanje energije, jer se cnergija udara prenosi sluzi same kao veza izmedu dye sipke.
62
(13
CORDEL ili utctni
se
do
za
35mm. HL navoji se sa uspehom primenjuju za precnike sipki preko 38 mm. FI navoji su najnovija vrsta navoja. Njegova osnovna prednost je u tome da se lako odvija bilo da je nov iii istrosen, a i trajnost mu je veta. Na sl. 51 prikazanc su na vedene vrste navoja. Spojnice se izraduju sa Corder (ui.etnim) HL ili Fl navojima. Na sredini spo} nice su navoji omeoeni da se spreci "putovanje" spojnice. Usadnici su svi cementirani, i isporucuju se u potrebnim dimenzijama.
5.7.2. BUSILICE SA POJACANIM ZAOKRETNIM MEHANIZMOM
1
SI. 50. a. OpW izgled lafetne bu~ilice: 1 - ram, 2 - Yodice, 3 bu~ci /::ekic,4 motor za posmak. 5 _ osovina za promenu ugla, 6 kruna. 7 ~ipka. b. Oetalj katarke sa klasi/::nim bu~im /::ekieem.
,0
(;
Sa povecanjem dubine i precnika bUSenja, masa busacih sipki postaje sve veta, energija udara klipa i obrtni momenat sve manji a samim tim i manja brnna busenja. Ova je zahtevalo i primenu sve tezih bUSacih cekica. Da bi se ovaj problem resio komtru· isani !lU busaci cekici sa pojacanim zaokretnim mehanizmom. Cekic za busenje oprem· Ijen je ventilima za posebno snabdevanje komprimiranim vazduhom cekica koji sada vrsi sarno udamo dejstvo, a posebno pneumatskog klipnog motera, sa velikim obrtnim mo mentom, koji rotaciju prenosi na usadnu cauru sistemom reduktora preko zubcanika i Ianca. Na sl. 52 dat je presek sa konstruktivnim karakteristikama eekica sa pojacanim zaokretnim mehanizmom Svedske firme "Atlas Copco" tip BBE 57-00, i Americke fir me "Gardner Denver" PRJ 143, U tabeli 18 date su tehnicke karakteristike bUSaceg cekica BB£57-00 koji se koristi na busilici ROC-601, koja je prikazana na 51. 53. U tabeli su date i tehnicke karakteristike busilice ROC 60 I. Tehnicke karakteristike b uSaCeg cekiea BBES7 -00
~
!
[
11
2
~I~I~ ix,l~ 11U3~L Jtld.
'
HL
FI
Precnik cilindra Hod klipa Broj udara klipa
r1avoji, 5 _ kruna; b) vrste navoja; c)
BB£57-00 120mm 66mm 1950 ud/min.
Masa cekica
170 kg
Dunna cekica
900mm
Obrtni momenat
3,5 KNm
Broj okretaja
ISO o/min
Potrosnja komprimiranog vazduha kod normalnog izduvavanja
SI. 51, Pribor za busenje; 1 usadnik, 2 - spojnica, 3 - s,pka, 4 obiici setiva kruna, 1 - krstasta, 2 - "X" seelva,
Tip cekica
Tabela 18
15 m 3 /min.
b5 64
$1. 53.
Konstruktivne karakteristike
bl!
~ilice
ROC 601 : 1. zatez~ lanca. 2. lanac za posmak. 3. cekic za bu~nie BBE57 sa klipnim motorom. 4. motor za posmak. 5. Komandna poluga • 6. yodice ~ipki za bu~enje.
gusenica. 7. vibraciona osovina
za oscila cilindar
hidraulicni S. ciono vibriranje,
9. prenos nici • 10. rezervoar za ulje sa klipnim motorom, 11. klipni vozni motor, 12. poluga za pasfuzivanje vozllog
\
motora. 13. paluge za posluzivanje hidrau lienih cil1nda ra.
1 ~ \
SI. 52.
a) Presek sa konstruktivnim karakteristikama cekica 88E-57: 1 prikljucak za vedu iii vazduh,2 ratka, 3 klip,4 _ cev za ispiranje-izduvavanje, 5 kanal za podmazivanje, 6 - usadnik, 7 - zadr lac, S _ zubcanik lanca na osovini prenosnika, 9 - kuciste lanca, 10 -klipni motor, 11 - dovcd va2 duha za uclarni mehanizam.
b) presek kroz bu~ci cekic "Gardner Denver" PRJ 143.
a
66
67 Tehnieke karakteristike busilice ROC 601
5.8. LAKE BUSILICE SA URONJENIM-DUBINSKIM
BUSA(;IM CEKI(;EM
Masa bumice - busilica bez lafeta i eekica lafet eekic ukupna tezina
3730 kg 480 kg 170 kg 4380 kg
Snaga motora pogonski motor, svaki motor za posmak
7 PS
rotacioni motor
5PS 4,5 PS
motor za hidraulienu pumpu
4,5 PS
Snaga busilice
~
brzina kretanja kompletne busilice sa prikaeenim kompresorom PR 600 teiine 1100 kg na ravnom terenu prenosni odnos 71: 1 (standard) prenosni odnos 48: 1 vuena sila, maksimaIna sila posmaka
3,2 km/h 4,5 km/h 40KN 20KN
Zapremina rezervoara za ulje ukupno u hidraulienom sistemu
451
rezervoar ulja za podrnazivanje
121
Gabariti busilice duZina sa spustenom katarkom
5630mm
visina sa spustenom katarkom sirina buSilice
2200 mm
duzina gusenica
1750 mm
sirina gusenica
2470mm 254mm
razmak osovina gusenica
1760 mm
Predstavljaju posebnu konstrukciju bu~eeg eekica koji za vreme bu~nja ulazi u buwtinu zajednosa kratkim bu~cim dletom, koje pod dejstvom klipa nanosi udarce na dno buSotine. Zaokretni mehanizam je van buwtine - na katarci, koji preko bu~cih sipki i spojnica prenosi rotaciju na bu~ci eekic. Broj udara klipa i broj zaokreta nije sinhroni· zovan. Opsta odlika ovih eekica u poredenju sa kllasienim bUSaCim eekicima na pneu· matski pogon koji se naIaze van buwtine, iste teZine, je u tome da se postiiu znatno ve· ee dubine i znatno veci ueinci bu~nja. V~i ueinci buknja postiZu se zbog toga sto kod ovih eekica nema gubitaka pri prenosu energije preko kolone bu~Cih sipki i spojnica. Veliki broj svetskih firmi proizvodi busilice sa dubinskim eekicem. U naSoj zemJji Ravne - Slovenija proizvodi nekoliko tipova lakih busilica sa uronjenim busacim eekiCima, manjeg prenika. ave busilice smestene su na pneumaticima, tako daje kreta· nje po kopu pomocu pneumatskog motora iii vitia, a manipulisanje busilicom je pomoeu hidraulike. Na s!. 54 prikazane su domaee buSilice HGW i GW-81 , a u tab. 19 date su njihove tehnieke karakteristike. Na sl. 55 prikazana je busilica BVB 25 Svedske frrme ,.Atlas Copco" priblimo iz iste klase kao i domaee busilice HGVV i GVV-8l. BusiIicaje konstruktivno tako re Sena da se moZe opremiti dubinskim bu~cim eekieem. Postoji osnovni model busilice BVB 25, prikazan na slici, sa pet posebnih varijanti od kojihje svaka u veeem iIi manjem stepenu mehanizovana. Osnovni model busilice BVB 25 je opremljen konzolom (6) i cilindrom za di· zanje koji se pokrece pomocu hidraulienog uredaja (3). Pokretanje hidraulika se os tva· ruje pomocu ruene pumpe. Dva mehanieka oslonca (4) na zadnjem kraju kola pode!a vaju se rueno. Kola su opremljena vazduSnim motorom na zadnjem toeku, i predvidena su da koriste dubinski eekic COP 4, iii eekic sa posebnom rotacijom sa lafetom BMM. Tehnieke karakteristike ove busilice date su u tab. 2l. Za bUSenje u mekim i srednje evrstim stenarna na povrsinskim kopovima za preenike do 150 mm koristi se domaea hidrauliena rotaciona buSilica BRH 80-36 proizvodnje "Fagrarn" Smederevo (s!. 55a). BusiIica BRH 80-36 predstavlja modemu masinu, koja je prilagodena za rad na povrSinskim kopovima kreenjaka, boksita, uglja i drugih materijaIa evrstoee do 1800 dN/cm 2 . U zavisnosti od evrstoce materijaIa moZe da radi rotaciono i udrano-rotaciono. Sila potiska do 80 kN omogucuje bu~nje mins· kih busotina precnika do 130 mm, a kod meksih materijaIa kada se radi sa spiraInim svrdlima i do 150 mrn. Dubina minskih busotina je do 36 m. Odstranjivanje nabu~nog materijaIa vrsi se komprimiranim vazduhom, koji proizvodi kompresor "Fagram" pritis ka 7 bar. Busilica je snabdevena otpra!iivacem.
68 69
Tehnicke karakteristike buSilice HGW i GW-81
Tabela 19
/l61/j/ HGW
GVV-81
1100
1250
4650
5700
- maksimaIna sirina, mm
1900
2000
- maksimaJna visina busenja u horizontalnom polozaju, mm
2350
1800
- minimaIna visina bUSenja, mm
520
- potrosnja vazduha pri 6 bara, m 3 /min.
8,5
Tehnicki podaci Cllind8( 1a polrnal(
Agregar u pomak
.;411111'\
- ukupna masa, kg duZina u po1ozaju bUSenja, mm e,l/ndar za naglb Clhn~r ?a pod1zanlt'
.
prikljucak, mm - brzina busenja, m/h maksimalna dubina busenja, m
7,0
38
38
6-16
4-12
80
100
tip busaceg cekica
GK-22.88
GK-22.88
- precnik cekica, mm
75
75
19
21
85,88
88
70,90
70,90
1,5;2,0;3,0
1,5; 2,0; 3,0
2-4
2-4
- precnik busacih kruna. mm
II II
II
tI
n
Busaci cekic
masa cekica, kg
11
iI
BUSace cevi - precnik cevi, mm - duzina cevi, m Pogon tocka - brzina kretanja. km/h
c SI. 54. Lake domaee pneumatske busilice sa uronjenim bUSacim cekicem. a) HGVV, bJ GVV-81, c) uronjeni-dubinski cekic GK-22.88.
I
I
29,4
Encrgija udara klipa (J)
3
0
4,5
2,9
4,2
3,12
1800
76
105
M-1900 UK
6,8
4,8
1780
98
105
M-48
21
5,7
1620
96
105
P-I05
31
7
1250
152
125
P-125
Brzina busenja, m/min.
Masa, t
a~
= 206-240 MPa
0,107-0,229
-x 1,4x2,1
3,2xl,4xl,88
0,33
(kre~njak)
0,257 (granit)
3,8
34
44
5500-11000
Sila potiskivanja, KN
6860-15200
5,5-8,2
100
0,257 (granit)
8630
12-15 12-15 do 183
. 110
konstrak~n
105-165
Kompejr
114-165
r m a
Tabela 21
110
16
1150
412
200
end majlllng
56
12
1275
314
160
'
-.l
I' 20 ,
Tabela 20 P-160
Engleska
10
5:J
1900
137
155
M-32K
Atlas Copeo
F
Svedska
10,3
Gabariti, m
12,2
5,9
1900
137
150
PK-150
lngersol rand
SAD
Pogonska snaga, KW
Pritisak komprillliranog vazduha, GPa
Potrosnja vazduha, m /min.
Dubina busenja, m
3
1,2
2010
64
105
P-·1-75
SSSR
TEHNICKE KARAKTERISTlKE BUSILICA SA DUBINSKIM CEKICEM, STRANIH FIRM1
Ugao nagiba od vertikale,
Prccnik busotine, min
l'okazatclji
:'vlasa, kg
1n'/lIlin.
I'otrosnja vaztluha
Snaga udara, KW
1800
75
I'rc0nik krUllc, 111m
llroj udara klipa, min- 1
P-75
Pokazalclji
TElINICKE KARAKTERISTlKE NEKIH DUBINSKUl CEKICA
-.J
o
73
J
Telmicke karakteristike dubinskog cekica COP 4 dui:ina cekica precnik precnik ldipa hod ldipa masa cekica potrosnja vazduha pri pritisku
od 6 bara
a pri pritisku od 10 bara
_ maksimalni kapacitet ispiranja:
-
pri 6 bara pri 10,5 bara
985mm 93mm 66mm 120mm 36 kg
1 \
3
3,6 m /min. 6,6 m 3 /min. 6,8 m 3 /min. 12,0 m 3 /min.
Rotacioni motor BBR 4
L-l
-11
\
_ maksimalni obrtni momenat na startu - obrtni momenat - potromja vazduha - masa motora
o----=--tf.,J;l 6
90dNm 70dNm 2 m 3 /min. 82,5 kg
SI. 55. novn; tip bu~ilice BVB 25 sa dubinskim cekicem: A - laneani lafet. B - uredaj za rotaciju. C za bu~enje. D - dubinski cekiC COP 4.1 - prednji tockovi. 2 - kornandni uredaj. 3 - hidrauli· lumpa. 4 - oslond. 5 - mazalica. 6 - konzole. b) dubinski eekic COP 4. 1 - navoj za spajanje telo bu~ceg cekica, 3 - klip. 4 cev za dovod agensa za odstranjivanje nabu~nog korn, 2 ijala. 5 - kruna. cl op~t; izgled dubinskog eekica.
Tabela 22
icke karakteristike busilice BVB 25
:a se sastoji iz:
aCih jednooso\~nskih kola na gumenim tocko~ma.
ta BMM sa lancanim uredajem za pneumatsko potiskivanje i izvlacenje busacih
i. ~ceg cekica COP 4. BBC -100 odnosno BBC-120F.
na bUSenja do 50 m.
la busenja 10-20 mill. za~sno od karakteristika radne sredine.
i busilice: busilice
a a sa !afetom u po!olaju za transpon
oso~ne
od tla
805-1325 kg 3040 3430
mm
1600
nun
2050 370
mm
mm mm
Telmicke karakteristike bu§lice BRH 80-36 _ _ _
sila potiska brzina prodiranja bUSacih cevi brzina izvlacenja bUSacih cevi precnik bUSacih cevi dui:ina buSaCih cevi broj cevi u saruru precnik bUSenja max. dubina bUSenja obrtni momenat rotacione glave broj obrtaja buSaCih cevi mogucnost busenja pod uglom
- snaga motora - kapacitet kompresora
pritisak vazduha
specifieni pritisak gusenica na tlo
brzina kretanja masine
- tezina busilice
~_ mogucnost sav!adivanja uspona
-- kapaci tet otprasivata
I
80kN 0-30m/min. 0-30m/min. 76,1,88,,9 mm 4,Om 8kom.
90-130(150)mm 36m 0-420dNm 0-90o/min. 0-85 (0) 78KW
10,5 m 3 /min.
7 bara
0,6 kg/cm 2
3,Okm/h
18 t
30%
1500 m 3
'1 ~
1 \1
1
q
1 'J
1 '1 ~
74
75
0>(
1
~1r---=:2--i~N-IT1l1nlr"l:iI---r
n
I
'":r:
W
0::
'" ~
u
;,;;
c
D
~
~
C
·u ° ~
I
.§ C
I
~
. i' .
:; :0
;:
on
Il"I
Vi 009E:
-
--
"------,..---~
S1.56. al
Op~ti
izgled
bu~ilice
Bva 25 opremljene sa kolektorom
pra~ine
-
otpra~iva~em;
bl deta/j otpra
~ivaca.
~
.
5.9. TESKE SAMOHODNE BUSILlCE
'II.
:,-:.. ,,1 .11
'" ..." ~
t ,.'"
10
i
J
Imaju u sastavu pneumatski dubinski bUSaci cekic teSke konstrukcije, na koji se mogu stavljati rami tipovi krona za buknje u uvisnosti od fizicko-mehanickih i tehillc kih karakteristika radne sredine. Na sl. 57 prikazana je teSka kombinovana maSina za busenje minskih busotina Drillmaster DM-3, firme ingersoll Rand - SAD. Masina je postavljena na gusenice sa tornjem koji se moze postaviti u vertikalni ili kosi polozaj (do 30°). Snaian rotacioni motor radna glava, smeStena je na tornju i sluzi za zaokretanje dubinskog cekica pri udarno-rotacionom bUSenju, ill obrtanje busa cih sipki sa trokonusnom krunom kod rotaclOno-udarnog iii rotacionog busenja u zavis nosti od iZJ~ranog sistema busenja. Spustanje i dizanje busacih sipki i njihova zamena olaksana je hidrauiicnim ure dajima sa kojima se vrsi prihvat busacih sipki. Pored usisivaca prasine, koja nastaje pri busenju. masina je snabdevena posebnim orositeljem u cilju smanjenja zapraSenosti vaz duha oko masine.
77 76
Tehnitke karakteristike bu~ilice "Drillmaster" sa dubinskim tekicem DHD-I090 ("ingersol Rend" - SAD) Op§te karakteristike:
~
_ neto masa busilice (bez pribora) - brow masa _ 'lisina sa dignutun tomjem _ 'lisina sa polotenim tomjem _ duZina sa polotenim tomjem - radna sirina _ §irina gusenica
- duZina sipki
_ duZina cekita sa krunom
_ dubina btiSenja
:".,
40,85 t 45,85 t 1:).,1.0
4,OOm 11,70 m 5,73m O,76m oko 10m 1,69m 40,0 m
Rotaciona glava
-7
896 kg
SI.57. Te~ka bu~ilica "Drillmaster" Ingersoll-Rand: 1 - postolje, 2 - toranj, 3 - lIodice radne glalle, 4 radna glava, 5 - kompresor, 6 - kabina, 7 hidraulicne stope, 8 - pumpa. bl bradallicasta kruna za dubin.ski ~ekic.
Karakteristike nekih tipova dubinskih
eekiea ftrme
,,Ingersol rend" - SAD
- neto masa
_ pogon; dva paralelno vezana vazdusna
motora (reverzibilna)
_ odnos prenosa zubcanika
_ regulisanje brzine vrsi se uljem pod
pritiskom
_ rokovanje je daljinsko, pomocu
komprimiranog vazduha
Tip cekiCa Karakteristike
DHD-27S DHD-325 DHD-400 DHD-500 DHD-1060 DHD-I090 Pre~nik
krune, mm
Broj udara klipa ud/min.
120 121
152 165
118 191
226
152 165
229
1000
1000
1000
1000
1000
7.0
7.0
7.0
7,0
7,0
7,0
7.7
9.1 130
11.2 1.52
11.0 184
132
11,0 184
Pr itisak kom primiranog vazduha. bara Ukupna potrosnja vazdu lIa pri pJitisku od 7 bara Precnik cckica. mm
108
Dunna cekica sa krunom. mm
1270
13-10
1540
1650
7U 11.7
1072
168.~
266.5
1369 182,9
1692 242,6
21.8
;O.~
57.5
25.0
60,3
~lasa
cekica. kg
~!asa~.kg l~T<>
- _ _
broj kompresora tip kompresora
pritisak komprimiranog vazduha
kolicina vazduha
pagon kompresora; elektroili dizel motorsnage
~
\
~ \1 ,J
II'
;, 2 HL900 8 ban 25,5 m3 /min.
184kW
Ucinak busenja
229m _ precnik bUSenja brzina buscnja, (krecnjak, f= 10-12), _ pri pritisku vazduha od 5,6 bara _ pri pritisku od 10,5 bara _ ukupna potrosnja vazduha (buSenjc i iz duvavanje) pri pritisku od 7 bara
i
24,6:1
Kompreso r
Tabela 23
\
4,5 m/h 9,0 mth
11,Om"jmin.
\
79
78
5.10. SAMOHODNE BUSILICE SA HIDRAULICNIM CEKICEM
Vee je range receno da se hidraulicni butlci cekici, zbog niza svijih prednosti u odnosu na klasicne - pneumatske cekice. sve vise primenjuju na povdinskim kopovima. Kao i pneumatski, i hidraulicni bUSaci cekiCi. mogu biti: -: na povrSini (na katarci). ...: dubinski - uronjeni:
Telrnicke karakteristike: 0,081 N/mm2 350mm 2,7 km/h 50KN 0 30
duZina (za kretanje cekica) - max sila posmaka - max sila podizanja max brzina kretanja cekica
4400mm 13KN 13KN 0,56 m/s
Hidraulicni cekic - tip cekica - masa cekica snaga udara - broj udara - broj obrtaja sipki max obrtni moment
COP 1238LP 150 kg II kW 3000-4800 ud/min. 0-110 ob/min. 4kNm
Dizel motor - sa turbo punjacem - snaga pri 2300 ob/min.
Deutz BF 4L 913 69kW
XA50 SOljs
Hidraulicni sistem jedna pumpa sa promenljivim i tri sa stalnim kapaeitetom - max radni pritisak zapremina hidraulicnog sistema _ zapremina rezervoara za hidraulicno ulje
210 bara 210 1
160 I
Transportne dimenzije - _ -
Lafet
24V 2x 12 V, 88 Ah 1301
Kompresor - tip _ max protok vazduha pri pritisku od 7 bara
Na 51. 5.8 prikazana je hidraulicna busilica na gusenicnom postolju ROC 512 HC-OO: sa hidraulicnim cekicem na katarci, Svedske firme ,,Atlas Copeo". Njene teh nicke karakteristike su:
- specificni pritisak na tlo - visina od tla (klirens) brzina kretanja - vucna sila - savladivanje uspona
_ elektricni sistem - akumulatori _ rezervoar za gorivo
sirina duZina (sa lafetom)
visina bez otpraSivaca
visina sa otpraSivacem
2400mm 7000 mm , 2400mm 2785 mm
Pribor za bu!!enje - bUSace sipke R32
- precnik krune
bUSace sipke T 38
- precnik krune
32 x 3050mm 48-64mm 32 x 3600 mm 64-89mm
Dodatna oprema - otprasivac
sadcr za sipke
instrument za merenje ugla busenja
_ oprema protiv zamrzavanja
uredaj za sprecavanje zaglavljivanja
i uredaj za spasavanje ako dodc do
zaglavlj ivanja
_ hidraulicni drzac busaceg p(bora
DCT 8001 F 4-5 sipki DSA - 81
80
81 . hidraulicni oslond - hidraulicni vitao.
Lafet s.e sastoji od nosetcg rama sa gusenicama, katarke sa bu~cim ceki6em, hidraulic nog i vazdusnog s.istema za manipulaciju i sistema za otpraJivanje. Bubfi eekic je te§ce konstrukcije sa zavisnom rotacijom. Udari klipa preko usadnilca, spojnica i lipki prenose se na krunu za buSenje. Krune za bUSenje su sa ukdtenim secivima, krstaste' iIi sa ,,x" secivima. U toku rada busilice, kompresor i lafet su odvojeni, a komprimirani vazduh do vodi se crevom ¢76 mm i duZine 25 m. BusaCi cekic troSi oko 15 m 3 /min vazduha. Maksimalna brzina kretanja busilice bez kompresora je 6,4 km/h. Swavni dec busilice je i bubfi probor ito: usadruk, spojnice bu~ee sipke ¢32 rum, i duZine 3,0-3,5 ill. Komprimirani vazduh proizvodi kompresor, koji pokreee dizel motor od 147 KW. Na st. 59 prikazanaje "Crawlir-ir busilica.
51.59.
SI. 58.
Op~i
izgled
bu~ilice
"Crawlir·ir".
Bu~ilica ROC 512-HC-OO sa hidraulifoim fekieem oa katarci. al d~talj hidraulifoog ¢ekica.
Teh.nicke karakteristike:
5.11. SAMOHODNE BUSILICE ZA SEKUNDARNO BUSENJE Za busenje minskih busotina u vece negabaritne komade za sekundarno usit. njavanje. iii za busenje etainih neravnina - pragova na povrsinskim kopovima, upotreb. Ijavaju se samohodne mobilne busilice manjeg precnika busenja. ledna od takvihje busi. Iica tipa .. CRAWLAIR" firme "Ingersoll Rand"- SAD. Ova busilica je samollOdnog tipa. i sastoji se od lafeta i kompresora koji su medusobno povezani polugom za \'\Jcu.
precnik busenja - pogonska energija - radnl pritisak - potrosnja vazduha pn pritisku od 7 bara - nacin
89mm komprimirani vazduh 7 bara
15 m 3 /min. gusenice
h'
83
pogonski motor - snaga !notura kapacitet komprcsora - masa bUSaceg cekica "DA-4S" - brzina kretanja sa kompresorom
GM-6-61, dizel
I29KW 17,0 m 3 /min 99 kg 4,8 km/h
5.12. OSNOVNI FAKTORI TEHNIKE BUSENJA
Osnovni principi tehnike busenja vaze za sve vrste bUSacih cekica i m~ina. Pot. rebno je zapravo, materijal na dnu busotine zdrobiti, razrezati i usitniti, sto se ostvaruje stalnirn kontaktom alata za bUSenje sa dnom bugotine, a zatim taj zdrobljeni materijal odstraniti sa dna bu~tine. Kontakt sa dnom busotine se ostvaruje stalnirn pritiskom na alat za buSenje. Taj pritisak je razlicit, u zavisnosti od nacina bUSenja, vrste busace masine i karakteristika radne sredine u kojoj se bUSenje izvodi. Radni element, krona za busenje nalazi se pod dejstvom tri sile, ito:
- staticke sile osnog pritiska,
- dinamicke sile udara klipa,
- sile rotacije.
voIjan dIeto ce odskakivati sa dna busotine, a ukoliko je pritislK preveIiki dleto ce se te Sko zaokretati. I u jednom i u drugom sIucaju efekat bUSenja ce bili mali. Za dobar rad bUSace m~ine potrebno je ostvariti optirnalni pritisak na alat za bUSenje, to jest onaj pritisak po kojem se postiie najveca brzina busenja. Kod manjih bUSacih masina i pri rucnom radu optimaIni pritisak se teSko ostvaruje, jer na busili cama ne postoje memi instrumenti koji bi pokazivali vrednost osovinskog pritiska, paje to prepusteno samom buSacu da osni pritisak reguliSe po svom nahodenju. Zbog toga nije redak slucaj, da se dnevni ucinci i brzina bUSenja sa istom busilicom i u istoj radnoj sredini razlikuju i do 30%. Kod Iafetnih i sarnohodnih savremenih busilica, optimalni pritisak se skoro uvek moZe postici, a kod teskih busilica nO\ije proizvodnje renm bUSenja je automatizo van i kompjuterski se podeSava u zavisnosti od fizicko-mehanickih i tehnickih osobina radne sredine. Osovinski pritisak izrazava se u KN/precniku krune ill u KN/cm precnika krune. U zavisnosti od karakteristika radne sredine i drugih faktora kreee se od 0,3-10 KN/cm precnika krune. Na sl. 60 dataje zavisnost brzine bUSenja, udarno·rotacionim postupkom, od osnog pritiska za stene razlicite cvrstoee. mm/min 170'1- - - - - - - - r [ - - - - - - - - y - - - - - i 901
7/ w&g~1
Udarci klipa po temenu dleta su velikog intenziteta i ucestalosti, radi cega je ovaj postupak bUSenja moguce primeniti u stenama cvrstoce f= 6-20.
t 390
160
5.13. REZIM BUSENJA SI.60.
ZavisnoS1 brzine
Pod relimolll bUSenja podrazumevamo sIedeee osnovne faktore: - osni pritisak.
rotaciju braj obrtaja.
odstranjivanje nabusenog materijala.
5 13.1. OSNI PRITlSAK
Da bi radni element za busenje - kruna bUa stamo u kontaktu sa stenom na dnu busolin-:. neophodno je na krunu nsi!! odredt'll pritisak. Ukoliko je pritisak ncdo
I
kriva kriva kriva kriva
bu~nja
od osnog pritiska.
l;za stene sa f= 10-12 2; za stene sa f 12-14 3; za stene sa f= 14-16 4; za stene sa 16-18
l'Cll1~l: udamo-rotacionog bUSenja ne zavisi sarno od konstruk!ivnih karakte ristika busilice i busaeeg cekica, vee i od rei.ima busenja. Na cistu brzinu bUSenja litice viSe faktora kao sto su:
- Fizieko.meh.anicke i tehnicke karakteristike radne sredine u kojoj se busi. IJ stenama veee evrstoce cista brzina busenja, i ukupan ucinak bUSenja se smanjuje.
85
,I., ..
I'recIllk busenja; pri smanjenju precnika busenja od 110-95 mill cista brzi
busenja raste, mekim 2-5%. nll
t1
cvrstim stenama 30-40'lb, u srednje cvrstim /0--15%, u
Smer i ugao nagiba bUSotine utice na izno~enje nabu~nog materijaia, ~to se odrazava na brLinu cistog busenja. Dubina bUSotine i pritisak komprimiranog vazduha. S povecanjem dubine bu~otine raste potrosnja vazduha, pogodava se proces odstranjivanja nab use nog materijala iz bu~otine, narocito za dubine preko 30 m
Broj obrtaja bU~Ceg pribora i broj obrtaja krune. Ukoliko su stene cvrsce, broj obrtaja treba biti manji pri istom broju udara klipa.
druge materije kOja pored iznolJenja nabusenog materijala mote i hemijski delovati na stenu, u cilju povecanja brzine buSenja. Kolicina agensa za odstranjivanje nabuSenog rna. terijala moraju biti dovoljne za iznoSenje §to krupnijih cestiea. Medutim, kolicina agensa koja se mote dovesti i na dno busotine zavisi od cevcice kroz koju agens prolazi"ili od velicine supljine u §ipci za busenje. Mogucnost iznoSenja nabuSenog materijala iz busoti ne u odnosu na velicinu cestica, zavisi od brzine strujanja vazduha u meduprostoru iz medu busacih ~ipki i zidova busotine, tj. od same kolicine vazduha. Ukoliko je veca ko licina vazduha, a manji meduprostor utoliko je veca bnina strujanja vazduha, a time su i cestice koje se iznose vece. U tab. 24 date su kolicine vazduha koje moramo dovesti na dno busotine, da bi se dobile bnine strujanja vazduha 10,20 i 30 mis, pri datim od nosima precnika bUSotina i Sipki.
Tip busaceg cekiCa; broj udara i energija jedinicnog udara. U mekim stena rna, energija jedinifuog udara krece se do 5 KN/em precnika krune, u cvrs tim stenama energijajedinicnog udaraje veca i krece se od 5-10 KN/em precnika krune.
Tabela 24 PI e en ik, mm BUSotine
Bubtih ~ipld
5.13.2. ROTAClJA - BROJ OBRTAJA Rotacija kod busacih cekica mole biti zavisna i nezavisna. Zavisna rotacija se uglavnom primenjuje kod manjih precnika. Ovde je broj obrtaja dleta odnosno sipki us . kladen sa brojem udara klipa, i priblitno iznosi 1/9-1/10 broja udara. Okvirne bnine su 150-300 obi min. U novije vreme sve viSe se izraduju busilice sa nezavisnom rotaci jom, 5tO znaci da takve busilice imaju pose ban motor za rotaciju, narocito ako se radi o vp-cim prccnicima Broj obrtaja se obicno mote regulisati i okvimo se krece od 60 150 ob/min. Treba naglasiti da je manji broj obrtaja obicno bolji kad se lice izdrZlji vosti alata i pribora i eftkasnosti buSenja. OsJanjajuci se na analize rewltata busenja bUSacim cekicima sa razlicitim bro jem obrta i razlicitim brojem udara kJipa u stenama razlicite cvrstoce, dosio se do zak Ijucka da je za vrlo cvrste stene (f = 14-18) optimalan broj obrtaja n = 20-40, u stena rna srednje cvrstoce (f = 10-12), n = 40-60, i u rrekim stenama (f= 6-10), n =60 90 ob/min. Ova ispitivanja vrSena su sa precnikom krune od 105 mm, i brojem udara klipa od 1900 ud/ min.
5.13.3. ODSTRANJIV ANJE NABUSENOG MATERIJALA
Materijal koji se u procesu bUSenja razdrobi na dnu busotine fXltrebno je ods traniti sto pre, da ne bi na dnu busotine doiazilo do naknadnog usitnjavanja ,.mrtvog mlevanja",jer se time smanjuje brzina bUSenja a radnl organ se nepotrebno haba. Za eksploataciono bUSenje, kao agens za odstranjivanje nabuSenog materijala moze se koristiti komprimovani vazduh. voda, smesa vode i vazduha, smesa vodc i ncke
40 64 75 50 64 75 87 100 64 75
25
37
50
87 100
Potrebna kolicina vazduha, m' Imin, pri bnini
10mjs
20 m/s
0,5 1,6 2,4
Of)
1,4
3,2 4,7
4f)
0,5 1,3 2,0 2f) 4,0
1,1 2,6 4,0 5,8 8,0
1,6 3f) 6,0 8,8 12,0
0,8
1,5
2,3
1,5 2,4 3,5
2,9 4,8 7,1
4,7 7,2 10,1
1,0 3,0
If) 3,7 6,0
2f) 5,6 9,1
30m/s
7,1
75 87 100
60
75 87 100
70
0,3 1,3 2,4
0,6 2,5 4,8
1,0 3,8 7,2
87 100
75
Of) 2,1
1,8 4,1
2,8 6,2
100
80
1,7
3,4
5,1
100
90
0,9
1,8
2,7
150
90
6,8
13,6
20,4
5,7
11,4
9,5
19.1
14,0
28,0
17,1 28,6 42,0
150 175
200
102
If)
87
b6
Tabela 24 (nastavak) Pre¢nilc, mm Bu!iotine
Bu~~ih
Potrebna Icoli¢ina vazduha, m' Imin, pri bnini
10 m/s
20m/s
30 mts
.8,5 13,0 18,0
17,0 26,0 36,0
25,0 38,0 54,0
7,1 11,5 16,5 22,0
14,1 23,0 33,0 44,2
21,2 34,5 50,0 66,3
10,0
20,0 30,0 41,0
30,0 45,0 61,0
otezano je odstranjivanje nabuSenog materijala, naro¢ito u dubokim bu~oti· nama (preko 30 m), jer se cestice prasine lepe na zidove bUSotine i sprecava. ju norrnalno izduvavanje. pogotovu ako postoje spojnice koje su ve¢eg pree· nika od §ipkL
t!~ki
175 200 225
112
175 200 225 250
125
200 225 250
137
15,0 20,0
'e
:;!t
t L ..... N
",,
'.."
..
.
.. . . . .
.,
...
~
.
~
~.
"
....
....
~s;I Ci. ~..,
..... -. , .......
" "'" ...~
,············7:
. ~ ..r ~~
Izbor agensa za odstranjivanje nabuSenog materijala je zavisan od fizi¢ko·meha· nickih i tehnicki uslova, a manje od Zelje da se upotrebi najefikasniji sistem. Smatra se da je odstranji~'anje nabuSenog materijala vodom bolje jer voda: -
sprecava stvaranje prasine. obara cestice silicijumove prasine, oddava povrSine seciva cistim, Wadi dleto, dubina bUSenja nema tako veliki uticaj na brzinu bUSenja, tete dolazi do zagIavljivanja.
-.;
::0
'" 4
6
10
14
16 20
Brz.OQ strujQnjQ VQzduhQ
24
28 30
m/s
51. 60a.
Zavisnost velifine festica koje se mogu izneti iz bulotine od brzine strujanja vazduha.
Mei1utirn, odstranjivanje n,abuSenog materijala vodom moze imati i negativne strane kao: - skupe su instalacije za dm'od vode. moZe doei do ispiranja zidova bu§otine i do zarusavanja busotine, - dolazi do zasicenja vazduha vlagom (u podzemnoj eksploataciji) Uo je stet· no po Ijudski organizam. Odstranjivanje nabuSenog materijala komprimiranim vazduhom je jednostavnj· je i ce~e se upotrebljava, narocito na povrsinskim kopovima i uopSte pri busenju sa po· vrSine. Prednost komprimiranog v3..Zduhaje: - za odstranjivanje nabuSeDog materijala komprimiranim vazduhom obiCno nisu potrebne dodatne instalacije. ':ec nesto ve6i kapacitet kompresora. - busilice su obicno mobt:I:lJC pa se pri busenju gubi manje vremena.
~'7?--.I.ic.aI:2J1i~ C ~ .I~
~--.-'
Nedostaci su; stvaraju se velike kolicine prasine. koje stetno deluju narocito ako u se bi sa· drze silicijum,
SL 61.
Olprasivac oeD 90: 1
uredaj za usisavanje prasine, 2 - usisno crevo, 3 - suvi eiklon,4 - filter,
5 - izbacivac, 6 - vibrator. 7
kolektor - dzak.
,"";;-"
89
Stvaranje vecih kolicina praSme nije poze!jnu jer zagaduje atmosferu. i u mno girn zemljama propisima je zabranjena upotreba busilica bez otprasivaca. Kolicina pra ~ine moZe se smanjiti na dozvoljenu meru primenom:
Smenski kapacitet busenja busacim kolima (mali preenici) maze se izracunati po obrascu: Vb
otprasivaca - ciklona, - dodavanjel1l vodi raznih vrsta deterdzenata kOji stvaraju penu i obaraju cesti ce prasine.
gde
Prvi naein je bolji, i danas uglavnom sve savremene buSilice na povrSinskim ko po\ima imaju uredaje za otprasivanje. Uredaj se sastOji od prstena oko bUSace sipke na uscu busotine, creva i samog ciklona. Na s1. 61 prikazan je otprasivac OCT 90 8vedske firme "Atlas Cop eo": potros nja vazduha je do 4,0 m 3 /min., masa otprasivaea 260 kg.
5.14. ODREDIVANJE KAPACITETA BUSILICA
Vazan pokazatelj bUSacih masina je njen kapacitet koji se odreduje brlinom busenja. 1\1oze se razlikovati:
gde je:
Ism
+ tv)(1 + ko)J
(22)
m/sm; .
trajanje smene. (h)
I pz i To - odgovarajuce osnovno - cisto vreme busenja j pomoeno vreme bUSenja 1 m' busotine, (1Tlin) ko koeficijent koji uzima u obzir normirano vreme za odmor u toku smene =0.1, za ruene: ko = 0,8 za teleskopske; ko 0.07 za busaca kola).
k2 / vo' Tsm, m/sm,
Tsm - Tpe 100
2tl (L
L·L,
Tnz Ls)
t2
t3
,m/sm
+R+L
Nsm
smenski ucinak busilice, m/sm, trajanje smene, min. Tsm vreme za prlpremno-zavrsne operacije, 1Tlin. Tpe vreme nepredvidenih zastoja, min. Tnz - mehanicka brzina busenja, m/min. v - potrebno vreme za zamenu sipki, min. tI dubina busotine, m L duzina busaCih sipki, m Ls - vreme potrebno za zamenu krune, min. t2 vreme potrebno za premestanje busilice, min. t3 R - trajnost dleta, m.
Vrednost za pripremno-zavrsne operacije: Busaci cekic teleskopski busaca kola
5.15. ODREDIVANJE POTREBNOG BROJA BUSILICA
0.355 0.411 0.773
0,045 0,045 0.23
(23)
Smenski ueinak udarno-rotacionih busilica velikog precnika (busotine) moze se izracunati po obrascu:
gdeje:
- To)
kl
koeficijent jednovremenosti rada busacih eekica, koeficijent iskoriscenja busatih kola u toku'smene, krete se u rasponu kv 0,5-0,75, kp - koeficjent koji ulima u oblir premestanje busacih kola sa eela na eelo radilista (kp = 1,0 ako se kola ne premestaju, kp = 0,7-0,8 akose kola premestaju), nb broj busacih cekica,
kl koeficijent koji uzima u oblir vreme za zamenu krune,
k2 koeficijen t koji ulima u obzir vreme za pomoene operacije,
cisto vreme busenja, m/lTlin.,
vo Tsm - traajanje smene, h
;-+
Za busilice malog preenika (minske rupe) smenski kapacitet buslice moZe se odrediti preko fomwle:
60 (Ism -
. kv' ~ . Ilb/ 1
kO
N sm
mehanicka brzina buSenja.
komercijalna brzina busenja,
- racunska - teoretska brzina busenja,
tehnieka brzina busenja.
Vb
= 60· ko
Potreban
buSilica na nekom rudniku zavisi ad:
proizvodnje rudnika. m 3 fiLi(:ko·meilanickih i tehfllcklh karakleristika radne srdine,
(24)
'10
'II
konstruktivnih karaktcristika busiltce i njene mehanicke brzine bUSenja,
m/h,
broja radnih dana u godini,
broja smena,
zahtevane granulacije miniranop' nr()izvoda,
drugih faktora.
II svetski rat, konusnc ozubljene krune primenjene su i l1a povrsinskim kopovima za bUSenje minskih busotina. Posle II svetskog rata ovaj sistem busenja se naglo razvio,jer u uslovima gde je primenljiv, ekonomicniji je od ostalih postupaka buSenj", tako da danas u mnogim zernljama sveta predstavlja osnovni sistem bUSenja minskih buSutina. II tab. 25 prikazana je zastupljenost pojedinih sistema bUSenja u SSSR-u, a u tab. 26 zastupljenost stena sa koeficijentom cvrstoce (t).
Potreban broj busilica moze se sracunati po obrascu:
Tabela25
QgOd.
N '"
V. k - L - 'Vb 'Tg
' kom,
(25)
1965.
gde je: N potreban broj busilica, kom.
Qgod - godisnja proizvodnja rudnika. m 3
V - kolicina odminiranog materijala po bUSotini, m 3 .
L duzina busotine sa probusenjem, m
Vb - mehanicka brzina busenja, m/h
Tg - godisnji fond efektivnih casova rada busilice
koeficijent rastresanja materijala.
k Potreban broj busilica moze se odrediti i po obrascu:
N gde je: N
1970.
1975.
1980.
mil.m'
%
mil.m'
%
mil.m'
%
mU.m'
%
Udarno
752
47,4
80
4,4
65
3,0
55
2,0
Rotaciono-spiralno
240
19,8
380
21,2
120
6,0
200
7,0
Rotaciono-udarno sa trokonusnim krunama)
322
26,5
1165
64,8
1580
75,0
1890
70,0
70
5,8
150
8,4
250
12,0
470
16,0
Termicko
6
0,5
25
1,3
85
4,0
135
5,0
Ukupno;
1200
100
1800
100
2100
100
1750
100
Udarno-rotaciono
k'Q n' p. M ' kom.
Obi m pro i Z v 0 d nj e Sistem builenja
(26)
potreban broj busilica. kom.
Q
dnevni kapacitet sekcije. bloka ill celog kopa, m 3
koeficijent koji uzima u obzir neophodnu rezervu busillca n broj radnih smena u toku dana
P - smenski kapacitet busilice, m'
k
M-
Tabela 26
kolicine materijala po m' busotine. m 3 , m 3
Zastupljenost sa koeficijentom (f) Godina
6.0. ROTACIONO UDARNO BUSENJE 6.1. BUSENJE MINSKIH BUSOTINA KO~USNIM
OZUBUENIM KRllNAMA
Busenje minskih buSotina. punog preseka. konusnim ozubljenim krunama prvo je primenjeno pri buscnju i eksploatadji r,arle u Istocnom Teksasu SAD. Pred
Masa mil.m'
do 6
1965
1200
565
200
145
180
30
1970
1800
690
415
290
235
45
1975
2100
520
700
380
275
65
1980
:2750
600
900
535
440
75
6-10
12-14
14-16
preko 16
17 tabel::! 25 i 26 vidi se da su najzastupljeniji sistemi busenja rotaciono-udami i udarno·rotacioni. U cesce stena sa koeflcijentom cvrstoce f = 6-16 iznosi prcko 60% od ukupnih mas:!.
9~
93 6.2. TEORETSKE OSNOVE RAZARANJA STENA
ROTACIONO-UDARNIM POSTUPKOM
.'
Karakteristike ovog postupka bu~enja proizilaze iz konstrukcije same krune za bu~nje. Proces razaranja se obavlja pod dejstvom osnog pritiska kojim se kruna op terecuje, i rotacije celog pribora za burenje i svakog konusa ponaosob. Pod dejstvom osnog pritiska obezbeduje se kontakt zuba krune i stene na dnu buwtine izazivajuci visoku koncentraciju naprezanja u steni na mestu kontakta. Ukoliko je koncentracija naprezanja, tj. osni pritisak dovoljan, doci ce do razaranja stene na mestu kontakta i utiskivanja zuba u stensku masu. Rotacijom krune za buknje preko busacih sipki, izaziva se rotacija svakog konusa oko svoje ose, ciji zubi na razlocitim mestima dna busotine ostvaruju kontakt sa stenom razarajuci tako citav pr?fLl busotine. Kontakt izmedu p'!jedinih zuba i stene vreme nski traje vrlo kratko (oko 0,02 s)
a
V<
~ ,c;
c
h
izazivajuci veliko opterecenje stene na mestu kontakta, sto u zavisnosti od konstrukcije zuba ima karakter udara u na stenu. Ovo znaci, da i ako se buknje konusnim ozubljenim kruna rna u literaturi testa deklariSe kao ro taciono busenje, one ima odlike raza ranja udarom (narocito krune sa du gackim i ostrim zubima) i ta omogucuje primenu ovog nacina buse nja k1asicnim alatom za bUSenje u ob· liku ribljeg repa. Sam mehanizam razaranja ste ne na dnu bUSotine tj. utiskivanje zuba krune u stenu teoretski je objasnjen, a sarna priroda utiskivanja zavisi od kon strukcije i oblika zuba. Na sl. 62 data
SI. 62.
je Serna razaranja stene na dnu busoH ne krunama sa dugim i relativno os trim
Serna razaranja stena na dnu buwtif'e zubima krune.
zubima. Dubina utiskivanja mba u ste· nu (h) zavisi od osO\inskog pritiska (P os) karakteristika radne sredine wlicine. iblika i koraka zuba (t z ) - ukoliko je osovin. ski pritisak nedovoljan, ili je jako veiki korak mba (t z) dubina utiskivanja zuba (h) ce biti mala imace karakter ..struganja" a ne razaranja pa ce i ucinak busenja biti mali (sl. 62a).
Suvi~ veliki osni pritisak na dleto dovodi do prevelikog utiskivanja zuba u ste nu, pri cemu susedni zubi ometaju slobodnu deformaciju dela stenske rnase, nabukni
materijal se blagovremeno ne odstr.mjuje, dolazi do "mrtvog mlevenja" pa su u~inci buknja takode mali. S1. 62 (c). U tim uslovima treba smanjiti broj obrtaja i pobolj~ti proces odstranjivanja nabu~nog materijala. Najbolje busenje ce biti ako je dubina utiskivanja zuba u stenu (h) jednaka koraku zuba (t z ), s1. 62 (b). 0 karakteru rada krune more se zaklju~ivati i po krupnoei nabuSenog materijala.
6.3. KONSTRUKCUA I RAJ) KONUSNIH
OZUBUENIH KRUNA
Principijelna serna i izgled trokonusne krune dat je na st. 63. Krona se sastoji od tela krune (1), Sape (2) na koju je pricvrscen rukavac (3) koji na sebi nosi konus (5) koji se na valjkastim (4) i kuglicnim (6) lezajevima mogu slobodno okretati. Na bo~nim
Tip H,HS
~
~L:
~
...,~~rr t<.
5<1·
Tip II
Tip 1, Til
Tip ST
Tip S
'\
t,1*
50-5
•
~$t&~&cl ~~~'~~ 4 i~6
4
5
!
@
.AAA~ 51. 63.
Trokonusna kr'ma; 1
telo krune, 2 - ~pa, 3
ni lezaj, 7 - 0'01", agensa, 8
rukavac,4 - valjkasti Ielaj , 5 - konus,6
kuglit·
zubi; b) Polozaj ose konusa prerna osi krune za pojedine tipove krune.
stranama konusa po odredenom rasporedu postavljeni su zubi (8). U zavisnosti od broja Sapa. odnosno konusa ka kruni, krune mogu biti: jednokonusne, dvokonusne, trokonus ne visekonusne. Za busenje minskih bU50tina na povrsinskim kopovima uglavnom se
95
, I ••
pnmCDJUJU {fokonusne krune. Gornji deJovi Sapa su mcdusobno sjedlIljeni i obrazuju konus na koji je narezan navoj za spajanje sa teSkom busacom sipkom. U zavisnosti od vrste i tipa krune, od velicine i oblika zuba kao i od ugla zaostrenosti, odnosno zaoblje nosti zuba, rasporeda zuba na kruni, osa konusa u odnosu na osu krune postavlja se pod
razlitHim uglovima, 51. 63 (b). Busenje trokonusnim krunama, vdi se tako, lito se osovinski pritisak i obrtni momenat od radne glave na katarci, prenosi preko bUSacih sipki na krunu koja se obree. Konusi koji se odupiru 0 stenu na dno bUSotine, zajednosa krunom, obreu se i oko svo jih osa. Prj tome se pod dejstvom osnog pritiska, zubi koji se nalaze na povrsini konusa Uti5kuju u stenu na dnu busotine i razaraju jet NabuSeni materijal sa dna busotine, ods tranjuje se pod pritiskom komprimiranog vazduha ili vode, koji se dovode kroz suplje bUSaee sipke, i specijalnim kanalom u Sapi dleta. Agens za odstranjivanje nabusenog materijala sluti i za hladenje dleta.
6.4. IZBOR TlPA KONUSNE OZUBUENE KRUNE
Konusne ozubljene krune izraituju se za busenje stena razlicite cvrstoee. Krone za bUSenje u me kim i srednje cvrstim stenama izradene su sa celicnim zubcima zajedno sa telom konusa. a za bUSenje u cvrstim i abrazivnim stenama, konusi su izradeni sa zu bima od tvrdih legura. razlicitog oblika koji su utisnuti u telo konusa. Danas se u svetu proizvodi viSe tipova kruna po velicini i obliku zuba. Za bUSenje u mekim stenama gde su potrebni manji osni pritisci primenjuju se krune sa celicnim, ostrim i dugackim zu bima sa velikim korakom izmedu zuba. Za busenje u tvrdim i cvrstim stenama primenju ju se krune sa tupim i niskim zubima u obliku tupog klina iii polusvere. sa manjim ko rakom izmeitu zuba. Na sl. 64 prikazani su neki tipovi kruna. U principu. za svaku vrstu stene treba birati krunu sa duZim zubima, ako ona mote izdrtati potreban osni pritisak.. jer se duzim zubima postize veei obim razaranja. U suprotnom. dobijaju se losiji rezultati bUSenja, a krune za bUSenje u vrlo cvrstim ste nama su neupotrebljive za bUSenje u mekim sredinama. Utiskivanje zuba u stenu na dnu bustone vrsi se pod uticajem osovinskog pritiska na krunu. Ovo utiskivanje nije proporci. onalno pritisku. U pocetku zubi se utiskuju u stenu vrlo spor~. i pored toga sto specific· ni pritisak. dostize vrlo visoku vrednosr. Sporo utiskivanje zubaca produzava se do kritic· nog pritiska (Pkr ) odnosno do momenta kada osovinski pritisak postane veei od otpora stene na utiskivanje, kada dolazi do vrlo brzog, cak trenutnog razaranja. Za razlicite stene potreban je raz!icit osovinski pritisak, i to za celo vreme busenja.
p.
•
';
51. 64. Trokonusne krune; al Zil rneke stene, bl za tvrde i evrs1e stene, cl presek konusa sa izgledom leiaja, dl krune sa detalj,ma ld ocsHanjivanJe nabUSenog matedjala, cl oblik zuba za busenje u Nrdim j evr' s1im stenama.
q(;
97 U zavisnosti od tlzitkll-r:·chafHe'klh I tehnickih karakteristika stena kao sto su: nrJo"::a_ cITstoca, abnllJmosL [J'puc'alos! I dr, postoji vise !ipova dicta sa odgovaraju tim oznakama, U SSSRu u d!c:l~ imaju sledece oznake tab, 27, Tabela 27 Koeficijent cvrstoee, (f)
dl~fa
Plasticne. meke
2-3
M,MS
Kruto'plasticne. male do srednje cvrstoce
4-6
Kruto·plasticne. delimicno abrazime i c;vrste
Karakteristika stena
l'
L: tab, 18 data je oblast primene pojcdinih vrsta kruna i za SSS-a,
U Americi vcliki broj firmi kao sto su: HUGNES, SMITH, REED, DRESSER i dT- proizvode trokonusne krune za busenje na povrsinskim kopovima, precnika od 130,2 -445,5 mm, ~aj teSce se koriste precnici od 171,4-311 J. mm (77 ,5%), Oplite oz nake tiDO\'a kruna i njihova oblast primene je: Omaka A
za meke stene koje se lako buse (Skriljci, g1ine, soli, betoniti i dr.).
Omaka B
za meke stene sa uklopcima srednje tvrdih (nevezani ill slabi skrilj d. anhidridi).
S,5T
Omaka C
za srednje tvrde i meke stene (skriljci, meki kreenjaci, gips, slabo cemen tovani peseari).
6-&
T,TK
Omaka D
za srednje tvrde stene (skriljci, gips, meki kreenjaci peseari).
Krte, woma cvrste i abrazivne
8-14
K
Oznaka E
tvrde i srednje tvrde stene (tvrdi skriljci, krecnjaci, tvrdi anhidrj·
K rte. iZlIzctno cvrste i abrazime
14-18
OK
Oznaka G
tude stene sa uklopcima mekih (tvrdi skriljci, tvrdi kreenjaci. meki dolomiti),
Oznaka H
tvrde stene (vrlo tvrdi Skriljci, tvrdi krecnjaci, dolomitizirani !cree-
OmakaJ
(vrde i abrazivne stene mi t i, piriti. tvrdi pescari),
Oznaka K
\rJo tvrde i abrazivne stene (tvrdi i abrazivni krecnjaci i dolomiti,
1100
----J'-----,-----:;, ~i
.:.: - 80)
'"
.:.:
dolomitizirani krecnjaci, tvrdi dolo
t\'fdi pescani skriljci, kvarciti, graniti i dr.).
c: <.)
" '"o
0..
6.5. REZIM BUSENJA M
MS
S
ST T TK K OK lip dlela _ _ _ _ _ __
p
(;
S1.65, Potreoan specifitni pritisak za busenje ~ stenama razlicite cvrstoce. b) zavisnosl brzine busenja od Pas za a:~:a ST i MS,
\"3j cesce se
01(
-:::~:J 53 OZLc.~3Illa T, K i OK, Dleta sa oznakallla S, i
S r -C'-':e dok se ostale manje prilllenjuju jer te stene spadaju
u PO-::~L:":je primene rotaciono-sr';:~:':::og bUSerlj:l, \" a sl. 65 prikazaIl je CYfStI.1':C'
busenje
1I SI
Izbor reiima busenja konusnim ozubljenim krunama ima prvorazredni znacaj, kako sa tehnickog tako i sa ekonomskog stanovista. Udeo bUScnja u ceni kostanja jedini ce proiz\oJa je dosta \eliki. a udeo busenja trokonusnim krunama (u ukupno miniranoj masi. ) jt? takode " elJkl I krete se od iz cega proizilazi da rezimu treba rosdJr;~ PoJ [cLlJ;h)'"';" b ~lse~nJa razumeV
razli..:ilc materijala,
49 !
::; .!::;
'"'
:-
I ;:;
I·~·~ 2;:3
I
I
V
V>
o ::'::'0
'-'
i
,
I
s:
'"
V II
OC!
II
00 II
'-'
'-'
'-'
0
J
0
I
N
II
II
I
Poznato je da ovaj sistem busenja zahteva velike osovinske pritiske da bi se jz vrWo utiskivanje zuba u stenu, odno$no da bi se ostvarilo burenje. Prema tome, masine za burenje moraju imati veHku sopstvenu masu: kako bi se ostvaiio veliki osovinski pd tisak, i preko pribora za bUSenje prenco na dno buSbtine odposno na stenu. Priblizno
II
'
'
6.5.1. OSNI PRITISAK
co
r l .....
"
N
0
OC!
'
se moze uzeti da
..;
.,
....
C
0
...>
"0 ~
Q)
.,
Vl Vl Vl '-'
C
~ VI
<:t:
v
l
=E
:l
'" ·C
.:l
;;;'" ...'" '" ;,G
< f-
CIl
~
>
'2
.
-o;S Q)
.... V>
-0
....
:>
.;~
C
co
Pos
'">c
-0
....
....:>
v
~ .~ .... _0 .c '" (j 0
::E
gdeje:
....
'N
'" .c
<> >
'"
.:::; .§
«l
Q)
Q)
C
"0
-0
>
....
-0
";:;
i:.
....
i:.
C :>
'N
C)
Q)
Q)
'" '" '2
~ 'N
.c
:> .~
:> .~
<> ....
.£:;)
.c
...'"
~
....
'" .c 0 "0
.... 0 c.. «l '" ::E
.... '"
"0
....
0
VI
;>
<:t:
tiska Vb = f (P05)' gde je:
Q
:..:J
2
Vb
brzina buscnja, em/min.
Pos
osovinski pritisak, KN/cm.
dok se prema L.A. 5reineru, P.A. Badalo\'u i de. zavisnost brzine burenja od osnog tiska izrazava kao eksponencijalna funkeija vb:; f (Post, gde (n) moze da ima razlici te vrednosti zavisno od stepena odstranjivanja nabusenog materijala. Mnogobrojni opiti su pokazali da pri cost. broju obrtaja i cost. potrosnji age nsa za odstranji\'anje nabllsenog materijala, zavisnost brzine bllsenja od osnog pritiska moze se nrikaz311 krivom u obliku slova "S". Kriva se uslovno moze podeliti na
U-l
L:
U-l
::;;:
:;;,
2
~ ....
'" .... ] .~ ~
~
'"
I
VJ
< ....l
....
U
0
"0
cOl)
.... ..:.:
0
~
<>0
.
~
~
--:
"""
~
hb
-::;J
.g
0
.
~
-::;J
'>
'"e .c....
'0
'0'
~
","0 :> 0
0
..;(
"0
0
.r;;
"0
-;;; 0
.... c..
'0
'on
::l
';::;
....
:::l
..;("0
"0 :::l
'-
.~
)(if.l
'"c '-'
'"
I>
.. e,)
'V>
V> ;;1
.
I
"<> ~"3
:~
;'tJ
<:J
V>
._
'U
C':l
f!)~
-::;J
<> :..J ....
'"
·U
>
'"
',if
"-'
CJ
~~
<~
Q
"0
.
~
c..
c
~
bJl
e'" ~~
tri dela:
~ ..;( V GIl
.s:
pm deo odgovara promeni osovinskog pritiska od nule do neke vrednosti
:~ V>
0
...:
(PI)' pri kome brzina buscnja raste po parabolicnom zakonu, deo odgovara promeni pritiska od (P t ) do (P 2 ) pri kome brzina bu
.8 .,g .9 ."0
senja raste po lineamom zakonu.,
treci deo odgovara promeni (Pos) koji je jos uvek veci od (P 2 ). ali intenzi
Eb
tet orir3313 brzine b:Jsenja se znatno snizava,
'" ""....c g eo r;.o.':
V>
.~
'
N
.-=: ...
c :'!:;\ '" ~ -:J
-
...: 2 ~. .... .c C
e
C
~.::::, ~
;::
:\351. 6('
SU o\·c zav"nosti. kruna mOle da izdrZi daju proizvodaci kruna, i on je zavisan
od velicine lezaja nJ kopma su montirani konusi, a velicina lezaja zavisi od precnika kame Z3 postizani~ efekata busenja potrebno je ostvariti maksimalno 1 on se. ok virno krece:
lI
-
Q
..... 6
'03
.;::
u ..... '" ""C E'"_ <2 ~ on .u '" 0 :> .'" 'u T; .... c.. '"
0'" ]~ '" .~ ~ .... Co.-.;:: c .:.! = '0 .... '" ''-1 .:.! '"c.. .... c u '" '" . ... .!:: .... "0 '2 d0 ~8 .:.!'" <>c: '"'" .5 .~ -.= > '2 l:! ""'" 0 ., ~..:.: eo :::: <.> '" :,) :: .!:: > '" '"....> ..:.: ::; '"'" 0 g .c ~~ "00 .-:= <> '" '" --' - :3 -;;; 0 "2 c .... "2 0 '" 12 .:i :.::2
'"
.~
::0
::) "0
osovinski pritisak, KN tezina bu~iliee, t
precnik busotine, em
koeficijent cvrstocc stena.
Veliki broj autora proucavao je zavisnost brzine busenja od osovinskog prWs
ka. Ta zavisnost se u opstem obliku tcoretski moZe izraziti kao funkcija osovinskog
'"'"
..;(
.c
<:t:
6-7' f D,
;::
c
....
<
(/J
V>
c
Q)
Pos G D f
Z
~
(28)
"0
·U
;:2
(27)
Pos = O,7G, ili
N
C/l
;;L
C/l
:
'"
;;L
;;L
;;L
0
100
10J
If,
m/h
:
-[ -.-.- -b/: .,..
I
~·
,,
!
pE Q
'I
IT,m!h
!
Broj obrtaja pribora, odnosno krune za bUSenje je drugi parametar reZima bu
I
Q
z
P
Pkr Pas
Pos
1;
c
'0
Pos
51. 66. Zavisnost brzine bu~enja od osn09 pritiska pri cost. bro ju obrtaja; al teiretska, bl prema l.A. Sreineru i dr.: 1 _ dobra izduv3vanje, 2 - slabo ;zduvavanje; cI eksperime. ntalna: 1 - kret':njak, 2 - mermer, 3-dolomit, 4 _ gra nit,5 - kvarcit.
4-6 KN 6-10 KN 10-14 KN
14-25 KN/cm
6.5.2. BRO] OBRTAJA
senja, i od njega takoae zavisi brzina bUSenja i trajnost krune. Savremene konstrukcije
, '
.
~
o
Odavde sledi, da krune manjeg prccnika pod nose manji osni pritisak., pa se zbog toga krune sa precnikom od 145 cm smatraju najmanjim prakticnirn prel:nikom krune sa ozubljenirn konusom.
za krune tipa za krune tipa za krune tipa za krune tipa
S,ST
T
K
OK
busilica omogueuju izbor broja obrtaja u granicarna od 0-200 ob/min. Od broja obrtaja krune zavisi braj udara zuba na dno busotine. Sa smanjenjem broja obrtaja smanjuje se broj udara zuba, a time i obim razaranja odnosno brzina bu Senja. Sa poveeanjem broja obrtaja povecava se broj udara zuba u jedinici vremena, pa i brzina busenja. Medutim, sa povecanjem broja obrtaja smanjuje se vreme kontakta zuba sa stenorn, napredovanje za jed an obrt krune je manje, ali s obzirom na veei broj obrtaja, ukupni ucinak je yeti. Povecanjem broja obrtaja od stene se otkidaju manji komadici stene koji su povoljnlji za odstranjivanje, busotina se bolje cisti pa je i brzina busenja veta. Medutirn, kod veceg broja obrtaja lezajevi konusa na kruni bIie se habaju pa buse nje postaje skupJje. Na s1. 67 prikazana je opilta zavisnost specificnog osnog pritiska i broja obrtaja od cvrstoce stena, a na sl. 68 zavisnost brzine busenja od broja obrtaja. ClPos.kH/cm ]Ocfl,ob/mlfl
18 ~'8a-
.
I
i
I
\
16f/6OfIi.
\
LlfOs '- \
["or
\
11 f1.?Or
10~'OO~ 8
8Of.I
n
" /
"
6 50[ .
.
6
8
.
•
" .
-....
.
~
.
10 12 II. 16 18 10 f
51.67.
Zavisnosl specifienog 05n09 pritiska i broja obnaja od t':vrSloCe Slena.
Na osnovu medusobnog odnosa osovinskog pritiska. velicine lezaja i velicine konusa, strucnjaci Americke firme "Ingersoll·rand" dali su ovu zavisnost izrazorn:
gde je:
Posmax.
57 D2. d~/po precniku kru:;c. odnosno
Posmax.
57 D.
d~/crn
Pos - osovinski pritisak, dN D - precnik krune, em,
tj III
Ako se prihvate literatumi podaci, da je za sprovodenje mehanizma razaranja, zuba. potreban \'rernenski interval od prlbliz.no 0,02 s, onda se optimal Z3 busenje moze sracunati iz odnosa:
::400· L\
precnika krune,
110
gde jc:
--Z'D
no - broj
Of
min.
(29)
I
I
102
103 pre cn ik kanusa, em,
broj zuba u obodnol11 veneu konusa,
precnik laune" em,
Dk Z
D "'b. m/ h ""
~---+-----'-
l.mm
rtb. m/ h
-
'0
'0
36
35
31
30
2'U;Y I,YI
5
"
15
3
101 1
15
10
8S0
100 Q
"0
S'· . ,0 60 b
180
n, a/min
80 100 110 "0 n,o/min
SI. 68. Zallisnost brzine bu~enja od broja obnaja; at za razlitite kolicine IIszduha, 1-12 m'/min,2-16,5, 3-24,4-28,5 m'/min; b) zavisnos! brzine bu~nja i jedinicnog napredovanja od broja obrtaja kod razlicitog osovinskog pritiska 1-420 dN/cm, 2-630 dN/cm, 3-B40 dN/cm.
6.5.3, ODSTRANJlVA:\JE NABUSENOG MATERLJALA
c
Odstranjivanje nabusenog materijala sa dna busotine moze biti:
I'
komprimiranim vazduhom.
- vodom,
- smeSom voda,vazduh.
U poslednje vreme, kao agens za odstranjivanje nabusenog materijala cesce se koristi komprimirani vazduh zbog nekih prcdnosti kao: povecava se mehanicka brzina busenja jer komprimirani vazduh dobro cisti
dno busotine.
pogodnijije u zirnskom periodu. kod niskih temperatura.
nisu potrebne instala~ije za vodu,
pogodniji je u susnir.: predelima.
Konusne ozubljene kWl'e koje se hlade komprimiranim vazduhom konstruktiv. no se razlikuju od kruna koje Sf Ill3de vodom.
SI. 69. Zubcaste krune: a) sa centralnim prolazom vazdu ha za izduv8vanje. b} sa difuzorom. cl op~ti izgled difulOra.
Dobro odstranjivanje nabusenog materijala komprimiranim vazduhom, postiZe
se obezbeaenjem odgovarajuce brzine strujanja vazduha u prostoru izmeau bu!!acih sipki
j
zidova busotine, Ova brzina postize se podesavanjem odnosa izmeQu kapaciteta
kompresora na busilici. prc.:nika krune-busotine, i precnika busatih sipki. PotrebE" kolil:ina \aJollha za odstranjivanje nabusenog matcriiala moze se izra· cunati iz odnoS3:
ID~
) , " , 60 /min,
-+
u;
(30)
lU4
105
0\ N
v'"
D:)' v.
Q, '" -P,I
-{il E-<
Q v -- potrebna kolicina vazduha, koja je kod vee poznate busiliee odredena kapacitetom kompresora na busiliei, m 3 Imin. I Ok precnik krune, em,
gde
v
Ds
47~vV'
'" '" 5-3 0-0
"<:
~
Ii'
o~
!:: ~
>
.-.. cr: Vl
.,'"
Vl Vl
----( ;:is
:
"'..-,.
~ cr:
-86
~
'r:l ....
~
Z
;:'
w
~
~ O~
~
:J
02
o 6
12
1£
00
Vl" E-<"
V")
N~
o
~o ~~
",---
~
E-<~
VlE-< E-<"
r.n
!Xl
t3
<>
It)
t:;~
...... I
~~
B
E-
-0
~:r :i
.!!l
'"
~
:E.~
-(
'
U-l
.... c.. .... 5i
SI. 70.
v",
M
I
~
o
N N
I
N
o
o
N
M
o
oV") ......
'7 r--
....
oV") ......
o
o00
~I
8N J V")
-
J
o
o
V")
I
00
oV")
-J oN
00
o
t:;~
r.n E-<"
o
~
al Zavisnost brzine bu~enja od kolicine komprimiranag vazduha pri bu~enju u krecnjaku sa asavinskim pritis. kom ad po. ~ 940 dN/cm, pri razlicitim brojem abrta dleta: 1, n = 66 a/n,in, 2-88,3-132,4-176 o/min. b) Zallisnost jedinl~nog opadanja brzine bu~enja ad duo bine bu~otine za razli~ite koli~ine komorimiranog lIaz ha pri Pos ; 950 dN/cm i n 100 o/rnrn.: 1-·0 10 m' Imin, 2-0 20 en' min., 3-0 = 30 m' 'mrn.
r--
M
,
tr>
o
"'"
o'D o
-0
I
...... '" I
o00
"'I"
V")
~
oV") I
o00
oV")
...... I o
00
V")
N
I
o
N
N
o o
N
V")
~
J ;q
8
1o .... V")
o
V")
M
I
8 M
o
o
v
o
8
II)
o
-0
-0
~
E-<
Z
t~
H",
V")
N
::> !--------1--------L
Z Vl
8
I
E-<
!Xl
06
"
......
·~.s t.: E
.::E <:>
t~~'
:J
I1b,m ~,
J:;
Na 51. 70 data je zavisnost brzine busenja od kolicine komprimiranog vazduha. 10 Ir-------------~---,--------~--__.
.§
- 1
00 V")
E.!::l ...::::.
(31)
m
.... >'" t:: !:! ..-,.
.;::l
E-
o '" ":':N
precnik bUSaeih sipki, cijim se izborom kod poznatog kapaciteta kom presora i precnika krune postiie zahtevana brnna izduvavanja. Precnik busaeih sipki moie se odrediti iz odnosa:
jOk -
G.I
'§..g
potrebna brzina vazduha, koja zavisi od krupnoce nabusenog materijala i njegove zapreminske tei.ine. Smatra se da je minimalna brzina kretanja vazduha za izduvavanje 15,0 mis, ada se optimalna krece izmedu 20 i 35 mis, zavisno od vrste materijala. Za zapreminsku tezinu od 2,5 , i velicinu komadiea od 1,0 em, potrebna brnna za izduvava nje je oko 25 m/s.
Os
~~
OIl
o
:a '2
a:I
\0
......
J
"'"
......
~I o
00
oII)
oV")
N
M
oN
oV")
I
N
I
N
;:is
IN
~
~ ~
,
....
>0":':
~.~
N
tr>
o
00
0...""
M
0\
tr>
M
N
N
('0'
"'"
N
Co
r-,c
o
r--
(2
Na sl. 71 nih parametara rezima
je prar:lena brZlne buscnja u zavisnosti od promcne pojedi
U tab. ::9 dat je reilm bu:>cnja trokonusnim olublJenim krunama iz SSSR-a. a tab. 30 data je oblast primene i [cz;m buscllja trakonusnim krunall1J fimle ,Yarer' SAD lJ
25 <=: '" >0_ Il)
..,
'"'
j o...~
oC\
v
f".
I'""';
V
r~
('-c"'
V"l
o
N
M
c
e
tv
§
..... 0 00 ~
E n
"0
'-' 11)
0
<11
I»
I I "'-i'-..l ';:'0
';:"0
~
~wo
,
O
1.1
v.
~
(0
en
--
I»
2.
'"
~ I
--~
~
=; <11
(;
I»
3
-
~ ::::' 3::::
3
'2
2 c::
I»
s·~ '"
a. ~ ~ C
)';'
8.-. a
,..,. ::> t""l _ . '" <
~
'" ~ cr c
I»
[3
;S.
0 "0 01»0
)';'.=:. )';' o '" "0 en
0
aS'
"0
~
N I»
I»
§-~[-
~~ ~
..,
I»
::>
3 <;:;
'g ~~
I»
::l
I»
.=:.'0' g
~(g.~
::l
(0
r;.::.
::s o~· ,£ t:r ~ r::r (3 E
"0 "0
("j
00;3
:::-. :::: ~
cr
£ _.2. c: g- ....... 2'.s.
)';'0
t"C>
~
8:. Ia. 3
2 ~ ~ .E.
s.
c:
::t.
~
8-
"0
~
<11
:
1:!: ()'
g-
5' _.
N4
(it
..9,
~::>
_.
~
('l)
::I.
C!:l.
,
I»
33
g' en 0 4')';'CIl<1l<:
::l
V>
gc::
g-'R"'~
<11
~
t""
N~b
I
0\ 0 " 0
V>
...,II
b
~
(0
cr '"
~ < g ~ ~(,3 <11
C
t? 3 n
c::
I»
::l
.g
V>
;:1. ~ 3(0 ...,. V> ::> ,...
--)
~
~
PO
'"3 '"cr
)';'
~(
....
('l)
"0
I»
no
l..-o.
:::l
v"
r=
cr
0.
.=:.
"0
'"'" ""
:1
P
.... f1l :J
V>
r=
::>
('f)
<:
~
"0
1)
'"ccr
"
~
3 '"
oL'-..l 100
II
~,
'"
'.0
p.)
3
::l
'"
~
'"
l/i ~
'" 0 t-c:l
~ ~
::l
0'
t"'"
'"::l >;
ICIl
.....;
~
"'-i
~
til<
C
t:x:!
;l>-
N
~til< 52 tTl
0..
0\
c::
..
_... !!
0
CD
(IJ
•
i. ':::!
.
cr
~
.2..,
!2:
~
~ ;:.'
.g
!
!..
3
~
!..., Ol .. . ii
~ OJ ; 3 .;, ;
to
o::>:::> til
;;. 3
:::> '0 ~ ..
8.
_.
. cr
~.
III
~.
:::> :::>
OJ
~
!!I ~
8.N
Ol
N
~ 2.
~ ~
Ol
.. .cr
;' 5'
2.cr O:N
"'OJ
n .. -:::>
Ii)
:::.
CII
;}
~
,Jl
£)
CII
d'
-
tv
,,?:::.
65-90
26-90
65-90
:::.
~
40-110
40-110
40-110
50-110
60-100
Broj obrtaja dleta (o/mi.n)
Tabela 30
~
o
-!l
~
\\\~ ,J ~
\\\1 e e
tv'"
_"'tl
_...
II)
. \\\1 1.0'"
tv'"
\\\~ : :. . 1.0'"
\\\~ \\\~
r:::
900-1600
Vrlo cvrste i abrazivne stene (cvrsti graniti,
kvarciti, silicijumovc fonnacije i dr.)
sa uJoscima
QMCII
vJ
720-1260
Tvrde abrazivne stene (bazalti, graniti,
kvarcni skriljci i dr.)
sa uloscima Ivnlc legure
QMCS
3
360-900
Srednje tvrde i tvrde abrazivne stene (krec njaci, tvrdi dolomiti i konglomerati, tvrdi
silifikovani krecnjaci)
sa uloscima Ivrde legure
VQC7
... "a
720-1260
Tvrdc i cvrste, malo abrazivne (krecnjaci,
dolomiti, cvrsti skriljci sa sadrzajem kravca)
kombinovana
VQM
.OJ
720-1260
Stene povecane tvrdoee (mermerisani krec njaci, do]omiti, tvrdi pescari)
cclicna
VMIG
~.
720-1260
Tvrde stcne (bazaIti, tvrdj krecnjaci i
dolomiti)
cclicna
VII
>
180-900
Srednje tvrde stene (krecnjaci, pe~cari, g/inci, slabi doJomiti
tclitlla
VIIJ
)';'::>
180-540
Meke stene (meki krecnjaci, kalciti, sJabi nevczani konglomerati i tlr.(
cclicna
V3S
Osni pritisak na dlcto (dN/cm)
Oblast primcnc
Vrsta krune
Tip dleta
OBLAST PRlMENE I REZIM BUSENJA TROKONUSNIM KRUNAMA FIRME "VAREL" SAD
-..--'
o .....,
3
/
min.
visilla
_ u transportnom polozaju, m
Dimenzije busilica, m - u radnom polozaju
dutina
sirina
visiJla
Dul.in:! busacih sipki, In
Mas;1 bliSilicc, t
Kapacitet kompresora, m
iJroj obrtaja, 0/ min.
OSlli pritisak, KN
Prccnik krune. 111m
Karakterist
Masa busilice, t
k e
Pritisak komprinliranog vazduha, bara
Kapacitet kompresora, m Imino
3
7 50
7 40
Pip:
Marka:
50
6
30
262
0-300
3,9
3/1
8,9 4,3 14,3
8,5 6,1
6,6 3,3 10,9
37,3
42 39,4 19,4 18,6 21,8
0-100 0-100 0-100 0-100
4,5
10,0 4,5 16,2
10,0
50,7
6,0
14,0 5,8 24,0
10,0
66,2
6,0
14,0 5,8 24,0
15,0
85,0
0..:..100
405 245 136
400
311,380 311 250,311 170,227 157,200
294
6lR 60R 50R 40R
TabeJa 32
98
7
468
30R
100
7
48
550
0-300
700 12-18
600 do 18
400 12-14
40
30
320
BAS 320
Tabela .\ I
27,5
Bucyrus-erie
TEHNICKE KARAKTERISTlKE NEKlH BUSILlCA (SAD)
18,25 18
322
Broj obrtaja dleta, o/min. 320
80-150
40-180
Koeficijent cvrstoee stena, f
Snaga pogonskog motora, KW
300 10-14
220 6-12
Osni pritisak, KN
32
320
250,275
243,269
32
SBS-320
BAS-250
Tip buHlice SBS-250
Dubina buSenja, m
2SBS~200
190,214
ke
i'rccllik buscnja, mill
Karklerist
TEHNICKE KARAKTERISTIKE NEKlH BUSILlCA (SSSR)
00
a
'"
..... a
111
to
6.7. PRIMEl\A AMORTIZERA - STABILIZATORA
U tabelarna 31 i 32 dale su osnovne karakteristike nekih buSilica iz SAD i
PRIBU8ENJU
SSSR-a, a na sl. 72 prikazana je buSilica Americke proizvodnje tipa ,,Bucyrus-erie".
G
7
'6
51. 72. "Bucyrus.erie SO-R, 1 - trokonusna kruna, 2 - bu~ca ~ipka, 3 - vreteoo, 4 - reduktor, 5 - elek tromotor,6 agregat, 7 - komprescr, 8 - elektromotor za dizanje i spustanje pribora, 9 - hidrauli cne stope, 10 ~rzer za bu~ce sipke.
Busilica je montirana na gusenicnom postolju, i ima sloz.enu elekt£Omehanicku opremu koja je smestena u kabini busilice i na katarci. Pogan busilice ostvaruje se po 8is temu motor-generator, sto omogucuje ravnomeran rad sa bUSacim priborom, promenu broja obrta u zavisnosti od cvrstoee stena, i ima visok koeficijent iskorlscenja. BUSaca kruna spaja se sa slpkom za bUSenje (duZina 10 m) pomoeu kosih navoja. Gornji kraj 8i pke spaja se sa vretenom radne glaye. Radna glava pomera se po vodicama na katarci sa kojom se zubci. Obrtanje pribora ostvaruje se elektromotorom. Prenos osovinskog pritiska ostvaruje se hidraulicnu:1 PJ!em. Na ramu busilice u kabini smesten je genera opremi>. Za nivelisanje busilice pri radu koriste se tor, elektromotori. kompresor i hjdraulicne stope. Busace sr..e>lene su u Sarzer, i njihova zamena je mehanicka, vreme zamene sipke je manje od jedr:e minute. Smenski kapacitet busillCe ;.: stcnama sa f.= 10-12, je 45-60 m, u me kim stenama i vise. Za odstranjivanje materijala koristi se komprimirani vazduh pritiskom od 6- 7 bara.
U procesu busenja dubokih minskih busotina na povrSinskim kopovima sa t£O konusnim krunama, naroCito u Skriljavim i izdrohljenim stenama, precnik dobijene bu sotine je znatno veti od precnika krune. ( . L::::::::::: U takvim slucajevima dolazi do vibracija busacih sipki, i pribora za busenje, busace sipke taru 0 zidove busotina, habaju se i smanjuju svoj precnik. Pored toga, velika razlika izmedu precnika bUSacih sipki i precnika busotine utice na smanjenje brzine komprimiranog vazduha cak do 25%. usled cega se smanjuje brzina busenja, dolazi do zaglava, ostecenja pa i havarija. Za sprecavanje ovih pojava koris te se razne vrste amortizera-stabilizatora. To su pomocni elementi pri bu· Senju koji icnaju zadatak da odrzavaju koncentricnost elemenata za busenje sa zidovima busotine. Sarno u tim uslovima bUSaci pribor ce se stvarno okretati oko svoje prave ose, osovinski pritisak ce se aksijalno prenositi na krunu, pa ce i utis ~ kivanje zuba u stenu biti odgovarajuce. Poslednjih godina veliki broj fir mi koje izraduju pribor za busenje, izra duju i razne vrste arnortizera-stabiliza tora. U odnosu na nacin funkcionisa nja mogu biti; _ nerotirajuci-ugradeni. koji se okrecu zajedno sa bUSaCim priborom, - rotirajlJcL koji rotiraju oko svoje osovinc i zajedno sa busacim pri borom
J
~I
Po!ozaj stabilizatora lJ priboru za
busenje moze biti: neposredno uz krunu,
izmedu busacih . na gomjem spoju
izmedu busace
51.73. Amortizer-nerotirajuci.
II::! 113
6.8. SRACUNAVANJE KAPACITETA BUSILICA
Brzina busenja je osnovno pitanje na kOje treba dati pdgovor kada se razmatra primena bilo kog nacina busenja. Ona svakako zavisi od karaktepstika radne sredine u kojima se busi, a kod busenja konusnim ozubljenim krunama i od pararnetara reZima busenja. Ovde posebno treba obratiti patllju na izbor krune za bUSenje od koje bfzine bitno zavisi, kao i od eIemenata reZima bUSenja: osnog pritiska, broja obrta i odstranji vanje nabusenog materijala.
gde je: tl vremc potrebno za rastavljanjc i nastavljanje buseeeg pribora, h
t2 - vreme potrebno za prihva~.anje bu§aCih sipki, h
1 - duZina busacih sipki, m
X - trajnost dleta, m'.
Casnovni kapacitet buSilice se posle izvrrenih zamena izraza (35) i (36) u izraz
(34), a zatim u (33) mote napisati kao: H sin (J
~
Za odreoivanje mehanicke brzine busenja, u literaturi se mogu naci fazni obrasci koji su manje ili viSe tacni. Jedan eksperimentalno utvroen izraz za mehanicku brzinu bUSenja gIasi:
G
gde je: Pos n
2
,
c •D
m/min.,
(32)
osovinski pritisak, dN braj obrtaja, o/min. cvrstoea stene na pritisak, dN/cm 2 precnik busotine, em.
Ge
D
gde je: T 17
gdeje:
H
visina etate, m duzina prabusenja, ugao nagiba busotine,
lpr (J
tc
gde je: tp tb
tb + tv
H
(33)
m'jgod_,
(39)
gde je: N broj radnih dana u godini, n broj smena u toku dana, Lsm - smenski kapacitet busilice.
0
+ t p ' h,
B. F I Z I C K 0 - HEM IJ SKI P 0 STU pel BUSENJA
(34)
{pI
=
gde je: Vrn
tv
(38)
duZina trajanja smene, h koeficijent iskoriscenja busilice u toku smene.
Lgod = N· n . Lsrn '
vreme potrebno za prelaz busiliee od izbuSene ka novoj busotini, h vreme busenja jedne busotine, h
-- +
tv
(37)
-X) + tp
- vreme busenja jedne buwtine sa svim pomoenim operaeijama, h te
tb
~ + lpr + ~ + lpr (t1 + t2 + t3
GodiSnji kapacitet busilice:
H . + I sm (J pr te ' m,
h
lpr
Lsrn = T· 17' L h , m/sm,
easovni kapacitet busiliee
L
+
H I ' (m/h),
Vrn I
- Smenski kapacitet busilice:
19Pos'n Vb
H
.h
(35)
7.0TERMICKIPOSTUPAK BUSENJA
mehanicka brzina busenja, rnh vrerne potrebno za pomoene operacije, h
=t I -'---~-;--
+ + t2
+
.h
Termicki postupak busenja je jedini od nemehanickih postupaka busenja koji nasao prakticnu primenu. Primenjen je pm put posle Drugog svetskog rata, 1949 god. od strane Arnericke firme "Bucurrys-Erie". U periodu od 1949-1955 god.
je. za
I 15
U4
na povr~inskim kopovima takonita u Minesoti - SAD, izbuseno je 7600 m' bUSotina srednjeg precnika 236 mm i dubine oko 9.5 m. Postignuta srednja brzina busenja bila je oko 4,65 m'/h. Sustina termickog postupka busenja sastoji se u razaranju stenske mase posred stvom visokotemperatume gasne struje (2500-3200 QC), koja izlazi iz reaktivnog goria nika nadzvucnom brlinom (1500-2000 rnJs), udara na dno minske busotine, zagreva povrsinski sloj stenske mase i u njoj izaziva termicka naprezanja. Obzirom da su stenske masc sastavljene od razlicitih vrsta rninerala, izmedu ostalih i SiO l (kvarea) koji u iz gradnji cvrstih stenskih masa ucestvuje sa oko 12,8%, i koji ima osobinu da pri zagreva nju do tacke topIjenja. trpi citav niz modiflkacionih preobraiaja pri cemu povecava svo ju zaprerninu za odredeni proeenat. Razlicita termicka naprezanja pojedinih rnineralnih zrna, uticu na razaranje stenske mase. U tab. 33 date su modiflkaeije kvarea sa poveca njem zapremine. Tabela 33 Modifikaeije kvarea ~
kvare 575
0 """
I'
ex
± 2,4
ex kvare
~ - kristobalit 230
l' - tridimit 117
Promena zapremine, %
0
0 """
"""
ex kristobalit
Jl tridimit
± 5,5 ± 0,6
± 12,7
kvare 870° """ a tridimit
ex - kvare 1300-1350° """ ex kristobaljt
± 17,4
kvare 1350-1350° """ ex kristobalit
± 19,8
(J
(J - kvare 575; 870° """ ex tridirnit
± 15,1
ex - kvare 1710° --- rastopina
± 19.9
d'
gde je:
q
t,)
-, '"
[(A.Jl.E.
A ~
toploprovodnost stena, KlJkg QC koeficijent lineamog sirenja minera1nih zma, pri povecanju temperature
E q
za 1 ce. modul elasticnosti, DN/em;! 2 specificni toplotni protok, KJJh . rn .
Plarnena glava za busenje gorionik, s1. 74 srneSten je na supljoj bUSacoj sipki, koja istovrerneno sluZi za dovodenje goriva (kerozina) kiseonika i vode kroz posebne kanale. Sagorevanjem goriva (kerozin + kiseonik) u gori· Z oniku, plarnen izbija u obliku mlazeva zajedno S3 vode3 f 1 nom parom, kroz otvore u glavi i obree je, pri cernU se gorionik spusta niz yodice tornja. Kiseonik pod pritis korn 12-20 bara i kerozin pod pritiskom 8-12 bara, dolaze u komoru za sagorevanje gde u reaktivnorn gori oniku sagorevajlJ, stvarajuci temperaturu 3000-3200 Qe i pritisak od 20-40 bara. Gasna struja izlan kroz otvore nadzyucnom brzinorn 1500-2000 mis, udara na dno busotine i usled temperaturne kontrakcije pojedinih mineralnih sasto jaka, dolazi do razaranja stene. Razoreni otkinuti materijal odstranjuje se sa dna busotine produktirna sa gorevanja i vodenom parom. Voda se dovodi pod pritis kom od 8 bara, radi bladenja gorionika i iznoSenja nabu· senog materijala. Za obezbedenje ravnomernog zagreva nja dna busotine i razaranja stene po eeloj povrSini, bu saca sipka sa gorionikom okrece se brzinom od 6-30 o/min.
Termicka naprezanja u steni bite utoliko veca ukoliko je veCi ternperatumi gradijent dt/ dl, tj. prenos toplote od zagrevanog sloja u dubinu stene. Velicina tern peratumog gradijenta zavisi od gustine toplotnog protoka (q) na povrlini stene, i od top loprovodnosti stena (A). ~
gdeje
01
t40)
tg i t5 temperature gasa i stene. ex - koeficijent predaje toplote od gasne struje ka steni.
Opstu zavisnost za termicka naprezanja ad osnovnih uslovnih velicina mozerno predst,niti u vidu:
Busilice su rnontirane na gusenieama iii sanka rna (s1. 75). U zavisnosti od dimenzija gorionika, precnik bUSotine se krece od 250-300 mm a dubina do 60 m, u stenama sa sadrZajem kvarea cvrstoee f= 14-20.
SI.74. Serna reaktivnog gorionika 1 kiseonik, 2 - kerozin, 3 veda.
Potrosnja radnih kornponenti pribliwo je: _ kerozina. klseonika. _ \ode.
125 kg/h,
J 240 m /h,
3 1,5 3,5 m /h.
Obzirom na nizak koeficijent korisnog dejstva termickog busenja (1) 0,15 0,20) cine se pokusaji da se on popravi, tako sto bi se u zoni oksidacije dodavali odrede ni stimulatori katalizatori, da bi se postiglo potpunije sagorevanje.
116
117
PrednOSli termickog busenja su: visoki ucinci bUSenja u odreaenim vrstama stena. rnoguenost bUSenja bu~otina velikog precnika sa prosirenjem u bUSotini po ielji. neznatan uticaj ovodnjenosti terena na ucinak busenja.
I
Nedostaci su: rnoguenost bUSenja stena sarno sa odreaenim
ternperat'.Jrno-fIzickim osobinama,
ogranicena dubina bUSenja,
velika potro~ja radnih kornponenti,
zagaaenje radne sredine.
Na sl. 76. prikazani su gorionici - pro~iritelji, za iz radu prosirenja u busotini.
Tabela 34 Raina
Karaktcristicne stene
bu~nja
Sf. 75.
Op,ni izgled busilice. 1 - guseni
ce, 2 - kabina, 3 - hidraulici, 4 _
toranj,5 - pomicni stub.
SI. 76.
Za vreme izrade prosirenja, gorionik se ne spusta po vodicama. U tab. 34 dati su ucinci u nekim vrstama stena, a u tab. 35 date su tehnicke karakteristike termickih busilica (SSSR).
UQnak
m/sm maksimalna
Magnetitne i karbonatno magnetitne stene
5,2
8,0
320-390
34
Magnetitne i magnetitno amfibolitske sa kvarcom
5,:>
6,7
350-500
36
Kiseli i po!ukiseli kvarciti
6,0
7,:>
400-450
37
Tabela 35
TehniCke karakteristike butilica
Precnik bu§otine, mm Maksimalni preenik proSirenja bu§otine, mm Dubina bUSenja, m Proseena potroSnja radnih komponenti: kiseonika, m' /h kerozina, kg/h vode, m' /h Preenik gorionika, mm ~b/min.
Prosirivaci za izradu prosirenja (kotla) u busotini:
Smenski
srednja
Marke busiliee
Tehnicki pokazateIji
Razlikuju se od klasicnih gorionika po to. me 8tO irnaju dva otvora za izlaz gasne struje ito: centralni otvor toji je manji, precnika 6-8 mm i usmeren je paralelni osi gorionika, irna zadatak da poboljila iznoSenje nabuSenog rnaterijala. Glavni bocni otvor, namenjen je za neposredno prosirenje bUSotine, ima precnik otvora za izalz gasne struje 16 mm, i ugao nagiba prema OSI gorionika oko 55°.
Precnik profuenja
m/It
Rad na brzina dizanja i spuSianja gorionika. m/e Spedfieni pritisak guseniea na tio, kg/em" Brzina Iaetanja buSilice, kID/h lrutalisana snaga motora, KV Osnovne dimenzije buSilice u radnom polofaju, mm: dunna fuina vlsina Osnovne dimenzije u transport nom poloi'aju, mm: duiina fuina visina Tetina busilice, t.
Soo-IB
800-160/1
250
200
240
400 19
500 20
600 40
240 125 3,6 145 6-30,4
350 150 3,:> 135 3,8-38
400 190 3,6 160 15-30
1,9-14,4
3,9-39
1,0 0,65 80
10,2 0,62 111
7106 4250 22500
8250 5000 24150
6880 4480 11000
20500 4250 4850 40
23200 5000 8000 43
10200 4480 5000
SBO-160/40
33
j
ill)
"> 100 I
~
7.1. REZIM TERMICKOG BUSENJA
r-.-
~ 7'
.~
ratunske krilt'el - I O P l t n e .krive
.....
J ';i
"
.........
til
~6DI ._I~
Pod retimom termiekog buienja podrazumeva ~: potro~nja radnm komponenti (kiseonik, kerozin, voda), ' broj obrtaja eadne glave - gorionika, rastojanje gorionika od dna buwtine.
n :30
J$...
mm
.0
III
.= 2D --+--jr---r 1-1
N
~
.Q
Potro~nja
radnm komponenti i rastojanje gorlonika od dna bUSotine su u dieek tnoj zavisnosti. Ukoliko je veca potro~nja radnih komponenti utoliko je veca temperatu ra, pa i rastojanje gorionika od dna bu~otine more biti vece. Brzina termiekog buienja mote se dati izrazom: Vb
q A' r' t ' m/h,
o
0.04
0.01
0.12
0.20
0.16
l,lm)
SI. 77. Zavisnost brzine busenja ad rastojanja gorionika od dna burotine: 1 - hematitno-magnetni roznaci, 2 kvarcno-hloritski ~rilicL
(41) ~
gdeje: q
A
r
srednji specifieni toplotni protok od gorionika do povrline stene, KJ/h'm 2 , srednja vredno5t toploprovodnosti stena, KJ/kg °C, specifiena tezina stene, gr/cm 3 , temperatura pri kojoj dolazi do razaranja stene, °c.
'-.. ~
II,
~
12
.-:.~-
10
Precnik kotlovskog prosirenja busotine dat je izrazom: Dk = k (Db + 2v
S2
- . tg tfJ), m; SI
(42)
gee je: Dk - pretnik kotlovskog prosirenja, m Db - pretnik busotine. m k popravni koeficijenat, k = 0,8-1:; v brzina bu~enja, m/h 52 - brzina isticanja gasne struje. m/s 51 - brzina kretanja gorlonika po vodicama, m/h tfJ - ugao nagiba mlaznica prema osi gorionika. Na brzinu busenja veliki uticaj ima rasotjanje otvora mlaznice gorionika od tela busotine. Ukoliko je rastojanje gorionika do cela manje od optimalnog, nece doei do ra zaranja stene na komadice vee do topljenja stene, sto je nepovoJjno sa aspekta odstra njivanja nabusenog materijala. L'koliko je rastojanje preveliko dolazi do malog obima razaranja, poveeanja precnika busotine. slabog odstranjivanja nabusenog materijala. Na sl. 77 dat je uticaj rastojanja gorionika na brzinu busenja za neke vrste stena. Kod savremenih termickih busilica. optimalno rastojanje gorionika od dna bu sotine, i procentualni udeo radnih komponenti regulise se automat5ki. Na sl. 78 data je zavisnost brzine bUSenja od broja obrtaja gOrionika za razlitite precnike busotina.
8 6
, £,0
iN
~t3
n
n
~6
o/mtn
51. 78. Zavisnost brzine bUSenja od broja obrtaja gorionika za razlicite precnike bu~otina: 1 - d 2 - d = 190 mm, 3 d = 200 mm, 4 - d = 220 mm.
160 mm,
7.2. BCSENJE MINSKIH BUSOTlNA EKSPLOZIVOM
Busenje minskm busotina eksplozivom u rudarstvu se primenjuje dosta retko, jer je ovaj postupak busenja 2-3 pUla skuplji od klasicnih mehaniiSkih postupaka
120
121
U koliko se i primenjuje onda je to sarno u vrlo cvrstim stenama. Sustina ovog postupka bUSenja - produbljivanja minskih bUSotina, sastoji se u tome da se na dno minske busotine spustaju posebno oblikovana eksplozivna punjenja u evrstom ill tee nom stanju, koja se speeijalnim detonatorom ili udarom aktiviraju.
7.2.1. BUSENJE MINSKIH BUSOTINA EKSPLOZIVNIM
PATRONAMA U CVRSTOM STANJU
Eksplozivna punJenJa izradena su od jakih brizantnih eksploziva trotila ill flegrnatizovanog heksogena, gustine oko 1,5 grlem 3 , teline 150-500 gr. Oblik eksplo zivne patrone je cillndrican sa odnosom h: d = 1: 1 (najee~e). Pri primeni patrona vece visine efekat busenja se ne poveeava. vee se povecava preenik busotine. Patrone eksploziva spustaju se kroz bUSace cevi pomocu komprimiranog vazduha. Broj spustenih patron a je 20-25 kom/h pri rucnom spustanju, i znatno vise pri primeni pneumatskih punjaca. Pri padu na dno busotine eksplozivna punjenja se preko inicijatora aktiviraju, razarajuci stenu u komadice koji se pomoeu komprimiranog vazduha iznose na povrsinu. Pri razaranju, dno busotine ima karakteristican izgled sl. 79a. U eentralnom delu, nepo sredno ispod eksploziva, razaranje se vrsi u obliku levka. Boeno razaranje, po visini bu. sotine, zavdava se priblifno na 2h (h - visina eksplozivnog punjenja),
7.2.2. BUSENJE MINSKIH BUSOTINA TECNIM
EKSPLOZNIMA AMPUlAMA
Ostvaruje se tako da se krdz buSacu cev,zajedno sa teenoscu za o~stranjivanje nabusenog materijala, spuStaju na dno'busotine eksplozivne ampule. Ampula se sastoji iz dva dela, koja su pregradena slabom - krhkom pregradom. U jednom delu pregrade nalazi se kiseonik a u drugom goriva komponenta kerozin. Pri nailasku ampule na ste· snjeni deo eevi, pregrada ampule puca, dolazi do meSafija komponenata i stvaranja jakog eksplozivnog sredstva. Na sl. 80 prikazana je Serna ampulnog buSenja.
3
2
51. SO. ~ema bu!enja eksplozivnim ampulama; 1
6 51.79. Obljk razaranja dna bu~tine eksplozivnim patronama; a) 1 - eksplozivna patrona. 2 _ zona botnog razaranja. 3 - direktno razaranje dna bu~tine. d pretnik patrone, h _ visina patrone, h - napre. dovanje od jedne patrone; b) patrone eksploziva; 1 eksploziv,2 _ detonator, 3 udarni mehani zam, 4 - oIJloga pallone,
Eksperimentalna busenja koja su vrSena u SSSR·u u kvarcitima cvrstoce f= 14 -16, patronama eksploziva tezine 160 gr. dobijena je krupnoea materijala 10-15 mm, je pomocu komprimiranoj!: \3zduha odstranien u roku od 8-10 s. Za odstranjivanje nabusenog materijala koriscen jc a postignuta brzina busenja napredovanja bilaje 35-~O mm po jednoj Dalforn.
CfN.2 - $Oteni deo u cevi. 3
ampula.
U zavisnosti od dubine bUSenja i fizieko-mehaniekih karakteristika stena, zona razaranja stene po dubini krece se od 0,6-1,2 a po precniku 1,2-3,0 preenika punjenja. U proeesu busenja otkidaju se komadiCi stene teZine 30-100 gr i viSe.
7.3. BUSENJE BUSOTINE STRUJOM EKSPLOZIJE
ucestahm
strujom ekspJozije sastoji se u razaranju stene na dnu busotine materija ,koje u trenutku postaju
1.~2
123
jak eksploziv, slicno kao kod ampulnug naema. Goriva komponenta je kerozin, a kao ok sidans sluzi cetvorooksid azota. Treca komponenta je u stvari, hemijski inicijator. Na sl. 81 data je !lema uredaja za bu!lenje.
od 60 m/s. Ispitivanja koja su vrSena posIednjih godina, pokazala su, da ako se postignu pritisci vode od 200 bara/cm2 mogut!e je uspesno butiti stene srednje cvrstoee kao lito su pdcari, krecnjaci i dr. Na sl. 82 prlka!'ima je trostrujna mJaz· nica hidromonitora. Ispitivanja Prof. A.N. Zelenina sa pritiscima vode od 700-1000 bara/ cm 2 , sa nadzvucnom brzinom isticanja iz mlaz· nice, pokazala su da je mogut!e busiti i najcvrsce stene kao Uo su menneri, graniti i dr. Najvet!e razaranje postignuto je pri precniku mlaznice od 0,8-1,0 mm, i rastojanJu mlaznice od stene 40-50 mm. Velicina kriticnog pritiska vode u mlaznici odredena je flZicko· mehanickim karakteristikama stena i priblimo se moZe uzeti daje:
p> Pier SI. 82. Mlaznica hidromon· tora; 1 - rastojanje mlazn ice od stene.
gde je: CTc
f
0,25 CTc = 25· f
kriticni pritisak vode, pri kojem se sloj stene pocinje razarati, bara/cm2 cvrsto
(43) povr~inski
51. 81.
~ma uredaja za bu&enje strujom plazme.
MeSanje radnih komponenti i inicirajut!eg sredstva ostvaruje se u uredaju Gorivo i oksidans iz rezervoara (2) i (3). dolaze neposredno u uredaj (l), a inicija
7.5. RAZARANJE STENA ELEKTROTERMlCKIM METODAMA Sustina razaranja stena elektrotennickim metodama sastoji se u nerevnomer nom zagrevanju pojedinih mineralnih zrna cvrstih stenskih masa, neposredno elektric· nom energijom Od fizicko-mehanickih i tennofizickih osobina stena, kao i od specifi cne jacine izvora elektricne struje zavisi efekat zagrevanja i razaranja. U zavisnosti od nacina predaje e1ektricne energije na stenu, mogu se razlikovati: - beskontaktne me tode,
- kontaktne metode.
7.4. HIDRAULICNI NACIN BU5ENJA
MINSKIH BUSoTINA
Hidraulieni postupak razaranja stenskih masa (mlazom vode koji izlazi iz mlaz nice hidromonitora) poznat je odavno. Uglavnom se ovaj postupak koristio za razaranje stena male cvrstoce (ugljcvi) sa pritiskom vode od 30 bara/cm 2 i brzinorn isticanja vode
Beskontaktne metode zasnivaju se na razaranju stena pod dejstvom a) jakog elektrienog polja koje se stvara iSpod kondenzatora, b) elektromagnetnog polja koje se stvara pomocu magnetrona. c) jakog magnetnog polja induktora. Na sl. 83 prikazane su beskontaktne elektrotermieke metode razaranja stena. pojedinih rnineralnih zma u sten! vrsi se razlic:itom brzjnom, usled c:ega se stvara napon i dolazi do razaranja kohezije. Utvrdeno je da ukoliko je stena eve· sea. utoliko se ona lakse razara elektricnim poljem. potrosnja energije na ra zar:mje 1 stene je od 5.3-31 KWh.
l24
125
Kontaktne metode razaranja stena zasnivaju se na jednovremcnom dejstvu stm ja visoke frekvencije i struja industrijske frekvencije; kao i visokoueestalim impulsivnim metodama. Neki minerali imaju vrlo mali specifieni elektrieni otpor, pa se razaraju strujama industrijske ucestanosti.
,
•
2
.",.... 'r~, __ 7JlII"""""'" /
I
3
,"
\1\' -"", " ~jll ......... \'-/
'--.~I
"
~
51.85.
c
a
Sema razaranja stena strujom industrijske frekvnecije: 1 - elektrode, 2 formator.
iniciraju63 masa, 3 - trans
51.83. Beskontaktno elektrotermil:ko razaranje stena.
Na sl. 84 data je Sema elektrotermiekog razaranja stena sa strujama visoke frekvencije, gde se od generatora struja kablom dovodi do transformatora (2) a zatim gibkim kablom (1) spaja sa radnim instrumentom - klestima (3) koja na kraju imaju metalne kontakte kojima se oslanja na stenu - negabarit. Maksimaino rastojanje meau kontaktima kldta je 120 em
51.84. Elektromagnetno razaranje stena strujama visoke frekvencije.
Za razaranje stena negabarita strujama industrijske ucestalosti, umesto klesta i strujnoprovodnog kabla. koriste se dve elektrode. Elektrode su grafitne. precllika 35 mm j d utine 750 mm. Na sl. 85 prikazano je razaranje stena strujama industrijske ucestanosti. Rastojanje menu elektrodama je 30-·\00 mm. Radni napon je 60-\50 V. Ovim postupkom uspesno se razaraju negabariti siderita od 1.1 t, kvarcita do 121. i Zelezne rude sa sadrl.ajem harca do 4.5 t.
7.6. RAZARANJE STENA ULTRAZVUKOM
E1asticni zvueni talasi koji imaju frekvenciju vecu od 200000 Hz naZIvaju se ultrazvuenirn. Po svom dejstvu, uluazvuene metode mogu se podeliti na: pasivne (hldroakustika, ispitivanje kvaliteta odlivaka i dr.) i aktivne. Aktivno dejstvo uluazvuka mou se koristiti za razaranje stena, spajanje stakla i keramike, kaptazu i dr. Izvor ultrazvuka su razlieite materije koje zraee: piezo-kvarc, stroncijum i dr. Magnetostriikcioni emiteri - izraeivaei najvise se primenjuju za aktivno dejstvo na radnu sredinu. Nji hoy rad zasniva se na principu promene linearnih ve lieina kod metala i legura pod dejstvom promenlji vog magnetnog polja odreaene frekvencije. Elektri ene frekvencije preobraiavaju se u ultrazvuene. Principijelna Sema magnetostrikcionog emi tora prikazanajena sl. 86.
SI.8B.
Serna magnetostrikcionog izvora ultrazlluka; 1 sr~ magne· ta od nikla sa namotajirna, 2 - cilindar, 3 - oslonac cilind ra,4 dOllod vode, 5 odvod teenosti, B - transformator, 7 - instrument, 8 - materijal za obradu, 9 - dovod teen os ti S(j abrazivorn.
126
127
U zonu kontakta, izmedu instrumenta i obradiavanog materijala dovodi se Yo. dena suspenzija abrazivnih materijala (karbid bora, alumokiselina. karbid kvarca i sl.). Razoreni materijal je rezultat, uosnovi, utiskivanja zma abrazivnog materijala pod dejs. tvom ultrazvucnih oscilacija, saopstenim radnim instrumentim.
zapreminu, dolazi do napona u steni. Stepen naprezanja zavisi od zaprerninske teZine, hecnijskog sastava, temperature i dr. Veoma efikasna je kombinacija plazme i mehani~kog razaranje. U tom slucaju struja plazme koristi se za prethodno slabljenje stene usled termickih naprezanja. Praksa je pokazala da je plazmu opravdano koristiti pri razaranju teSko topivih i tvrdih stena.
,
7.7. RAZARANJE STENA STRUJOM PLAZME
Plazmeni procesi nalaze sve siru primenu u mnogim oblastima tehnike, pa i u rudarstvu. Plazma omogucuje dejstvo na materijal energijom visoke koncentracije, vrlo visoke temperature uporedo sa elektri()nim i magnetnim poljem. U takvim uslovima mo. gu se ostvariti procesi koji su u normalnim usJovima neostvarljivi, i ubrzati njihov pro. ces i do hiljadu puta. Plazmeni procesi ostvaruju se u specijalnim reduktorima koji se sastoje iz tri osnovna deJa: pJazmotrona, reakcione komore i kalionice. U plazmotronu vrsi se zagre vanje predmeta do visokih temperatura dok se ne obrazuje plazma. U drugom delu (re. akcionoj komori) plazma uzajamno deluje sa obradivanim predmetom, rezultat cega se dobijaju novi hemijski produkti. Na kraju u treeem delu (kalionici) naglo se snizava tern· peratura u cilju sprecavanja raspadanja novoobrazovanog proizvoda pod djestvom viso. kih temperatura. Na 51. 87 prikazana je sema plazmotrona. 6
SI.B7. Principijelna ~ma plazmotrona; 1 - telo, 2 - obloga. 3 - izolacioni prsten, 4 - kana! za dovod gasa, 5 elektritni luk, 6 - oslonac eleklroluka, 7 - kanal za vazduh, 8 - kanal za hladenje tela vodom, 9 - mlaznica baklja.
Koeficijent korisnog dejst\3 pl3..Zr::atrona za\lsi od tipa. od radnih komponenti. i reZima rada. Kod savremenih piazillotrona k.k.d je 60-907r. Kao elektrode za plazma tron' koriste se metali koji imaju visoke temperature topljenja. visok koetlcijent prevo· oenja toplote. neophodnu stabilnost U odnosu na radnu komponentu gas. Najvise sc koriste bakar. volfram. molibdcl1. grafit. cirkonijum i dr. Struja plazme koristi se i za cvrstih stena. Pri b lzom zagre\ .lnju. pojedina Illineralna zma povecavaju
C. K 0 M BIN 0 V A NIP 0 STU pel
BUSENJA
8.0. KOMBINOVANI POSfUPCI BUSENJA
MINSKIH BUSOTINA
Oprema za buknje minskih buwtina na povr!insldm kopovima razvija se u dva pravca: - usavrbvanje, razvoj i uvodenje novih visokoproduktivrtih bumIica na princi· pu mehani~kog razaranja stena, - kori!Cenje novih samanja i metoda na bazi fizi()kih procesa razaranja stena kombinovano sa mehani()kim postupcima razaranja. Primena kombinovanih postupaka bu!enja nije ogranicena u pogledu cvrstoee stena, te se moZe o()ckivati da ovaj postupak bu!enja u doglednoj budutnosti igra sve znacajniju ulogu. Na danasnjem stepenu razvoja, najvi!e se koristi kombinacija mehani()· kog i termi()kog dejstva. Termicko dejstvo koristi se za prethodno sniZenje otpora stene kako bi mehani()ko dejstvo imalo veci efebt. Mogutnost razaranja stena takvim postup· kom je nekoliko puta vece od sarno mehani()kog ill sarno termi()kog postupka razaranja. U praksi se najvi~e koristi: - termoudami postupak,
- termoobrtni postupak (sa konusnim krunama),
- termoobrntni postupak (sa elementima retueeg tipa).
Na sl. 88 prikazane su tei varijante uredaja za termoudarni postupak busenja. Na sl. 88(a) u gorionik (1) dovode se radne komponente (gorivo i vazduh). Bu· saci cekic (3) smesten je na vrhu busacih sipki (2) i udarnu energiju na radni element
128
129
prenosi preko ullutrasnje Sipke (4). Posebnim motorom sipka sa gorionikom okrece se, i sUom (P) potiskuje radni element.
'I~
~u
Hl
'w
~
J
/
,/,
2 ...:."..:
pJ
r :.
1
t. T·
J
z
.~. ! I i~ ); r!
ddu komore za sagorevanje. Komponente, gorivo i voda za hladenje dovode se kroz sipku (2). Dalji razvoj u tehnici termoudamog bu~enja i~o je za tim da se ostvari veta dutina hoda udamog mehanizma. To je omoguCilo upro~nje konstrukcije kombinova nog busaceg organa i zaStitu mehanickog dela ureoaja od prevelikog zagrevanja, tako 5to bi posle nanoSenja udara po dnu busotine dleto bilo udaljeno iz zone visokih tempera tura. Na s1. 88(e) prikazano je jedno ovakvo reSenje. Na unutrasnjoj Sipki (3) na donjem delu, postavljen je gorionik (4) a na gomjem delu sipka je spojena sa rotacionim moto rom Druga sipka (2) na gomjem kraju je spojena sa mehanizmom za nanoSenje udara, ana donjem kraju nalazi se dleto (1). Broj udara dleta je 20-60 ud/min. Pri nanoSenju udara dleto se kratko vreme nalazi u zoni visckih temperatura, a zatim se due na visinuod 300 mm. Termoobrtni kombinovani postupak buAenja sa konusnirn krunarna ostvarllje se zagrevanjem stene na dnu buwtine znatno nilim temperaturama 200-300 °c, da bi se konusi zastitili od ostecenja. Agens koji sluti za zagrevanje je pregrejana vodena para kOja se obrazuje u parogasogeneratoru, i kOja ima visok koeficijent predaje toplote. Kao radne komponente koriste se benzin, vazduh i voda. Na sl. 89 prikazan je termo obrtni uredaj za bUSenje sa konusnim krunarna.
[:.;_'1
~.!1 ~I
1-:.<\
~ "§oj :s::
I, 1
I
..
:,>
_5
jilt:.~ ~ r",':;J\ v~ 6
ijtr
I
6 .~.~ ~ ~/~
SI.88. Sema uredaja za termoudarni postupak bu~nja.
Zastita dleta od pregrevanja spreeenaje eirkulacijom vode i vazduha na dnu bu sotine. Dizne na gorioniku postavljene su koso u odnosu na osu gOrionika, tako da se zagreva obodni deo busotine, a eentralni deo se mehanicki razara. Ispitivanja koja su u SSSR-u vrSena ovim postupkom bUSenja u kvarcitima cvrstoCe f= 18, sa precnikom bu senja 170-19.0 mm sa brzinom obrtanja gorionika od 20 ob/min i sHorn potiska od 0,5-10 KN. Sa 0\1m parametrima retima busenja postignuta je srednja brnna bUSenja: - mehanickim postupkom - termitkim postupkom
-- termodmamickim - kombinovanim
to z 12
2,3 m/h
2,7 m/h
13.5
Sema termoudarnog postupka busenja sa uronjenim busacim cekicem prikaza na je na s1. 88(b). Usadnik dleta prik3zan je u vidu komore za sagorevanje (5). Kup busaceg cekiCa (3) pod dejstvom ko:npnrr>jranog vazduha nanosi udarce po gomjem
SI. 89. Termoobrtni uredaj za bUSenje sa konusnim krunama; 1 konusi, 2 ulo~ci od tvrde legure, 3 - guo meni prstenovi, 4 - cev za vodu, 5 komora za sagorevanje, 6 ~ telo gorionika, 7 - periferni prsten, 8 glav(;ina,9 dovod radf'ih komponenti, 10 - dovod vode u konus, 11 - levkasti poklopac go· rionika,12 kanal za dovod \lode.
JJO
Na sl. 90 sematski je prikazana mogucnost termoobrtnog busenja konsunim krunama i prosirenje busotina terrnickim postupkom; a) pri napredovanju dejstvom boc ne struie; b) pri povratku deistvom bocne
..
Ii
III EKSPLOZIVI I SREDSTVA ZA MINIRANJE
!
9.0.ISTORUSKI RAZVOJ EKSPLOZlVNIH
MATERUA I EKSPLOZIVA
SI.90.
Tehnolo~ke ~eme
izrade bu~otina i prosirenja
komhinovanim postupkom konusnim krunama
sa parogasogeneratorom.
Termoobrtni postupak bufenja
sa efemel1tima reiuceg tipa
/:;1
Ovaj postupak busenja nije nasao !liru primenu jer je znatno skuplji od klasi nih postupaka busenja u s1enama za koje je namenjen. Uspesno se primenjuje za busenje u srnrznutim terenima. Prethod nim zagrevanjem vrsi se "omekSavanje" stene a zatim busenje sa reznim elemen· tima. t-ia 51. 91 data je sema ovog po stupka busenja.
7
fA' SI. 91. Sema lermomehanitkog blJsaceg uredaja sa ele memima rezuceg tipa.
Na busacoj sipki (1) smesten je gorionik (5) i dleto sa reznirn elementima (6). Radne komponente, gorivo dolazi u komoru za sagorevanje kroz do\"od (2) i kroz diznu (4) gde se rasprasujc i dolazi u komoru za sagorevanje. Komprimirani \"azduh dolazi u gorionik po unutrasnjoj cevi )a) dolazi do dna gorionika (7) Wadi busaci element zatim se po prstenastom zazoru vraca i ulazi u kn:lic'ru za
Pocetak razvoja eksplozivnih materija i eksploziva smatra se period u kome je pronaden crni barut. Prema nekirn podacima nastao je iz ,,grcke vatre" jos 667 god., nove ere, i u pocetku je sluZio kao zamena za kresivo. U periodu od 160. do 122. godi ne pre naSe ere kinezi su pronaSli cmi bamt, smeru od 76,2% kalijumnitrata, 15,4% dr venog ublja i 8,4% sumpora. Tek pocetkom 14-tog stoleca, primenjen je kao sredstvo za "pucanje" u rucnom oruzju i artiljeriji. Zabelezeno je da je cmi bamt u vojne svrhe prvi primenio nemacki istra:i.ivac Berthold Schvarc jO§ 1388. godine. Mnogo kasnije ceni barut dolazi u upotrebu kao eksploziv, tek na pocetku 17. veka. U protokolu tzv. Semnickog rudarskog zakona od 8. februara 1627. god. stoji da j.e rudar iz Tirola, Slovackog porekla po imenu Kaspar Veindl izveo prvo miniranje sa cmirn barutom u gomjem Dabarskom rudniku kod Banjske Scavnice u Slovackoj (tada u sastavu Madarske). Tehnika prvog miniranja sa crnim barutom, kao i ostalih miniranja koja su ubr zo pocela da se primenjuju u rudnicima Slovacke i Se§ke, i ako dosta primitivna, prilZila je mnoge, dotle nenaslucivane prednosti. U poredenju sa radom cekicem i dletom, mi niranje je omogucavalo 6-10 puta yeti ucinak. Miniranja sa cmim barutom u rudnicima, izvedena su 1632 god. u Klaustalu u Harcu, 1635 god. u Stajerskoj, 1645 u Frajbergu, 1670 u Engleskoj i 1724 u $vedskoj. a prosirilo se i van Evrope kao nova tehnika sa mnogim preirnucstvima. Prva iskustva sa crnirn barutom kao eksplozivnim sredstvom, pokazala su da. on ima slabu razomu moe, i da pri eksploziji razvija dosta stetnih gasova. No, i pored toga, crni barut je dugo vremena ostao u upotrebi kao jedino sredstvo za miniranje. Cinjenica da je imao dosta nedostataka. ogranicila je njpgovu primenu u rudarstvu i neodlozno zahtevala dalja istraiivanja u cilju dobijanja novih eksplo7ivnih materija.
133
13~
Krajem 18. i pocetkorn 19. veka usledila su velika otkrica na polju nauke i teh njke. Brzi razvoj hemije i hemijske industrije u{;inili su, da su ubrzo pronadene mnoge cksplozivne materije. Tako je 1786. god. pronaden J.;alijumhJorat i srebrov fulminat, 1788. god. i zivin f1uminat. Polovinom 19. veka pronadeni su novi eksplozivi i sredstva za palenje. Englez Bickford je 1831. god. prona~ao sporogoreci ~tapin, 1845. god. Fridrich Schon bein prona~o je praskavi pamuk. Dve godine kasnije, 1847. Prof. Ascanio Sobrero u Turinu u svojoj laboratoriji pronalazi nitroglieerin, jedinjenje veoma osetljivo na udar i ogromne razaome snage, i upoznavsi njegovu snagu, prestao je sa istrafivanjem vise od 20 god. pa je ovaj pronalazak skoro pao u zaborav. Pronalazak novih ekspIozivnih rna terijala nije istovremeno znacio i njihovu bezbednu primenu, i masovnu proizvodnju, pa se u tom periodu desavao veliki broj nesreca. Poznato je da svaka ekspIozivna materija nije tehnicki upotrebljiva, niti se u tehnickom smislu moze nazvati eksplozivom. Dalja istraiivanja u vezi sa nitroglieerinom, i mogucnost njegove prakticne pri mene vezana su za genijaJnog Svedskog inzenjera Alfreda NobeIa, koji je izgradio prvu fabriku za proizvodnju nitroglicerina 1863.god_ u Helenbergu u Svedskoj: U toj fabiriei je 1864. god. detonirao reaktor za nitrovanje g1icerina, i fabrika je porurena do teme Ija. U toj nesred poginulo je nekoliko desetina radnika. medu kojima i Nobelov mladi brat, a otae ostao dozivotni invalid. Neobeshrabren i izdasno finansiran, Nobel 1865. god. podize novo postrojenje u KriinuneJu, pored Hamburga. U svojim daljim istrafiva njima na proizvodnji nitroglicerina Nobel je za apsorbovanje opasnog nitroglieerina upo trebio kaleiniranu dijatomejAu zemiju (kizelguhr), i na taj naein dobio stabilan eksplo ziv koji se mogao puniti u patrone i nazvao ga .,gurdinamit". Alfred Nobel ipak nije bio potpuno zadovoljan sa svojim dinamitom, zbog mo gucnosti istisldvanja migracije nitroglicerina u v1ainim sredinama. U meduvremenu, Schonbein, 1846 god. u Nemackoj pronalazi praskavi pamuk, koji je Nobel upotrebio kao zamenu. i dobio jos bolji eksploziv, kome je daonaziv minerska zelatina. Usavrseni dinamit. zelirani dinamit javlja se kao Nobelov izum 1879. god. Kadaje ogledima usta novio da kolicinu nitroglieerina moZe znatno smanjiti kOrilCenjem natrijumnitrata i drvenog braSna. i tako dobio eksploziv za 8iru upotrebu, koji je prihvaeen u svim delovi rna sveta. Rezultati Nobelovih istrazivanja utleali su na brza otkrica novih eksplozivnih materija. Svedski fizicari Ohlsen i Norrbin predlozili su 1867. god. amonijumnitrat sa dodatkom nitroglicerina kao eksplozivnim sredstvom. Ove eksplozive je ipak usavr~io i uskoro patentirao Alfred Nobel. Prvi metanski sigurnosni eksploziv na bazi amonijumnitrata sa dodatkom nitronaftalina i drugih dodataka patentirao je franeuski istraiivac Favier, 1886. god. Medutim, metanski sigumosni eksploziv sa dodatkom natrijumhlorida, koji se znatno ,i~e koriste, poceJi suda se proizvode prvo u .Kemackoj tokom 1893-1896 god. Detonirajuci Stapin. kao sredstvo za palenje. pojavio se pm put 1879. god. u Francuskoj. U pocetku je imao sri od nitroeeluloze. kOja je kasnije zamenjena fulmina tom live, a jos mnogo kasnije pentritom.
Elektricni detonatori za milisekundno palenje mina pocell suse prinlenjivati tek 1946. god. kao proizvodi strucnjaka firme "Atlas" u Amerid. Prve pojacnike detonacije. za detonaciono nesposobne eksplozive predlozio je Naum u Nemackojjos 1923. god. Eksplozivne smese na bazi granuliranog poromog amonijum nitrata i gorivog ulja prvi je primenio Melvin Cook 1945. god. u Americi. Skoro 100 god. posle pronalaska Nobelovih dinamita, Melvin Cook i Farnham su 1956. god. patentitali vodoplasticni - ka~sti iIi Slurry eksploziv izraden na bazi za sicenog rastvora AN u vodi sa dodatkom trotila i dr. komponenata, koji je kasnije raz· raden u vise vrsta prema sastavu i nanleni, sa nizom prednosti u odnosu na neke druge eksplozive.
9.1. DEFINICDA,PODELA I KARAKTERISTIKE
EKSPLOZIVNIH MATERUA I EKSPLOZIVA
9.1.1. DEFINICUE _ ~ksplozivne materije~u hemijska jedinjenja ill mehanieke smere hemijsldh jedlnjenja u evrstom ili teenom stanju kOje u sebi sadrZe neophodne elemen te za proticanje hemijske reakcije, praeene oslobadanjem toplote i gasnih produkata. Svaka eksplozivna materija nije tehnieki upotrebljiva, niti se u tehnickom smislu moze nazvati eksplozivom. Eksplozivi su jednorodne iii sloZene eksplozivne materije kOje imaju osobi nu da se pod utieajem spoljnjeg impulsa (udar, trenje, topiota) naglo razloZe i predu u gasno stanje, pri ecmu se razvija visoka temperatura i pritisak, i koji pri tome mogu da izvrSe mehanicld rad. Eksplozija se javija kao zvucni efekat, koji je posledica veoma brzog stva ranja toplotne i mehanicke energije, praeen pojavom gasova pod pritislcom, vecim od pritiska sredine u kojoj je nastala eksplozija. Usled razlike u priUs cima, stvorenim procesom eksplozije, nastaje $irenje gasova, pri cemu se energija pretvara u mehanicki rad. Eksploziju ne karakteriSe sarno kolicina oslobodene energije, vee je 'mnogo vainija brzina kojom se ova energija oslobada. Kolicina oslobodene energije u jedinici vremena je snaga. pa je snaga bitna karakteristika svakog eksplozi va. Ako bi se energ~a oslobodena za vreme eksplozije odvijala u duzem vre menskom intervalu proees bi mimo protekao i ne bi imao karakter eksploPrl eksploziji jednog kilograma plastiCnog eksploziva oslobodi se oko
135
134
4200 KJ /kg energije u trenutku. Sagorevanjem jednog kilograma kamenog uglja oslobodi se 39000 KJ/kg energije, ili kerozina gde se oslobodi 47000 KJ/kg energije, ali nema eksplozije, jer sagorevanje nije bilo u kratkom vremenu.
i takvih eksploziva kod kojih je prelaz u gasovito stanje sarno delimitan, znati da u produktima eksplozije ima i materijala u tvrstom stanju.
~to
9.1.3. KLASIFIKACIJA EKSPLOZIYIH PROCESA 9.1.2. KLASIFIKACUA EKSPWZUA Po svojoj prirodi eksplozije mogu biti fizicke, hernijske i nukleame. Fizicke, kod kojih dolazi sarno do flzickcg preobraiaja jednog oblika ener gije u drugi, bez promene hemijskog sastava materije (munja - grom, eks plozija parnog kotla, pad meteora i dr_). Nukleame, koje nastaju kao poslediea trenutnog pretvaranja nukleame ener gije u toplotnu putem nukleamih reakcija, gde se oslobadanje oko 6,8-1010 kJjkg energije. Nukleame eksplozije su znatno jace od hemijskih i fizickih eksplozija. Energija koja se kod nukleamih eksplozija oslobada nastaje na dva nacina: eepanjem (flsijom) jezgara te~kih elemenata, na jezgra lak~ih elemenata, ill spajanjem (fuzijom) jezgara lak~ elemenata u jezgra teZih elemenata. Za miniranje u privredi uglavnom se koriste hemijske eksplozije, mada se u poslednje vreme cine poku!aji da se i nuklearne eksplozije koriste za miniranje na povrfuskim kopovirna niskoprocentnih leZista obojenih metala. Hernijske, koje se karakteri~u brzim pretvaranjem hemijske energije u top lotnu putem odredenih hemijskih reakcija. Za hemijsku eksploziju je neop hodno da su produkti reakcije u gasovitom stanju. Porast pritiskaje posledi ea istovremenog oslobadanja toplote i gasova. Oslobodeni gasovi su jako zagrejani na racun oslobodene toplote. Da bi do~o do hemijskog razlaganja i eksplozije nekog jedinjenja iii sme~ jedinjenja, potrebno je da budu ispu njeni sledeci uslovi: a) Da se proces hemijskih promena u eksplozivu dovija velikom brzinom. Da bi se obezbedila potrebna brzina, neophodno je da su molekuli koji ulaze u reakciju dobro homogenizirani, da su reakcije izmedu molekula egzotennne, d,a , je obezbeden veliki pritisak. b) Da je proces hemijskog razlaganja pracen oslobadanjem toplote. Toplota nastaje kao posledica pregrupaeije atoma. Pri tome nastaju nova stabilni ja jedinjenja, koja sadrze manje hemijske energije nego prvobitni moleku Ii. ygak hemijske energije pretvara se u toplotu. e) Da se proces razlaganja odvija uz oslobadanje gasova. Oslobadanje gasova je neophodno. da bi se obezbedio porast pritiska. Kod vecine eksploziv nih materija i eksploziva, sva materija prelazi u gasovito stanje. mada imJ
Proces hemijskog razlaganja eksplozivne materije, uz istovremeno oslobadanje gasnih produkata, moze biti viSe iii manje snaian, i obavljati se brZe iii sporije. Da bi nastupio proces hemijskog razlaganja treba saop~titi molekuIima eksplozivne materije minirnalno potrebnu energiju (energiju aktiviranja) da bi postali aktivni, jer su sarno ak tivni molekuli podlomi hemijskim promenama. Zavisno od naCina na koji se dovodi energija aktiviranja, razlaganje eksplozivnih materija moze se odvijati na tri nacina: gorenjem, deflagracijom i detonacijom_ Gorenje: sve su eksplozivne materije podlome proeesu gorenja, zavisno od temperature i vremena kojem su izlozene visokirn temperaturama, ali ispod temperature pri kojoj dolazi do eksplozije. Gorenje eksploziva se po spoljnjoj fonni ne razlikuje od gorenja goriva, ali tu postoji sustinska razlika: sagorevanje goriva odvija se na racun kiseonika iz vazduha, dok se gorenje eksploziva odvija bez prisustva kiseonika iz vaz duha. Detlagracija: pri deflagraciji eksplozivne materije, brzina hemijskog razlaga nja je relativno niska (nekoliko em do nekoliko me tara u sekundi) a ener gija aktiviranja molekula eksplozivne materije predaje se od sloja do sloja prenoSenjem toplote. Detonacija: je proees razlaganja eksploziva, gde se energija potrebna za akti viranje molekula eksploziva prenosi od sloja do sloja putem udamog talasa, koji se kroz cksplozivnu materiju krece nadzvucnom brzinom. Ovako se energija aktiviranja prenosi neuporedivo bru nego provodenjem toplote Bitna hemijska razlika izmedu deflagracije i detonacije je u tome, ~to se pri de flagraciji nastali gasoviti produkti udaljavaju od povrsine reakcione zone, dok se pri de tonaciji priblizvaju reakcionoj lOni, povecavajuCi u njoj pritisak:, koji moZe preci i 200000 bara. Zona hemijske reakcije je pri detonaciji znatno uza nego pri deflagraeiji. Brzi na razlaganja pri detonaciji cHstih i tecnih eksplozivnih materija dostiZe vrednosti od 1300-9300 m/s. i ona zavisi od hemijskog sastava eksploziva, gustine punjenja, precnj ka obloge patrone i dr. Brzina detonacije eksperimentalno se odreduje k1asicnom mew dom po Dotrisu (Dau tricheu). svetlosnom ili optic kim hronografom i elektronskirn brojacem.
13(1
137
9.1.4. KLASIFIKAC'UA EKSPLOZIVA OBZIROM NA PRIMENU Pod eksplozivima podrazumevamo hemijska jedinjenja iIi mehanicke smeie ie~injenja, koje su sposobne da pod uticajem spoljnjeg dejstva (udar, trenje, iskra, toplota) ?-a vrlo \.to.tic() vreme razviju visoku temperaturu velike koliCine gasova i ogroman pritisak. hCII"lijd.:ih
Svaka eksplozivna materija nije tehnicki upotrebljva, niti se u tehnickom smis Iu moze nazvati ekspIozivom. Da bi se odreaena eksplozivna materija mogia smatrati ekspIozivom potrebno je da ispunjava sledeee uslove: Mora imati minimalnu razomu snagu,
Mora biti prikladna za rukovanje i upotrebu,
Mora bili siguma za rukovanje.
Klasifikacija eksploziva i eksplozivnih materijala vrsi se najcesee prema slede tim osobinanla: Po hemijskom sastavu,
Po agregatnom stanju,
Po reIativnoj konzistenciji,
Po nac;inu delovanja.
Po hemijskom sastavu sve eksplozive delimo na: Cista hemijska jedinjenja,
- Mehanicke smeie hemijskihjedinjenja.
U cista hemijska jedinjenja spadaju eksplozivi koji imaju jedinstvene molekule, u kojima su komponente (ugijenik, vodonik. kiseonik i dr.) medusobno hemijski vezani ujedinstven sistem (troW, nitrogiicerin, pentrit. heksogen, fulminat Zive i dr.). Svi privredni eksplozivi su mehanicke smeie hemijskih jedinjenja. Ulazne kom ponente su medusobno sarno pomesane, i ne predstavljaju hecnijska jedinjenja. Ovakve smeS€! sadrze u sebi sve neophodne elemente za odvijanje procesa hemijskog razlaganja. Da bi eksplozivi imali odredene minersko-lehnicke karakter!stike izradeni su od razlici tm komponenti, koje imaju odredene uloge kao: Nitrati kalijuma i natrijuma ulaze u sastav eksploziva kao potencijalni nosi oci kiseonika. Senzibilizatori, materije koje se dodaju radi povecanja osetljivosti i radne sposobnosti eksploziva (trotil, nitrogiikol, zelirani nitrogiicerin i dr.). Sagorljive materije. u cvrstom iii tecnom stanju, koje potpomazu sagore. vanje i povecavaju kolicinu energije (metalni prahovi, retortni ugalj i dr.). Flegmatizatori, materije koje smanjuju osetljivost eksploziva, tako sto krista. Ie eksplozivne materije presvuku slojem inertne materije, cime se sprac;ava kontakt kristala i medusobno trenje. Za flegmatizaciju koriste se razne vrste sintetickih voskova i razne vrste poIimera.
Materije za snizel* temperature eksplozije. Ove materije dodaju se radi sni
zenja pocetne temperature eksplozije, kako bi se sprecilo palenje eksplozi
vno-zapaljive smeie u jarnskom vazduhu, kao materije za snizenje tempera
ture dodaju se natrijumhlorid, kalijumh.lorid i druge inertne soli.
Materije koje obezbeduju stabilnost suspenzije i viskozitet. Dodaju se sup
stance koje lako hidrolizuju i obicno se koriste natrijumova so karboksime
tilceluloze, guar i dr.
Prema agregatnom stanju i opstim fizickim osobinarna, sve eksplozive i eksplo zivne materije motemo klasifI.kovati u stede&: grupe: gasovite eksplozivne smde (metan-vazduh, acetilen-vazduh), eksplozivne smeie cvrstih i tecnm materija sa gasovima (ugijena prasina-va zduh, derivati nafte-vazduh i dr.), tecne eksplozivne sme~e (nitro-benzo-azotna kiselina), smeie cvrstih i tecnm eksplozivnih materija (nitrogiicerin-arnonijumnitrat, i amonijumnitrat-tecno dizel gorivo), cvrsta eksplozivna jedinjenja iii smese (trinitrotoluol, heksogen, amonijum nitrat-trinitrotoluol). Prema relativnoj konzistenciji, sve eksplozive motemo podeliti na: praSkaste, poluplasticne, plasticne. vodoplasticne - kasaste, granulirane, pre sovane , semiplasticne. Prema brzini razlaganja
nacinu delovanja eksplozive mozemo podeliti na:
- brziantne, - deflagrantne.
Brizantni eksplozivi mogu biti:
a) Inicijalni - primarni, koji zahtevaju veoma malu energiju aktiviranja da bi
nastupila eksplozija, i veoma su osetljivi na udar, trenje, toplotu. Koriste se za izradu sredstava za iniciranje brizantnm eksploziva. b) Brizantni - sekundami, eksplozivi su manje osetJjivi na mehanicke i toplot ne uticaje, i detoniraju pod dejstvom udamog talasa izazvanog inicijalnirn eksplozivima. Poseduju veliku brzinu razlaganja do 9300 m/s. Deflagrantni ekspi.ozivi imaju relativno nisku brzinu razlaganja, jer se energija aktiviranja predaje od sloja do sloja provodenjem toplot'! (cmi barut). lmaju izrazito potisno deJ.>tvo pa se koriste pri dobijanju ukrasnog kamena.
lJ9
3X 9.2. KARAKTERISTlKE EKSPLOZIVA
gustina
grjcm Svaki eksploziv ima odredene fizicko-hemijske i minersko-tehnicke karakteri stike. na osnoVlJ kojih se odreduje njihov kvalitet i celishodnost primene u odredenim radnim sredinama. U vai.nije karakteristike spadaju: gustina, brzina detonacije, gasna zapremina, radna sposobnost, torlota eksplozije i dr.
9.2.1. GUSTINA
Predstavlja odnos rnase eksploziva i njegove zapremine i izraZava se u gr/em 3 Pri radu sa eksplozivima mOZerno razlikovati vi~ gustina ito: a) Kristalna gustina, je maksimalno moguca gustina, koju bi eksplozivna ma terija imala kda bi se say prostor koji zauzima popunio kristalima. Ova gu stina je teoretska i nema praktican znaeaj.
~
b) Gustina punjenja, je odnos mase eksploziva prema celokupnoj zapremini, ukljucujuci i nepopunjen prostor meau kristalima eksploziva, koja se dobi ja pri patroniranju, presovanju iii livenju eksploziva. Ona je uvek manja od kristalne gustine, ali se ten da bue sto je moguc<: veca, jer se tada u odgova rajucoj zapremini koneentriSe veca kolieina energije. c) Gravimetrijska - nasipna gustina, je ona gustina koja se postize pri slobod nom padu eksploziva, kada zauzme zapreminu od jednog litra. Vrednost nasipne gustine zavisi od velicine i oblika kristala, visine sa koje pada, sadr· zaja vlage i sl. Kod eksploziva koji se direktno uSipavaju u bu~otine (AN-FO granulisani TNT i dr.) nasipna gustina i gustina punjenja minske busotine su jednake. d) Gustina minskog punjenja, je odnos mase eksploziva i zapremine dela mins . ke busotine u koju se stavlja eksploziv. Ova gustina je karakteristiena kod primene patroniranih eksploziva i utoliko je veca, ukoliko je manja razIika izmei1u preenika bUSotine i preenika patrone.
9.2.2. KRITICNA GUSTIr\A Kriticna gustina je maksima1na gustina pri kojoj eksploziv sigumo (stabilno) detonira. Pri daljem povecanju gustine iznad kriticne, eksplozija izostaje. Kod livenih eksploziva, sa povecanjem gustine povecava se brzina detonacije. i kod postignute mak simalne gustine dobija se i maksimalna brzina detonacije. kao na primer. kod livenog trotila.
3
brzina detonacije m/s
1,0
3400
4100
1,2 1,4
5000 6000
1,6 max
6900
0,8
Kod pra!kastih i plasticnih ekspIoziva, sa povecanjem gustine, povecava se i detonaciona brzina, ali sarno do tzv. optimaIne gustine (Po) kod koje detonaeiona brzina dostigne maksimaInu vrednost. Sa daljim povecanjem gustine detonaciona brzina opada i kod kriticne gustine (Pkr) detonacija potpuno izostaje, kao na primer, kod plas tienog eksploziva sa 75% nitroglicerina. Na s1. 92 prikazanaje zavisnost brzine detona cije od gustine eksploziva. gu.~
brzina detonacije
~~
mjs
0~3
1991 2397
OJ9 1~4
2562 3670
O~ 1~4
5203
1~0~
6794
1,65 1,71
4207
2460
1,74
eksplozija izostaje
9.2.3. KRITICNI PRECNIK Za svaki eksploziv postoji minimaIni pFeenik patrone ispod koga se ne moZe izazvati detonacija. Taj preenik naziva se kritieni pretlnik. UUcaj preblikana proces detonacije vezan je za delovanje gasnih produkata koji nastaju pri razlaganju eksplozivne materije, i koji se prema bokovima sire, sto u zoni hemijske reakcije izaziva naprezanje na istezanje (razredenje). U zoni koja je zahvacena talasom razgraddenja dolazi do opa· danja temperature i pritiska sto uslovljava usporavanje hernijske reakcije. Kao rezultat toga nastaje smanjenje energije udamog talasa, a time i brzine proticanja detonacionog talasa kroz eksplozivnu materiju. Na sl. 92 data je zavisnost brzine detonacije od pree nika minskog punjenja. Velieina kriticnog preenika zavisi od sastava eksploziva. Pomato je da se svaki prlvredni eksploziv sastoji od oksidatora goriva i senzibilizatora. Kada naii1e udami talas
140
141
kroz eksplozivnu materiju u patron~ u zoni hemijske reakcije, razlaganje se vrsi sledecim redom: a) razala1e se senzibillzator (nitroglicerin ill trotil), b) razlaiu se AN i gOrivo, obzirom da su dobill energiju od nitroglicerine i tro tile, c) medusobno stupaju u reakciju produkti razlaganja goriva i amonijumnitrata.
D
Velitina potetnog inicijalnog irnpulsa zavisi i od osetljivosti eksplozivne mate rije prema spoljaSnjim uticajima kao ~to su~ vlaga, gustina patroniranja, homogenost mase i sl. Potetni inicijalni irnpuls more biti razlititog porelda kao 510 je: toplotni (plamen, zagrevanje, snop zraka i sl.),
- mehanitki (udar, trenje i sl.),
- hemijski (reakcije sa oslobadanjem toplote).
Kao faktori koji mogu uticati na osetljivost eksploziva na inicijaciju su: Vlaga; jedan broj eksploziva i eksplozivnih materijala pod uticajem vlage iz vazduha podlefu flzitkirn promenama i postaju neupotrebljivi. Higroskop nost je osobina hemijskih jedinjenja i smeSa da na svojim kristalnim povrsi nama apsorbuju molekule vode iz vlafne atrnosfere, a uslovljenaje obostra nom privlatnom silom. Na higroskopnost, pored koncentracije vlage u vaz duhu i poviSene temperature, utite i velWna kristala. U koliko su kristali manji, utoliko ~e viSe apsorbovati molekula vode iz vazduha.
8
Dtd
Gustina patroniranja; takode utite na potetni inicijalni impuls, zbog tega se gustina, pri fabrikaciji eksploziva, redovno kontroIiSe. Homogenizacija; obzirom da se privredni eksplozivi sastoje od komponenata koje su vrlo osetljive na inicijaciju (nitroglicerin, trotil) i onih koje su manje osetljive (amonijumnitrat, drveno bramo i dr.) masa mora biti dobro izmes ana - homogeniziran.a. Homogenost mase je faktor od kojeg u velikoj meri zavisi osetljivost eksploziva na inicijaciju.
o~,,~
dKt:
d.1t:
d
9.2.5. BILANS KlSEONlKA
SI. 92. Zavisnost brzine detonacije ad pre~nika minskog punjenja.
Odavde proizilazi da, ako se oslobodi veea kolitina energije u fazi (a) postoji veca rnoguenost daljeg sirenja eksplozije, i krititni pretnik moze biti manji. Ukoliko u eksplozivu ima veci procenat senzibilizatora, i ukoliko je on dobro homogeniziran sa ostalirn komponentalna, krititni pretnik Ce biti manji. Kod eksplozivnih materijala (pentrit, trotil) krltitni pretnik jako zavisi od granulacije.
9.2.4. POCETNI INICUALNI IMPULS Za potetak razlaganja eksplozivne materije, potrebno je spolja utrositi neop hodnu kolWnu energije, tj. stvoriti dovoljno snaian pocetni inicijalni impuls kako bi se eksplozivna rnaterija potpuno razloZiia sa najvecom brzinom detonacije. Za svaki eksploziv odredena je minimalna kolcina inicijalnog eksploziva koji izaziva njegovo potpuno razlaganje.
Sastav gasovitih produkata nastalih pri hemijskom razlaganju eksploziva i eks plozivnih materija, zavisi od hemijskog sastava i brzine reakcije uslovljene i sredinom u kojoj se proces odvija (zatvorena ill otvorena). U zavisnosti od toga da Ii u gasovitim produktima razlorenog eksploziva ima i molekula kiseonika, ill ih nema, mOlemo razlikovati tri slutaja: a) eksploziv ima pozitivan bilans kiseonika kada u produktima sagorevanja, na stalim posle eksplozije, ima i slobodnog kiseonika, kji je preostao poSle potpune oksidacije ugijenika u CO 2 i vodonika u H2 O. Jako pozitivan bi lans kiseonika iznad 1% je stetan, jer dolazi do gorenja i stvaranja azotnih oksida. Najbolje je da eksploziv irna nulti iii blago pozitivan bilans kiseonika. Materija sa pozitivnirn bilansom kiseonika I. nitroglicerin
4C 3 Hs (ON0 2 )3
->
12COz + 10Hz 0 + 6N z + Oz
t42
2. Amonijumnitrat
Primer:
NH4 N0 3 ~ 4H 2 0 + 2N2 + O 2
,
b) Eksploziv ima nulti (uravnotezen) bilans kiseonika kada u produktima sago revanja nema s1obodnih molekula ~iseonika, kada je suv ugljenik pre~ao u CO 2 a vodonik u H2 O. Takav odnos komponenata naziva se stehiometrijs kim. Materije sa nultim (uravnotezenim) bilansom kiseonika.
nitroglicerin: C3 Hs (ON0 2h Kb =
227 - moIckulama masa nitroglicerina nitroglikol: C2 H4 (ON0 2 h
1. nitroglikol Kb = H2 C - ON0 2
I
~ 2C0 2 + 2H 2 0 + N2
(6 - (4 +4/2)] - 16
152 . 100
0%
trotil: C 7 H5 (N0 2h
H2 C - ON0 2
c) Eksploziv ima negativan bilans kiseonika ako u produktima sagorevanja ima veca kolicina, nego sto je dozvoljena, otrovnog ugljenmonoksida (CO), jer nije bilo dovoljno kiseonika za potpunu oksidaciju ugljenika u ugljendioksid (C0 2 ).
[9-(6 +5/2)1-16 227 . 100 = 3,5%
Kb
=
(6
(14 + 5/2)] - 16 . 100 = -74%
227
U tab. 36 dat je bilans kiseonika nekih materija, u %. Tabela 30
Materije sa negativnim bilansom kiseonika 1. troti!
Materija
4C 6 Hs (CH 3 ) (N0 2 )3 ~ l2CO + 2CH 4 + H2 + 3N2 2. pentrit C(CH 20N0 2)4 ~ 3,5C0 2 + I,5CO + 3,5H 2 0 + O,SH + 2N2 Bilans kiseonika predstavlja jednu od najvainijih karakteristika, od kojeg zavisi sastav gasova u produktima eksplozije. S obzirom da opsta formula eksplozivne materije ima oblik CgHbNcOd' vidi se da se u produktima eksplozije mogu nati sledeci gasovi: ugljendioksid, vodonik, kiseo nik, azot, a takode i smeSe zasicenih i nezasicenih ugljovodonika. Ako eksplozivna rna terija ima sastav u vidu Ca HbNcO d , to ce i kiseonicni bilans u % biti: (d
Kb
b (2a + -:;-) M -
I- 16
natrijumnitrat kalijumnitrat amonijumnitrat nitroglikol heksogen tetril aluminijum drveno brasno nitroglicerin trotil papir drveni ugalj parafm
Bilans kiseonika, %
+ 47,0 + 39,6
+ 20,0 0,0 - 21,6 - 47,4 - 89,0 -137,0 + 3,52 - 74,0 -130,0 -191,0 -346,0
. 100,
e
gde je: 16 - atomska masa kiseonika. Me molekulama masa eksploziva. akoje ako je ako je
d> 2a + b/2, imamo pozitivan bilans kiseonika, d = 2a + b/2. imamo nulti bilans kiseonika. d < 23 + bn. imamo negativan bilans kisconik3.
9.2.6. SASTAV I OSOBINE GASOVA KOJI NASTAJU
POSLE EKSPLOZlJE
Posle eksplozije obrazuje se znatna koliCina gasova. Ako je eksploziv imao pozi tivan iii nulti bilans kiseonika, i ako se razlaganje vdilo pri normalnoj eksploziji, gasovi koji nastaju su: azot. ugljendioksid, vodena para i even!ualno nesto kiseonika. Medutim,
145
144
Tabela37
sastav gasnih produkata posle miniranja ne zavisi sarno od hemijskog sastava eksploziva,
vet i od obloge patrone eksploziva, uslova miniranja, fizickog stanja eksploziva, karakte ristika stena, zacepljenja i dr. Zbog toga se u produktima razlaganja eksploziva mogu pojaviti i otrovni gasovi kao sto su: ugljenmonoksid (CO), ugljendioksid (C0 2 ), oksidi azota; azotmonoksid (NO) i azotdioksid (N02 ), zatim sumpomi gasovi; sumporvodonik (H2 S) i sumpordioksid (S02) i rede tivine i olovne pare. Sumporni gasovi nisu proizvod ekspiozije, jer savremeni eksplozivi i sredstva za palenje mina (izuzev sporogoruteg sta. pina) lie sadr1.e sumpor. Ovi gasovi se izdvajaju iz sulfidnih minerala pod uticajem eksplozije. Livine i olovne pare nastaju u relativno malim koltinama pri upotrebi detona. torskih kapisli iii elektrodetonatora. B.D. Rossi je 1966. god. na bazi iaboratorijskih ispitivanja sistematizovao uzro ke stvaranja otrovnih gasova, po velicini uticaja kako sledi: svojstva stena koja okrufuju eksplozivno punjenje, - hemijski sastav eksploziva, omotac patrone eksploziva,
- uslovi izvoaenja miniranja.
Cvrste materije
Zapremina "gas. ekspl. Ilk
CO,
Vitezit 100
709,0
60,7
Vitezit 80
639,4
49,4
Naziv eksploziva
%
H,O
N.
O.
.%
%
%
22,6
19 ,
0,2
0,.5
18,7
16,8
3,1
12,0
221> 25,4
0,8
0,6
2,2
0,4
26,3
1,8
0,6
%**
Vitezit 60
788,1
46,6
29,2
Vitezit 50
829,3
38,8
32,2
Vitezit 40
841,4
341> 49,9
26,7
2,4
3,6
26,0
8,9
Vitezit 30
828,6
36,.5 32,4
Vitezit 20
774,.5
29,3
31,4
Vitezit
5
901,3
27,0
40,9
33,9
41> 1,2
Vitezit 5u
922,8
2~,4
43,6
30,.5
2,.5
Maksimalno dozvoljena koncentracija otrovnih gasova u vazduhu prema JUS·u Z.B.O. 001-1971. god. prikazani su u tab. 38
Z.C. Pozdnjakov i B.D. Rossi su 1971. god. razvrstali stene, prema kolicini otrovnih gasova koji se stvaraju pri miniranju, u tri grupe:
Tabela38
a) Prva grupa stena (apatitno.nefelinske, kalijeve soli, bakame i molibdenove rude, polimetalicne rude) koje stvaraju do 40 I CO/kg eksploziva.
Otrovni gas
b) Druga grupa stena (ugaJj, Skriljci, Pb-Zn rude, andeziti Fe rude) 40-100 I CO/kg eksploziva.
Ugljenmonoksid (CO)
5,8
Azotmonoksid (NO)
3,0
Azotdioksid (NO z )
9,0
c) Treta grupa stena (najcvrsce rude Fe' dzespiliti) vise od 100 I CO/kg eksploziva. Na osnovu svojih istrazivanja izve1i su sledece zakljucke: Sto je veta cvrstota stena stvara se veta kolicina CO.
Pneumatsko punjenje minskih busotina macajno utite na smanjenje
stetnih gasova.
Polozaj udarne patrone u minskom punjenju i smer iniciranja ulite na sastav i kolicinu otrovnih gasova.
NajrnanJa kolicina otrovnih gasova se izdvaja ako se udama patrona stavi
na dno minske busotine.
Velicina zazora izmedu minskog punjenja i precnika busotine utice na stvaranje otrovnih gasova. Najmanja kolicina stetnih gasova stvara se pri najmanjem zazoru. Vrsta materijaJa za zacepljenje matno utite na pojedinatnu i ukupnu kolicinu otrovnih gasova. f'ajvece kolicine otrovnih gasova stvaraju se uz primenu glinenog tepa. Primenom f'a CI, vode, rastvora Km i 0 4 , NaHC03 zelatinoznog gela. smanjuje se pojedinacna kolicina otrovnih gasova. U tab 37 dat je procentuaJni udeo gasova koji nastaju pri nom1aJ. noj eksploziji, za neke domace eksplozive.
Vrednost max. dozvoljene koli(;ine, mg/m3
Sumporvodonik (Hz S)
10,0
Sumpordioksid (S02)
10,0
Olovne pare (Pb )
0,15
Zivine pare (Hg)
0,10
Van pri 20 ·C i 1,01 • 10' PI.
- Ugljenmonoksid (CO), je gas bez bOje, mirisa i ukusa. Molekulska tetina mu je 28,016. Zapremimka tezina je 1 kg/m 3 , te je prema tome nesto teti od vazduha. Kriticna temperatura mu je -140°C a kriticni pritisak 34.5 bara. Sagorljiv je. Stvara se pri nepotpunom razlaganju eksploziva. pri jamskim pozarima, prl eksploziji metana i '" Kod O°C i }.01 . 10' Pa.
.. Na 2CO" K,CO" Caco,. Fe,O,
147
146
zapaljive ugljene prasine, pri radu molora sa unutrasnjim sagorevanjern. Ugljenmonoksid je otrovan gas. Smrt od trovanja ugljenmonoksidom nastupa usled toga sto se crvena krvna zmca vetu sa njim umesto sa kiseonikom, tako da celije covecjeg organizma osta nu bez kiseonika. Vazduh sa 0,1% CO smrtonosan je nakon 4 h udisanja. Pri koncentra ispod 0,005% CO u vazduhu, ne veze se viSe od 10% hemoglobina sa ugljenmonok sidom pa je udisanje takvog vazduha bezopasno. Dopustena kolicina ugljenmonoksida u rudnickoj atmosferije 0,02 mg/I (0,0016% zapremina). - Oksidi azota (NO, N0 1 ), Azotmonoksid (NO) je bezbojan gas, a azotdioksid (N0 2 ) je nuke boje. Zapreminska tezina imje 1,340 i 1,591 kg/m3. Oba gasa su veoma otrovna i opasna jer ne postoji donja granica ispod koje ne bi moglo nastupiti trovanje. Azotmonoksid (NO) deluje kao ugljenmonoksid (CO), a azotdioksid (N0 2 ) razara tkivo. Ovi gasovi nastaju pri nepotpunom razlaganju eksploziva deflagraciji. Pri vlaz· nom vazduhu u rudnickim prostorijama oksidi azotajedine se sa vodom i obrazuju azot· nu i azotastu kiselinu, koja se kondezuje na zidovima rudnickih peostorija. Sadrzaj ok sida azota u vazduhu od 0,02% smrtonosan je za vrlo kratko vreme. Dopustena koncen 0,005 mg/I ili 0,001% zapremine. - Sumporvodonik (H 2 S), zapreminska tetina 1,53 kg/m 3 , molekulska tezina 34,OB. Ima ostar miris na pokvarena jaja pa ga je 1ako osetiti i kod malih koncentracija u vazduhu. Boravak u vazduhu u kojem ima 0,07% H 2 S, prouzrokuje teSko obolenje, a pri koncentraciji od 0,1% H2 S, u vazduhu posle kratkog vremena nastupa smrt. U smesi sa vazduhom pri temperaturi od 6oo"C je zapaljiv, a pri sadrzaju od 4,5% obrazuje sa vazduhorn eksplozivnu smesu. Stvara se pri trulenju organskih materija koje sadrze sumpor. Sumpordioksid (S02), zapreminska tetina mu je 2,26 kg/m3. Bezbojan gas sa oStrim razdrazujucim mirisom i kiselim ukusom,jako otrovan, ne gori i ne potpomaze gorenje. Pri jedinjenju sa vlagom obrazuje sumporastu kiselinu. Ako ga u vazduhu irna 0,03% opasan je po Zivot. Dopustena koncentracija u atmosferi je 0,0007% zaprem. - Vodonik (Hz), je najlaksi pornati gas. Njegova zapreminska tetina pri nor· malnim uslovima irnosi 0,0898 kg/m 3, a molekulska tezina mu je 2,015. Bez boje mili sa i ukubll. Nije otrovan. Sagorljiv je i daje plamen sa visokom temperaturom. Konacan produkt sagorevanja je voda 2H2 + O2 2H2 O. Vodonik pomeSan sa vazduhom, od nosno sa kiseonikom stvara jaku eksplozivnu smesu. Dejstvo eksplozije je naiiace pel 28,6% H2 u vazduhu. - Zivine pare; Ziva je srebrnasto beD metal, tacka topljenja je na a tacka kIjucanja 375°C kada isparava u modrikaste pare. I najmanje kolicine zivinih para u vazduhu su skodljive po zdravlje i otrovne. Znad trovanja su nervoza i drhtanje. Stet no deluje na zeludac i sluzne zlezde.
9.2.7. ZAPREMINA GASOVA PRJ EKSPLOZIJI Zapremina gasova koja nastaje posle eksplozije odreduje se teoretski, iz jednaci. na hemijskog razlaganja, i opitnim putem. Teoretski, zapremina gasova, odreduje se po Avogadrovom zakonu koji kate, da gasovi posle eksplozije nastali u nonnalnim uslovima (G°C i 0.,16 bfH'a) imaju stalnu molekularnu zapreminu 22,4 m3 /k. molu. c- ii, (P J .'c:iZapremina gasova pel eksploziji 1 k. mola eksploziva
e
-~.-- -
'!)
Vo gde je:
22,4 In,
In - ukupna kolicina k. mola svih gasova eksplozije, Zapreminu gasova pri eksploziji I kg eksploziva, nazivamo spedficnom zapre
minom Yo' gde je:
YL _ M -
22,4 In
M
M - molekulama masa eksploziva, kg/k. molu.
Ako je eksplozivna materija mehanicka smeSa, a ne hemijsko jedinjenje, sped ficna zapremina gasova izracunava se iz obrasca: 22,4 In V' , o - MINI + M2N2 + .. , MnNn gde je:
Mt. M2 ... Mn Nj, N2 kn
molekulama masa pojedinih komponenti eksplozivne sme Se, kg/k. molu, broj kilomola komponenata eksplozivne smeSe, ukupan broj kilomolova svih gasova dobijenih pri detonaciji odredene kolicine eksplozivne smeSe.
Beoj mola (In) i kvalitativan sastav produkata eksplozije proisticu iz reakcije hemijskog preobrataja. Pri nultom bilansu kiseonika, predpostavlja se da se say azot javlja u molekulamom obliku, a elementi (C) i (H) da oksidisu u CO 2 i Hz O. Primer: odrediti zapreminu gasnih produkata pri eksploziji jednog kilograma nitroglicerina,pli O°C ipritisku 1,01' lOS Pa Vo :::
22.42 (12 + 10 + 6 + 1)
4.227 ::: 716I/kg
9.2.8. TOPLOTA EKSPLOZIJE Toplotom eksplozije nazivamo toplotnu energiju koja se oslobodi prilikom raz jecnog mola ili 1 kg eskploziva. Toplota eksplozije moze se odrediti eksperi· mentalno pri standardnirn uslovima 1 (ponekad 25°C) i pritisku 1,01 . lOS Pa.
149
;48
Toplota cksplozije peeko hemijskih fOIDlUla razIaganja eksp107iv'ue materijc, racuna se tako, da se najpre nade ukupna topIota stvaranja svih produkata eksplozije, a zatim toplota stvaranja prvobitne eksplozivne materije, i te dye vrednosti oduzmu jed na od druge. Primer: Odreditj toplotu eksplozije nitrogiicerina ako se razIaganje vdi po jednacini:
Vrednost toplote u zavisnosti od temperature odreduje se po obrascu:
Cv = a + b . t;
gde su: a i b - koeficijenti koji se dobijaju opitnirn putem.
Zarnenom vredosti za (Cv) u formulu za temperaturu eksplozije dobija se:
-a +
t
+4 Qb
2·b
2C3RsNJ09-6C02 + 5H 2 0 + 3N 2 + 0,50l
Toplota nekih gasova u zavisnosti od temperature odreduje se po formuli: toplota stvaranja produkta eksplozije: Za dvoatomne gasove:
CO 2
• • • • • • • . • • • • • . • • • • • ..
.395,6' 6 = 2373,7 K1
Cv "" 20,1 + 18,8 . 10-4 tJ/(mol. 0c)
H 2 0 ....................... 242,0' 5 :: 1210,0 K1
N2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
0
.3
=0
toplota stvaranja
O2
0
.
== 0
~lemenata jednaka
. . . . • • . • . • . . . . • • • . . • • ..
i
Je
Za cetvoroatomne:
Cv = 41,9 + 18,8 . 10- 4 tJ/(mol. 0c)
Za vodenu paru:
3583,7 K1
16,76 + 90· 10-4 t JJ(mol. 0c)
Cy toplota stvaranja nitroglicerina
2C 3 RSN3 0 9
Q =
700,7 KJ
Q produkata Q rea.1.;.tanata 2 . ').27 . 1000
2583,7 700,7 . 1000 = 6350 KJ/kg. Q= 2·227
9.2.9. TEMPERATURAEKSPLOZUE Pod temperaturom eksplozije podrazurnevarno temperaturu gasnih produkata koji se obrazuju pri hemljskom razIaganju eksploziva. Temperatura eksplozije zavisi od hernijskog sastava eksploziva i produkata eksplo7jje. TelJ1peratura gasova eksplotijc moZe Se predstaviti formulom: Qy
Cy ' gdeje
Qv
-
toplota eksplozije, KJ! molu,
- srednja toplota svih produkata eksp!ozije pri cost. zaprernir:; u intervalu od (0) do tT) °C. J;rllol. Dc.
Za ugijendioksid:
Cv = 37,7 + 24,3 10-4 tJJ(mol. 0c)
Za tvrde produkte:
Cv == 26,8 J/(moL 0c)
Za odredivanje toplote smeSe gasova prema datim formuIama, svake ponaosob i ukupne veIicine a i b, racunska formula dobija oblik:
=
~a
+ ....;
(~a)2
+ 4(~b) . Q. 1000 1 '
21;b
Primer: lzracunati temperaturu eksplozije nitrogiicerina ako se razlaganje vrsi po focmuli:
C3 Hs (ON0 2 )3
....
3C0 2 +2,5H1 0 + 1.5N 2 +0,250 2
eksplozije plozije. na osno'vu datih formula je:
je 1443 KJ J mol. Toplota svih produkata eks·
Za COl: 3(37.7 + 24,3· 10- 4 t)
= 113 + 729,9
150
151 Za 2,511 2 0:
9.2.10. PRITISAK GASOYA PRI EKSPLOZIJI
2,5 (16,76 + 90.10- 4 t)
= 41,9
+ 225· 10- 4 t Pritisak gasova pri eksploziji (Pa) moze se odrediti pO Bojl Mariotovom i Gej Usakovom zakonu pO obraseu:
odavde a dobija se:
154,9;
b = 297,9' 10- 4
.
Ako ove vrednosti uvrstimo u fonnulu za Po . Yo . T (Pa),
P -154,9 + ...; 23994 + 4'297,9' 10 -4. 103 2· 297,9 . 10- 4
~
4780°C gde je:
Po - atmosferski pritisak gasova pri temperaturl O°C i pritisku od 1,01 . 105 Pa temperatura eksplozije, °c
T Tabela 39 Materija
Hemijska fonnula
Molekularna masa
Toplota stvaranja pri post. zaprem. Kl/mo!.
Kiseonicni bilans %
Voda (tecno stanje)
H,O
IS
283
0
Voda (gasov. stanje)
H,O
IS
241
0
Ugljendioksid (gas)
CO,
44
396
0
Ugljenmonoksid (gas)
CO
28
113
-57
Metan (gas)
Cli.
16
74
-200
Azotmonoksid (gas)
NO
30
90,5
52,2
Amonijak (gas)
NH,
17
43,5
-140
Amonijurnnitrat
NH.NO,
Katijumnitrat Troti!
KNO, C,H,(N
80
355
+20
111 II I
490
+39,6
227
56.6
-74
Tetri!
C,H,O.N,
287
41,8
-47,4
Heksogen
C,HoO.N o
222
87.4
-21,6
Nitrogticerin
C, H. (ONO, ),
227
350.1
+3,5
Nitroglikol
C: H. (0 NO , ),
152
233.6
0
Kolodium pamuk
C"H,.,SO,oN •• ,
1000
2722.2
-35,5
Steara! kaldjuma
C,. H,oO,Ca
607
2686
Drveno bralino Cgalj Parafin Aluminijum
Ova formula je pogodna za idealne gasove. Pri stvamoj gustini punjenja eksplo ziva (0,5-1,0 t/ m 3 ), veliki znacaj ima i sopstvena zapremina molekula materije (kovo lumen) produkata eksplozije, koji se uzima da je a = 0,001 Yo. Sa ovim faktorom gomji obrazae dohija oblik: P= PO'Yo'T 273 . (Y -a) , (Pa) Pri gustini eksploziva veCoj od 1,0 gr/em 3 , a
362
C
12
P
=
C"H,.
33S,5
-346
Al
27
-89
Pri
-343,0 K,SO.
1442.2
Po·Yo·T 1 273 (- a) p
Po ·Vo · T
, (pa)
273(I-a·p)
Primer: Odrediti pritisak gasova eksplozije 1 kg nitroglieerina koji pri razlaga nju obrazuje 0,716 m 3 gasova, pri temperaturi od 5053 °c, pri gustini punjenja od 0,8 gr/em 3 •
P=
- 266.7
0,006 Vo.
Stavljanjem u odnos zapreminu komore, gde se eksplozija odvijala (V) i gustinu punjenja eksploziva (p = M/V). dobiCe se pri jedinitnoj masi (M = 1), formula u obliku:
-137
C,SH"O,o
Kerozin Kalljumsulfat
Y - zapremina komore u kojoj se eksplozija odvija, m 3 .
P
=
1.0 lOs. 0,716·5053· 0,8' 103 3
273(! - 0,716' 0,0006' 1,2 . 10
9
'" 2,5 . 10 Pa
)
od 1;2' 1~ kg/m 3
.
1.01· 105 . 0,716.5053'12.103 ,0.0006'1,2, 10 3 )
3,3 .
Pa
J52
153
9.3. TEHNICKE KARAKTERISTIKE EKSPLOZIV A
9.3.1. BRZINA DETONACIJE Brzina delOnacije oznacava brzinu detonacionog talasa koji se krece kroz masu eksploziva konstanlnom brzinom. Razoma snaga eksploziva zavisi od detonacione brzine. Ukoliko je detonaciona brzina veta, razoma snaga eksplozivaje veca. Detonaciona brzina kod privrednih eksplo ziva krece se od 3000-7300/1 mIs, dok se kod nekih vojnih eksploziva krece i do 93000 Detonaciona brzina kod brizantnih eksploziva menja se sa promenom njihove gustine, tj. sa povecanjem gustine povecava se i detonaciona brzina, ali ne kod svih. Brzi na detonacije odreduje se po metodi Dotrisa (Dautrich), svetlosnim iii optiekim hrono grafom i elektronskim brojacem. Klasicna metoda za odredivanje brzine detonacije je metoda po Dotrisu.
10
--i
a drugi 900 mm (S.). Slobodni krajevi Stapina preklope se (jedan pored drugog) u duZini od 300 mm i privezu tankim kanapom. Preklopljeni dec stapina postavi se na olovnu plocu cije'su dimenzije 300 x 100 x 7 mm, a olovna ploea postavi se na eelicnu plocu cije su dimenzije 350 x 120 x 7 mm (1). lniciranje eksploziva vrSi se kapislom br. 8 ili elektrodetonatorom. Kada deto nacioni talas dode do ftapina (Sd on ga inicira na SVOm daljem putu (posle odredenog vremena) iniciraaee i Stapin (S). Susret detonacionih talasa (D) ostvarice vidljiv zarez na olovnoj ploei. lzmeri se udaljenost ovog zareza od tacke (C) u mm, pa se izraeuna detonaciona brzina ispitiva nog eksploziva po formuli:
1 Vx = V~, mis, gdeje: Vx - detonaciona brzina ispitivanog eksploziva, mis,
1 - duzina eksplozivnog punjenja, mm,
a odstojanje C-D, mm
V poznata brzina detonacije standardnog detonirajueeg Stapina, m/s.
Ispitivanje se izvodi tri puta, a kao rezultat, uzima se srednja vrednost. Za eks plozive neosetljive na klasicna sredstva za iniciranje uzima se patrona eksploziva 1/>70 mm, a iniciranje se vrsi pentolitskim pojacnikom 50/50. Na sl. 93 prikazano je ispiti vanje detonacione brzine po metodi Dotriiia (a) i merenje brzine detonacije V Lit, pomocu oscilografa, slika (b).
9.3.2. RADNA SPOSOBNOST T
b
51.93. al Metoda po Datri~u: 1 telitna plota,2 - olovna plata,3 _ detonirajuci napin, 4 _ kartonska iii telitna cev, 5 - patrone eksploziva, 6 - sporogoreei stapin. bl Merenje brzine pomocu oscilogra fa: 1 - eksploziv, 2 - uzemljenje, 3 i 4 - davati, 5 i 6 - kondenzatori, 7.8 i 9 otpornici, 10 _ iz vor struje, 11 - elektrodetonator.
Eksploziv koji se ispituje stavi se, u obliku patrone, u kartonsku cev <:130 mm duzine 400 mm, za odredivanje brzine det0nacije praSkastih eksploziva. dok se za od redivanje brzine detoanacije plasticnih eksploziva upotrebljava celicna bezsavna cev, unutrasnjeg precnika 30 mm i duZine 500 mm (4). Patrone ispitivanog eksplozi\'a u cevi moraju biti u kontaktu. Cev je na obe strane otvorena i izbusena sa dye rupe pre':; nika 7,0 mm, na rastojanju od ::!00-300 mm 0), u kOje se stavljaju krajevi, detonira. stapina (3) poznate brzine detonaciie_ od kojih je jedan dugacak 600 mm (5) a
Radna sposohnost je radno dejstvo eksploziva, tj. snaga koju eksploziv proiz vede pri upotrebi. Eksperimentalno odredena radna sposobnost naziva se jacina eksplo ziva. Postoji vise eksperimentalnih metoda za odredivanje jacine eksploziva kao sto su: - Prosirenje u olovnom bloku - metoda Trauc1a, Balisticka klatna razlicitih konstrukcija, - Merzer sa oprugom, - Podvodne eksplozije, - Krater test. Svaki od ovih postupaka omogucava da se utvrde relativni odnosi. koji karak terisu dva uporedJvana eksploziva. Metod prosirenja u oIo\'nom bloku. Traucl test. predstavlja jeda.'1 od najstari jill i primenjivanih metoda za ispitivanje efikasnosti eksploziva. na ;-';acin odredivanja i di.l11cnzije OIO\1lOg bloka utvrilene su jos 1903. V Internacionalnom kongresu za primenjenu hemljju u Berlinu_
154
155
Ovaj opit daje indiciju 0 specific nom pritisku, i izraiava se brojem cm 3 prosi rcnja cilindricne rupe u propisanom olomom bloku precnika 200 mm i visine 200 mm. U sredini olomog bloka izbusi se cillndricni otvor precnika 25 mm i dubine 125 mm. Za ispitivanje se uzima 10 gr. eksploziva koji se patronira u kaJajnu foliju _ staniol odredenih dimenzija i kvaliteta. Patronirani eksploziv zajedno sa sredstvom za inicira nje, stavlja se na dno otvora. Deo otvora iznad eksploziva'se popunjava sa suvim kvarc nim peskom, takve granulacije da 100'% prolazi kroz sito otvora 0,6 mm. Na sI. 94 prikazan je postupak odredivanja radne sposobnosti po metodi Traucla.
Tabela 40 Temperatura
DC
-10 5 0 + 5 +10 + 15
Korekcija %
Temperatura
°c
Korekcija %
+ 6,25 + 5,00 + 3,75 + 2,50 + 1,25 0,00
+20 + 25 + 30 +35 +40
- 1,25 -2,00 -3,75 -5,00 -6,25
Za odredivanje relativne radne sposobnosti eksploziva
najce~e
se koristi balis
ticko~atno - mu7..ar. Relativna radna sposobnost eksploziva primenom balistickog kIat
na u principu se sastoji u poredenju jacine eksplozije 10 gr eksploziva koji se ispituje prema jaeini eksplozije eazoene zelatine pod istim uslovima.
a,... ....
2lJ(}
-I
2
b
I
SI. 94.
I
Radna sposobnost po Trauclu: a) Olovni blok pre eksplozije. b) olo\lni blok posle eksplolije, cl kalaj na foUja.
I I
'3
Posle iniciranja eksplozivnog punjenja. olomi blok se izvrne da se istresu even tualni ostaci od peska ili delovi detonatora. Zatim se zapremina supljeg prostora u cilln dru izmeri nalivanjem vode iz menzure cime se odredi bruto zapremina. ad ove zapremi 3 ne oduzme se 61,3 cm (prvobitni cilindricni otvor>' te se dobije neto prosirenje, koje nanl sluzi kao merilo radne sposobnosti eksploziva.
;' / i
Oslomi blok se pre upotrebe tempira 24 h u prostoriji cija temperatura iznosi
IS
or. Ucinak iii radna sposobnost ispitivanog eksploziva izraeunava se po obrascu: V = (VI ± K)
Vo. cm 3
SI. 95.
•
Balistitko klatno; 1
gde je:
VI
zapremina bruto prosirenja posle ekspJozije.
Yo
zapremina cilindricne rupe pre eksplozije.
K
korekciona vrednost VI u zavisnosti od temperature bloka pre eksplo zije u 'Jr.
prangija,2 - uzorak eksp/ozi\la, 3
zatvarat,
-
ugao otk/ona klatna.
cm 3
Ispitivanja se izvode od svakog uzorka tri puta. i iz rezultata sva tri ispitivanja uzima se prosek. Ukoliko se temperatura oiomogl bloka pre upotrebe razlikuje od IS °c dobijeno prosirenje se koriguje prema sledecoj tabeli.
Balistieko klarno je ceheni cilindar obesen tako da se moze kretati kao kIatno. CiJindar inla [he' kC'r:1ore. l' veeu smesta se jedan eelieni valjak, koji ima ulogu zalvaraCa. a u zadnju manJU ' PriJikom detonacije, gasovi izbace zatvarae unap red a dindar se pokrene za iZ'.eSlan ugao unazad. Na sl. 9S datje sematski izgled balis tickog klatna, Jedan den rad:.! Ie U obliku kinetieke energije zalvaraea, dok drugi pokrece cilindar. RJd od 10 gr nekog standardnog eksploziva (U SAD.
I'';
157
(i. I U I r;JnCUsKoj pikrinska kiselrna. II nasoJ lemlji i Engleskoj razoma zelatina. 92% ci slog nitrogliccrina i 8% nitroceluloze) obelcLava se sa indeksom 100. Kao jacina nekog eksploziva definise se odnos izmedu rada dobijenog prilikom eksplozije ispitivanog eks ploziva i rada standardnog eksploziva.
P
2
100 1 - COSQ 1 cos (J
3
gde je: P- relativna radna sposobnost ekspJoziva, '7c
Q - ugao otklona klatna sa testiranim eksplozivom,
f3 - ugao otklona klatna sa standardnim eKsplozivom.
4
U praksi se koriste razne vrste klatna. Medutim, princip je uvek Istl: klatno us led eksplozije u njemu, iii izvan njega, pokreee se od svog ravnoteznog polozaja. U zavis nosti od lineamog, iii otklona izrazenog u Iucnim stepenima, ocenjuje se radna sposob nost nekog eksploziva.
Brizantnost je osobina eksploziva da pod odredenim uslovima drobi stenu. Od reduje se po metod! Hesa, mada se moze odrediti I po metodi Kasta. Za razliku od osta Iih istraiivaca. Bes je predIoiio ispitivanje brtzantnosti u siobodnom prostoru, pei cemu je samo jedna povrsina eksplozivnog punjenja u kontaktu sa ravnom povrsinom olov nog cilindra. Hesova metoda se zasniva na spljostenju olovnih cilindara koje izvrsi eks ploziv pri detonaciji u slobodnom prostoru, preko celicne ploce. Na celicnoj ploei postave se jedan na drugi dva olovna cilindra visine po 30 mm i preenika 40 mm, a na njih celicna plociea istog precriika, debijine 5 mm. Na celicnu plocieu postavi se limena posuda istog precnika sa 50 gr eksploziva. Iniciranjem eksplo ziva, prttisak detonacije se prenese preko celicne ploce na olovne biokove, koji se, u za visno.ti od jacine eksploziva manje iii viSe defonnisu. Razlika u visini olovnih blokova pre i posIe detonacije predstavlja meru brizantnosti. Na sI. 97 prikazana je metoda od redivanja brizantnosti po metodi Hesa. U tabeli 41 dat je odnos izmedu brzine detonacije i vrednosti brizantnosti za neke praSkaste eksplozive. Tabela 41 Brzina detonacije
Amonal pojacani Amonal obican Kamniktit I Kanmiktit II Metankamniktit
4400 4200 3700 3400 3000
m/s
51.96.
Brizantnost po Hesu
mm
::6 25
23
::1
16
\
Metoda odredivanja brizantnosti po He$U: 1 - elektrodetonator, 2 - posuda sa eksplozivom, 3 - t:e lit:na plo~ica. 4 - olovni blokovi. 4a - olovni blokovi posle detonacije.
Ovaj natin odredivanja brizantnosti jos uvek se konsti u fabrikama eksploziva,
kao kontrola kvaliteta proizvoda na kraju tehnoloSkog procesa, iIi pre isporuke potroSa
9.3.3. BRIZANTNOST- MOC DROBLJENJA
Vrsta eksploziva
'a
tima. Eksperimen tal no je utvrueno da ne postoji uzajalIU1a veza izmedu brizantnosti po Hesu i kvalitativnih pokazatelja miniranja. Sovjetski nauenici Beljajev i Sadovsld su 1952. god. u knjizi ,,0 pruodi fugasnog i brizantnog delovanja eksplozije" dali osnove savremenog gledanja na ovaj problem. Prema ovim autorima brizantnost je definisana manjim delom impuslom eksplozije, a znatno vecim, maksimalnim pritiskom detonacije:
pD 2 Pmax == gde je: p D
400
gustina eksploziva, gr/em 3 brzina detonacije, m/s.
9.3.4. OSETLJIVOST NA UDAR Pod osetljivoseu eksploziva na udar podrazumeva se najmanja visina izrai.ena u (em) sa koje pad a teg mase od 1,2, iii 5 kg na celicni nakovanj Kastovog aparata. Za ispitivanje osetljivosti na udar sluii aparat koji se zove padajuCi cekic. Ovaj se sastoji od tega koji klizi izmedu dye sine. I koji moze da se ucvrsti na odrede noj visini padanja. a podesenje tako, da se moze lako otkaciti radi padanja. Teg ne pada direktno na eksploziv vee na mali Kastov aparat (Sl. 97). Uzorak eksploziva stavlja se izmedu malja i nakovanja Kastovog aparata. lspitivanje osetljivosti na udar mora se otpoceti sa one visine padanja tega, sa koje moze da se postigne potpuna detonacija eksploziva.
159
1511
Visina padanja tega postepeno se smanjuJe, dok se ne postigne nepotpuna ili nikakva detonacija. Na ovoj visini padanja tega vrsi se sest ispitivanja i ni jednom ne sme doci do detonacije. U koliko dode do detonacije, visina se ponovo srnanjuje sve dotle dok u Sest uzastopnih opita detonacija izostane.
9.3.5. PRENOS DETONAClJE Pod prenosom detonacije podrazumevarno najmanje rastojanje kod koga aktivi rana patrona energijom udamog talasa izaziva detonaciju pasivne patrone. Prenos deto nadje se ispituje na sledeci nacin: uzmu se dve patrone ispitivanog eksploziva, postave se horizontalno u praveu jedna iza druge, na celicnu plocu dimenzija 700 x 100 x 100 mm. Uz kraj pasivne patrone, u istoj liniji, postavlja se kontrolna patrona da se dodiruje (kontakt). Izmedu prve (udame) i druge patrone izmeri se Zeljeno rastojanje, pa se udar na patrona aktivira. Ako pri detonaciji udame patrone, detonira i druga (potpuno) na predvidenom rastojanju, onda se rastojanje izmedu patrona povecava sve dok se ne utvrdi maksimalno rastojanje prenosa detonacije. U protivnom, ako ne dode do prenosa, rastojanje izmedu patrona se smanjuje. Ispitivanje se zavrSava kada se ustanovi udaljenost u (em) pri kojoj u tri uzastopna opita dolazi do prenosa detonacije. Potpuni prenos detonacije se kontrome preko kontrolne patrone kOja takode detonira, dok se u slucaju nepotpune detonacije kontrolna patrona biva sarno osteeena i odbacena. (SI. 98).
2
B
A
3
SI. 97.
Ispitivanje osetljivosti eSkploziva na udar: al ~ema uredaja sa padajucim ¢ekicem. bl Kastovaparat na koji pada ¢ekic.
U tabeli 42 data je osetljivost nekih eksplozivnih materija na udar. Tabela 42 Tabela 42 V rsta eksploziva
Visina padanja tega mase 2 kg, em
Zivin fulminat
4
Nitroglieerin
6
Razorna zelatina
druga patrona, 3 - kontrolna patrona, 4
Za eksplozive osetljive na klasicna sredstva za iniciranje uzimaju se patrone pre cnika 30 mm, a za eksplozive neosetljive na klasicna sredstva za iniciranje, uzima se naj manji precnik patrone u kojem se doticni eksploziv praizvodi. Iniciranje se izvodi po moeu pentolitskog pojacanika 50/50.
40
Cmi barut
70
Tratil
90
Kamniktit I, II
S1.98. Odredivanje prenosa detonaciie; 1 - udarna patrona, 2 ¢eli¢na plo¢a, 5 - sporogoreci ~tapin.
9.4. BRIZANTNI EKSPLOZIVI
preko 200 Brizantni eKsplOLl
na udar omogucuje da se preduzmu odgova· Poznavanje osetljivOStl rajuce mere predostroinosti rukovanju. transportu i upotrebi.
dele se na:
1. Proste brizantne eksplozive (eksplozivne materije). 2. Slo:zene brizantne eksplozive.
!60
161
Prosti brizantni eksplozivi su po hemijskom sastavu, najceSce Cisti hemijski spo. jevi pa se, osim inicijalnih eksploziva, retko (osim za vojne potrebe) upotrebljavaju sami. Najee~e prosti eksplozivi sluZe kao brizantne komponente pri izradi sloZenih eksplozi va koji sc primenjuju u privredi. Sioieni brizantni eksplozivi su po hemijskom sastavu smese viSe hemijskih spo. jeva. U zavisnosti od primenjenog prostog eksploziva kao osnovnog sastojka, danas se u privredi uglavnom primenjuju amonijunmitratski i nitroglicerinski sioieni eksplozivi. Prema agregatnom- stanju, sloieni brizantni eksplozivi proizvode se uglavnom u evrstom stanju ito; praskasti, poluplasticni, plastieni, vodoplastieni - kasasti, granu lirani. Prema nameni - slozeni brizantni privredni eksplozivi dele se na:
9.4.3. NITROGLIKOLC 2 H.. (ON01 ).2 Dobija se iz diglikola, dejstvom sulfonitri~ne smek. To je bezbojna pr~zima
tecnost nalik na nitroglicerin. Sa nitroglicerinom se meb u svim odnosima. Manje)e
osetljiv na udar od nitroglicerina. Osetljivost na udar tegom ad 2 kg imosi oko 15 em.
Ima nisku tacku mrmjenja oko -22,3 °c. Dobro rastvara ,nitrocelulozu. Dodaje se ni
troglicerinu za sniZenje tacke mrinjenja nitroglicerinskih eksploziva. ZahvaljujuCi nitro
glikolu, dan~nji eksplozivi se mogu cuvati i upotrebljavati na tem~raturi do -25 °c.
9.4.4. NITROCELULOZA C1 0H 6 0 S
Eksplozive opste namene Sigurnosne - metanske eksplozive.
9.4.1. PROST! BRIZANTNI EKSPLOZIVI
Nitroceluloza je bela ill zuckasta vlaknasta masa, lako zapaIjiva, osetIjiva na
udar i trenje. Za izradu nitroceluloze koristi se kratkovlaknasta pamucna celuloza. Po
spoljnjem izgledu ne razlikuje se od obicnog pamuka, iIi celuloze, ali ima sva svojstva
brizantnog eksploziva. Upotrebljava se za izradu plasticnih i amonijum-nitratnih plastic
nih eksploziva i malodimnih baruta.
9.4.5. TROTIL (TRONITROTOLUOL) C1H.s(N02)3 ,j
9.4.2. NITROGUC'ERIN C'3 HS(ON0 2)J
Nitroglicerin je bezbojna prozirna uljasta teenost. bez mirisa. sladunjavog uku sa, specitlene tezine 1.6 gr/cIll 3 . Dobija se kada se na g1icerin deluje sumpornom i azo tnom kiselinom. U novije vreme dobija se sintetieki glieenn iz propilena u rafinerijama nafte. Dobro je rastmrljiv U org31lskun materijama. a malo U vodi (vodostabilan). Cisti nitroglicerin nema priIllenu zbog svoje velike osetljivosti i nepogodnosti za transport jer je u teenorn stanju. Medutim. za izradu eksploziva predstavlja nezamenljivu kompo nentu. Veoma je osetJjiv na spoljne impulse udara i trenja i zahteva veama pailjivo rukovanje. Osetljivost na udar tegom od 2 kg iznosi 6 em. a uetonaciona brzina mu je oko 8000 m/s. Bilans kiseonika je pozitivan. Losa osobina nitroglicerina je u tome SlO se mrzne vee na +8 °c pri cemu je jako osetljiv na udal. Zbog ove osobule nitrogjicerinu se pre izrade privrednill eksplozi· va dodaje nitroglikol. Nitroglikol ima tacku mrz.nJenja-~::.3 0('. Eksplozivi izradeni na bazi nitrogli· cerina. gde je 25'( nitroglicerina zamenjeno nitrogllkolom. ima tacku mrLnjenja oko 0 _30 C, te ga ova ':ini pogodnim za proizvodnju eksploziva. Toplota eksplozije nitroglicerina je oko 6300 KJ/kg. brizantnost 19 mm. radna sposobnost 550 cm 3 , temperatura eksplozije oko 4100 °c gasna zapremina 7151/kg.
Dobija se nitracijom toluola koncentrovanom azotnom kiselinom i oIeumom. Bez mirisa je, gorkog ukusa, nagriza koiu, a gasoviti produkti deluju otIOvno na Ijudski organizam. Vrlo je stabilan, nije higroskopan, u vodi se ne rastvara i ne gubi eksplozivna svojstva pa se moZe upotrebljavati i pod vodom. Ima odlicne minersko-tehnicke karak teristike. Brzina detonacije iznosi od 6500-6900 m/s. Osetljivost na udar tegom od 2 kg iznosi 90 cm. Lako se presuje, i pogodan je za izradu u rame geometnjske forme. Najpovoljnija gustina mu je 1,44-1,48 gr/ cm 3 . Mana mu je sto ima vrlo nepovoljan bilans kiseonika (-74%). Trotll ulazi u sastav, kao brizantna komponenta, vecine pri vrednih eksploziva.
9.4.6. PENTRIT Pentnt je estar azotne kiseline i cetvorovalentnog alkohola pentaeritrita. To su tlni beli kristali, netophi 1.1 vodi, a potpuno topivi u acetonu. To je jak brizantan eksplo· ziv, koji se kao cisr. za miniranje retko upotrebljava. Osetljivost na udar tegom od 2 kg iznosi svega 25 em. Brzina detonacije mu je oka 8400 m/s. Upotrebljava se za izradu detonirajuceg stapina. i kao sekundarno punjenje kod nekih detonatora. Ako se pentrit pomesa sa trotilom. osetljivost na udar se matno smanjuje. Takav eksploziv pod nazi· yom pentoJit, upotrebljava se za izradu pojaenika (bustera) za iniciranje eksploziva i ek· splozivnih smeSa koji nisu osetljivi na k1asiena sredstva za iniciranje.
:I
,I I
I
II>::
163
9.4.7. AMONIJUMNITRAT NH4 N0 3 Amonijumrutrat je neorganska so amonijaka i azotne kiseline, i javlja se u obli. ku belih kristala. U cistom obliku on sadrii 34% azota, 5% vodpnika, i 60% kiseonika, od od eega se 20% nalazi u s1obodnom stanju. Speeificna teZina kristalnog amonijumni. 3 trata je 1,725 gr/ em , tacka topljenja je 170 °c, higroskopan je, lako apsorbuje vlagu ii vazduha, u toploj vodi lako se rastvara. UskladiStenje je oteteno pa se mora hermeticki pakovati. Amonijumnitrat predstavlja slab eksploziv a jak oksidans. Pri eksploziji 1 gr AN dobije se 0,2 gr k.iseonika. Toplota eksplozije muje oko 1430 KJ/kg, radna sposob. 3 nost 160-230 em , brzina detonaeije 1500-4200 m/s (zavisno od vrste arnonijumnit rata). Temperatura eksplozije je 1550 °c, zapremina gasnih produkata 980 llkg. Kritie ni precnik zavisi od granulacije kristala i kreee se ad 100-300 mm. Prema JUS·u ako AN sadrZi 0,4% i vik gorivih materijala dolazi do eksplozije amonijumrutrata. Poveeanje osetljivosti na detonaeiju i zapaljenje postize se dodava njem 3,5% kaoIina i 0,75% voska. Kritiena kolieina ANje oko 123 t. To je kolicina AN koja zapaljena plarnenom na slobodnom prostoru ne detonira. Poveeanjem te kolicine, iznad 123 t, mote doei do detonaeije. Dugo godina smatralo se, da je AN neeksplzivno i bezopasno jedinjenje, i da u sastavu eksploziva s1uZi sarno kao nosiic kiseonika - oksidans. Medutim, kasnija sazna nja demantovala su takva miSljenja. Prve nesreee sa amorujumnitratom zabelezene su 1921. god. Kod Orri-a pri poku§aju da se stvrdnuti arnonij~rnnitrat rastrese miniranjem. Sledeee nesreee desile su se 1947 god. u Texas Sitiju, 1 ~restu, kada je dollo do eksplo zije na brodovima usled potara. U oba slucaja AN nije bio cist, vee pome§an sa 0,5% ka. oIina i 0,75% voska, da bi se sprecila apsorpcija vlage i stvrdnjavanje.
9S.INICUALNI EKSPLOZIVI
lnicijalni eksplozivi s1u!e za izazivanje podsticanje na detonadju brizantnih eksploziva. Dovoljno su osetljivi da detoniraju pri udaru, vamid, toploti, ill trenju, posle veoma kratkog vremena sagore vanj a , a istovremeno su dovoljno neosetljivi pri proiz vodnji i preradi. Zbog takvih svojih osobina upotrebljavaju se za izradu detonatorskih kapisli i elektrodetonatora, sa kojima se vrsi inidranje brizantnih privrednih eksploziva. Veei broj supstanci mo~e se koristiti kao inieijalna eksplozivna materija, medutim, naj eesee se upotrebljavaju:
9.5.1. ZrvIN FULMIKAT Hg(CNO)2 Zivin fulminat nastaje pn reakeiji etilnog alkohola !ive i azotne kiseline. U he mijskom pogledu on predstavlja :livinu so fulminske kiseline.
Io je_Q~lildo svetlo siv~kristall1a _f!1atcrija, ~ vrlo osetljiva na udar, trenje i~ varnicu i detonira na temperaturi ad 190 °c, zbog toga sa njim treba oprezno postupa ~ VJaga smanj;.;j~ ~ksplozivne karakteristike Zivinog fulrninata, i pri vlainostC0d5% dolazi do delimiene eksplozije pri udaru. Pri vla!nosti od 10% fulminat se razla!e bez detonaeije, a pri vlaznosti od 30% ne nastupa hemijsko razlaganje. Brzina detonacije, pri gustini od 4,0 gr/em 3 , je oko 5400 m/s. a osetljivost na udar tegom od 2 kg iz nosi sarno 4,0 em, 81:0 znaci da je jako osetJjiv na udar. Ima negativan bilans kiseonika 17.0%, kristalna gustina mu je 4,42 gr I cnl a nasipna 1,22-1,6 grl em". Specifiena zapremina gasova je 243 l/kg. Relativna energija u odnosu na TNT je 50%. Zivin fu~ ~~_~~rv~l!~t~el!5> koristi kao primarnopunjenje .1). g!lionatQrmm kapislarn..i\. Kolicil!'! zivinog fulminata u kapisli bI. 6 je oko 1,0 gr a u kapisli br. 8 oko 2,0 gr_ ---
-----
9.5.2. OLOVNI AZID (Pb(N3)2 Q1o.Vlll'pi
9.5.3. AZID SREBRA Ag(N 3)2 nasao siru primenu jer je dosta skup. se reakcijom srebrovog nitrata i l1'l.trijevog azida u vodenom rastvoru u obliku bezbojnih ortorombicnih kristala koji su veoma osetljivi na udal. Kristalna gustina mu je 5,1 . temperatura samozapaljenja 290 relativna energija u odnosu na TNT je 45;".
[64
M ~
9.6. PRIVREDNI EKSPLOZIVI
'"
o:l
.J:J
'" E-o
-
- eksplozive opste namene, sigurnos[;";;-=--meialiske eksplozive.
9.6.1. EKSPLOZIVI OP5TE NAMENE
9.6.1.1. Amonijumnitratski praSkasti eksplozivi Su mehanitke smese kristalnog amonijumnitrata sa eksplozivnim nitrojedinje. njima i
n-;ek;plo~~~g~rucimdo~a~im;. Eks~fr>zi~~ ~it:()i~~~~_qia .s1~__~_pr~S!casto~
ill ~ecn~mstanju..!..~og\J_~iti troti!, nitroglicen.n_,--I~ek!<>gen ltd. Nitrojedinjenja se dodajy da bi povecali brizantnost. osetljivost i radnu sposobnost. Goruci neeksplozivni dodaci su~r~~n.a strugotina.drvenobrasno i dE. I dodaju se da bi se odrzala praskasta struktu· f.a. Najbolje je kada je odnos gorucih i eksplozivnih komponenata takav da imaju uravno teien bilans kiseonika. O~tljiv§.t()vih~~!9z!van~ pocetni inicijalni impuls zavisi od kvaIiteta ~~:~~!?ista~~i k~licine .~e.nzibilizatora. usl()va primene i cuv~j~ u magacinima: Ini~iraju se klasitnims~edstvima za inici.@..!lj~ (rudarskanlc~pisla. elektrodeJgnator i detonirajuci ~l!!). Domaci arI1ontiumni~.!?tski praSkastL elcsplozi~~4::l_!>.!.i~antnl!...ko_mpo_n~ntu sadrze troti] i lIitrogliceri!:.
9.6.1.2. AmonijulIUlitratski praskasti eksplozivi sa sadriajem trotila Sastoje se od 60-8570 An. trotila (do 17%), dinitrotoluola. drvenog brasna osovinskog ulja i po potrebi boju. Malo su osetljivi na spoljni impuls udara i trenja, zbog cega spadaju u eksplozive sigume za rukovanje i transport. Pri niskim temperaturama nisu osetljivi i ne mrznu se. Prema vlazi su dosta osetljivi rugroskopni, zbog cega se pakuju u parafinisani papir i polietilenske kese. Primenjuju se za miniranje mekih ste· na (kamniktit II) do srednje tvrstih i tHstih stena {amonaI pojacani) kada im se u sas· tav dodaje spraseni aIuminijum {do U tab. 43 prikazani su domaci amonijunmitrat· ski praskasti eksplozivi. sa dodatkom tfotila kao brizantne komponente. i aIuminijums· kog praIla z.a pojacanje (amonaIj), S3 niil:o\im osnovnim mincrsko-telmickim karak teristikama.
9.6.1.3. Amonijumnitratski praskasti eksplozivi sa sadriajem nitroglicerina
q
~ ~ .....
~
.!Iii:
Su slozeni brizantni eksplozivi koji se prema nameni dele na;
165 V',
I
....
I
0.
8
8.
o o
=
~
J
I ct
~
8
N
00 00
M
N V"l
I
v
00 \0
M
I
V"l
M
c;l
.....
o
~
'[
I
o o
~
0\
M
0\ M
\0
J
o
r-
V"l M
6v M
8 v
I
I 8. g 0\ M g ..... M .....
~
><.l
M
M
~
~
o
00
\0
o '"
I
q
~.....
'" Ov ~
M
6.
o
00 I""0\
..... ..... 0\
I""-
V
J
VI
r-
I
o o
I"" M
6
\0 M
o
M
\0 0\
0\
00
V
J
~
0\
o
00
M
6
00 M
V
q 8v
><
~
o
V"l
N
g
0\ 00
o
M
J
\0
o
r-
M
6 V"l
N
M
M
U
8 8. 00 M
~
6.
><
8M
g
o
g o
.....
~
\0
I
v
r- N
r-
M
I
@ M
\0 M
o ~
...><
8
v
I
N
~
tr.
0.
g
o
\0 I""-
0\
M
..... N
V
I""-
J
tr> I""
§
.....
E
V"l
I
o.
'"
00 M
6r- M
0\ M
g
><
,-g
o
M
V"l V"l
0\
~
N
.....
V
'"
-. "" ~
0\
00
J
o
00
M [
o
00 M
v
:tf
"" ;;
"::3 o
Q..
...'"
..>t
"'Q
~
·E Q
.:;;; Su brizantni cksplozivi koji u 5\0::". sastavu imaju odredenu kolicinu zeliraJ1e smese nitrogiicerin-nitroglikoL Pored tog~ 5adrze jos amonijunmitrat. nitrocelulozu.
M
V)
M
:;:
c;l
o o M
~
'"
~
Q
:::"
'-'
'" "" -::; '" -::;
c<) ~
E ::l '"
'"'
s 2
';:3
....
..c
,.; .~ "-'
0. :-J
'" '" '" ""
00
'l)
:~
o
Q..
.,'"
~
....:-Jo
Q..
E
'"E
E
u
'"u '"oc:
u
::1
:,:::"
....<>
N
::1
::;
..c 00
ec..
~
"0
c:
... :-J
t~
c
'"
E-o
o c..
'"
'c..8
IbG
167
v v
drveno brasno osovinsko ulJt' ild, Zbog sadrZaja uko 5~( nilruglicerina sa nitroglikolom ~ . ' . n ne mrznu se ni kod najniiih zimskih temperatura. Manje su osetljivi na vlagu od praikas;: tih eksploziva izradenih na bazi trotila. Pakuju se u parafinisani papir i polietilenske
kcse. Primenjuju se za miniranje meklh i srednje cvrstih stena. U tab. 44 prikazani su
domaCi amoniiumnitratski praskasti eksplozivi sa sadrzajem nitroglicerina (viteziti) sa , . njihovim osnovnim minersko-telmickim karakteristikama,
9.6.104. Praskasti i granulirani amonijumnitratski eksplozivi
i eksplozivne smese sa sadri.aj~1l1 gorivog ulja Izradeni su na bazi kristalnog ili granuliranog poroznog amonijumnitrata i odredcnog procenta gorivog ulja (Nafte) bez dodatka bilo koje brizantne komponente.
U svetu su poznate. na zapadu kao AN-FO smese, na istoku (SSSR) kao Igdaniti. Ove
eksplozivne smeSe zbog svog prostog sastava spadaju u najsigumije eksplozive za rukova· pa se i mehanizovano mogu puniti u bu~otine. Nepostojane su u vodi te se u ovodi vlaznim busotinama ne mogu koristiti. Ovaj nedostatak mOze se otkloniti ako
se eksplozivna smesa pakuje u plasticna creva. ili usipava u busotine u creva. Mogu se
proizvoditi i pakovati u patrone ili vrece. a mogu se proizvoditi na mestu upotrebe. Kod nas je ova vrsta eksploziva nasla najsiru upotrebu na povrsinskim kopovima. Praskaste eksplozivne srnese izraclene na bazi kristanog amonijurnnitrata i od redenog procenta gorivog ulja poznate su kod nas pod nazivom Nitrol 1 i Nitrol 2. Nitrol I J'e eksplozivna smeSa izradena od kristalnog amonijumnitrata sa cvrs· tim i tecnim organskinl gorivima u kombinaciji sa sredstvima protiv stvrdnjavanja. OsetIjiv je na impu!s kapisle br. 8. Kriticni precnik mu je 32 mm, brzina detonacije je 3::!00 m/s. Koristi se za miniranje pod zemljom. Nitrol::! je smesa izraclena od 9::!';( AN i 8% gorivog ulja. Minersko-tehnicke . ik'e dosta se razl'k' . Ial K " . 6 0 k ar ak tenst I 'UJu 0 d mtro . . 'ntlcm precn ik mu Je mill. pa se'IS· kljucivo koristi za miniranje na povrsinskim kopovima. Nije osetljiv na klasicna sredstva za iniciranje vee se mora koristiti pojacnik buster. Pre nos detonacije je samo u direkt nom kontaktu. Pakuje se u plasticne vrece za nasipanje u bu~otine iii pneumatsko pu· nienJ·e. "
'N vI '" :;: 0
:i:j
N
M
V')
I
0
.~ 0
.f;;
~ +
-
N
9
.o~
00
-
+
v
V
~
~
~
;;
00
.;;i
-I
~
0
0
'"
.~
'N
<>q.
00
8
'f;;
~
0
.~
V')
"" -
~ .•
'N
V')
.-::;
N
N
.~
C; 0
:;:'.
~
"" S ~ O. ? 0 . ;;
2
0
0
_ V')
•
0
+
V')
~
N
N
:;:;;::
~
~
• 0\
""
V')
:q
I'
0
v
'"
<'!. 0\
V')
'"
M
0\
\0
'
0\
N
v
'
V')
M
00
~
I'~
gO
~
~
0
g
I'
""
:5
0
9
:5
~
:5
I'~'
M
V')
0
I'
~
0 0
V')
0 00
""
I'
N
v''"
v
v
0\
""
1'""
M
U tab. 45 date su minersko-tehnicke karakteristike amonijurnnitratskill smesa
sa sadrzajem gorivog ulja fabricke izrade. ~
AN-FO smese koje se proizvode na mestu upotrebe. izradene su na bazi gra· nuliranog porornog AN i gOfl\'Og ulja u od reclenom procentu ito: 94-97<;; AN i G-3,} .... ..... gorivog ulja. SmeSa od 94.5C:; A:'\ i 5,S";,· gorivog ulja smatra se klasicnom i eftkasnom
~
--
':;:J
Pri takvom odnosu komponenata smeSa [ma nulti bilans kiseonika i razlaie se po uproseenom obliku po jednacini:
].
~
~
co
..:..c: ..... <:),~
i;l
':)
2'-
.-
Q
h
....
7H 2 0 + (0 2 + N2 + 3784 KJ
~
-3 ;; .:..::.
~~
;;
.-
-.....
'"
'"'~
u
~
E
u
t::
-3; , , : ; : ;oi> ; : : : :
~ ""
>
smesom.
3NH 4 NO] + CH 2
'" ~
"'-
g
~:-=:~ !:..O,.t;::;~
~
;::-
E
.j,.J
M
0
'"
V').
N
~
M
~ v
0\ 0\
I'
:5
R
M
S t3 ~
0 00
V
0
00 :;:: ~ O\M' M N 0\
:;:;
:5
V')~~~
~
.....
ci.:
N
c;-; v
+
I'
N -\0 0\
0\
.00
.~ .g
v.
0\
O\~
0,60\
+
~
NOOO v N
",I .~ 0
0
~
0\
2
':
.,0
0..
~
~
,,0
~,
t
0
I""
Vi~OO;; ,!:i ~ -g
g
~t:!:;'"''''''
o....cc.r._
169 168
V)
v
'1'
::E ><
ers
.c ers
l-
I
V)
1:-.
0
~
0 0
l: N
e::
~e: 0
.><:
ers
0
\0
M
0
CC
I
\0 0'\
v
\0
....,
V)
\0
V
N
V)
00
v.
M
0\
a u produktima eksplozije nema otrovnih gasova. AN-FO smes.: su neidealni eksplozivi koji zahtevaju idealne radne uslove. Njihove minersko-tehnitke osobine zavise od tita vog niza faktora kao §to su: _ granulaeija amonijunmitrata,
M
I
~
V)
t
><
0
~
0
or- N
~ t::0
.><:
~
0
V)
V)
M
0
'"'l
I
~
M
M
0\ 0\
00 ....,
00 N
V
N
v
M
pretnik buliotine, gustina punjenja u busotini,
'"0 N. 0\
- velicina i snaga pojatnika, - vlainost bUSotine, _ kontakt sa zidom buwtine, itd.
.....
><
V)
~
t
e::
0
.,;
0
oV) N
.,
0
M
7i I t::0 0 ...., .><:
0
M
q 0
00 M
0
N
r- M
0\
0 ....,
M N N
M
q
M
N
'0 ...
0\
0
.....
'2
0 0
\0 M
0\
.;;: 0...., '" M0I C
~
V)
'i
0\
v N
0,
.
0\ 0\. M
0
M
v
M N
\0
<'!.
N
N
Stehiometriska AN-FO smeSa izratJena na mestu upotrebe (,.,zakic" - kruSe vae) ima sledece minersko-tehnicke karakteristike:
t
3
_ radna sposobnost oko 320 em _ zapremina gasnih produkata, 980 l/kg,
I \
r
_ brzina detonacije od 2400-4200 mls nasipna gustina 0,8-0,9 gr/ dm _ kriticna gustina oko 1,2 gr/cm
3
3
_ kriticni precnik oko 100 mm
\j. :r
'-.
_ nije osetljiva na klasicna sredstva za iniciranje. v
N
0
0 0
q
'0
!::
v M
0 0
'2
I
,
\0
v
0 ...., M
0
I
V)
t-
0\
V).
o
+
v N 0
0\
0\. M
M
'"0
v
M
N
\0 N
0\
N
N M
u
0
''"
c:
:>
,.,
'N o
-a ~'" .:.: .., VI
~
.;:: '"
'" ~
...'" '"
..0.:
-
.~
:::::
:i
N
E
'1:3 0
...'" Eo-<
~
-0
0
.c
'"
C
~
.><:
.'§" '":::lbO
'"
]
c
'"c..
::;'1
.><:
'00
-0
.,;
O£l
E
u
a..
:=
i:ti
" '"
0..
"" .><:
'" e
0
'c;
Oc, e:
0
'"
.><:
:::l
N
.><: '"
0
.~
""e:
'" .c
;;;;l
'"VI ::: §h
c.. '"
]. := N .:.:
;: :::l
'"a.. E ""
-
e:
':.J
<;:::
T)
t'·
9.6.2. AMONUUMNITRATSKI POLUPLASnCNI
EKSPLOZIVI
U SVOlll sastwu illlaju 20--40% zelirane smeSe nitroglicerin-nitroglikol. Ostale komponente koje ulaze u sastav su: amonijumnitrat, trotil, drveno bralino, stabilizatori i dr. Koriste se za miniranje cvrstih i vrIo cvrstih stena, i svuda tame gde pra~asti eksplo zivi ne daju zadovoljavajuCe rezultate. postojani su na visokim i niskim temperaturama. Otpomi su na utieaj vlage i vode. Osetljivi su na klasicna sredstva za iniciranje. U tab. 46 date su minersko-tehnicke karakteristike domacih poluplastitnih eksploziva (vitezita). U grupu amonijumnitratskih poluplasticnih eksploziva mogu se svrstati i eksPIV':'" namenjcni za geofizicka i scizmicka miniranja - Geoviti. To su amonijunmitrat ski poluplasticni visokobrizantni eksplozivi koji u svom sastavu illlaju zeliranu smeSu nitroglicerina sa nitroglikololll. alllonijurnnitrat, barijeve sulfate i druge komponente. i'\amenjcni su za geofizicka istrazivanja, odnosno za vestacko izazivanje seizmickih ta lasa u steni. Mogu detonirati pod visokim hidrostatickilll pritiskom. Otporni su na viso ke i niske temperature. Pogodni su za podvodna miniranja. Iniciraju se elektrodetona torom posebno nalllenjenim za izvoaenje ovih radova. Patroniraju sc u specijalne plasticne tube izraaene ad polivinilhJorida. polietilena ili polistirola. U tab. 47 date su miners
<.)
c..
VI
ko-tehnicke karakteristike neklh 'irsta geoVl ta.
170
171 Tabela 46 eksploziv
vitezit
vitezit
vitezit
vitezit
vitezit I
20
25
30
35
40
1,5 +4 856 4157 2639
1,5 +3,4 853 4318 2722 8,83 6 6100 82
1,5 +2,5 897 4570 2797 9,53 6 6200 85 420
1,5 +0,9 915 4940 2962 10,24 6 6300 88 440
karakteristike gustina. kg/ dm 3 bilans kiseonika, % gasna zapremina, I/kg energija eksplozije. KJ/kg temperatura eksplozije, °c specifieni pritisak, Kbar. pre nos detonacije. em brzina detonaeije, strenght. % proba po Trauzlu, em 3
8,6 6
6000 80 390
400
1,5 +0,5 906 5104 ·3040 10,38
6 6400 90 460
Tabela47
9.6.3. NlTROGL1CERINSK1 PLASTlCNI EKSPLOZIVI U svom sastavu imaju preko 80% ulirane smeSe nitroglicerin-nitroglikol sa nitrocelulozom u zelatinoZJIom stanju, kao i druge organske i neorganske kompomente u manjem procentu. Zeiatinirani viteziti su najjaei privredni eksplozivi i primenjuju se za miniranje najtvraih stena i za miniranje u specijalnim uslovima. Vrlo su otpomi na vlagu i visoku temperaturu,.mogu se koristiti za miniranje pod vodom. Obzirom na visok sadrzaj nitroglicerina vrlo su osetIjivi na udar. Iniciraju se kapislom hr. 6 i br. 8. U tab. 48 date su minersko-tehnieke karakteristike domacih nitroglicerinskih plastienih eksploziva. Tabela48 eksploziv
geovit-26
geovit-36
1,55 +0.03 849 4538 2926 9.40 10.0 6000 80 330
1.55 +1.10 837 4664 3018 950 10,0 6500 85 360
vitezit SO-II
vitezit 80
vitezit 60
vitezit 50
1,5
1,5
1,5
1,48
1,48
karakteristike gustina, kgldm) brzina detonaeije, m/s
7300
6,800
6,.800
Prenos detonacije, em
6-.8
6-8
6-8
proba po Trauzlu, em'
520-560
500-520
480-500
gasna zapremina, Ilkg
709
670
639
788
829
topIota ekspJozije, KJ/kg
6482
5975
5573
5506
4982
temperatura ekspJozije, or
41.87
3937
3644
3390
3030
10923
10366
specificni pritisak dN/em'
eksploziv
vitezit 100
11979
10673
9477
6500 8-10
6300 8-10
500-520 460-480
karakteristike
9.6.4. VODOPLASTlCNI - SLURRY EKSPLOZIVI gustina, kg/dm 3 bilans kiseonika, % zapremina gasova.l/kg energija eksplozije. KJ /kg temperatura eksplozije. 0 e specifieni pritisak, Kbar. prenos detonacije. em brzina detonacije. m/s strength. '7c proba po Trauzlu. em 3
Vodoplastieni eksplozivi, u svetu pOZJIati pod imenom "Slurry" su savremeni eksplozivi koji spadaju me(fu najinteresantnije eksplozive poslednjih decenija, koji se koriste za miniranje na povrSinskim kopovima. Za razliku od dobro pOZJIatih nitroglicerinskih plastienih eksploziva, gde teenu komponentu predstavlja ekspioziv (nitroglicerin). vodoplasticni eksplozivi u svom sasta vu. kao teen,; komponentu, sadrze vodu. Ostale sasta\TIC komponente ovih eksploziva su najcesCe amonijum i natrijurrmitrat kao oksidacione soli, senzibilizirajuce materije eksplozimog i neeksplozivnog karaktera, metaIni prahovi kao visoko energetska goriva sa dodatkom stabilizatora i visokomolekularnill plastifikatora. ZahvaIjujuCi vodi i pogod nim plastifikatorima zgusnjivacima ovi eksplozivi imaju kaSastu konzistenciju, veliku
172 V)
gustinu i dobru vodootpomost. Zbog sadrzaja vode osctljivost na udar i trenje je izrazito smanjena, sto povecava sigumost primene i omogucuje mehanizovano punjenje minskih bu~otina. Nisu osetljivi na klasicna sredstva za iniciranje pa se mora primeniti pentolit ski pojacnik - buster, ili patrona obicnog eksploziva (amonala). Gustina im je 1,4-1,6 gr/em) , a brzina detonacije 5000-6200 mis, prerna vrsti i nameni. Koriste se za minira nje sarno na povrsinskirn kopovima jer imaju veliki kriticni precnik (60 mm). Sigumi su u radu, imaju veliku gustinu pa i veliku koncentraciju energije po jedinici zaprcminc. Iskoriscenje zapremine bUSotine je 100%. Koriste se za miniranje cvrstih stena. Mogu se izradivati fabricki i pakovati u patrone odredenih dimen7jja, ili na mestu upotrebe i direktno upumpavati u busotine, Mogu se izradivati sa sadrzajem metalnih prahova ili bez njih. Kod nas su poznati pod komercijalnim nazivima ,,Boriti" (',Miloje Zakoc") i "Kemeksi" (Kamnik), U tab. 49, 50, 51 date su minersko-tehnicke karakteristike pa troniranih vodoplasticnih eksploziva tipa Borit i Kamex, sa i bez metalnih prahova.
~ fJ
f-
f
'E0::8 IX!
V)
borit-50
obilic-2
borit-60
detonex
j
0 0
V) V)
0
V)
'c0 0 ~
V)
"I,
'" V)
I
0 0 0
.eN
~~ 0
0
"!.
0 .eN
0 0 0
V)
0 0
I
v
.§
f
~
0 \0.
0 V) tV)
j
0 0
100
.LOO
1,5-1,55 1.5 -1,55 6000-6200* 5500-5700* 878 920 5023 4554 kontakt kontakt 60 60
100
0 0
VI
1:::::8 00
"1.
.e
V) V)
0
I
V)
N
N
.;:: ::8 ]0
V)
V)
"'
I 0 o 0
eksploziv
kamex-e
kame x M-15
\0 \0
v.
0 t
8.....
0
t
8
0 t
8
0 t
0 0
0 t
0 0
0 t
0 0
(""I
., N
\0
(,",
(""I
v
\0
0 \0
V)
\0
"1.
0,...,
~
., V)
i::0
tt
~ ...
00
a ,..., aV)
M
\0
t \0
aN v V)
v
V)
V)
....c::
0 .loo:
'"..... 0 0.
M
.....
.;,(
... ~
00.
a
.loo:
c::
0
0
., t
00
V)
v
\0
(""I V)
..... a
a (""I a-
0 V)
v V)
~c:: 0
ao
V
M
0
V)
"'l
'b .....
.;,(
"1.
V)
Tabela 50
Tabela 50
N
0
V)
... !XI
,Tabela 50,
i:: 0
\0
av
\0
o
V)
100
/ * detonaciona brzina u c~1icnoj ':':'; 060 mm.
V
...
~
0
V) V)
1,5 5000-5200' 980 3997 kontakt 60
c::
0 .loo:
.;,(
00
karakt~ristikc
1,4 5500-5700' 1016 3784 kontakt 60
~ ...
173
.,
V)
.eo
gustina, kg/dm ' brzina detonacije, mjs gasna zapremina, Ukg toplota cksplozijc. KJ/kg prenos detonacije, em kriticni precnik, film minimalni pentolitski pojacn ik. gr.
V)
\0.
.eo N
Tabela 49 eksploziv
0 V) t-
0
kamex M-5
karakteristike gustina, kgjl brzina dctonacije. mls prenos deto!'acije, em kriticni precnik, mm nacin iniciranja, gr bilans kiseonika, '7r gasna zapremina, I/kg energija eksplozije, MJ /kg temperatura eksp\ozije. ·C spccificn i pritisak, Pa
1.4
5600
kontakt
60
PD-80
+0.9
1.5
5000
kontak!
60
PO-80
0,0
1,5
4800
konukt
60
PD-80
-2.7
'N 0
u
828
720
850
4.19
2655
8.6010'
0..
::'*
~
Q
3,78
2960
9.25'10'
5.39
3160
8A3-I0'
] >
...'"
J:i ' -,
~
cJ
'"c::
5
.8
,~
~
e ..:.< '"
'"
c::l
.§ '" "'l
::l
'"0 ~
~
Q.
d ::
<:i Q. s'"'
'" ;;
'"
OJ)
""
<1)
' Z
'c:I
'"0
:~
0
.8
~ <1)' '.~
<)
><
c.. 0 '" ~
'" !! 0 0..
...0..c::
tIQ .;,(
~
..:;
;2
S ~
OJ)
~ c:: >0
::
'" '0'
'c:I
...Q.
-;:J
'2
'2 Cd
:: '"
.8
<1)
'"
>U
~..l
0..
,S
'c0. -'"... '8::
175
174
9.6.4.1. Vodoplastiini - Slurry eksplozivi
za mehanizovano punjenje
Dalja istrativanja i usavrsavanja vodootpomih eksploziva tipa slurry rezultiraJa trenutno posIednjom generacijom, emulzionim eksplozivima. Osnova za emulzioni eksploziv je stabilna neeksplozivna emulzija izraoena na , bazi klasicnog sisema oksidans-gorivo. U tehnickom srnisIu emulzije predstavljaju dis· perzni dvofazni sistern u kome je jedna faza dispergovana u drugoj. SuStinski posmatra· no emulzije'predstavljaju intimnu smesu dYe tecnsoti koje se ne meSaju. S obzirom da su u vecini slucajeva pomenute tecnosti vodeni rastvori neorganskih soli i razliciti tipovi ulja, dizel gotiva i rastopljenih voskova. emulzije mogu biti: tip emulzije, voda u ulju, iii obmuto tip emulzije, ulje u vodi. Da bi jedna ovako dobijena emulzija posedovala eks plozivna svojstva sa odreoenim minersko·tehnickim karakteristikama, dodaju joj se aditi vi sa razlicitim ulogama kao sto su: stakleni iii plasticni mikrobaloni, per/Hi, granulirani amonijunmitrat, kao i metalni prahovi, atomizirani aluminijum, ferosilicijum i sl. koji povecavaju Strenght emulzionim eksplozivima. Emulzioni eksplozivi pokazuju idealne detonacione karakteristike cak i pri ma lim precnicima upotrebe, za razliku od drugih Slurry eksploziva. Ako kao kriterijum za podelu emulzionih eksploziva uzmemo njihovu osetlji yost mogu se razlikovati dYe vrste: SU,
Su vodoplasticni eksplozivi koji se spravljaju na mestu miniranja. Sastoje se od zasicenog rastvora amonijunmitrata u vodi sa drugim dodacima za pojacanje kao slo su Iroti, bezdimni barut, aluminijum i dr. kao i sredslva protiv segregacije kao sto su nat rijumova so karboksimeiilceluloze, guar i dr. Njihov procenat se krece oko 2%. Ova sred stva ob~zbeduju stabilnost suspenzije i viskozitet. Kod nas industrija "Miloje Zakic" Krusevac, pro izvodi vodoplasticne eksplozive tipa .,Slurry" na mestu pnmene pod ko mercijalnim nazivom .. Majdaniti" po tehnologiji koja je bazirana na sistemu poznate Americke finne "lreco". Ni jedna od komponenata kOje ulaze u sastav majdanita nije sarna za sebe eks ploziv. Majdaniti su kiseonicno balansirane smese vodenog rastvora oksidanata i neeks plozivnih gorivih materijala. Energije eksplozije oslobada se iz ovako komponovanih eks plozivnih smeSa kao rezultat vrlo brze oksidaciono-redukcione reakcije izmedu goriva i oksidanta. koja nastaje kada se smesa inicira snalnim pOjacnicima visokog detonacionog pritiska. Spajanje goriva i oksidanta u detonaciono sposoban sastav vrlli se u toku punje· nja minske busotinc. To se ostvaruje na Slurry vozilu koje u separatnim bunkerima nosi rastvor oksidanata i smeSu goriva do minskog polja, gde se pomocu elektronski progra mirane opreme gorivo i oksidant mesaju i odmah se pomocu pumpe i gumenog creva nastala kasasta smesa upumpava direktno u minsku bUSotinu, Majdaniti su eksplozivi koji svoju punu detonacionu sposobnost dobijaju tek kada se nadu u minskoj busotini, daleko od svog kriticnog precnika. Kod ovog sistema postoji mogucnost punjenja mins kih busotina. bez prekida. sa energetski razlieitim eksplozi\ima. Majdaniti zalltevaju snalan inicijallli impuls koji se postize pentolitskim pojacnicima - busterima. Slurry vozilo u sustini predstavlja malu pokretnu fabriku eksploziva. U svom radu vezanaje za svoju baw .. Slurry stanku" gde se skladiste gonya, priprema rastvor oksidanata i vrsi punjenje vozila. U tab. 5.2 date su minersko-telmicke karakteristike "Slurry" eksplozi va za mehanizovano punjenje.
emulzioni eksplozivi osetljivi na klasicna sredstva za iniciranje, - emulzione eksplozive koji za svoje iniciranje zahtevaju znatno jaci impuls ko ji se ostvaruje pOjaenikom. Emulzioni eksplozivi pokazuju veliku fleksibilnost u proizvodnji, u pogledu konzistencije, delonacionih karakteristika i primene. Moze se primeniti za miniranje ste na razIicite cvrsloee, sa precnicima od 30-300 mm. Poseduju veliku brzinu detonacije, relativno visoku gustinu i detonacioni pritisak. U tab. 52a date su neke minersko-tehni· eke karakteristike emulzionih ekssploziva fabrike "Miloje Zakic" KruSevac. Tabela 52a Naziv em ulzionog eksploziva Karakteristike
Dctolit PE
Detolit PEM
Demulex 3M
Demulex SBM
Demulex EP
bilans kiseonika, % gasna zapremina, lfkg energija, kJJkg tcmp.eklpiozije, OK gustina. kg!1 - min. prccnik, mm inicijacija
0 947 3015 2087 1.1 1,3 90 300 g pentol 4,8-5,0 15 dana pod vodom odlicna
0 898 3560 2372 1,1-1,3 90 300 g penta! 4,6-4.8 15 dana pod vo(lom odhcna
0 896 3307 2352 1,1-1,25 30
0 847 3851 2606 1,1-1,25 30
R.K. Dr. 8
R.K. br. 8
0 900 3294 2345 1,1-1,3 50 100
4,8-5,0 6 mcseci
4,6-4,8 6 meseci
3,5-3,7 3 m~seca
odlicna
odlicna
odlicna
Tabela 52 eksploziv
majdanit-IO
majdanit-15
majdanit-20
1.6-1.25 3500* 3139 875
60
106-1.25 3700* 3558 835 60
1.6-1.25 400* 4102 780 60
360
360
360
karak teristike gustina. kg/ dm 3 brzina detonacije. fill S toplota eksplozije, KJ 'kg gasna zapremina, ljkg kriticni preCnik. mOl pojacnik, gr. pentolita, c~licnoj CI!VJ ¢50
mm.
_
- bIZ. detonac, kmjs stabilnos! - vodootpornost ~
1I celicnoj
ceVl
debljinc zlda 3 !lUll. prj minimalnom precniku upotrebc.
177 176
Tabela 54
9.6.5. METANSKI SIGURNOSl'! EKSPLOZIVI Su posebna vrsta eksploziva namenjena za miniranje u rudnicima i radnim mes Uma na kojima postoji opasnost od metana i eksplozivne ugljene prasine. Njihova sigur nost zasniva se na prisustvu natrijumhlorida iii kalijum hIorida, koji u proeesu eksplozije prelaze u pamo-gasovito stanje, te snizavaju pocetnu temperaturu eksplozije za oko 1000 °c i skracuju duzinu i trajanje plamena. Sadrzaj ovih dodataka u eksplozivu izaziva ju znatno smanjene radne sposobnosti ovih eksploziva.
9.6.5.1. Praskasti metanskieksplozivi Kod nas se proizvode dye vrste praskastih metanskih eksploziva ito: Metan kanmiktit - I i Metanvitezit 5. U tab. 53 dat je pregled hemijskog sastava ovih eks ploziva. a u tab. 54 minersko-tehnicke karakteristike ovih eksploziva. Praskasti metan· ski eksplozivi su higroskopni. te se pri upotrebi u mokrim bUSotinama moraju zaStititi plasticnim folijanla. U skladu sa propisima dozvoljen je samo elektricni nacin iniciranja. Moraju se upotrebiti specijalni metanski elektricni detonatori.
9.6.5.2. Poluplasticni metanski eksplozivi Izradeni su na bazi amonijunmitrata sa znatno vecim proeentom nitroglicerina (21-31'1(,) uz odgovarajucu kolieinu inertnih soli (35-4010) natrijumhlorida iii kalijurn hlorida. Nisu higroskopni i imaju vecu radnu sposobnost u odnosu na praSkaste. Posebnu vrstu sigumosnill eksploziva predstavljaju tzv. ,.OklopIjeni" pIa,tieni metanski eksplozivi. Ovde je patrona plasticnog eksploziva obavijena slojem vrlo slabog ekspIoziva sa dodatkom inertnih materija koje deluju kao zastita od pocetnill vrelih gao sova i plamena. Tabela 53 metankamniktit - I
metanvitezi t - 5
38.8%
ugljcna prasina - ksilit
62.2% 7,4% 1.5<;(
natrijumhlorid
27.5~(
=:9 .5~~,
eksploziv sastav amonijumnitrat trinitrotoluol
metanvitezit-5
gustina, kg/I bilans kiseonika, %
1,10 +4,2
1,15 +2,10
zapremina gasova,lJkg energija eksplozije. MJJkg temperatura eksplozije, °c
698
702
2,34
2,69
1
1795
I ,J
karakteristike
1670 4,68·1(f
speeificni pritisak, Pa pre nos detonacije, em brzina detonacije, mJs
4-9 3200-3400
5,0' lOS 4 3200
proba po TrauzIu, ern 3
170-190
185
40
45
*600 *800
500
2
3
strength, % ciozvoljena kolicina po jednoj minskoj bUSotini, gr. rok trajanja, meseei
0.5-2'/;'
kalcij uIIlstearat
0-1,0::"
2%
0.2(0 57< 4,5<;(
i
, 11 j II
II
,. 600 gr. ako su patrone od 100 gr. su patrone od 200 gr.
** 800 gr. ako
9.6.6. RUDARSKI CRN] BARUT Po svom sasta\u izradi i svojstvima erni barut cini posebnu grupu eksploziva, ima tu osobinu, d? ne detonira vee sagoreva. To je dobro homogenizovana mesavi na kalijumnitrata (75%), drvenog uglja (15%) i sumpora (10%). Spada u najstarije pozna te eksplozive koji Sll se nekad upotrebljavali za miniranje. Kasnije je u praksi bio zame· njen jaCim i savremenijim eksplozivima, ali se uprkos tome, na izvesnim specijalnim pod rucjima miniranja, jos uvek zadrzao. Rudarski emi ~arut je eksplaziv koji, zbog izrazito
~porog i pretezno potisnog dejstva...!ll'0treblja\,amo svuda~rilik~m miniranja ielim....Q
karboksirnetilceluloza nitroglicerin-dinitroglikol drveno brasno
metankamniktit-l
eksploziv
~obiti velike neosteeene blokove stena, na primer u kamenolomima ul<~~()g.,1(~e_n~ materijaIa, za vajarstvo i sl. N~zamenljiv je pri izradi sp~rogoreeeg stapina. Vrlo 'Ie lako pali plam~nom anaroCitoelektricnom vamicom. N!
Ldrugih gradevinskih
bamta. Zrna obicnog rudarskog emog baruta prolaze kroz sito saotvorima od 3 mm, a ostaju na situ sa otvorhna od 0.2 mm. Zbog toga sto ~drii drveni ugaIj i kalijul1mitrat,
I
I
1
17<)
178
I'
emi barut je higroskopan i treba ga cuvati na suvom mestu. Vlazan barnt pomaje se po tome ~to zma postanu mutna, i mogu se drobiti medu prstima. Ako takav barut osu~i mo, na njemu se pojavljuju mali beli krstiali kalijumnitrata, to je tzv. pojava "evetanja". Takav barut se ne sme upotrebiti, treba ga uni~titi. Rudarski emi barut standardno se pakuje u polietilenske kese teZine 2,5 kg., koje se zatim stavljaju u kartonske kutije. Pri punjenJu bUSotina, ako se one suve, i ako su vertikalne, emi barut se usipava u bu~otine. Ukoliko su bUSotine kose iii su vlafne iIi sa vodom, onda se emi barut stavlja u p1trone
od poli
er ni barut
karakteristike spoljni izgled sadrzaj vlage. '7r gustina zma. gr/ em 3 sadrzaj pepela. ~~ nasipna tezina. gr / I energija eksplozije. M1 /kg temperatura palenja. °c osetIjivost na udar. Nm gasna zapremina. l/kg temperatura sagorevanja. °c
polirana zrna sjajno erne boje 1,5 1,72-1,77 0,8 900-1000 3,2 300-320 13,7 300 2380
Osnovni podaei
0
dimenzijama i pakovanju amonijumnitratnih praSkastih eksploriva Tabela56
PATRONA
patronirano u
Precnik mm
Teiina gr
Duiina em
25±1 25±1 28±1 28±1 32±1 32±1 32±1 38±1 38±1 42±1 45±1 50±2 60±2 60±2 70±3 80±3 90±3 100±3 125 ±3 180±3 230±3
100±2'70 200±2% 100±2% 200±2% 100±2% 200±2% 300±2% 200±2% 500±2% 500±2'70 500±2'70 500±3% 750±3'70 1000±3'70 1000±3% 2000±3% 2000±3% 2000±3'70 10000±1% 20000±1% 25000±1'70
18-21 28-41 14-16 29-32 11-13 23-25 34-36 16-18 40-42 35-38 34-36 30-33 26-29 31-34 28-31 36-40 28-31 23-26 78-84 76-82 55-60
Unutras. ambalaza polietilenske kese Komada
parafinisani
papir "
polietilen crevo
10
5 10 5 9 3 5 5 5 5 5 10 8 6 6 4 4 5 90 48 36
Spaljna ambalaza kartonske kutije
Teiina jedne
Neto
kg
kg
eea spoljne mere, mm
2,5 5 2,5 5 2,5 7,5 5 4 5 5 5 2,5 3 4 4 6 6 4 10 20 25
25 25 25 25 22,5 22,5 25 20 25 25 25 25 24 24 24 24 24 20 900 960 900
390x265x350 390x265x350 390x265x350 290x265x350 410x345x250 41Ox345x250 41Ox345x250 390x265x350 390x265x350 390x265x350 390x265x350 390x265x350 390x265x350 3:l0x265x350 410x345x250 390x265x350 390x265x350 390x265x350 1200x800* 1200x800* 1200x800*
Osnovni podaci 0 dirnenzijama i pakovanju vodoplasticnih eksploriva Tabela 57
9.6.7. PREGLED PAKOVANJA PRlVREDNIH EKSPLOZIVA Pri fabrikacijL privredni eksplozivi pakuju se u patrone eilindricnog oblika odredenih dirnenzija i teZine. U zavisnosti od vrste eksploziva i uslova njegove primene zavisi i nacin pakovanja. Pra~asti eksplorivi precnika ispod 60 mm, patroniraju se u pa rafinisanisani natron papir. a kao zamta od spoljne vlage upotrebljavaju se polietiIenske kese za skupno pakovanje koje se hermeticki zatvaraju. Precnici iznad 60 mm patroniraju se u polietilenska creva iIi vrecice. Po:.ieti lenske vrece ill pojedlne patrone stavljaju se u kartonske kutije do odredent: tezine. Na zahtev potrosaca pakovanje se moze vrsiti u drvene sanduke. Dirnenzije i tezine privred nih eksploziva su standardizovane. i proizvodaci su dumi da se pridrzavaju usvojenog standarda. N! poseban zahtev potrosaca moguca je izrada i vanstandardnih patrona pre
rna dogovoru. U tab. 56 i 57 date su standardne dirnenzije patrona i njihovo pakovanje.
za arnonijurnnitratske praskaste i vodoplasticne domace eksplozive.
PATRONA
patronirano u
Precnik mm
TeZina kg
Duiina em
60±3 70:d 80±3 '10±3 100~3
1.5-3'7c 2,0-3'7c 2,5-2'7c 3,0±2'7c 4,0±2S1c
125::3 180=3 230=3 260±3
20 =17 25 :: 1 r;c 30 = 1<;;
33-35 33-35 33-35 33-35 33-35 51-55 49-53 37-41 36-·.0
• Paleta
10 :: 2~(-
Unutras. ambalaz.a polietiinske kese kom.
Teiina jedne
Spoljna ambalaia kartonsk:e kutije kg
eca spoJjne mere, mm
30 30 30 30 32 900 960 900 840
350x260x370 350x260x370 350x260x370 350x260x370 350x260x370 1200x800* 1200x800* 1200x800* 1200x800*
Neto
kg
Polietilensko erevo
5 5 4 5 4 90 48 36 28
6 6 7,5 6 8 10 20 25
30
i1>1
180
Ostali prazan prostor u kapsli (oko 1/3) sluzi za umetanje i ucvrscivanje sporo· goreceg stapina kao sredstva za pripaJu.
10.0. SREDSTVA I PRWOR ZA INICIRANJE MINA
1
3
"
Da bi privredne brizan tne eksplozive doveli do detonacije, potrebno im je saop· mti pocetni i!licijalni impuls. Za to su potrebna sredstva za iniciranje koja imaju sposob· nost da detoniraju ako se zapale plamenom ili iskrom. U ova sredstva spadaju:
51.99. Detonatorska Irudarska) kapsla; 1 - metalna 4 - brizantno punjenje.
10.1. SREDSTVA ZA INICIRAJE MINA OTVORENIM PLAMENOM
U sredstva za iniciranje mina otvoreninl plamenom spadaju: detonatorska (rudarska) kapisla. - sporogoreci stapin, pomocna sredstva za palenje {minersko sace, minerski bice).
-.
L
- detonatorske (rudarske) kapisle, elektrodetona tori, sporogoreci stapin, - detonirajuci sporogoreceg stapina. - pomocna sredstva za
i minerske 5i·
Detonatorska (rudarska) kapislaje namcnjena z.a dovodenje do potpune deto· r1.~gj~ elcspl.ozivn?g pUrlj~.rlJ.~i detofl~aju~JL. u suvim radnim uslovirna. . llem,a !>.ojave metana i opasne ugljene prasine. Detonatorska kapisla sastojise oc!: metalne caurice standard nih dimenzija. metalne pokrivke. - inicijalnog punjenja (primamog). - brizantnog punjenja (sekundamog). Caura i pokrivka izradene su odba1ra ili_~§kamih legura (kod fulminiltskih) i\.l od_a!IHl1inijuma.i nJegovih legur
~aurica,
2·- metalna pokrivka, 3 - inicijalno punjenje,
Ako je inicijaJno punjenje :livin fulminat tada metalni delovi kapslemoraju biti izradeni od bakra ili njegovih legura, jer livin fulminat razomo deluje na aJuminijum. Ako je inicijalno punjenje olovni and tada metaIni delovi kapsle moraju biti izradeni od aJuminijuma ili njegovih legura, zbog delovanja olovnog azida na baku. Prema svojoj jacini kapsle se rade od br. I do br. 10. U praksi se obicno upotre. bljavaju kapsle br. 6 i br. 8, i to br. 8 za aminijumnitratske praSkaste eksplozive, a br. 6 za nitroglicerinske. Nase domace kapsle imaju oznake: DK-6-Al, DK-8-Al, DK-6-Cu, DK-8-Cu,
gde je: DK - detonatorska kapsla, 6 i 8 - jacina kapsle, Al i eu simbol metala caurice.
U tab. 58 date su oznake i dimenzije kapisli br. 6 i br. 8. Tabela 58 oznaka DK-6-Al. DK-6-Cu DK-8-Al. DK-8-Cu
D(mm)
L(mm)
E (mm)
7,O±O,1 7,O±O,l
35
15
45
15
Kapsle se ne smeju baciti tumbati nili pritiskati. lnicijalno punjenje je veoma oset\jivo na: udar. trenJc. plar::w i varnicu. Temperatura saIl1odetonacije kapsli viSa je 5" funkcionalne osobine pri temperaturanla od -20 od 120 haps!e riC +25 0c. Ispitivanja rudarskih k.J.pisli u fabrikama \Tsi se na:
- funkciju.
J82
183
lspitivanje na funkciju je ustvari ispitivanje brizantnosti rudarske kapsle. Prove ra se vrsi iniciranjem kapsle na plocid od cistog olova cije su dimenzijeAOx40x5 mm za kapslu br. 8, i 40x40x4 mm za kapslu br_ 6. Eksplozija kapsle koja se ispituje mora da probije olovnu plocicu u precniku koji je ravan iii veei od precnika kapsle. SI. 100.
omotan hartijom i povczan kanapom. Paketi se slaiu u dvostruke drvene sanduke, a meiluprostor je ispunjen drvenom suSkom. Sadrzina sanduka moze iznositi 5000 i 10000 korn. kapsli. Sporogoreei ~apin je sredstvo namenjeno za pale'nje (iniciranje) detonatorskih
.J:.~sli i minskih punjenja od cmog baru tao Za sigumo inicirarijerudarskih detonatorskil; kapsli potreban je pJamen - va-;:;Jca=-iSkra (plameni impuls). To se ost;:llIUJI:. p!i!!le_flOm sporogoreceg stapina, koji se stavlja u kapslu, zatim zapali, i kada dogori daje plameni impuls pomocu koga se inicira rudarska kap~. ------ - - -
Vreme gorenj sporogoreceg stapina krece se u granicama koje propisuje JUS H.
D3.0SS odnosno JUS H.D3.0S0, i iznosi 110-140 s/m' sa toierancijom od ±IO s, iz
cega proizilazi da 1 m' kvalitetnog itapina moZe goreti najbrZe 100 s, i najsporiJe 150 s.
U praksi se obicno uzima da 1 m' stapina gori 120 s. Treba mati da se vreme gorenja
bitno skracuje kada stapin god pod pdtiskom (pod vodom iii u jako nabijenoj bu!Otini)
o cemu treba voditi racuna prilikom izbora duzine stapina. Sp~()g<:.>.r~i~pins_e~raduje ~~~1I vrpce ~~~~J)a)_i sastojise ()d barutne sr~i i omotaca. Srz stapina je od sitnozrnog cmog baruta, sa pamucnim koncem koji prolazi kroz sredinu srZi~i una zadatak daprilikom izrade stapina oialda ravnomerrio dovodenje ~im;g-baruta,au is10 vreme predstavlja zastitni znak fabrike (svaki proizvoaa~lma svoju 2£i~~~~ca). O!li?tac Stapina Te-Odi{udeljfleili pamucne prede. IE:a~Ele~-dva_~~2 koji su unakrsno pleteni i spolja su presvuceni slojem bitumena. O}akav ()rI!0tac spreca Vl!__pro!!()r:e!~I~~llpi'!!l1ji: -V!f£I_~~c:nj~\1_b_ocne str3l1.e~ _9~~Oizrail.en stapin '!..amen~n je~.Cl.Jlld_'!..suvim_~e~l!I.~a bez_v
4
PraViJan I potpun proboj olovne plocice pri ispitivanju rudarske detonatorske kapisle na funkciju 51. 100. Serna uredaja za ispitillanje rudarskih kapsli na funkciju. 1 - spotogoreei ~tapin, 2 _ kapsla, 3 _ 010. IIna ploe ic:a. 4 - drzat kapsje i ~tapina.
Provera na sigumost vrsi se tako sto se kapsle puste da slobodno padaju kroz vertikalno postavljenu celicnu cev (spoljnjeg precnika 26 mm i unutrasnjeg 20 mm) sa visine od 1,5 m na betonsku podlogu_ Prilikom pada kapsle na betonsku podlogu. ista ne sme da dctonira nili da dode do ispadanja pokrivke i eksplozhnog punjenja. Za pro. veru se koriste 10 kapsH, od kojih se 5 pusta da padne sa dance tom okrenutim na dole, a drugih 5 sa otvorom okrenutim na dole. Pakovanje rudarskih kapsli vrsi se po 100 kom. u kartonske ili limen.: kutije sa ~tvorom okrenutim na gore. Prazan prostor otvora kapsli. kao i svi meduprostori izmedu kapsli napunjen je sitnom suvom strugotinom. Po pet kutija sacinjavaju jedan paket,
OM6Ttte
"".~
~
J
N i 1 · · · .)
sp-i.
S{2.~
b
""lise"
oko7ttt!
Q,
vc !Z()l.~l!iJA•
II I
r
51.101.
Izgled sporogoreceg
~tapina;
a- obiean, b - specijalni.
Obe vrste stapina pakuju se i isporucuju u drvenim sanducima i kartonskim kutijama. Pre pakovanja stapin Sf; navije na kolute cija duZina iznosi 8 m, i po tetiri takva koluta vezu se u namotaj. Da bi se zastitili od vlage, namotaji se stavljaju u poll etilensku kesu, a kese se pakuju u kutije od talasastog kartona iIi drvene sanduke po 1000 m stapina.
Ih5
184
/
~--
.%~ •:~\ J'Y ,~
\\\~. '/I,
j( ((,.('($.11."'1/-'.'.'
~! ..
i
!
\~
~' H
"-~.
SI. 102. O~i
izgled pakovanja obicnog i specijalnog sporogoreteg
SI. 103.
~tapina.
U toku transporta i skladiStenja sporogoreci stapin treba da bude zasticen od vlage, visokih temperatura i plamena. Temperatura u skladiStima treba da se krece u gra nicama od -20 do + 25°C, a relativna vlaga ne sme da prede 75%. Cuvan u ovim uslovi rna sporogroeci stapin treba da se upotrebi u roku od 6 mesecL Da bi se sprecile nezgode koje se desavaju pri radu sa sporogorecim stapinom, proizvedena su pomocna sredstva za njegovo palenje. Ova sredstva omogucuju da se pale. nje vrsi brzo i sigumo. U pomocna sredstva s p a d a J U : : · - minersko - minerski tuljci, minerske siblce. Minersko sace omogucava istovremeno palenje veceg broja s~pina odnosno mina. Izradeno je od kartonskih cevCica medusobno povezanih u vidu saca, premazanih na jednom kraju zapaljivom masom. Drugi kraj cevcicaje otvoren radi stavljanja stapina. Pakovano je po 30 kom. zajedno, ali se po potrebi moZe otkinuti i upotrebiti sarno to· liko cevcica koliki broj mina palimo. Rukovanje sa6em je prosto i bezbedno. Minerski tuljci se upotrebljavaju za istovremeno palenje 5 kom. stapina odnos nO mina koje nisu suvise udaljene jedna od druge. Izradeni su od kartona u vidu cevcice cije je dno premazano zapaljivom smesom. U tuljak moze da se stavi 6 kom. stapina. od kojih 5 kom. vode do minskih punjenja. a sestim se pripali upaliiva smesa u ,amom tuljku. Minerske sibice upotrebljavaju se za pripaljivanje sporogoreceg stapina neposre· dno ili preko minerskog saca. Vrlo burno sagoreva, una visoku temperaturu i zbog toga pali stapin skoro trenutno. Osigurana je proth' uticaja vlage, a gori na promaji i vetru. Izradena je tako da goo priblizno 1 min. GaSenjem sibice znak je rnineru da treba da sc skloni, ako je najkrab stapin koga palL duzine I m.
"~ ;.
Pomoena sredstva za palenie mina otvorenim plamenom; a minersko sate, b minerski tu Ijci.
10.2. PALENJE MINA SPOROGORECIM STAPINOM
Napred je receno da se sporogoreci stapin koristi pri pojedinacnom palenju rna· njeg ill veceg broja minskih punjenja na povrsini ili pod zemljom, ukoliko ne postoji opa· snost od metana iIi zapaljive ugljene prasine. Pojedinacna otpueavanja mins-kih punjenja najcesce se primenjuju tarno gde se ne postavljaju strogi zahtevi u pogledu granulacije miniranog proizvoda. Pri pojedinacnom otpueavanju, minska punjenja detoniraju ne· zavisno jedno od drugog i u razlicito vreme. Razlika u vremenu izmedu detonacije po· jedinih minski punjenja zaVisi od duZine sporogoreceg stapina. Stapini pojedinih mina moraju biti toliko dugacld da se pilioe mina maze bezbedno udaljiti sa mesta miniranja. Stapin mora biti dugacak najmanje jedan metar pa makar palili sarno jednu minu. Pri pojedinacnom palenju mina, svaki naredni stapin mora biti duzi za 10 em ad prethod nog. Aka se pojedinacno pali veci braj mina, jedno lice sme paliti najvise pet mina, od· nosno stapina. Istovremeno,na jednom radiliStu smeju sarno dva Uca paliti mine. To maci da se pri pojedinacnom palenju, na jednom radilistu sme paliti najvise 10 mina. Medutim, cesto postoji potreba da se pali daleko \'CCl braj mina. U tom slucaju palenjc se vrsi pomocu minerskog saca ill rninerskih tuljaka. Sarno palenje sporogoreceg stapina maze se vrSiti na viSe nacina. '>:ajbolji i najbezbedniji nacin je pomoeu minerske sibice, ona gori tacno odredeno neme, burno sagoreva tako da se ne moze lako ugasiti.
i
!I
r*:
187
11)6
Spajanje sporogorcccg Slapina i rudarske veS! se taka, Slo se sporogoreci §tapin ostrim nozem, na drvenoj podiozi, odsece ravno - upravno pod uglom ad 90°, i stavi u rudarsku kapslu do zastitne kapice, a zatim se specijalnim minerskim kle~tima rudarska kapsla stisne uz stapin. Minerska k1esta su tako konstruisana da izvrSe spajanje a da se ne povredi barutna srt i da se stapin ne mote izvuci iz kapsle. U patroni eksplozi va, bakarnim iIi drvenim siljkom, izbusi se rupa dovoljne duZine da se rudarska kasla na stapinu moZe staviti. Ceo postupak izrade spajanja stapina i kapsle sa patronom nazi va se "adjustiranje" a patrona opremljena sa kap5lom i stapinom "udama patrona". Udarna patron a je namenjena za iniciranje minskih punjenja postavljenih u minske bu soline, komore i 51. Izrada udame patrone i konstrukcija minskog punjenja bice pokaza na u posebnom poglavlju.
,--..
10.3.1. SREOSTVA 1 PRIBOR ZA ELEKTRlCNO PALENIE MINA I
U sredstva za elektricno palenje mina spadaju:
,
elektricni detonatori (ED),
provodnici elektricne struje,
izvori struje za palenje,
memo-kontrolni instrumenti,
pomoeni pribor.
10.3.1.1. Elektricni detonator (ED)
.(f, '
Sastoji se iz dva osnoVJla dela: detonatorske kapsle (OK) i elektricnog upalja ca (EU). Oba ova dela smestena su u istu metalnu cauru dovoljne duZine i cine jedins tvenu celinu. Elektricni detonatori (ED) imaju tacno odredene elektricne karakteristike koje defingu njihovu funkciju i sigumost pri radu. 10.3. PALENJE MINA ELEKTRICNOM STRUJOM
Pri izvodenju minerskih radova siroko se primenjuje elekricno palenje minskih punjenja. Zasniva se na toplotnom dejstvu elektricne struje koje se mote izraziti odno som: Q f2 R, gde I jacina elektricne struje (A), R - otpor strujnog kola (n). U odnosu na stapinsko palenje, palenje mina elektricnom strujom ima vise prednosti kao sto su:
Elektricni upaljac (EU) sluZi za stvaranje plamenog impulsa, koji je sposoban da izazove detonaciju inicijalnog punjenja (primamog) i glavnog (sekundarnog) koji su smesteni u detonatorskoj kapsli (OK). Elektricni upaljac se sastoji od zapaljive glavice, uredaja za njeno palenje i provodnika. U zavisnosti od toga kako struja prolan kroz elektricni upaljac i kako se vrsi palenje zapaljive glavice, mogu se razlikovati tri tipa EU. EU sa metalnim mosticem (mostni),
EU sa strujo-provodljivom zapaljivom glavicom,
EU sa rascepkom (varnicni, naponski).
omogucava jednovremeno palenje velikog broja mina,
omogucava palenje u tacno odredeno vreme,
Na sl. 104 data je serna elektricnog upaljaca.
vremensko palenje, pri cemu interval zastoja mote da se krece od nekoliko rns do I s. glalfica
omoguceno je palenje minskog punjenja sa zeljenog rastojanja. jedini je nacin koji je dozvoljen u rudnicima sa metanskim retimom. moze se primeniti u svim vremenskim uslovima, pri toplom i hladnom vre menu, na suvom i vlamom terenu.
I
a.
trio.'
lam "0 izo/acija J.levr.tilfot
Elektricnom strujom moraju se paliti mine:
"ozie,
na rnestirna gde jc zabranjena upotreba OTvorcnog plarnena. na mestima gde nije obezbedeno r.l:o se Ijudi. koji vrse meno sldone na sigumo mesto,
prolfod"it;i
2.
1
gde palioe i njego\' pomocnik treba da pale vise od 10 mina odjednorn, bez upotrebe rninerskog saca i tuljka.
J SI. 104,
sa me!alnim mosticem. 2 sas:a"nl delovi EU.
aj principijelna sema EU; 1
rascepkcrn (naponskii ~;
sa strujno-provodljivom glavicom, 3 - sa
liN 188
EU sa metalnim mbsticem sastoje se od zapaljive glavice mostica i provodnika. Palenje zapaljive gIavice VIii se posredstvom toplote koja nastaje zagrevanjem mostica pri prolasku elektri<:ne struje kroz njega. Materijal od koga je izradena zapaljiva glavica moga bili: .
osetljiv na toplotni irnpids-, stabilan - da ne stupa u hemijsku reakciju,
ne sme biti higroskopari,
sposoban da stvori phuneni irnpuls.
Uglavnom kao materijal za zapaljivu glavicu konsti se: acetilid bakra, pikrit, pikriininat olova, mononitroresocrinat olova i sl. .Mostic EU izra
10.3.1.2. Vrste clektricnih detonatora Prema nameni, u savremenoj praksi miniranja, postoje sledece vrste elektricnih detonatora: L trenutni elektricni detonatori, 2. vremenski elektricni detonatori. a) dugovremenski elektricni detonatori (sa zak
a) trenutni metanski elektrodetonaton,
b) milisek undni metanski elektrodetonatori.
4. Specijalni elektricni detonatori - seizmicki. Na sl. 105 prikazane su neke vrste ED.
EU malog otpora (do 0,5 0),
EU srednjeg otpora (0,5-5,00),
EU velikog otpora (50-ISO 0).
Danas se za miniranje uglavnom prirnenjuju EU sa metalnim mosticem srednjeg otpora. Sarno l!~u~_ajevi.m~k'!
1
[~~~ .2
'praha -
.3
~F=4 SI. 105.
trenutn; eiektrlcn: upaljac, 2
rrenutn. elektroddonator,3 - vremenski elektrodetonator, 4
'petanski milisekundni elekuodetonator
<
190 191
Trenutni elektricni detonator (TED) sastoji se od bakame ili aluminijumske caurice sa primarnim i sekundamim punjenjem, zapalive glavice sa mostieem, provod. nika i cepa od plastfcne mase. Provodnici su bakami ill pocinkovani sa izolacijom od PVC mase. Standardna duzina provodnika je 2x2.~m. Trenutni ED pali trenutno od. mah po ulcljucenju struje, i narnenjeni su za pojedinacno palenje iii kada je potrebno da sve mine opale odjednom (zalomne i sl.). Vremenski elektricni detonator je iste konstrukcije kao i trenutni, s tom raz. Iikom sto je izmedu elektricno& upaljaca zap alive giavice i inicijalnog punjenja ugraden.\J~p?rivac (usporivacka smeS!) koja je prograrnirana da gori odredeno vrem-e~Na ovaj nacin palenje inicijalnog' punjenja ne ostvaruje se direktno od plamenog impulsa zapaljive giavice, vee taj impuls pali usporivac, a ovaj zatim inicijalno punjenje. Vremen ski,~[) ~bicnolmaju r:ekoliko stepe.na usporenja kao 0,~5 -Lg~.?-,JP i 2,0 !.cdugovre. menski). Domaca industrija proizvodi !!~Il1enske ED,sa deset stupnjeva usporenja (1 10) sa vremel.1skim intervalom izmedu brojeva u seriji od 0,5 s. U tab. 59 dati su podaci ..~~".= za domace vremenske ED. Tabela 59 brojna oznaka stupnjeva usporenja
Metanski milisekundni ED izraduju se sa bakamom cauricom i fulminatskim inicijalnim punjenjem. Provodnici su bakarni sa PVC izolacijom zelene boje po cemu se razlikuje od ostalih vrsta ED. Naspram mesta gde se nalazi usporivacka masa, preko cau· re detonatorske kapsJe sa spoljne strane, navuce~ je mesingani za~titni prsten. Ovaj prsten ima ulogu da spreci cepanje caure pri sagorevanju uspoovacke smek lzmedu usporivaca i inicijalnog punjenja postavljen je mesingani podmetac (plamenik) cija je uloga da usmeri plarnen usporaca u eksplozivno punjenje kapsle. Metanski miJisekun· dni ED su specijalno radeni i namenjeni za upotrebu u metanskim jamama. Mogu se koristiti na suvim, vlaznim i mokrim radiliStima kao i pod vodom do dubin!_od ~!o m.
10.3.1.3. Parametri eleltricnih upaljaca Sve vrste naSih ED imaju odredene elektricne karakteristike koje defmi~u nji. hovu funkciju i koje karakterisu njihove osnovne osobine kao sto su: Otpor ED (re) sastoji se od otpora mostica i otpora provodnika u h1adnom stanju. Otpor ED zavisi od materijala, precnika mostica, duZine mostica i provodnika i odreduje se iz odnosa.
primedba
1m
2/p -D2
-2-
2 vreme uspor. (5)
3
4
5
6
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
7
3,5
8
4,0
9
4,5
10
5,0
odstupanje od normalne VIed· nosti je ±O,25 s
re
gde je:
Pm
=
i Pp
Dm i Dp Kod vremenskih ED, na dnu caurice utisnuta je brojka koja oznacava stupanj usporenja, a na provodnicima je prikacena plasticna plocica sa brojem, koja takode oz nacava stupanj usporenja. Kratkovremenski mllisekundni ED je iste konstrukcije kao i vremenski ED, stom razlikom sto usporivac koji se nalazi izmedu zapaljive giavice i inicijalnog punjenja sagoreva mnogo brie. Milisekundni ED primenjuju se pri tzv. milisekundnom palenju minskih punjenja, kada pojedinacno minsko punjenje, iii grupa punjenja treba da detoni raju jedna za drugom u vrlo kratkom vremenskom razmaku (intervalu). Interval izmedu ekspIozija pojedinih punjenja biraju se tako, da svaka sledeca ekspio:tija _nastaje u vreme karla sestenska masanalazi pod naponoITl nastalim usied dejstvl! pr~d!I~d~e-eks. plozije. iii pri pojavi dopunske otkrivene povrsine. Ovakav nacin iniciranja minskih pu. njenja omogucuje sitniju granulaciju. i smanjuje seizmicke potrese koji nastaju pri mini. ranju. U raznim zemljama broj stupnjeva usporenje je razliciti i obicno se kreee od 1-15. Interval usporenja meau pojedinim stupnjevima je do 10 ms do 100 ms. Domaca industrija proizvodi milisekundne ED od broja 1-10 sa vremenskim intervalom izmedu pojedinil1 stupnjeva od 34 ms. Boja izolacije provodnika razlikuje se od boje kod trenutnih ED.
Dm 4
7T
Pm'
+
Pp .
rr p
-4
specificni otpor materijala mostica i provodnika, mm2 duZina mostiCa i provodnika, m.
Bezopasna struja (lb) je rninimalna vrednost istosmeme struje koja pri prolazu kroz mostic u neogranicenom trajanju ne moze izazvati palenje ED. Na osnovu veli~ine bezopasne struje moze se dati oeena u pogledu otpornosti na lutajuce struje, kao i veliti· na struje koja sme teci kroz mostic pri merenju otpora ED. Velicina bezopasne struje zavisi od materijala, precnika i duZine mostica. Trajna struja palenja (Itr) je minimalna vrednost istosmerne struje koja izaziva palenje ED proticuci kroz mostic neograniceno vreme. Prj struji koja je jednaka iIi veca od trajne struje palenja ED kroz neko vreme ce opaliti, dok pri struji manjoj od ove neee opaliti ED bez obzira na vreme proticanja. Stomilisekundna struja palenja (Ism) je vrednost istosmerne struje koja prolaze· ci kroz mostic ED za vreme od 100 ms. izaziva njegovo palenje. Ovaj parametar daje najmanju vrednost struje koja prakticno obezbeduje sigurno palenje pojedinacnih ED. Impuls p;:lenja (Kp) je najmanja vrednost impulsa istosmerne struje, pri kome dolazi do palenja ED. Kako je impuls struje proizvod kvadrata struje i vremena, to se impuls palenja odreduje iz odnosa Kp gde je:
[2.
tp ,
A2 S ,
struja, A: tp - vreme palenja, s
192
193
Ako se zna velicina impuIsa palenja, na osnovu datog vremena moZe se odrediti velicina struje palenja. Poznavanje velicine impulsa palenja potrebno je za odredivanje struje, pri kojoj naizmenieno vezani ED bezotkazno pale. ,Velicina obrnuta impulsu palenja naziva se _()~~t1j~~()s~!~) odreduje se iz odnosa. S:; p
parametar
I 11 t
Kp
Kt=ll.·tt, struja, A
vreme topljenja mostita, S
tt
Tabela 60
=:-
Impuls topljenja mostita (Kt) je najmanja vrednost impulsa struje pri kome do lan do topljenja mostita ED, odreduje se iz odnosa.
gdeje:
U tab. 60 i 61 date su vrednosti za navedene parametre za ED domacc proiz vodnje.
Po impulsu topljenja moZe se oceniti da Ii ce doti do pregorevanja mostita bez palenja zapaljive glavice. Vreme prenosa (T pr) je vreme koje protekne od momenta palenja ED, do mo menta stvaranja plamenog impulsa usled sagorevanja zapaljive glavice. Vreme prenosa ima veoma vainu ulogu pri grupnom palenju naizmenicno vezanih ED razne osetlji vosti. Vreme prekida (T pr) je vreme koje protekne od momenta uldjucenja struje, do momenta eksplozije ED. Gianitna struja palenja (Ig). Pri primeni izvora istosmerne ili naizmenicne stru je, koji je potreban za bezotkazno palenje svih ED uldjueenih u mrezu, moZe proti kroz mreiu za palenje sarno u tom slucaju, ako kroz ED bude proticala struja odgovarajuce jacine. Minimalna vrednost struje koja pri prolazu kroz naizmenieno vezane ED izaziva palenje svih ED naziva se garantna struja palenja, i odreduje se iz odnosa:
_~ KmaxT -
Ig -
Kmin
~
pI
2
vrednost parametra
otpor ED sa bakar nim provodnic. (2x2
parametar
1,4-1,8 (n)stomilisekundna struja palenja
vrednost parametra 0,4 (A)
otpor ED sa eelie provodnicima (2x2 m)
3,2-3,6 (n)
rninimalni impuls palenja
0,8-3,0 (Al·s)
bezopasna struja palenja
0,18 (A)
minimalno vreme prenosa
1,8 (ms)
trajna struja palenja
0,32 (A)
vreme prekida
0,25-4,65 (ms)
Tabela 61 vrsta
ED
Braj ED vezanih u naizmenicnu mrezu 2
- za jednosmernu struju
3
5
10
20
~o
100
1,08
1,10
garantna struja palenja Kmax - K min
Ig T gde
pr
TMED-C u ' TSED-Al
T. sm 20:
2
Kmax, K min impulsi palenja najosetljivijeg i TpI - minimalno vreme prenosa.
T
TED-AI. TED-C u
za naizmenicnu
najneosetljivijeg ED.
vreme trajanja jedne periode kod naizmenicnc struje 50 Hz, T = Ism - stomilisekundna struja
ucestanosti od
34-MSED-A 1 , 34-.MSED-C u (mostic ~32-35 mikrona)
0,92
0,95
0,98
1,02
1,05
195
194
2xl,5
2x2 1x2,5
LX]
h3,5
1x4
2x5
2x6
2x8
U tab. 62 date su pojedinacne vrednosti otpora u (n) u zaviSIlosti od tipa ED, vrste i duZine provodnika.
() Zaka!njenje detonacije kod pijedinih ED, predstavlja vreme od momenta uklju civanja struje u kolo pa do momenta detonacije. To zaka§njenje zavisi odjacine propus tene stmje. U tab. 63 date su vrednosti zakamjenja sa stmjama iZaserijsko spajanje
2).
2,3
2,35
1,4
2,47
2,53
2,65
2,77
3,0
(1100).
0,93
1,0
1,05
1,1
1,17
1,23
1,35
1,47
2,03
Tabela 62 VIsta
Max. pojedinacna vrednost otpora ED u (0) za duZinu provodnika u (m)
tip
detonatora
i:m"",,".
bakami normalni (ka1aisani)
4>0 ,6/1,3 mm neosetljivo
PVC visoko
neosedjivo
izolacija
0,26
0,32
0,38
0,44
0,50
0,56
0,68
0,80
2x1
2x3
2x5
2x1O 2x15
2x20 2x30 2x40
1,1
1). 1,45
2,05
2,65
3,25
4,45 5,65
6,85
1,04
seizmicki
3,3
4,4
6,6
12,1
17,6
23.1
34,1
45,1
56,1
normalni normalni
2xl,5
2,2
2,2,5
2x3
2x3,5
2x4
2x5
2x6
2x8
3,9
4,5
5,0
5,6
6,1
6,7
7,8
8,9
11,1
2,7
3,2
3,8
4,3
4,9
5~
6,5
7~
9,8
2x50
seizmicki
gvozdeni (kalaisani) 4>0,6/1,35 mm
PVC izolacija neosetljivi
10.3.2. PROVODNICI STRUJE ZA ELEKTRlCNO PALENJE MINA
Mrete za elektrico palenje mina izradene su od provodnika k()jL~l1_()bicno i?:~ lovani PVC masom, rede gummn. Zila provodnika moze biti od bakra, aluminijuma ill ~ozdena :- pocinkovana. Zila kabla mote bili izraden~u~du~ce iIi u~!a:~()~()~ci mo~_~iti _s~~~m Zil~!D_@!,!oilln!) .il(v!~Ell\('1Setilni). Pri izbom velicinePoprecnog preseka provodnika, koji Ce se upotrebiti za izradu mreze za palenje mina, treba voditi racuna 0 jacini stmje koja Ce kroz provodnik proti cati. Provodnici malog poprecnog pre.seka, pri prolazu struje veee jacine, mogu se jako zagrejati, usled eega im se povecava otpor i dolazi do velikog pada napona. Otpor pro vodnika koji je po celoj duZini istog poprecnog preseka, racuna se iz odnosa: p ./
R= S
1 Tabela 63 s t e pen z a k a s n j en j a (8)
tip ED
o
2
3
4
5
6
7
8
9
10
trenutni
0,005
polusekundni (domaci)
0,005 0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
cetvrtsekundni
0,0050,25
0,5
0,75
1,0
1,25
1,5
1,75
2,0
2,25
2,5
34-milisekundni (domaci)
0,005 0,34
0,68
0,1
0,1360,17
0,20
0,24
0,27
0.30
0,34
23-milisekundni
0,005 0.023 0,046 0,069 0,092 0,115 0,138 0.16
seizmicki
manjc
od
0,001
gde je: P 1 S
specificni otpor materijala od koga je provodnik izraden, duZina provodnika, (m), pOVIsina poprecnog preseka provodnika, (mm2 ).
Ako je temperatura vazduha na mestu miniranja veca od +20 °c, otpor provod nika se poveeava, pa se topoveeanje mora proracunati, jer kod mreza sa velikom duZi nom provodnika poveeanje otpora mote biti znacajno. Povecanje otpora mote se prora tunati iz odnosa: O
0,1840.2
0,23
R = P [1 +oc(t -20)]' L S gde je:
temperatumi koeficijent otpora (za Cu i AI imom 0,004, za telik 0,006); to _ temperatura za koju se trati otpor provodnika, °c S povr~ina popretnog preseka, mm
P specifitni otpor materijala provodnika, L duZina provodnika, m.
Q'
-
U tab. 64 dat je specificni otpor za pojedine vrste materijala, a u tab. 65 OtpOI bakamih i gvozdenih provodnilca.
197
96
TabeJa 64 naziv materijala
specificni otpor
specificn a telina
alurninljum mekani bakar bakar tvrdo vuceni bronzana zica gvozae {elektrolit.) zlato olovo srebro
0,029 0,0175 0,Q179 0,021 0,10 0,224 0,24 0,0162 0,06 0,14 0,43
2,7 8,9 8,9 8,8 7,88 10,32 11 ,3 10,6 6,86 7,9 8,7
cink
celicna zica nikelin
tabela 65 precnik .lice (mm)
presek lice (mro 2 )
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 3.0
0,169 0,283 0,285 0,503 0,636 0,785 1,131 1,539 2,011 2,545 3,142 7,069
otpor u (n) za 100 m'jednostruke lice gvozdene kalaisane .lice 68,6 46,9 34,6 26,1 20,7 16,9
ll.s 8,4 6,6 5,2 4,2 1,8
bakame iice
8,9 6,1 4,5 3,4 2,7
2,2 1,5 1, I 0,87 0,68 0.55 0.24
Pri izradi mreia za elektricno palenie. krajevi proyodnika spajaju, moraju biti ociSceni od izolacije, a eventualno i od korozije. KraJeVl se dobro uviti upresti i izolovati izolir trakom. Lmesto izolir t~ake mogu se karistiti kontaktni stezae!. To su cevcice od PVC koje se navlaee na spojenc krajevc provodnika. 1'.'a sl. 106 orikazani su neki naeini spajanja pral.'odl1lka.
lOA. IZVORI STRUJE ZA ELEKTRICNO
PALENJE MINA
Elektricno palenje rnina mora se vrsiti: - na mestima gde je zabranjena upotreba svetiljki sa otvorenim plamenom, svuda tame nije obezbedeno da se ljudi koji vr!ie miniranje mogu blago vremeno skloniti na sigumo mesto, tame gde palioc mina i njegov pomocnik treba da pale vise od 10 mina bez upotrebe minerskog saca i minerskih tuljaka. Izvori struje koji se koriste za elektricno palenje mina mogu biti: izvori jednosmeme struje,
- izvori naizmenicne struje.
U izvore jednosmeme struje spadaju: masine za elektricno palenje mina, bate rije i akumulatori. U izvore naizmenicne struje spadaju: rasvetna i energetska elektricna mre.za, prenosna elektricna stanica (agregati) idr. lzv~ri naizmenicne struje nisu pogodni za palenje rnina jer struja periodicno. menja velic!J1u i smer, pa se ukljucenje moze izvrsiti u nepovoljnom trenutku. Pri upotrebi gradske mreie za osvetJjenje, moze se desiti da u nizu ne opali ni jedan ED, jer zbog nepovoljnosti struje mostic ED tako brzo pregori da se ne upali za· paljiva smeSa mostica. Zbog toga je "propisima 0 zastitnirn merama pri rukovanju eks plozivnirn sredstvima i rniniranju u rudarstvu" zabranjena upotreba struje iz graske mre· ze za palenje mina. Najpodesniji izvori struje za elektricno palenje mina su maSine za palenje mina, jer daju jednosmemu struju bez pulzacije (kondezatorske i elektronske). Danas postoje sledece vrste masina za elektricno palenje mina: - magnetno-elektricne, -'"
dinami-elektricne,
kondezatorske,
elektronske,
visokofrekventne. ,.,
Savremene masine za elektricno palenje mina moraju biti sposobne da u mreiu za palenje pcsalju impuls struje dO\'oljan za bezotkazno palenje odgovarajuceg broja ED vezanih u mrezu za palenje koja ima odgovarajuci granicni otpor (koji vail za odredeni tip masine) kako bi masina u mrezu za paJenjc po siala garantnu struju. Magnetno-elektricne masine imaju kao izvor struje elektricni generator sa stal nim magnetima. Obzirom da su oni teSki j nepcdesni a njihove elektricne karakteristike ne odgovaraju za palenje naizP.1enicno vezanih ED, ove masine su zamenjene savremeni
1
Dinamo-elektricne masine kao izvor struje koriste elektricni generator jednos meme struje sa samopobuaivanjem. Ovi generatori mogu biti sa naizmenicnim, paralel. nim i meSovitim pobuaivanjem. Za dinamo elektricne maSine koriste se generatori sa meSovitim pobuaivanjem. Dinamo elektric. ne masine moraju imati ureaaj za automat. sko ukJjucenje generatora na mrezu za pa lenje kada njegov napon dostigne najvecu vrednost (ureaaj za prvi konacni kontakt). Masine koje su namenjene za radilista sa pojavom metana i opasne ugljene praSine, moraju imati i ureaaj za tzv. drugi konacni kontakt koji automatski iskljucuje genera. tOr od mrei;e za palenje najdalje za 4 ms od momenta uspostavljanja prvog konac. nog kontakta. SI. 106. Na dinamo elektricnim masinama Elektri~na ma~ina za palenje mina MZP obieno se nalaze podaci 0 tipu masine, vre 153. op~ti izgled. dnosti nominalnog otpora mreze za pale. nje, naponu i struji koju masina daje pri normalnom otporu mreze za palenje. Na masini se nalaze i podaci 0 kolieini naizmenicno vezanih ED koji mogu jednovremeno da se pale. Sve masine za elektrieno palenje mina imaju unutrasnji otpor koji se u momen tu palenja mreze automatski vezuju sa spoljnim otporom mreze. Ovaj unutramji otpor je razlieit kod razlicitih tipova maSina. Domaea industrija proizvodi dinami-elektrienu masinu pod nazivom MZP 153 (masina za elektricno palenje mina (koja se sastoji iz sledecih delova: dinamo-ma sine (generatora, kontaktne napreve, uredaja za pogon kljucem i kucista sa poklopcem u koje se stavlja cela masina sl. 106. Dinamo-elektricna masina MZP-153 izradena je na nominalni napon od 300 V, nominalne struje od 1 A, pri otporo spoljne mreze od 300 n. Jacina stroje pri otporima od 300, 200 odnosno 100 n koji se jedan za drugim prikljucuju na masinu, ne sme biti manja od 1 A, 1,4 A odnosno 2 A. Na sl. 107 dat je dijagram pomocu koga se moze odrediti jacina struje u mreZi odgovarajuceg otpora. Braj ED povezanih naizmenicno u mrezu za jednovremeno palenje zavisi od vrste ED, odnosno od njihovih elektricnih karakteristika. Za odredivanje braja ED koji se mogu jednovremeno paliti u naizmenicnoj mreZi, sluze podaci 0 garantnoj struji pa lenja i otporu ED. Ovi podaci za domace ED dati su u tab. 44 i 45. Na osnovu ovih po dataka i dijagrama struje masine, moZe se odrediti braj ED koji se mogu jednovremeno opaliti masinom MZP-153. Tehnicki zahtevi koji se postavljaju pred elektricne masine za palenje mina pri serijskom ili paralelnom povezivanju ED, u zavisnosti od njihove osetljivosti i drugih pa rametara, veOma su strogi. ad takvih masina zahteva se da imaju znatno visok napon
I fA)
•
1111111.11111111111111111111111111111111
3
21111.1111111111111111111
o
100
200
300
'00
SI. 101. Dijagram ja~ine struje
mil~ine
-
500
St
MZP-153.
ako se otpucavanje vrsi serijski, iii znatan kapacitet jacinu struje, ako se otpucavanje vrsi paralelno. Pored ovoga veoma vaZan zahtev je da vremenski porast impusla bude ve oma kratak, po mogucstvu od momenta pus tanja stroje u kolo trenutan. avo je potrebno zbog toga da ne bi doSlo do pobuGivanja samo I(~J najosetJjivijih ED, kada mote doCi do kidanja mreze, pre nego sto svi drugi ED dobiju max. jaeinu struje. Dinamo-elektriene ma~ine kao mehanicki uredaji, ovaj uslov teSko mogu da ispune, sto se vidi iz sl. 107a. Kondezatorske masine za palenje mi na sastoje se iz primamog izvora struje ikon dezatora koji su smesteni u zajednickoj kuti ji. Primami izvor stroje sluZi za punjenje kon dezatora, a napunjeni kondezator sluZi kao iz vor struje za palenje ED iIi mreza od ED. Na S(107a. sl. 108 data je principijeJna elektricna Serna Elektri~ni impu/s dinamo-elektrtne ma~ine. kondenzaton.ke masine. Princip rada kondezatorske masine sastoji se u relativno sporom punjenju kon dezatora (C) iz primarnog izvora struje (G) (oko 5-30 s), i vrlo brzom prafnjenju kon dezatora u mrezu za palenje, od svega nekoliko (ms), i utoliko je brie ukoliko je manji otpor mreie za palc;lje. Na ovaj nacin postignuto je da snaga struje koju kondenzator u mrezu za p3.Jenje bude nekoliko stotum puta veCi od snage kojom se kondezator
201
200 punio. U poredenju sa dinamo-elektricnim masinama, kondezatorske masine imaju niz prednosti ito:
Na 51. 109 dat jt> opsti izgJed 1113sine, a na 51. 110 dat j.: elektricni impuls mao sine i dijagrama praznjenja kondenzatora
- jednostavnije su konstrukcije i sigumije u funkciji, malih su dimenzija i mase (oko 2 kg), • snabdevene su svetlosno-signalnim ure<1ajima, koji ozna~avaju kada je kon· dezator napunjen, u trenutku u.ldju~nja, kondezator u mrefu Salje max. jacinu struje, te svi ED u istom trenutku dobijaju max. ja~inu struje ~ime je spre~eno prevre meno palenje ED sa manjim otporom.
K,
1
KZ
Q~-F·J-~
1 '
51.108.
Principijelna elektrifna
~ma
kondezatorske ma~ine.
U zavisnosti od toga kakav je primami izvor struje, postoje tri vrste kondezator skih masina ito; induktorske sa malim induktorima (generatorima) kao primamim izvorom struje, akumulatorske, sa akumulatorom kao primamim izvorom struje, bateriske, sa suvim baterijama.
51.109.
Opsti izgled kondezatorske
ma~ine.
I (AI
Domaca industrija (Unis - Goratde) proizvodi tranzistorski kondezatorski ure· <1aj tipa TKU-7S0 V kojije namenjen za palenje ED vezanih userisku, paralelnu i meso vitu mrew. Tehnicke karakteristike uredaja TKU-7S0 V su; napon prik1jucni otpor kapacitet kondezatora korisna energija uredaja struja praZfijenja pri 500 n trajanje napona na prildjucima izvor struje: dye baterije vek baterija je 1000 paljenja za vreme od 3 meseca maSina se aktivira specijalnim klju~em masa masine sa futrolom dimenzija sa futrolom
',8
ICA!
l,O
1,2
750 V
soon
2,'
16mF 3 Ws
',6 1:\8
1,35 A
3 m5 4.5 V
1 0
CV
+------+ 00
I
300
,00
4
SI. 110.
2 kg 170x90x200 mm
al elektricni impuls kondezatorske masine; bl dijagram praznjenja kondezatora.
I
SOO R (AI
..'0'
202 Visokofrekventne masine za paJenje mina namcnjcne su za radiliSta sa pojavom metana i opasne ugljene prasi.ne. Sigumust se obezbeduje time, lito iskre koje nastanu u mreti visoke frekvencije odlikuju se znatno manjom sposobnoscu paIenja eksplozivne atmosfere, za razliku od iskri koje se pojavljuju u mrezi od istosmeme iIi neizmenicne struje niske frekvencije. U visokofrekventnirn masinama, struja visoke frekvencije dobija se putem preobrazaja istosmeme struje ili struje kondezatora pomocu elektronskih lampi. Primena lampi omogucava ogranicenje struje, koju masina saIje u mrezu i ne doz voljava da struja prede veIi6nu od 2,5 ~. Kod ovih masina, ukoliko i dode do eksplozije gasa unutar masine, telo rna sine ildrzi tu eksploziju bez ostecenja, a gasovi nastali tom eksplozijom prolaze kroz ,)avirint" kanaIa i komora u telu masine, tako da pri izlasku iz masine njihova temperatura spadne na vrednost koja ne moZe dovesti do eksplozije metana. MaSine ovog tipa moraju imati uredaj, pomoeu koga se masina za palenje is od mreie za paIenje nakon odredenog vremena. Kod savremenih masina ovaj masinu od mreZe za paIenje najdaIje u roku ~d" !'!:!E..:... Masine ovog tipa podesene su za normaIan rad od -10 do +40 °e, kao i relativnoj vlazi od 98%.
10.4.1. MIKROVREMENSKI UKUUCIVACI - KOMUTATORJ Su uredaji namenjeni za palenJe trenutnih ED sa vremenskim intervaIom izraze nim 'u (ms) (do 10 ms ili viSe). Snabdeven je mehanil:kim ukljucivacem koji radi sa oprugom za navijanje pomocu rucice. Koristi se sarno zajedno sa elektricnom rnasinom za paIenje mina. Upotrebljava se uglavnom na povrsinskim kopovima kada nc mo milisekundnim ED, a potrebe zahtevaju takav nacin miniranja. Na sl. 112 prikazan je komutator.
a
iTJ//T/ll/mIl/V/llmOZIlIl{jTTII
(~SNOVN/
o
l
0
vOO
======t[J
MASINA ZA
PALJENJE
KOMUTATOR
c
51. 112. Komutator. a) opW izgled; bl bez poklopca. 1 - ukljutivat. 2 - kontakti sa intervalom 10 mS; cl ~e me povezivanja minskih punjenja.
10.4.2. MERNO·KONTROLNI APARA TI 81. 111
Za kontrolu ispravnosti ED, masina za palenje mina i mreza za palenje mina,
Masina za eie
godina kod nas je konstruisano nekoliko tipova elektronskih masina za palenje mina. medutim. one se jos serijski ne proizvode.
koriste se rami merno-kontrolni aparati. GaIvanoskop sluZi za ispitivanje ispravnosti ED, i ispravnosti tricnih mreza za palenje mina. Aparat se sastoii od palvanometra i nje koja
mali intezitet
204
205
registruje da struja prolazi kroz kolo, znakje da su ED ispravni, a kolo struje neprekinu. to, te da je mreia za palenje mina pravilno povezana. Ommetar shill za merenje i kontrolu otpora svakog ED pre ugradnje u mrefu za palenje, kao i merenje otpoca cele mret.e.
2.~
meduprovodnika (01) koji mcdusobno povezuju krajnje provodnike izmedu sve susedne bUSotine,
spojnih (s) koji povezuju medusobno kcajeve krajnjih provdnika sa g1avnim
vodovima.
~J
o-!LIf.
s s
a III '!it Ill.,;. Iff" n
m
m "."" '" IFf
~ #1
'.1:'1'11 =-111:;"
m
1l:1J'" ...:' '"
HI
Il~ k
I f;
I; a.
I
I 51. 113.
Merno-kontro/ni aparati: a) galvanoskop,
1 - suva baterija, 2 - otpomici, 3 _ galva
metar,4 - kontakti; b) ommetar "dreomin";
c) kontrolni most za dinamo ma~ine, 1 _ ti
njalica, 2 kontaktori.
Tinjalica sluzi za proveru ispravnosti dinarno-elektricnih masina. Mogu biti univerzalne ill sarno za odreden tip masine. Instrument ima tinjalicu, na koju je naizme meno vezan otpomik, eiji je otpor takav da pei odgovarajueem naponu masine omoguca va da kroz tinjalicu prode struja jacine 1 A. Ako tinjalica instrumenta zasvetli, masina je ispravna, u suprotnom masina je neispcavna, iii generator ne daje struju koja je za do
tienu masinu propisana.
51. 114. Naizmenitna mreta: k - krajnji provodnici ,m - meduprovodnici, S - Spojni provodnici, 9 - glavni
vodovi.
Pri eksploziji minskih punjenja, svi kcajnji, meduprovodnici i veliki deo spojnih provodnika se uniStava, dok g1avni vodovi treba da ostanu neoSteeeni i da se koriste viSe puta, zbog toga se spojni provodnici ostavljaju nesto dun. Raspodeljujuca mreza (k, m, s) ne mora imati zastupljene sve provodnike, sto zavisi od dubine bUSotina i njihovog medusobnog rastojanja.
10.5.1. SEME MREZA ZA ELEKTRlCNO PALENJE MINA 10.5. MREZE ZA ELEKTRICNO PALENJE MINA
Mreze za elektricno palenje mina sastoje se od ED, raspodeljujuCe mreze i g1avnih vodova (g). RaspodeljujuCa mreza sastoji se od sledecih provodnika: krajnjih (k), koji ulaze u bUSotine, ukoliko su bUSotine duze od provodnika ED. Oni su ustvari nastavci provodnika od Ed.
i.
U zavisnosti od nacina medusobnog povezivanja ED u mren, mret.e za elektrc no palenje mogu biti:
naizmenicne, paralelne, mesovite. Naizmenicne rnreze, kod rni 51. 115.
se ED medusobno spajaju po naizmenicnoj se-
'1
107
206
w:
;------'-'--
-~
J
0'
t'
~m
"
.,..-1I
If
"'1''''''''
r-k
t--K '
...
'
un
..,
.Q
f9
~. "
,
.: . II
4
r-
.;::. ',~::
"
.#."
:*
ED
~ IJDlfP-NH
p ~T/l.()"'A·
.
£L:
.... a~
b
a
SI. 115, Sema naizmeni'::ne mre!e za palenje: k - krajnji prollodnici. m - meduprOllodnici, dnici. 9 - glallni lIodolli, Ib - dub ina bullotine, a rastojanje izmedu bullotina,
S
spojni prollO
~
d
c
Proste neizrnenicne mreie imaju sledece dobre osobine: Kroz sve ED prolazi struja iste jacine.
Palenje velikog broja ED moze se vrSiti pomoeu izvora koji daje relativno rna·
lu struju (dinarno-elektric:ne maSine). Uz to glavni vodovi rnogu biti rnalog
poprecnog preseka.
Provera ispravnosti mreie je relativno laka, proracun mreie je jednostavan.
Ove mreie imaju i nedostatke ito:
u slucaju prekida jednog provodnika, ili u slucaju neispravnosti jednog ED
dolazi do otkaza cele mreie.
Paralelne mret.e; Ove rnreze rnogu biti: paralelne kitaste i paralelne stepenaste. Kod paralelnih kitastih rnreza sve paralelne grane vezane su u jednoj tae:ci, dok kod ste penastih serna grane su vezane u razlicitim tae:kama raspodeljujucih provodnika, sl. 117. Paralelne mreze imaju sledece osobine: ako se preklne neki od provodnika raspodeljuj!lCe mret.e kitaste serne, dolazi
do otkaza sarno jednog ED,
ukoIiko u rnreZi ima neki neispravan ED, on ne izaziva otkaze ostalih,
kod stepenaste seme kroz pojedine ED ee proticati struja razliCite jaCine,
potreban je izvor struje veee snage, koji daje struju jaCine 0,5-1 A na svaki
ED, odnosno na svaku granu. zbog e:ega dinarno masine nisu pogodne za ove
mreze.
provera ispravnosti mreze je dosta teSka.
serna rnreze je slozena.
SI.116. Naizmenicne mrel!e: a. b. c dvoredne. troredne i '::etllororedne sa bo'::nim dOllodom glallnog kabla. d - dlloredni sa centralnim dOllodom 91alln09 kabla.
s
a..
~It::
•
•
rn
m 9
•
k
(, l
~
V ~
SI. 117.
Paralelne mreie; a - stepenasta, b
kitasta.
209 :::08
MeSovite mrek mogu biti: Naizmenicno-paralelne i paralelno-naizmeniene. Kod naizmenicno-paralelnih mreza ED u gropi povezuju se meausobno po naizmenic noj !!emi, a grope se medusobno povezaju poparalelnoj Semi. Kod paralelno-naizmenicne mreu ED u grupi se povezuju meausobno po paralelnoj Semi, a grope po naizmenicnoj Semi, s1. 119.
~'m 51. 119.
Kombinovana mreza patenja elektritnom strujom i detoniraju¢im !tapinom.
El:;.g
Zbog poveeanja sigumosti palenja ponekad se primenjuju dvojne mreze za elek trieno palenje. Kod dvojnih elektricnih mreza, za palenje svakog minskog punjenja pri. menjuju se po dve ED Gedna se uldjucuje ujednu mrezu, a druga u drugu). Dvojne mre 'iJ:! mogu biti sa zajednickim glavnim vodovima, ili duplim g1avnim vodovima, sl. 120.
~
:=tmr
:
~
,:
:~
k
~
a.
I
II
b
,
'----v---t
111
51. 118.
Serna meSovito naizmenitno-paralelne mre!e; a - kitaste. b - nepenasta.
MeSovite mreZe iroaju sIedeee osobme: - za paJenje mreZe mo'iJ:! se prirneniti izvor struje relativno male jacine, g1avni vodovi mogu biti izraaeni od provodnika matno manjeg poprecnog presek, nego kod paralelnih mreia, lako se mok dobiti ujednalSena struja po paralelnim granama, u poreaenju sa naizmenicnim mreiama, mesovita mreia je sloZenija, zahteva wei utroSak kabla, g1avne vodeove veeeg poprecnog preseka, proracun mre k je znatno sIoZeniji. Ako snaga ill napon izvora struje nisu dovoljni za paljenje svih minskih punje nja, dec minskih punjenja moZe se paliti eIektricnirn putem, a oStali dec detonirajucim stapinom, s1. 119.
'/
~
~
51.120. Duple mreze za elektricno palenje; a - sa posebnim glavnim \todom. b - sa zajednickim glavnim vo dom.
Cesw se radi sigumosti u minsko punJenje, odnosno u udamu patronu stavlja ju po dve ED koje se medusobno spajaju parno-naizmenieno ili parno-paraleJno, sl. 121.
211
210
Q
1_
--- ]
'·1 i'l
rW- l I
• .!...m __
I
I
L
~
i
'I
_____
I ,I
r-W-- l
1
r
I
r I
I
l
Ro = m re +
J
!..m.
,_
SpoIjni otpor naizmenicnc lllreze sacinjavaju otpori svih ED i svih provodnika od kojihje mreza izradena, Ovde treba imati u vidu i uIlutrasnji otpor dinamo--clcktricne ma!ine, koji se pri palenju vezuje naizmenicno sa spoljnim otporom mrcze i povecava ga, U koIiko su u mrezu ukljuceni provodnici razlicitog poprecnog preseka, i od razlicitih materijala, opSti obrazac za proracun spoljneg otpora mreze ima oblik:
-. _ _ _ _ .....J1
gde je: m - broj ED u mreZi, re - otpor jednog ED, - duzina krajnjih, meiluprovodnika, spojnih i g1avnih vu
Ro SI. 121.
Sema paralelne mreze; a
5
parno-naizmenicnim spajanjem;b - s parno-paralelnim spajanjem.
, rk + Lm . rm + ls ' Rs + 2Lg . rg ,
= m - re
+ Lr ' rr + 2Lg . rg , (n),
gde je: Lr - duzina provodnika u ra~puuelJuJ rr otpor jednog m' raspodeljujuce mrei.e, Otpor jednog m' provodnika odreduje se iz odnosa:
10.5,2. PRORACUN MREZA ZA ELEKTRICNO PALENJE
10.5.2.1. Proracun mreza za elektricno palenje Da bi mreze za elektricno palenje mina bile sigurne u radu, mora se obezbediti da kroz svaki ED prode impuls struje koji je dovoIjan za njegovo palenje, odnosno da kroz svaki ED prode struja jednaka garantnoj ili veca od nje (i ~ ig)' Da bi se ispunili napred navedeni zahtevi, svaka mreza za elektricno palenje mora biti proracunata, Pro. racun moze biti kontrolni ili potpunL Kontrolnim proracunom proverava se da Ii svaki ED dobija impuls struje koji je dovoljan za bezotkazno palenje, odnosno da Ii je veca od garantne, Puni proracun ima za cilj da se odabere ~ema mreze, raspored ED po granama, odredi velicina poprecnog preseka provodnika, kako bi mreza bila sigurna i ekonomic na, Da bi mreza za palenje, narocHo raspodeljujuca mreza koja se unistava, bila sto rna nje duzine, u rudarstvu se uglavnom tezi primeni naizmenicnih mreia. a ako to nije mo guce, primeni mesO\itih lllreza sa sto manjinl brojelll paralelnih grana. Manji bro.! paralelnih grana zalneva manji utrosak provodnika i manju jacmu struje, Za palenje naizmenicnih rnrcza 1I nacelll su predvidene di112mo-elektricne masi. ne, ali se one mogu koristiti i za palenje paralelnill i mesovitih rnreza, sa manjim brojem grana, Pri prirneni naizmenicnih mreza, proraCllnom treba odrediti takvom otporu masina za (lIkoliko se ne m<' ri) i proveriti da ]j g:lruntnu
p'l S
.. 1a prov od n ik a, (n gdeje: p - specl'fi" 1,,111. otpor matenJa m
I - duzina provodnika, (m)
S - poprecni presek provodnika, (mm 2 ).
Jacina struje
)
dolazi u svaki ED odreduje se iz osnovnog obrasca I =
~
,
odnosno U ,(A) Rp + N. ru
gde je: U RpN fu -
napon izvora struje, (V), otpor provodnika, (n), broj ED u mrezi, otpor svakog ED, (fl),
Da bi doslo do bezotkaznog palenja, jacina struje mora biti veca od garantne paJenja (i > Pri prora?unu mreza za palenje, potrebno je odrediti otpor rnreze, te na osnovu toga proveriti da Ii masina moze da
212
poSalje u mrezu struju odgovarajuce jaCine. Kod ovih mreza, dinamo masine se ne upo trebijavaju, jer ne mogu da obezbede potrebnu struju za bezotkazno palenje. Za ove mreZe koriste se ja~i izvori'struje. Spoljni otpor mreze moZe se odrediti iz odnosa: rm
Ro
= Rg +2 +
za paralelnu
stepenastu
Rgr ~
za paralelnu
kitastu
otpor glavnih vodova, (U) otpor jedne grane, (U) braj paralelnih grana, braj ED u mreZi.
m
+ (lk . rk + 1m . r m ), (U)
ru
N
Rgr
= -n - + 2Lg . r g'
Lg
Rgr
+
'1'
~
L'r m
m
+1, "
10.6. DETONIRAJUCI STAPIN
'\l/
mu je brzina detonacije oko 6500 m/s.
Domaci delOnirajuci stapin je pentritski, i izraduje se u vrise vrste, zavisno od
kolicine punjenja pentrita po m'. Sri. domaceg stapina cini fini suvi brizantni prall pen·
taeritritetranitrat po hemijskom sastavu, a u minerskoj praksi poznat kao "pentrit".
grane sracuna\'a se po obrascu: n ru
:::.;" I m "" g
DetonirajuCi stapin je ekspiozivno sredstvo za prenos detonacije od rudarske
kapsie, ED i1i neposredno, na proizvoijan broj minskih punjenja. Sastoji se od eksploziv
ne srZi, omotaca i izolacije. Danas se najcesce srz detonirajuceg stapin a izraduje od ful
minata zive i penrrita. Ako se upotrebljava fulminat zive, on se flegmatizuje sa para
finom, i njegova brzina detonacije je oko 5000 m/s. Ako je srz stapina od pentrita onda
(Q)
otpor jedne grane. braj paralelnih grana. duzina glavnih vodova. (m) otpor jednog m' glamill vodova. (U).
Otpor
m
lacina struje koja pro de kroz mostic svakog ED je: i ::
Kod proracuna mesovitih mreza takode je ptorebno odrediti otpor mreze i pot rebnu Jacmu struje za njeno palenje, te na osnovu toga odrediti tip masine kOja ce moci da poSalje u mrezu struju odgovarajuCe jaCine. Spoljni otpor mesovite naizmenicno-paraieine kitaste mreze, moze se odrediti iz odnosa:
fg
u 2· Rp . Ig ,
gde je: N - ukupan broj ED u mrezi.
+V
i-I - N' (A)
n
m
(A)
_ - C : -_ _ ,
gde je: Rgr
+-
Broj ED u grupi
lacina struje koja prede kroz mostic svakog ED je:
R
P
, (A)
gde je: Ig ~ garantna struja palenja.
n
Rp
n . ru
gdeje: Rp ~ otpor provodnika, (Q) n - braj ED u grupi, m braj grupa u mrezi.
Struja potrebna za palenje mreze po kitastoj semi je: I
u
I
Potreban bro] grupa sracunava se po obrascu:
Spoijni otpor jedne paraleine grane moze se odrediti iz odnosa: Rgr = ru
Struja koja prolazi kroz mrezu moZe se sracunati po obrascu:
R
g
gdeje: Rg
Ng N
+ ru N
+ Iss r + 2lgrg ,
Rgr ~N
R o --
rk
gde je: r u ~ otpor jednog ED, (S2) n broj ED u jednoj grani.
(n)
I
215
214
I,
Eksplozivnim prahom pentritom je ispunjcna plasticna celofanska cevcica koja sluZi kao cvrsti spoljni omot punjenja, a pentrit je po celoj dutini rasporeden sa istom gusti nom. U sredini eksplozivnog punjenja je pamucni konac koji omogucava ravnomeran raspored pentrita. Celofanska cevcica je spolja cvrsto omotana pamucnom i kudeljnom predom u dva sIoja navijena u suprotnim smerovima. Preko preae je izraaen homogeni sloj od PVC mase jednake debljine, koji stHi srz stapina od vlage, vode i mehaniekih uti· caja (udari isl.) i cini stapin elasticnim (fleksibilnim), sl. 122. 2
51.122.
Detoniraju6i rupin; 1 - izolacija, 2 - omota?:, 3 - sri.
uticaja seizrruckih efekata. Uspesno se koristi za miniranje na povrsinskim kopovima i kamenolomima, u jamama bez metana i eksplozivne prasine po odobrenju rudarskog or gana, za specijalna miniranja, za podvodna miniranja i sl. Sa aspekta sigumosti, nezamenljiv je pri izvoddenju masovnih miniranja na po vrsinskim kopovima sa dubokim minskim busotinama, sa kontinualnom i diskontinual· nom konstrukcijom minskih punjenja, pri izvodenju komomih i kotlovskih miniranja. U kombinaciji sa usporivcaima konektorima, nadopunjuje sve 'nedostatke miniranja sa elektricnim milisekundnim ED. U odreaenim slucajevima kao Sto su: miniranje u blizini voda visdwg napona, koji se ne moze iskljuciti za vreme miniranja, kada postoji opasnost od ,)utaju6h stru ja", pojave statickog elektnciteta, atmosferskog pramjenja, iii ako su busotine dublje od tri metra, miniranje sa detonirajucim Stapinom postaje pakticno jedino siguran nacin rada.
Uoma6i detonirajuci stapin klase "cn izradenje prema JUS-u H.D3.053 i JUS-u H.D8.006 i njihove minersko-telmicke karakteristike date su u tab. 66.
Sve vrste detonirajueeg stapina iniciraju se na klasican nacin: detonatorskom kapslom br. 8, elektrodetonatorom, koji se na kraj stapina pricvrste izolacionom trakom ili nekim drugim sredstvima sl. 123.
Tabela 66 detonuajuci karakteristike kolicina punjenja, grjm)
~tapin
C-10
C-12
C-I.5
C-20
C-40
lOtI
12:1:1,5 5,2
15±2
20±3
40±4
5,7
6,3
8,3
spoljni precnik, mm
5,2
tetina stapina,grjm'
23,0
2.5,0
33,0
42,0
70,0
brzina detonacije, m/s
6300
6300
6500
6500
6700
cvrstoca na istezanje do kidanja, kg/<1> prenos detonacije po uzduinoj osi, em temperaturna postojanost na toplati, °c
4
4
4
60
60
60
4
60
-25
-25
-25
-25
-25
oker
plava
Ijubic.
zelena
narandi.
otpornost na vodu pod pri tiskom od 3 bar.
;;
c
~po-""".•,. de<"" ' ...." " ' .
.'P01'ogorecl -~
~ftH'\It.;ut,
u
boja PVC izolacije
osetljivost na rezanje noiem na drvenoj podlozi
{
!
!fapin
- jl
~
~:: ,
60
~_~on.
~
b
e
2
~--
~tr.q;i?C
50-100 kg. za sve vrste
potpuna felksibilnost na hladno6i,oC prenos detonacije na krst i cvorove
~
potpun kod svih vrsta neosctljiv 'odootporan (kJ'ajeVl propisno zastlceni I
Detonirajuci stapin Se koristi Z3 trenutno iniciranje jednog iii vise minskih pu njenja. iIi u kombinaciji sa milisekundnim usporivacima - konektorima. za milisekund· no miniranje kad sc zeli posti':i zahtenma granulacija miniranog materijala. ili
df,ttN'UrtfUC ttlf>lt\
1t1tf'l8P
9
(j '
~~
IT 51.123. I niciranje detonirajuceg ~tapina.
Grananje detonirajueeg stapina moze se izvesti na jedan od sIedeCin nacina: pomocu rudarske kapsle iii ED, na koje se moZe privezati najvise 5 krajeva detonirajuceg stapina, pomocu patrone brizantnog eksploziva - udame patrone (¢30 mm) uz koju se moze vezati 12 krajeva detonirajuceg stapina, primenom visestrukog evora, upravnog evora, momarskog evora itd. s1. 124. Pri izradi mreza od detonirajuceg stapina postoji potreba da se na pojedinim mestima usi nastavljanje stapina sl. 125.
216
217
10.6.1. MREZE OD DETONIRAJUCEG STAPINA
Prema naeinu izrade, odnosno me(fusobnog povezivanja minskih punJenJa, postoje tri vrste mreZa od detonirajueeg stapina ito: naizmeniene, paraleIne i meSo vite. Naizmeniene mreze uglavnom se primenjuju kod jednorednog miniranja, i ka da su minska punjenja raspore(fena u prvoj liniji. Zavisno od toga kako su minska pu· njenja medusobno povezana, mogu se razlikovati to slueaja sl. 126.
sporogorecl
Atapln
deton. kaplsla
br.8
c
. _ __1221
~ammin~?/U12lena
722
J J j j
d
.: n ~
a.
S1.124_ Grananje detonirajuteg !1apina; a) pomotu rudarske kapsle; bJ pomotu udarne patrone; c) na prek lop, 1 - rudarska kapsla, 2 - glavni vod, 3 - ogranak; dl primenom upravnog ¢vora; e) primenom mornarskog ¢vora.
a.
!,
J
'==
j
j
J J
R n J J J)
dwtonator /
!
... dllttbnirajuci
stapin
f Ii ~ d tOl)irujuti 'tapin
51. 126. Naizmeni¢ne mre!e.
d
g
e
c
\!IIII!~ [ I I I I I
51. 125. Nastavljanje detonirajuceg stapina; a) sa detonatorskom kapislom, b) na preklop, 1 _ traka, 2 _ glav ni vod, c) upredeni krajevi. d) obi¢nim cvorom, e) mornarskim cvorom.
U slueaju (1) od glavno voda granaju se ogranci do pojedinih minskih punjenja. Spojevi ogranaka sa glavnirn vodom izvode se primenom preldopa, upravnog evora ill momarskog evora. U slucaju (2) izrada mreie sastoji se u meausobnom povezivanju mi .!lSkih punjenja, odnosno Stapin sledeceg punjenja vezan je za predhodno minsko punje nje. U slucaju (3) irnamo dva glavna voda, pa je svako minsko punjenje vezano za oba glavna voda. Tako se postize veca sigurnost, alije mreza skuplja. Paralelna mreza koristi se pri palenju rninskih punjenja koja su nesirnetrieno rasporedena. Prema nacinu povezivanja postoje dva Upa paraleInih mreza sl. 127. Jedno stepena paralelna mreia (I) koristi se pri palenju manjeg broja minskih punjenja (do 12). Ovde se svi ogranci detonirajueeg stapina dovode na jedno mesto i vezuju za detonator sku kapslu ED iIi udarnu patronu. ViSestepena paralelna nueza (2) koristi se pri palenju veeeg broja minskih punjenja. Ovde se pojedini ogranci ne spajaju na jednom mestu, vee se odreden broj ogranaka vezuje u zasebne evorove, a zatim medusobno povezuju cvorovi. Na ovaj nacin, detonacioni talas se ne prenosi direktno preko detonirajueeg stapina do minskog punjenja. vee preko cvorova koji pojacavaju detonacioni talas.
:-!18
219
punjenja za odreoeni vremenski interval izraien u (ms). Sastoji sc od I1lctalne (alumilliju. mske) caurice koja je otvorena sa obe strane, u koje se stavlja detonirajuci stapin. U sre dini je postavljena smeSa kojaje programirana da gori odredeni vremenski period izraten u (ms), sl. 1
I' n --u
~ ~/o
~
~~
'~~~
SI. 127. Paralelne mreie; 1 - jednostepena.2 -
'/i~tepena.
MeSovite mreze koriste se najvise kod viSerednog miniranja, gde su minska pu njenja u redovima rasporedena uglavnom u pravoj liniji. Minska punjenja u jednom redu povezuju se uglavnom naizmenicno (na jedan od tri nacina), a zatim se naizmenicno mreze medusobno povezuju u jedinstvenu paralelnu mrezu sl. 128.
(I:;::::@~~i1i;'i:~;:J 'I
.3
2
1
..,' SI. 130.
Usporivat - konektor; 1 - metalna tau rica, 2 - usporivatka sme§a. 3 nirajucim ~apjnom.
~upljjna
za spajanje sa deto·
U funkciji zeljenog rezultata i svrhe primene, mote se upotrebiti proizvoljan broj usporivaca u raznim kombinacijama usporenja:
u samoj busotini,
izmedu pojedinih bUSotina, ili grupe busotina u redu,
izmedu redova busotina,
pri drugim kombinacijama unutar minskog polja.
Izbor pravilnog interval a usporenja je osnov za postizanje optimalne granula cije minirane rnase, i smanjenje seizmickih potresa, pa je za svaku vrstu radne sredine ne ophodno utvrditi tacan ili priblizno tacan interval usporenja.
cv 10.8. POJACNICI DETONACIJE - BUSTERI
SI.128. M~ovita
mreu.
10.7, USPORIVACI - KONEKTORI
Milisekundni usporivaci - konektori koriste se iskljucivo u kombinaciji sa de tonirajucim stapinorn, i imaju zadatak usporenje sirenja eksplozija pojedinih minskih
Za iniciranje eksploziva i eksplozivnih smesa koji nisu osetljivi na klasicna sred stva za iniciranje (rudarska kapsJa br 8, ED i detonirajuCi Stapin), moraju se prirneniti dosta snainiji pojacnici busteri.lzraduje se od eksploziva velike gustine, velike brizant nosti i velike detonacione brzine, sa detonacionim pritiskom ne manjim od 200000 bara. Izraduju se uglavnom kao liveni i presovani. Ako se rade liveni koristi se pentolit, TNT -pentrit, 50/50 i 2'k voska kao flegmatizatora. a ako se rade presovani onda su od trotlla i t1egmatizovanog heksogcna u odreocnom odnosu. Domaca industrija proizvodi uglavnom livene pelltolitske pojacnike. Preduzece "Kamnik" prooz\'odi dva tipa pentolitskii1 pojacnika ito: PD-20 i PD-40. PentoHtski pojacnik PD-20 izradcn je od pentolita 50/50 koji je smesten u aluminijumsku cauru. koja se sa vrha zatvara plasticninl osiguracern. U sredini irna ot·
220 vor za umetanje rudarske kapsle br. 8 ili elektrodctonatora. Pod odredcnim uslovima moze se upotrebiti i pod vodom. Pentolitski pojacnik PD-40 ima slicne osobine kao i PD-20, ali je namenjen za rad sa detonirajucirn stap in om. Njegova snaga iniciranja je ekvivaJentna sa 40 rudars· kih kapsli be. 8
IV ME HAN I Z AM E K S P L 0 Z I J E
11.0. OSNOVNI POJMOVI TEORIJE DETONAClJE
SI. 130 .....
Poja¢nici detonacije - busted
Industrija "Miloje Zakic" ji su osnovni podaci dati u tab. 67
KruSevac proizvodi visoko brizantne pojacnike ci·
Tabela 67 tip pojacnika
PP-360 PP-300 PP-80
dimenzije, mm precnik
duiina
70 50 41
59 95 45
teiina gr.
360 300 80
pakovanje kom/kut.
m/s
rpitisak detonacije dN/cm '
7000±200 1000±200 7000±200
204000 204000 204000
60
brzina detonacije
Kao sto je ranije reeeno, detonacija je proces razlaganja eksploziva gde se ener· potrebna za aktiviranje molekula eksploziva prenosi od sloja do sloja udamirn taJa· som, koji se kroz eksplozivnu materiju krece nadzvucnom brzinom. Za razjaSnjenje pro blema i pojava u vezi teorije detonacije posluzila je HIDRODlNAMICKA TEORIJE detonacije. Ova teorija razmatra udame talase koji se krecu kroz inertnu sredinu vazduh, vodu, zatim kroz gasovite zapaJjive i eksplozivne smeSe, pa su zakljucci i rezultati pri. i na cvrste eksplozivne materije, sa malim odstupanjima. Karakteristicnirn svoj stvima udarnog taJasa smatra se pojava kretanja sredine u pravcu kretanja taJasa. Sabija nje sredine kao posledica udarnog taJasa dobija se na racun prelaska cestica gasa iz slo jeva koji leze neposredno iza zone kompresije. Zbog ovoga se u predhodnim slojevirna, formira zona razreaenja u kojoj je pritisak manji od pocetnog pritiska sredine sl. 131.
i
.l:l.p front udarnog talasa
72
180
centar.. eksplozlJe ona atmos. prit iska
~ L:.0na
ran
kompres;je
ed"
JenJa duiina udarnog talasa
SI. 131. $irenje udarnog talasa izazvanog detonaci)om u vazduhu.
223
222 Rastajanje izmeau tela talasa i zone razredenja naziva se duZina udarnog talasa. Ova duZina manje je od 10- 4 mm jer je u njemu gas jako sabijen. Na 51. 132 prikazano je odvajanje udamog talasa od produkata detonacije.
front udornog toloso ---
u pocetnoll1 stanju, a sa PI, PI i T I pritisak, gusrinu i tCIIl(1craturu gasa nog udarnim talasom vidimo da je klip za vreme (t) preSao rasatjanje D . t. pa je rastoja . nje izmedu klipa i fronta udarnog talasa jednaka (D - U) 1. Zapremina sabijenog gasa
Pritisok
J
otmosfer. pritisak
c
8
A
~o
u
TO U=O
~
(0- uH
I--
°"1
\-.
Vo'orf)og
o· t
-I-.J -1
SI. 132. S1. 133.
Odvajanje udarnog talasa od produkata detonacije.
Serna za izvodenie osnovnih jednacina teodje udarnih talasa.
, 11.1. HIDRODINAMICKA TEORUA DETONACUE
jednaka je (D - U) t . S, dok je pocetna zapremina te iste kalicine gasa bila D . t . S. Masa sabijenog gasa je PI (D - U) . t· s, amasa gasa pre sabijanja bila je Po(D' t . S). Posta se za vreme kompresije masa gasa nije promenila imama da jc: Po . D . t . S = PI (D - U) . t . S
v
Razaranje stena i njihovi kretanje pod dejstvom eksplozije u51ovljeno je kreta njem stenskog materijala razlicitim brzinama koje su raspodeljene u prostoru oko mesta eksplozije. avo se kretanje mo~e odrediti na osnovu hldrodinamicke teorije detonacije koja polazi od predpostavke, da se stenski materijal pod dejstvom eksplozije krece slic no idealnoj nestiSljivoj tecnosti bez viskoziteta. Bez obzira sto ove predpostavke ocigled no odstupaju od stvarnosti, ipak se rezultati, koji se dobijaju na osnovu ove teorije u mnogim sJjucajevima dobro poklapaju sa podacima dobijenirn eksperimentalnim istra zivanjima. Prema ovom hldrodinamicka teorije se moZe primeniti za priblima racuna nja pri reSavanju teoretskih i prakticnih problema. Pioniri ove teonje su Cepmen (1899. god.) i luge (1905. gOd.) koji su objafujenje i izvoaenje osnovnih jednacina hldrodina micke teonje udarnih talasa posmatrali kao kretanje klipa u cilindru sl. 133. Ako se u cilindru preseka (s) nalazi gas, u kojem se krece klip sa stalnom brzi nom (u), pod dejstvom klipa u gasu ce se pojaviti udarni talas. Na prednjem delu udar nog talasa, "frontu" udamog talasa, javlja se trenutna promena stanja gasa: pritiska, gus tine, temperature. Sabijeni gas krece se brzinom kIipa, odnosno brzinom (u). "Front" udarnog talasa kretace se u mirnom gasu brzinom (D) vecom nego sto je brzina (U). Ako se klip u pocetku nalazi u ravni (A), za vreme (t) kIip ce se nalaziti u ravnl (B). Front udarnog talasa u prvom momentu nalazice se u ravni (A), a u momentu (t) nalazice se u ravni (C). Ako oznacimo sa Po, Po iTo odgovarajuci pritisak gustinu i temperaturu gasa
iii Po . D '" PI (D - U)
(1)
Ho predstavlja zakon 0 neunistivosti mase po komresiji. Komprimovani gas krece se brzinom (U), pa shodno tome pri kompresiji masa Po . D . t· S ostvaruje kolicinu kre Po . t . S· U.
Prema drugom zakonu mehanike promena kolicine kretanja ravna je impulsu sile, tj. proizvodu sile i vremena. Rezultujuca sila koja deluje na gas izmeau klipa i ravni jednaka je (PI - Po) S, a njen impuls za vreme (t) jednak je (PI Po) S . 1. Ako uporedimo promenu kolicine kretanja sa velicinom impulsa dobija se: (PI
Po) S . t
Po . D . t . S . U
ill PI
Po
Po . D . t;
(2)
predstavlja zakofl a ncunistivosti kolicine kretanja za vremc toplotu. prema to S druge stra gasa u ne, puna encrglJa sasl')JI se 1Z cncrgiJu. kineticka Ako sa E[. i E I oznacimo Ova
224
225
energija jedinice mase komprimovanog gasa jednaka je U 2 /2. pono je masa komprimo vanog gasa Po • D . t· S, onda te promena gasa pri kompresiji iznositi
~p
Po . D· t . S (EI - Eo + U2 /2)
Rad spoljne sile nad gasom je rad klipa koji deluje na gas silom Po . S na putu U . t. Ako uporedimo energiju rada sile i skratimo sa t· S dobicemo Po D (El - Eo) U 2 /2 = PI . U
(3)
ova jednacina predstavlja zakon 0 neunistivosti energije pri kompresiji, i ima znacaja za ovu teoriju. Ako u jednacini (2) zamenimo gustine sa reciprocnim vrednostima specific nih zapremina dobija se
~
D=Vo j~
(4)
PI -Po Vo -VI
(5)
a za (U) po istorn postupku dobijamo U = (Vo -Vd
j
Ako jednacine (4) i (5), ali sa specificnim zapreminama uvrstimo ujednacinu (3) dobija se EI
-
PI - Po
Eo
(V 0
-
Vd
(6)
Ako ovo stavimo u jednacinu gasnog stanja P = p' R . T, a posto je E = Cy
gdeje
k
Cp Cy
'
R PI:V _ _I _ T = K _ 1 . -R- - K _ 1
SI. 134. Sema detonacionog talasa. 1 - produkti hemijske reakcije, 2 - zona hemijske reakcije, 3 - front de tonacionog talasa, 4 - eksplozivna materija.
Povdina koja razdvaja zonu hemijske reakcije i produkata detonacije pri stacio namoj detonaciji naziva se povdina ill ravan Cepmen-Zuge. Parametri produkta de to nacije na toj povrsini nazivaju se parametri detonacionog talasa ill parametri Cepmen Zuge. Na osnovu hidrodinamicke teorije detonacije, pritisak detonacije moZe se pri bliino odrediti iz odnosa: P gdeje: P D P
p'D
2
4 gustina eksploziva, gr/cm 3 brzina detonacije, m/s pritisak detonacije, N/m2 •
,
P
PI 11.2. MEHANIZAM DEJSTVA EKSPLOZUE NA OKRUZUJUCU SREDINU - REFLEKSNA TEORUA
paza EI -Eo
dobija se EI - Eo
1 ~ _~) K _ 1 t PI Po
(7)
daljom transformacijom ove jednacine i resavanjem po vrednosti gustine dobija se vaina jednacina za interpretacijU udamog talasa PI
(K + I) p + (K - 1) Po
Po
(K + 1) Po + (K - I) P
(8)
Ova jednacina veze vrednosti gustine i pritiska ispred i pozadi fronta i karakte rise proces kompresije u udamom talasu. Na sl. 134. data je sema detonacionog talasa.
Drobljenje stena miniranjem je veoma sloten fizicko-mehanicki proces koji za visi od citavog niza faktora. Da bi se energija eksplozije mogla u najveeoj meri da iskoris ti za drobljenje potrebno je kompleksno poznavanje kak6 sarnog procesa eksplozije, ta ko i radne sredine koja se zeli drobiti. Proucavanja koja su vdena u cilju iznalafenja uzroka razaranja stenskog materijala posle eksplozije, pokazala su da postoji direktna veza izmedu naprezanja izazvanih prolaskorn udamog talasa i obima razaranja. Radi toga je potrebno stvaranje pukotina u stenskorn materijalu, izazvanih dejstvom eksplozije, razmatrati kroz promenu naponskog stanja izazvanu prolaskom udarnog talasa. Brzina, pritisak i energija udarnog talasa sa rastojanjem od minskog punjenja brzo se menja. Vee na rastojanju od lO-15 precnika minskog punjenja udami talas se kreee brzinom zvuka, a u cvrstim stenarna prelazi u talas naprezanja koji se rasprostire na daljinu do
\ I
II
226
227
100 precnika minskog punjenja. Aka predpostavimo da u ogranicenoj sredini dode do eksplozije minskog punjenja, i da se udami talas §iri koncentricno izazivajuci u stenskoj masi veoma jaka pritisna naprezanja (up)' Ako na bliskom rastojanju 10-15 precnika punjenja izdvojimo elementamu cesticu stene (A V), tada se naprezanje na ,tom elemen tarnom delu mofe prikazati kao na sl. 135a. Iz sllke se vidi da udami tal as svojim kreta njem u radijalnom pravcu izazva pritisna, a u tangencijalnom pravcu zatezna napreza-' nja. Kako stene mnogo slabije pod nose naprezanje na istezanje nego na pritisak, te kao posledica ovih naprezanja u steni ce se pojaviti radijalne pukotine. SI. 136-1. U trenut ku kada udami talas dospe do slobodne povdine SI. 135b pritisna naprezanja slabe i c;l. 6R =O
~
s r
7,7//////////////,0/
f5R
6
6
R
a...
I \
Gr
i
I
".
\
\
~ ; ~~ "R ~ DR
b
Dt:.
C
SI. 135c. Ova naprezanja uslovljavaju razaranje stenskog materijala i pojavu koncentric nih pukotina cije se sredi§te nalazi u nekom imaginamom centru. Sistem ovih pukotina prikazan je na sl. 1]f;.3. U trenutku kada se pritisak gasovitih produkata snizi tad a zbog naglog smanjenja unutra§njeg pritiska na stenski masiv dolazi do "razredenja" sl. 135d. Ova pojava dovodi do toga da se stvaraju koncentricne pukotine oko minskog punjenja s1. 136-4. Citav ovaj proces razaranja stena more se podeliti u tri faze od kojih prve dye, pojava radijalnih i koncentricnih pukotina su vezane za delovanje talasa naprezanja. dok je treca faza vezana za gasne produkte detonacije, koji svojim delovanjem §ire ranije nastale pukotine i pomeraju izdrobljeni materijal ka slobodnoj povdini. Velicina zone u kojoj dolazi do stvaranja pukotina zavisi od energije eksplozivnog talasa i ogranicenaje radijusom (R) koji defini§e onaj deo stenskog masiva koji je u stanju da izazove plastic ne deformacije. Van ove zone nema razaranja vee sarno kretanje materijalnih cestica u domenu elasticnih osobina stena (seizmicko dejstvo). Poluprecnik zone drobljenja moze se priblimo odrediti iz odnosa
R = 7
d
51.135.
Raspored glavnih naprezanja pri eksploziji minskog punjenja.
pod uticajem zateznih naprezanja pojavljuju se radijalne pukotine upravne na slobodnu povr§inu, cija je tendencija razvoja prema centru eksplozije. SI. 13"-2. OdbijajuCi se od
"/~A7
'¥~,I ~\-fr'
51. 136.
Raspored glavnih pukotina.
slobodne povrsine udami talas se krere nazad, ka eentru eksplozije izazivajuei "razvlace nje" u posmatranoj materijalnaj cestici pri cemu se u njoj javljaju zatezna naprezanja.
J
Q up
,m
gde je: Q - kolicina upotrebljenog eksploziva, kg up - pritisna cvrstoca materijala, dN/cm2 • U predhodnom razmatranju dat je mehanizam razaranja kada je u pitanju deto nacija pojedinacnog rninskog punjenja. Medutim, u praksi rniniranja veoma retko se iz vode pojedinacna iniciranja, vee vise njih, koja su rasporedena po unapred utvrdenom rasporedu. Kod grupno iniciranih punjenja, talasi nastali od svakog pojedinacnog punje nja pri svom prostiranju od centra eksplozije, i obmuto, uslomjavaju rasmatranu §emu. U ovom slucaju dolazi do sloZenog uzajamnog dejstva talasa naprezanja na masiv. Pri susretu tih talasa dolazi do menjanja stanja sredine, koje povecava rezultantu naprezanja u masivu sl. 137. U slucaju (a) talasi se susrecu na liniji rasporeda bu§otina, zatezna na prezanja su veca te dolazi i do veceg razaranja, nego u slucaju (b) kada je susretanje ta lasa izmedu linije rasporeda bu§otina i slobodne povrsine. f Na osnovu laboratorijskih ispitivanja na modelima od opticki aktivnih matiri jala, koja su u pogledu miniranja posluma za razja§njenje nekih problema, ustanovljeno je (A.N. Hanukajev i dr.) da se u pogledu ponaSafija prema dejstvu eksplozije sve stene mogu podeliti u tri osnovnc grupe ito: I grupa - u ovu grupu spadaju stenske mase koje se razaraju uglavnom pod neposrednim dejstvom pritiska gasova eksplozije, uz neznatnu ulq;u energije talasa na prezanja. U ovu grupu spadaju: pesak, peskovita glina, glina i dr. stene. Akusticna impe dane a ovih stena ne prelazi vrednost 5· lOS gr/cm 3 cm/s. II grupa - u ovu grupu spadaju stenske mase koje se razaraju pod dejstvom ta lasa naprezanja na slobodnoj povrSini i kineticke energije razvijene u okolnoj stenskoj masi pri sirenju gasova eksplozije. Razaranje se vrsi kako od slobodne povrsine ka
228
229
minskom punjenju, tako i od minskog punjenja bocno. Ovoj grupi pripadaju stene sa koeficijentom cvrstoCe f = 1-10, plasticne stene podlome sabijanju, kao i cvrste stene koje su ispreseeane sistemom prirodnih pukotina (vecina stena). b
a
-6,
- 6, - - - 6]
+
N1~·
t
--=-i
rAN, - - - 6]
N
11.3. L DEJSTVO EKSPOZUE MINE U NEOGRANICENOJ CVRSTOJ SREDINI
Dejstvo eksplozije mine u homogenoj cvrstoj neogranicenoj sredini, gde ono ne doseze do slobodne povr~ine, javlja se u svim pravcima, podjednakom silom, a talas eks plouje rasprostire se koncentricno oko minskog punjenja. To dejstvo eksplozije usIov no mozemo podeliti u tri zone sI. 138 i to:
~:/
]
SI. 138. Zone dejstva eksplozije u neogranitenoj sredini; a zona spra~ivanja, b - zona drobljenja, v - zona potre· sanja, 9 - eksplozivno punjenje.
z
(,]
Zona spra§ivanja, koja se nalazi neposredno oko eksplozivnog punjenja (5-8)R. Ova zona je izloiena najsniainijem dejstvu, pod cijim uticajem dolazi do zbijanja plastic nih stena i sprasivanja cvrstih stena s1. l38a.
6,+6]
51. 137.
Akusticna impendanea ovih stena kreee se od 1,5 . lOS - 15 . 105 gr/em 3 . . em/so III grupa - u ovu grupu spadaju stene koje se razaraju ugiavnom pod dejstvom udarnog talasa i talasa naprezanja. Uloga pritiska gasova eksplozije je ovde beznacajna. Razaranje stenske mase ugiavnom se vrli od slobodne povrfue ka minskom punjenju. Ovoj grupi pripadaju monolitne i krupnoblokovite stenske mase sa koeficijentom cvrs tote f= 10-20 i akusticnom impedaneom veeom od 15 :-105 gr/em 3 • em/so
11.3. DEJSTVO EKSPLOZUE ~U:\E Dejstvo eksplo~je mine obicno se prikazuje uprosceno u neogranicenoj i ogra. nicenoj homogenoj sredini (cvrstoj). Na O\·oj predstavi zasniva se veeina metoda za odre. c1ivanje kolicine eksploziva pri miniranju.
Zona drobljenja javlja se kao nastavak zone spra§ivanja na rastojanju vecem od (5-8)R - (R - precnik minskog punjenja) u kojoj je naprezanje znatno oslabljeno, ali jo§ uvek dovoljno snaino da izazove stvaranje prsilina i pukotina, s1. l38b. Zona potresa javlja se na jos veeoj udaljenosti gde su naponski talasi toliko osla bili da su u stanju da izvrse sarno pomeranje cestiea stenskog materijala u domenu elas ticnih deformacija - potres s1. 138v. Izmedu pomenutih zona ne postoji o§tra graniea vee postepen prelaz iz jedne u drugu. U praksi miniranja praktican znacaj imaju sarno zona spra§ivanja i zona drobljenja, koje se zajednicki mogu nazvati zona razaranja. Treca zona u kojoj se vr§i sarno pomeranje materijalnih cestiea poznata je i kao ,,seizmicka zona" koja ne utice na razaranje stenske rnase, ali mote biti §tetna u pogledu otpomosti objekata iii stabilnosti stenskog materijala. l' Mine bez vidnog dejstva na slobodnu povrlinu poznate su kao mine "unutrasnjeg dejstva" a profuenje koje nastane pod njegovim dejstvom ,,kotao" (karnutlet). Ovaj siucaj na staje kadaje duZina linije otpora izmedu minskog punjenja i sIobodne povrline suvi§e velika u odnosu na snagu eksplo zvinog punjenja, to jest, kada je radijus razaranja (R) znat 51. 139. no manji od Iinije najmanjeg otpora (W) sl. 139. U praksi miniranja ovo dejstvo mine retko se koristi. Kotlovska mina
':;3]
230 11.3.2. DElSTVO EKSPLOZUE MINE U OGRANrCENOJ CVRSTOJ SREDINI
Dejstvo eksplozije mine U ogranicenoj srMini, to jest sredini ogranicenoj slo bodnom povrsinom, bitno se razlikuje jer je ovde nai:uScn princip koncentricnosti sfe ra dejstva eksplozije, tako da na povrsini dolazi do promena na st'enskom materijaJu. Ka rakter ovih promena moZe se posmatrati pIi Cost. kolicini eksploziva i promenljivoj liniji najmanjeg otpora (W), ill pri Cost. liniji najmanjeg otpora (W) a promenljivoj kolicini eksploziva 81. 140.
~
_ ~k__ --~
u slutaJtI kada je eksplozivno ptlnjenjc postavljeno blizc slobodlloj povrsini, iii Sf one poveca pri istom rastojanju (W), radijus sfere razaranja bite veci od LNO R > W, to ce prema slobodnoj povrsini nastati levkasta zona u kojoj pored drobljcnja dolazi i do odbacivanja materijaJa iz konture levka, sl. 141.
r
R£W
--~
a..
,
b
r.W
n >1
R:>W 51. 141.
I'
51. 140. MoguCnost promene karaktera dejstva eksplozije; a - pri Cost. kolil;ini eksploziva, b - pri Cost. liniji najmanjeg otpora.
Pri rniniranju u homogenoj sredini ogranicenoj jednom slobodnom povrSinom, promene na povrSini mogu se javiti u tri vida, zavisno od odnosa radijusa sfere razaranja (R) i duZine linije najmanjeg otpora (W) ito: u slucaju kadaje R <:"W nastaje prema slobodnoj povrsini levkasta zona raz drobljenog materijaJa, koja je manje iIi vise ispupcena. kao posledica povecanja zaprerni ne, ali je materijaJ 05tao u konturama levka. Takvo dejstvo mine je poznato kao "rastre sno" a mina kao "rastresna milla". - u slucaju kada je R;;' W na slobodnoj povrsini stvorice se levak eksplozije sa razdrobljenim materijaJom, koji ce delirnicno biti izbacen van kontura levka, ali ce ug lavnom veci deo ostati na mestu.
Dejstvo eksplozije mine u zavisnosti od radijusa sfere razaranja (R) i L.N.O (WI pri Cost. kolicini eksploziva.
Odnos izmeau radijusa kratera razaranja (r) i velicine L.N.O (W) oznacen je kao ,,indikator" (pokazatelj) dejstva eksplozije i oznacen sa (n), r/W = n·c U zavisnosti od odnosa r/W n, mogu se razlikovati sledeci slucajevi: n = r/W
<
r/W n = r/W
>
n
1 1 1
oslabljeni levak
norrnalni levak
pojacani levak.
.\!ine sa pokazateljem dejstva n < I, odnosno nune sa oslabljeninl dejstvom pripadaju grupi rastresnih mina, bez odbacivanja rniniranog materijaJa. Ovakvo dejstvo mina koristi se kod nuniranja ~ rastresanja mekih stena (ugljevi i druge meke stene, f < 6). Pokazatelj dejstva eksplozije najcesCe je n =0,5-0,7, za manje vrednosti od 0,5 efekat miniranja je sli can ,,kamufletu".
233
232
Mine sa pokazateljem dejstva n = 1 se najcesce koriste u praksi miniranja, sto zavisi od tehnoIogije rada. Ovde je najce~e n = 0,7 -1,0.
stvara posle ekspIozije od najveteg znacaja je defomlacija sabijanja koja zavisi od cvrsto
te tla, a kar31cteriie se modulom defomlacija poasonovim koeficijentom i drugim fmc ko-mehanickim karakteristikarna. Do momenta Waska fronta detonacionog talasa na povrtinu sva masa ekspIoziva se pretvori u gasovite produkte detonacije.' Pritisak ovm komoru cija je velicina ekvivalentna produkata na okolnu sredinu stvara pro~irenje delovanju gasnih produkata.
,. =W
,. < 'IN
r') W
SI.142. Tipovi kratera lavaka; a - oslabljeni levak, b - normalni lavak, C -
poja~ani
lavak_
Mine sa pokazateljem dejstva n > 1 poznate su kao mine sa pojacanim odba cujucim dejstvom. Ovde je n 1,0-3,0. Ovako dejstvo mina koristi se u rudarstvu i gradevinarstvu. PokazateIj dejstva n = 3 koristi se u gradevinarstvu pri premestanju ste nskih masa sa jednog na drugo mesto (pri izradi brana). PokazateIj dejstva veci od tri se ne primenjujejer bi takvo punjenje prakticno bilo na povrSini.
11.3.3. DEISTVO EKSPLOZUE MINE U MEKOI
I PLASTICNOI SREDINI
U mekom plasticnom stenskom materijalu kao §to su peskovi, peskovite gline i gline, vibracije izazvane udamim talasom vrio brzo oslabe, tako da u slucaju slabog eks pIozivnog punjenja, iii vellke linije najmanjeg otpora moZe doci sarno do proSirenja oko ekspIozivnog punjenja bez znacajnijeg razomog dejstva s1. 144. 2
3. '~ ...:: ~ ::>:.;;:::::7,:':J.\'.:.::. ?/:?:~~ '.: ;.: :::~::" ::;~.;:)::;}y:.:.:;.::~::/\
5
<,9ft
"V .:~\::~~.;.~.:::::.:.::(:/.:~;.:::.;
11.4_ UTICA] BROJA SLOBODNIH POVRSINA NA KARAKTER DEJSTVA EKSPLOZUE
1
~.
SI. 143.
Dejstvo eksplozije u mekoj sredini, 1-7 faze dejst\la eksplozije.
Ako je minsko punjenje smeSteno blizu slobodne povrSine gde ce nastati izba civanje materijala, tio oko minskog punjenja se sab~a, drobi i razara. Za levak koji se
Pored linije najmanjeg otpora na karakter dejstva eksplozije veliki uticaj ima i broj slobodnih povdina. Dejstvo ekspIozije mina najslabije je u prisustvu sarno jedne slobodne povdine, jer je minsko punjenje ukljesteno, pa se manji deo energije ekspIo zije u vidu elasticnih taIasa odbija od siobodne povrSine a yeti deo gubi u stenskom masivu. Na efekat dejstva eksplozije u prisustvu jedne slobodne povrSine, veliki uticaj ima i velicina te slobodne povrSine, ukoliko je ona veta otpor je manji. U cilju smanjenja ovog otpora stvaraju se naknadne slobodne povrSine izradom takozvanog ,,zaloma" na celu prostorije. Na stvaranje slobodnih povdina i smanjenje otpora veiliki uticaj ima i redosled aktiviranja minskih punjenja, kao i vremenski interval pri iniciranju su sednih rninskih punjenja s1. 144.
_
Q...
r---_-..,-
f'{~~lr~7 ,~///j'
W
1 "< //
_0_
C
II , 71
I~/¥~
1
SI. 144.
Uticaj broja sfobodnih po"r~ina na karakter dejstva eksplozije mine; a - jedna slobodna po"r~ina, b
dve slobodne povrtine, c u prisustvu dva minska punjenja.
234
235
Ako se miniranje izvodi u stenskoj masi jstih fizicko-mehanickih osobina i sa istom koli~inom eksploziva, ali u prisustvu dYe slobodne povriine, tada se otpor dejstvu eksplozjje smanjuje za oko 2 puta, u prisustvu tri i vi~ sIobodnih povrMna ovaj otpor se smanjuje za oko 4 puta.
11.5. SEIZMlCKO DEJSTVO EKSPWZIJE
Seizmicke oscilacije tla izazvane miniranjem veoma su slicne oscilacijama koje izaziva zemljotres, jednak po kolicini oslobodene energijc i istog rastojanja. Razlika koja postoji izmeiJu ove dye pojave manifestuje se uglavnom u vremenu trajanja i duZini vre mena oscilovanja. Kod zemljotresa nastaju oscilacije kOje dugo traju i u kojima je duZina perioda oscilovanja od 0,5-5,0 s, dok je kod miniranja duZina trajanja oscilacija znatno kraca i krece se od 0,004-0,25 s. Me
PO detonaciji eksploziva dolazi do naglog oslobaiJanja energije, koja se delom tro~i na drobljenje stenske rnase, na razbacivanje izdrobljene rnase, zagrevanje neposred
ne okoline na druge nekorisne oblike rada kao Ito je stvaranje seizmickih talasa sl. 145. potMcijolna ~lHtrgijo ~k$plozjlfo
h~mi$ki
11.5.1. VRSTE SEIZMICKUi TAlASA Kada udami talas, udaljavajuCi se od eksplozivnog punjenja, toliko oslabi da izaziva sarno elasticne deformaeije cestiea, on ima sve odlike elasticnog talasnog kreta nja te se i zakoni za ovakvu vrstu kretanja mogu na njega primenitL Sa povecanjem uda ljenosti od mesta eksplozije, pomeranje cestica dobija sve slo.zeniji karakter, jer se vdi izdvajanje raznih vrsta seizmlckih talasa. Cak i u slucaju prostiranja talasa u idealnoj ela~ticnoj homogenoj sredini, razlikuju se dye vrste talasa ito:
gl.lbici
zapreminski,
povrsinski.
id~olni gl.l bit: i toplot~
9l.lbici 'oplot~
no
zogr~lfanj~
okolnih
st~na
n~korisni oblici m~honilkog rada
-v---
Kod zapreminskih talasa razlikujemo dva osnovna tipa. Prvi longitudinalni uzduini, pod cijim dejstvom se cestiee krecu napred-nazad po liniji koja odreduje pra vae prostiranja talasa. Obzirom da se na taj nacin elasticne deformaeije prenose najkra cim putem, i da.uzduini elasticni talasi najpre stignu do memog mesta, to se ovi talasi nazivaju jOs i primarni talasi i oznacavaju se sa (P). Brzina prostiranja uzduinih elastic nih talasa na uzorku mo~e se odrediti iz odnosa. Vu
korisni oblici m~hanjlkog rada
51. 145. Sema bilansa energije pri miniranju.
gdeje: Vu E g
r seizmickih talasa manifestuje se u vidu oscilovanja tla odnosno potre sa. POlfesi su slabijeg ili jaceg intezitela, 5tO zavisi od rastojanja (r) i kolicine eksploziva koji se aktivira u jednom vremenskom intervaIu (Q). Osirn toga intezitet potresa zavisi i od nacina miniranja, kao i od fizicko·mehanickih osobina tla i karakteristika prigu.senja seizmicki\-j potresa.
j
IE:;:
-;--r-
mis,
brzina prostiranja uzduwih talasa, m/s modul elasticnosti, dN/em3 ubrzanje zemljine gete, em/s" zapreminska teZina, gr/cm 3 .
Kada longitudinalni talas dospe do slobodne povrsine, ill do graniee sloja sa drugim fizickc-mehanickim osobinama, onda pri upadnom uglu od 90° dolazi do nje govog odbijanja nazad, pri cemu se obrazuje Transverzalni - poprecni talas kod koga cestiee pobudene sredine oseiluju u ravni upravnoj na pravac prostiranja talasa zadrzava juti medusobno rastojanje i izazivajuCi na taj natin elasticne deformacije koje su para
237
236
lelne praveu kretanja talasa. Zbog ove osobine popre<:ni elasticni talasi jos se nazivaju i smicucim talasirna. Njihova brzina prostiranja je manja nego kod longitudinalnog tala sa, on kasnije sti.te do memog mesta pa se ponekad naziva i sekundami talas, i oma<:ava se sa (S(. Odnos brzina uzduZnih i popre<:nih talasaje V 3 ,odnosno Vu = 1,73 Vp. Brzina prostiranja elasti<:nih talasa u steni zavisi od elasticnih osobina stene i njene gus tine. Ukoliko je u stenskom masivu E =cost. onda je brzina uzduZnog elasticnog talasa (Vu) jednaka brzini zvuka u steni. U elasti<:no-plasticnoj sredini uzdutni talas se uvek krece brzinom zvuka. U tab. 69 date su brzine prostiranja uzduZnih elasticnih talasa za neke vrste stena
--
20 ,~II
----
!------
1z 16
' - - - I-~ - -
'0
ut2 z
/
:l: I
.... 6 !I)
5000-5700 2500-4500 1700-2300 900-1100 600-1600 500-1500 200-500 1430 340
:::>
Statistickom obradom velikog brojamerenjana uzoreirna i in sity ustanovljena je zavisnost izrneiJu brzine uzduZnih elasticnih talasa i ostalih karakteristika stena
I
8060
~ .g
Il
(000
::r:
5000
(000
'N
:::>
z 2000 N
a: m 1000
/
o
~
/
5000
6000
1000
8RlINA Im/sl
.-
--
~ 1000
E.
5-
l-
tI1
Z
Dok se uzduZni elasticni talasi (p) prostiru kroz cvrste, tecne i gasovite sredine, dotIe se poprecni talasi krecu same kroz cvrste sredine. Na s1. 147 dat je sematski prikaz kretanja pojedinih vrsta talasa. Povrginski talasi su dobili naziv po debljini sloja po kome se prostiru i koja je pribliZno jednaka njihovoj talasnoj duZini. i u vecim slucajeva iznosi 100-200 m, tako da se na dubini dvostruke talasne duZine. oscilovanje talasa prakticno i ne oseca. Povr
3000
1000
L!
gde je: Vp - brzina prostiranja poprecnog talasa, m/s E - modul elasticnosti, dN/em 2 g - ubrzanje sile tefe, em/s2 p - poasonov koeficijent, koji se najcesce krece od 0,20-0,40.
21(1 + p)
-----
5
Z 3000 :::>
p
2000
1000
1000
mis,
=
L
Q.
~
Brzina prostiranja poprecnog talasa mofe se odrediti iz odnosa
/
/
•
V o
-'
sJ. 146.
/
--
!>:::
~ .§
V
J
.... 10
Il..
Vu. m/s
/
I
a
Granit Krecnjaei, peilcari Laporae, gips Sljunak Peskovito tIo Glinovito tIo Rastresito tIo Voda Vazduh
-
-
--
~I(
Tabela 69 vrste stena
/
E
tI1
:5
5000
;:!
::x: Z
I
-- ,------
;/ /'
6000
-
/
(000
/
/
V
is 3000 7 / N ::>
'N
-
I------
.-
:t 20001 N
-
a:
COIOC ~
, IS
25
ZAPREM!NSKA TEZiNA
soc
3
100()
2000
D:JO
(:VRSTOCA NA PRITlSAK 5p(dN/c~
'6 c
b
SI. 146. Zavisnost brzine elasticnih talasa od ostallh osobina; a - z.visnost akusticne impendance od brzine uzduznog talasa, b _ zavisnost brzine uzduznog eiasticnog talasa od zapreminske tezine. c _. cvrstoCe na pritisak.
23X
239 sinskih talasa ima viSe vrsta - tipova u zavisnosti od trajektorije kretanja cestica sredine. Engleski naucnik Reyli, prvi je analiticki pokazao moguCnost postojanja ovih talasa po jednolil urr.!jctr,-"ru (1931, god.) i nazvao ih (R) talasi. Kod ovog tipa talasa oscilovanje materijalnih cestica tla vrSi se po elipticnoJ putanji, tija jc glavna OSl'I vertikaIna. U gor. njem delu elipse cestice se krecu u pravcu izvora, a u donjem delu od izvora ekspozije. Kod drugog tipa povrsinskog talasa cestice se krecu upravno na pravac prostira nja talasa, pri temu se kretanje odvija u horizontaInoj ravni. Dvi talasi nazvani su (0) talasi. Treei tip povrsinskih ta1asa je (C) talas koji nastaje kombinacijom (R) i (0) ta lasa, gde se materijaIne cestice pomeraju po dijagonaInoj putanji. U memu tacku obUno prvi stiZu (C) talasi, zatim (Q) i na kraju (R) talasi. Sa aspekta seizmitkih potresa, povrSinski talasi su interesantniji jer oni dovode do os1.ece nja objekata Y..oji su udaljeni od mesta eksplozije 13 jednu ill viSe talasnih dUfina. Razmatrani seizmitki taIasi prakticno se mogu deSifrovati na sei:m1ograrnima, ako je udaljenost izmeau mesta eksplozije i memog mesta dovoljno ~lika. Na seizmo grarnima snirnljenim na manjim rastojanjima oscilacije predstavljene praitomim talasima slivaju se u jedno vrlo sloieno kretanje, kOje predhodi g1avnim oscilovanjima izazvanim povrsinskim talasima. Potetna faza oscilovanja odgovara prosmmim talasima. Dna se karakterlSe kratkotrajnim oscilacijama relativno visoke frekvencije i male amplitude. Glavna faza odgovara povrsinskim talasima i karakterise se veeom amplitudom, manjom frekvencijom i 4uzom periodom. Sredine kroz kOje se prostiru seizmicki talasi su ooic no heterogene. UsIed toga u posmatranu tatku stiZu 00m talasa koji se prostiru po Ii niji najmanjeg rastojanja jOs i talzi refleksije od raznih slojeva, koji se testo pokiapaju
sadirektnim talasima cineei na taj nacin oscilacije jos sIoienijim i teZim za proucavanje.
EksperiroentaIna merenja su pokazala, da za svaku vrstu stena brzina seizmickih
talasa varira u sirokim granicama, zavisno od njegovog sastava poroznosti, \iainosti i sl
Pored toga brzina se menjasa povecanjem dubine sloja. Talasna duZina, graficki prikazana, je rastojanje izmeau dva susedna maksimuma ill minimuma. SVaka materi jalna taeka pri prostiranju sinusoidnih talza vrSi oscilovanje oko mvnoteinog polozaja sa periodom (T) koja odreauje dUZinu talasa i krumu frekvenciju (W). Izmeau perioda oscilovanja (T) krume frekvencije (W) postoji prosta veza W'" 2n/T. U reaInim sredi nama sinusoidaIni talas astavljen od niza talasa raznih frekvencija imaju raz!icitu brzinu prostiranja te se sloZeni talas razlaU u niz sinusoidaInih talasa. Slabljenje sinusoidaInih talasa, sa udaljavanjem od centra eksplozije prouzroko YanO je njihovim sirenjem i gubitkom energije, a izraiava se opadanjem amplitude u od nosu na pocetnu sI. 147. Smanjenje amplitude u reaInim sredinama za sve vrste talasa menja se sa udalje njem po eksponencijaInom zakonu Al
Ao • e- a • r
,
gde je:
a ·t.
Ao
koeficijent apsorpcije tla, rastojanje tacke od centra eksplozije, m pocetna amplituda.
., S kretonje test icc tlo
~
.2, c
f
~ 01
smer kretonjo toloso ...
1;:;:1 .3
..., 8 1
~:;:I
..... 0"'1 CUt..>
51.141. .Rasprostiranje seizmitkih talasa: 1 - uzduini talas, 2 - popretni talas,3 - popretni povriinski ta las,4 - talasi ReVli, 5 - pomeranje testica, 6 - talasi SlMjanja.
Cvrste stene imaju matno vecu elasticnost nego nevezane, pa bolje prenose ta lase. Pri prelazu talasa kroz nevezana tla dolm do znatnih energetskih gubitaka usled trenja izmeau cestica, te se zbog toga talasi daleko bri.e prigutuju. Nasuprot tome kod nevezanih rnaterijala amplitude oscilacije ee biti znatno ve6e nego kod cvrstih stena, naravno za eleasticni talas is1.e seizmitke energije. U tab. 70 date !11 vrednosti koefi cijenta apsorbcije (a) za neke vrste stena. Tabela 70 vuta tla cvrste stene zbijen pesak, gIina u cvrstom stanju vlaian pesak, plasticna gIina nanos, mocvamo tlo
koeficijent apsorpcije (a)
°
0,025-0,050 0,050-0,075 0,075-1,0
240
241
11.5.2. REGISTROVANJE ELASTICNIH SEIZMICKIH TALASA Registrovanje elasticnih seizmickih talasa koji nastanu usled miniranja mole da
se izvdi na samom tIu, graclevici ill objektu ito zavisi od cilja j namene ispitivanja oscilo-
I
rezultujuca stvarna brzina oscilovanja. Uzimanjem maksimalne brLine oscilovanja (Vmax) za oeenu seizmickog dejstva miniranja uvek ~emo biti na strani sigumosti, jer je maksimalna brzina oseilovanja uvek veta od stvame, a stvarna je ta koja deluje na objekat.
vanja. Za ovu svrhu se dans najvi!e koriste seizroografi posebno konstruisani za regis trovanje oscilatomih pojava. Seizroografa ima vi!e tipova, ali je svima zajednicko da ~a ju detektor za opa2:anje oscilaeija pobuclene sredine, i ureclaj za njihovo registrovanje oscilograf. Seizmomentri su konstruisani na principu fizickog klatna sa polugom ili inercionom masom, elasticno obe!enom. KucUte seizmometra se intimno vele za tIo Ii objekat, tako da kada tio pocne da osciluje, kuCi§te seizmometra osciluje zajednosa njim, dok inerciona masa ill klatno ten da ostane u stanju mirovanja. Oscilacije t1a koje se opa1aju pomocu seizmometra mogu se registrovati optickirn, elektricnim ill elektromagnetninb putem. Registrovanje oscilacija tIa mole da se obavi na papirnu, fotopapirnu traku ill na magnetni zapis, u zavisnosti od tehnike sa kojom se raspolafe. Brzinakretanja zapisa predstavlja vremens ku osnovu za ana1.tzu snirnljenih oscilograma. Kod veCine danas upotrebljavanih lBzmO grafa vremenska osnova se direktno upisuje na zapis tako da se parale\no sa oeitavanjem amplituda moZe odrediti i frekvencija (t) ill perioda (f)registrovanog oscilovanja. Seiz momentri sa inercionom masan danas se uglavnom primenjuju jer su manjih dirrenzija i lak!i u oonosu na seizmometre sa klatnom. Detektori su najce!6e tako konstruisani da sadrle po tri seizmometra orijenti sana u pravcima x, y, z - osa pravouglog koordinatnog sistema, te ~na taj nacin isto vremeno opa1aju dye horizontalne, meclusobno upravne i vertikalna komponenta (BCi lovanja. Osim toga, savremeni seizmografi su tako konstruisani da mogu registrovati brzinu oscilovanja (V) ubrazanje (a) ill pomeranje pobuclene sredine (x). Najce§Ce se kao parametar za ocenu seizmickog dejstva miniranja uzima brzina (BCilovanja (v), jer je brzina oscilovanja proporcimaina gus1ini energije seizmickog talasa, te je zbog toga i najpogodniji parametar za ocenu potresa usled miniranja. Ukoliko a'l registrovanje brzine vrti sa trokomponentnim detektorom, to se rezultujuca brzina oscilovanja pobuclene sredine moZe sracunati jz odnosa V= ";Vp+Vu.+Vv
em/s,
gde je: Vp poprecna komponenta brzine osci1ovanje, em/s Vu - uzduma komponenta brzine oscilovanja, cm/s V v - vertikalna komponenta brzine oseilovanja, em/so
Sa ovako snimljenog velosigrama moie se ocitati maksimalna brzina oscilova nja (V max) i stvarna brzina oscilovanja (V st). Maksimalna brzina oscilovanja dobija se na taj nacin, §to se sa snimIjenog ve 10sigrama ocita maksimalna amplituda, posebno za swIm komponentu, a zatim sracuna
~
51. 148.
Primer registrovanih oscilacija.
11.5.3. KRITERUUMZA OCENU SEIZMICKOG DEJSTVA ledno od najstarijih pitanja u seizmologiji je problem odredivanja jacine seiz mickog potresa. Vee pocetkom 17. veka javljaju se pm poku~aji da se potresi klasiflku ju po svom intezitetu. Italijanski naucnik: Poardi dao je pm proog u smislu podele ze· mijotresa po intezitetu, kada je opisujuei jedan zernljotres 1627. god. dao Cetiri gradaci je njegove skale. I veliki Ruski naucnik Lomonosov 1757. god. deli pokrete zernljine kore pri zernljotresirna na 4 kategorije, ukazujuci pri tome posebno, da su za zgrade narocito Stetna horizontaina pomeranja, postavljajuei time jednu od osnovnih postavki savremene inZenjerske seizmologije. On kate: ,,Kada se u horizontalnoj ravni sva silina potresa usmeri, tada kao da zemlja ispod zgrade nestaje, ~ graoevine kao da lebde u vazduhu, tako da se razaraju sve veze u njima, a zgrade se ru!e". Krajem 18. i pocetkom 19. veka pojavljuje se veliki broj opisnih OOila za klasi fikaeiju jacine potresa Ako se za ocenu ~izmickog dejstva koristi brzina pobuclenog tla (v), onda je vrlo pogodno da se koristi i seizmicka skala za ocenu potresa usJed rninimnja koja je ustanovljena u Institutu Fizike Zernlje Sovjetske akademije nauka, y..oja se zva nicno koristi u SSSR-u GOST -6249-52, tab. 71. Ova skala je opisnog tipa i saddi 12 seizmiCkih stepeni, a usag1aSena je sakon vencionaInom (evropskom) skalom. Mercalli.Cancani-Seiberg (MCS), koja se koristi za oeenu potresa usled zemijotresa. Koriscenje ave skale je vrlo jednostavno, jer ako :;e u mestu osmatranja brzina oscilovanja tla usled miniranja (v) registruje odmah se moze ustanoviti cdgovarajuCi stepen seizmickog inteziteta potresa, kao i opis dejstva koji on izaziva na objektima koji su izlozeni dejstvu potresa. Kao sto se vidi iz tab. 71 ostei:enja na zgradama ne ocekuju se za potrese cijije intezitet manji od V.·tog stepena seizmicke skale (IFZ).
243
242 Tabela 71 Stepen seizmi~kog intenziteta
II
o
pis
Brzina oscilovanja, cm/s pri zemljotresu
pri eksploziji
Sarno aparati registruju oscilacije
0,125
0,2
Pojedini Ijudi u rniru i na viim spratovima osetaju oscilacije
0,125-0,25
0,2-0,4
Zapata se malo ldaeenje viseCih predmeta
0,25-0,5
0,4-0,8
IV
Mnogi Ijudi osecaju os caju oscilacije a posude i staklo zveckaju
0,5-1
0,8-1,5
V
Svi Ijudi osetaju oscila cije a javljaju se puko tine kod slabijib zgrada
1-2
1,5-3
VI
Javljaju se sitne pukoti ne a slabije zgrade se o~ tecuju
2,1-4
3-6
Javljaju se onetenja i kod solidnih zgrada o~ tecenja dirrmjaka
4,1-8
Javljaju se zna~ajna olte cenja, pukotine u nose tim zidovima, ru!enje venaea i dirrmjaka
8-16
VIII
IX
Ru!enje zidova, tavanica i krovova
X-XlI
Veta razaranja, pojava pukotina u tIu, ru~nje mnogih zgrada
a) zgrade od neobradenog kamena, seoske zgrade od nepetenih cigalai kuce od gline,
III
VII
U domenu V. stepena moze doei do o!tecenja na zgradama ako su one usia born stanju,dok se za zagrade u dohrom stanju ostecenja mogu o~ekivati tek u domenu VI. seizmi~kog stepena. Prema tome za procenu seizmitkog dejstva miniranja na zgrade i druge objekte, neophodno je da se uzme u obzir stanje objekta, uslovi tla kao broj i natin miniranja. Ukoliko je objekat u slabom stanju, a broj miniranja se gesto ponavlja, kriterijum treba pooStriti cak i za dva stepena. U pogledu otpomosti na potrese usled miniranja gra(ievinske objekte motemo podeliti na tri osnovne kategorije:
b) obicne zgrade od opeke, zgrade od velikih blokova i zgrade od prefabriko vanog materijala, zgrade sa delimicnom drvenom konstrukcijom kao i zgrade od prirod· no tesanog kamena, e) armirano betonske gradevine i obiene drvene gradevine. Najotpornije na potrese usled miniranja su zgrade (e) kategorije, dok su najma nje otporne zgrade iz (a) kategorije. Dok se za zgrade (a) kategorije o~tecenja mogu ote kivati u domenu V. tog seizmickog stepena, do tie se za zgrade (e) kategorije poeetna oStecenja mogu ocekivati tek u domenu VII. og seizmickog stepena. Na brzinu oscilovanja, pored fIzieko-mehaniekih osobina realne sredine, veliki utieaj ima kolicina eksploziva i rastojanje od mesta eksplozije do posmatrane t;ltke. Na osnovu zakona slicnosti, moze se doei do zavisnosti navedenih parametara. Ovaj zakon je eksponencijalnog karaktera, i defmisan je izrazom:
V
6-12
gdeje:
V Kv R n
12-24
= Kv'R- n brzina oscilovanja tla usled miniranja, cm/s seizmoakusticna konstanta tia, redukovano rastojanje, m/kgl/3 eksponent.
Redukovano rastojanje je funkcija rastojanja i kolitine eksploziva i data je
....
vezom:
24-48 >48
R == r/Q 1 / 3 Odredivanje stepena seizmickog inteziteta empirickim putem moze da bude sarno orijentacionog karaktera,jer su faktori koji uticu na intezitet potresa usled minira nja mnogobrojni i razliciti, pa se zbog toga ne mogu tacno predvideti. Zbog toga intezi tet potresa treba odredivati instrumentalno in Situ, gde ce svi uticajni faktori biti obu hvaceni prolaskom elastic nih seizmickih talasa kroz doticnu sredinu. Treba napomenuti da je u sadasnjim uslovima rniniranja moguee svesti seizmieke potrese na najmanju meru izborom najpovoljnije vrste eksploziva odgovarajuee metode miniranja, odgovarajucim
245
244
iniciranjem minskog punjenja, izborom optimalnog koji se takode mote eksperimentalno odrediti.
antiseizmickog intervala usporenja
radne sredine, kOje se izraiavaju kroz seizmlcke karakteristike, i ova metodologija se dans sve vUe koristi. Da bi se pri eksploziji minskog punjenja stvorili uslovi za uspeSno drobljenje, radnoj sredini treba sopstiti odgovarajuci specifi~ni impuls _:y I - - Vu g
11.6.IZBOR NAJPOVOUNUE VRSTE EKSPWZIVA
Za odredivanje vrste eksploziva na bazi fIzicko-mehanickih karaktedstika radne sredine postoji \iSe teorisko-eksperimentalnih metoda, koje poseduju relativno visok stepen tacnostL C poslednje Heme istraiivanja l1a ovom polju razvijaju se u dva osnovna pravca, te su S~ na osnOHI njih razvile i dve posebne metodologije metodo logijaodredivanja vrste eksploziva na bazi deformaeionog rada ill metoda levkastih opita koju je razvio Svedski isuazivac C. V. Livingston. Ova metodologija daje rezultate vrlo visoke tacnosti, pod uslovom da su osobine radne sredine dovoljno ujednacene. Nedos tatak ove metodolog~ie Je u tome sto je fad na terenu skopcan sa \1sokim troskovima i teSkim fizickim radom. - Druga metodologija polazi od fizicko-mehanickih osobina
0
J
Ur Vr
mIL
.
Iz navedenog odnosa vidi se da je za odre4ivanje potrebnog specifItnog impulsa neophodno poznavanje brzine prostiranja uzdutnih elasti~nih talasa. Ova brzina mote se odrediti: - merenjem IN SITU, - laboratorijski na uzorcima stene, ra~unski iz odgovarajucih obrazaca.
1 "
Treba napomenuti da se najta~niji rezultati dobijaju merenjem brzine in situ. U zavisnosti od ftzitko..mehanitldh osobina, radna sredina pruta pri eksploziji otpor drobljenja, koji se mote odrediti iz odnosa: [1 +
Ur + E 2 Vu
00
- velika tvrstoea na pritisak, istezanje i smicanje po pravilu zahtevaju primenu jacih - brizantnih eksploziva. - poroznost stena, pogotovu ako je jasnije izraiena, utice na izmenu mehaniz rna dejstva eksplozije i sruzava stepen iskoriscenja energije ekspJozije. - stene sa malom tvrstoeom na pritisak, udamom zilavoscu i malim modulom elasticnosti uspesno se miniraju sa eksplozivima cija je detonaciona brzina relativno rna· la, koji daju velike kolicine·gasova pri eksploziji i mali detonaeioni pritisak.
(1)
:1.
zapreminska teZina radne sredine, grI em 2 ubrzanje zemljine tete, gr . em/s brzina prostiranja uzdti!nih seiz.rni~1dh talasa, m/s maksimalna radijalna brzina pomeranja ~estiea u periodu opterecenja,
gdeje: 7 g Drobljenje stena miniranjem je slozen fIzicko-mehanicki proces koji je uslov ljen ~itavim nizom faktora. Da bi se energija eksploziva mogla u najvecoj meri iskoristiti za drobljenje, potrebno je kompleksno poznavanje kako samog procesa eksplozije, tako i radne sredine koja se zeli drobiti. Pri tome treba proces drobljenja - usitnjavanja razli kovati od proeesa rWenja. U rudarstvu, miniranje se koristi za drobljenje stena, pri temu se uvek jasno naglaSliva potreba za odredenom fragmentacijom miniranog materijala. To podrazumeva stvaranje uslova za postizanje maksimairlog iskoriscenja mehanizacije za utovar, transport i drobljenje uz najniie troSkove eksploatacije. Jos odavno je uoceno da pd miniranju jedne. te iste sredine eksplozivima razli ~itih energetskih karakteristika ne postoji proporcionalnost izmedu energije eksploziva s jedne strane, i kvaliteta drobljenja s druge strane. Ta prakticna informacija pokazuje da je potrebno za svaku sredinu ponaosob odrediti vrstu eksploziva. Neracionalno je da se za sredine koje zahtevaju eksplozive ni!ih energetskih karakteristika upotrebe visokobri zantni eksplozivi. Na osnovu dosadasnjih saznanja 0 odnosima izmedu odredenih osobina eksplo ziva i radnih sredina, navesce se neke koje uticu na efekte miniranja.
t
J Ur dt, g' s/em ,
gde je:
·U J~) 1 +E:~ 7 r
2
2
l
E - modul elastitnosti, dN/cm
, dN/em1
.
Pri velikim vrednostima modula e1asti~nosti (E> 100000 dNIcm
\~J
[1+ - 1 + E2
-+
1
(2)
2
)
izraz
'
paje Ur 00
= E 2 Vu
7U;
+-2-' dN/em
1
(3)
Da bi se radna sredina energijom eksplozije dovela do faze drobljenja, potrebno je da specifitni pritisak koji l1a nju deluje bude veci od njenog otpora ad
>
00
Specificnl pritisak koji deluje na radnu sredinu odreden je iz jednacine nosi:
i iz
247
24{;
Ur Vu 'Y , dN/cm 2 g
-
ud -
(4)
parcijalnim difercnciranjem izraza (4), dobija se akustitna impendanca radne sredine Vu'Y
3ud
Z
=- g
Ur
S
koja ima veliki znataj za odreltivanje karakteristika eksploziva za odredenu radnu sredi nu. Iskoriscenje energije eksplozije kod miniranja zavisi od odnosa akustitne impedan ce stene (Zs) i akustitne impendance eksploziva (Ze) koja je odreltena odnosom:
..:1-0 Ze = g , gde je: ..:1 -zapreminska tezina eksploziva, grlcm3
o - detonaciona brzina eksploziva, ml s.
odnosno cksploziv sa PflInom detonacije koji najvise odgovara doticnoj radnoj sredini. Ut, rdeno je da postoji generalna zakonitost i medusobna zavisnost izmedu po jedinih karakteristika stena. U principu moze se prihvatiti, da sa povecanjem zapremins ke tezine raste i brzina uzdilZnih elastitnih talasa, i obrnuto, i da sa povecanjem tvrstoee na pritisak raste (Vu)' Time je Omoguceno da se u zavisnosti od akustitne impendancc sve stene pode1e na: Meke, (kod kojih je Zg .;;; 4500) Srednje - vrste (3000 < Zg .;;; 15000) Cvrste (Zs ;;;. do c reklapanja dijapazona dye vrste stna dolazi usled raspucalosti, koja utite na brzinu prostiranja uzdilZnih talasa, tj. dovodi do njihovog priguSenja tab. 72. 71:10
Najveca kolitina energije iskoristi se za drobljenje ako je ispunjen uslov
90
Zg
Z==k=l,
80
:::J
odnosno ako su flZitke osobine radne sredine i eksploziva iste tj. ako je
,6..~,""_~~_~
__
70
:::J
~
0 '..:1,
"y
~
~
e
Vu
~~~-'T
60
11\
:::J
ako to nije slutaj onda se pri eksploziji na granici eksploziva i radne sredine reflektuje jedan deo energije u obliku naponskog talasa, dok se drugi prenosi u radnu sredinu i koristi za drobljenje. U praksije veoma teSk:o da se ostvari odnos uzrok tome je u prvom redu heterogenost radne sredine, a takode i eksploziva. Osim toga prsline i pu kotine u steni igraju veoma veliku ulogu na apsolutne vrednosti brzine uzdutnih elastit nih talasa. Zbog svega toga, opsezna istrativanja (A.F. Beljajev i dr.) pokazuju da izmedu akusticne impendance eksploziva i stene postoji sarno visokokorelaciona zavisnost, te se u vezi sa tim obrazac
50
.E ~
~ '0 .... Q..
o :::::.
]0
f:I ~ ~
20
tI
~
10
"5
-; Vu
"y ::;
Q::
0'..:1,
gde je: k - koeficijent refleksije (k == 0,6-0,9).
D
Vu'Y' k
.:l
~,
~6
~8
~o
l2
SI. 150. Zavisnost ene'gije koja
D'Ll,
Posto su ..:1, 'Y, i dobija se:
~2
Odnos impedanci eksploziva i stene
moze napisati u obliku Vu 'Y'k
0
parametri koji se mogu odrediti, reSenjem jednatine po (a)
S~
prenese na stenski mas;v od odnosa irnpedanci.
Izbor eksploziva moze se izVrS1ti i prema iskustvenom dijagramu 51. 151, gde su stene podeljene U Hi klasc Klasa I zahteva eksploziw oa detonacionom brzinom, D = 2800·-4400
KJasa II. D 4"00-5500 m/s.
, mis,
KJasa IlL D = 5:)00-6300 m/s.
24')
248 6tJX)
N
r-
4)
~
f-<
0
80
:
., .,....c:
o
....
0
r-
.,'"
N
888 00 N
0 0
V>
i?l
00
\C)
> >U
-
\C)
\C)
0 0
,., ...
t.t.l
> >(.)"'.,
:§
'a- i?l !;: "0>>(.)
az
8
0 0
GloO.>"t;;
Z
;:;:
U ~ til
~ t.t.l
P:::
C>...
< Z
0 0
0 0 0 "
.....,
\C)
0\
0 0
.... '"
> ., >(.) c:
V>
.,....
0 0 0
~~~ W
\C)
N
V>
M
8 8
STENE
~
S! -~
SI. 151. Izbor eksploziva u zavisno$li od klase $lena i njihove akusticne impedance.
o
oo
0 0
o oo V)
V>
M
0
0 "
\C)
0 0
\C) \C)
0 0 N
r-
11.7. PRORACUN POTREBNE KOLlClNE EKSPLOZIVA G).a' .....
--
(l)
4)
~"Oe:l ., ., > :::El;j>(.)
0 0
o o
N
M
V>
V>
0
0 0 "
V>
"
0 0 V) V)
t.t.l fo< til
::it.t.l 0
2
0
\C)
8g~~o:: 818 8
M
'1:1
V>
\C)
o ....
"
~
0
800 8r-- 8 8
V>
til
>U
0 "
0 0
~>(.)
w
::> 0
sow
r-
-
M
V>
>U . f-<
< ......
~tJX) -= ~
0\ ....
8o 818 80 0 0 "
0
t:: .... .,c:
00
000 M " " \C)
V> V>
u z Q...
0 N
0[0 ° ............
::J
::. II
< Cl
0\ ....
888 00 0 N
0 0 0
/'
'-'
V>
7(J)()
' ---.
lIJ
--N
0 0 "
.,
0
8"
8N
.,c:
N
....
N
o o N
M
Kolicina eksploziva za punjenje minske bu§otine odreduje se na osnovu kolici· ne energije, koja je potrebna za drobljenje stenske mase do odrel1ene granulacije, njiego vo odbacivanje po obrazovanju kretera eksplozije, dok se najveci deo energije utrosi na nekorisne oblike rada. Za sada jos nije utvrl1eno, na zadovoljavajuci nacin, kako se trosi energija za savlal1ivanje na\'edenih otpora i na nekoristan rad, Zato se potro!nja energije uzima sumarno na jedinicu stenske mase u granicama kratera eksplozije, prikazanog u obliku trougla, fadi jednostamosti, a potrebna kolicina eksploziva, po teiini, uzima se proporcionalno zapremini stenskog materijala u granicama levka eksplozije. Prema tome obrazac za sracunavanje koliCine eksploziva ima opsti ob\i1c
0 0 \0 M
'-
'".,
V)
0 0 00
0 0 0
0 0 N
::I
N
0 0
0
- -
- -
~
.,
:::E
0
0 r-, ;::; :f
"
I
.....,
" /'
.....
-:;
?';;
0
...: ...: ('"
("1
("4
~. ('~
\C)
00
0
N N ,.,)
N. M
Q=f(n)'q'\', kg,
,,\,,)
~51
jc: Q q
kolicina eksploziva, kg
specificna potrosnja eksploziva, kg/m 3
zapremina miniranog materijala,
funkeija pokazatelja dejstva eksplozije, koja uzima u obzir promenu spe eificne potrosnje eksploziva u zavisnosti od dubine postavljanJa minskog i ugla u temenu trougaonog kratera eksplozije.
v t{n)
Pri normalnom pokazatelju dejstva eksplozije n
= I, formula ima oblik.
Q = q . V. kg Zapremina kratera eksplozije normalnog odbacujuceg dejstva s1. 152, odgovara uprosceno zapremini obmutog pravougaonog konusa, pa se moze izraziti formulom
_ 1
V gdeje: d h
3"
1T
3
-h, m
4
pri cemu koeficijent (q) obuhvata sve cinioee koji zavise od eksploziva i stene kOja sc rninira. Ovaj klasicni obrazac koji je predlozio francuski vojni strucnjak Voban, poslt~io je kao osnova za vecinu do sada uvedenih obrazaca za orijentaciono sracunavanje koli cine eksploziva. Ako se kolicina eksploziva, koja je potrebna za postizanje norrnalnog razomog levka, menja zaddavajuci istu liniju najmanjeg otpora (W) to se menja i dejstvo eksplozije. Povecanjem kolicine eksploziva povecava se i pokazatelj dejstva eksplozije (n), a pri smanjenju kolicine smanjice se, tako da pri izvesnoj kolicini eksploziva ne6e uopSte doci do odbacivanja. lz izloZenog sledi da ako se menja (n) promenice se pod tim istim uslovima i kolicina eksploziva (Q). Prema tome, kolicina eksploziva (Q), pri osta lim jednakim lIslovima, javlja se kao funkcija pokazatelja dejstva eksplozije (n). Za eks plozivna punjenja normalnog dejstva bice fen) = I, za punjenje oslabljenog dejstva fen) < 1, a za punjenje pojacanog dejstva fen) > I. Vrednost fen) odre{!uje se teoriski na viSe nacina, od kojih su najpoznatiji obrasci dati u tab. 73.
precnik osnove konusa,
visina konusa.
11.7.1. OOREDIVANJE SPECIFICNE POTROSNJE
EKSPLOZIVA
Ako se (11) zall1eni sa (wt a (0) sa (2\\'). zapremina kratera levka je:
-1
V
1
= 3
1T
(2W)1
4
'W
=
4
·W 3
odnosno sledi da
V"'" W3 \~
\L , !
I I
'-
I
//
",--1
Specificna potrosnja eksploziva (q) zavisi od otpora radne sredine, pri upotrebi odredene vrste eksploziva, i Zeljenog dejstva eksplozije. OefinHe se kao kolicina eksplo ziva potrebna da se izminira m 3 cvrste stenske mase do zeljene granulacije i izruava se u kg/ m 3 • Kao takva nalazi se zastupljena u svim uobicajenirn minerskim formulama koje su se u tehnici miniranja razvile za sracunavanje kolicine eksploziva_ Ona se moZe odrediti eksperimentalno ill racunski. Eksperimentalno odre
51.152.
'7 /v ~
Za;)remina kratera eksplozije prj sracunavanju kOlie. "e el(solozjva (normalni levak _.Voban"l.
Odavde proizilazi da Je n'liclna ekplozivllog punjenja normalnog odbaeujuceg dejstva proporcionalna kubnorn stepenu linije najmanjeg otpora (\\'). Kada se ova \'fed nost zameni u obrascu za kolicine eksploziva. dobija se
Q q -W 3 ,
gde
3 = - Q3 , kg/ rn,
W
V - zapremina
ili
q
Q
,
V' kg/rn
3
,
u konturi levka eksplozije, rn 3 •
U tab, 74 data je orijentaciona specificna potro~nja eksploziva u zavisnosti od koeficijenta cHstoce (f) i stepena blokovitosti masiva za arnonijumnitratske prai!kaste eksplozive ract ne sposobnosti :\, = 3GO , gustine b. = 1,0 gr / em 3 ,
25~ ~53
Vrednost pokazatelja dejstva ekspl. f(o) pri (n) jednako
Autor i god. publikacije formule
I
f(nJ 0
(' t
lOp
~KO
~
11•0 jl.S
0,5
12.0 I 2.5/
I
I 2,07 3,95 6,90 11,18
0
0,20
I 2,87 6.3211,90 20,12
0,19
0,49
I 3.08 6,9713,93 22,43
0
0,23
I 2,47 4,72 7,78 11,67
1,0;
(O,09-f·O,9In)S "PH n ~ I,D
I + ll~';l + n 2
~p
I II III
3,0
0,49
t n!
(4 + 3n)'
npH n 7
stepen blol!;ovitosti maSlva
,
0,35
2
n't
nlVI
If
.J.
Tabela 74
'Tabela 73.
"-
IV V
O,16(1+4n
.\
O.lOI!
M
,eCKOII
(1+0,25 II)
0,4...!..O,6n~
If
M
~II
A
~
I
I, I
r.
I
o.
)R
r.
P
(954)
T. M. Ca,laMa (1960)
4>. A. Aa;teea (1975 )
fI~
-
0,41)3
+ }rJ + fll)
fI!(1
(. r-r
I
0,16
0,27
I 3,19 7,92 16,44 30,52
0,50
0,56
I 2,19 4,50 8,31 14,0
0
0,125 I 3,38 8,0 15,63 27,00
0,20
0,30
1 3,19 7,92 16,44 30,52
0,20
0,35
I 2,696,08 11,86 20,8
0
0,23
I 2,62 5,37 9,57 15,57
I
O,2+0,8/l 3
<. 'I +
1
+ ~ I + 1I~ + .. 1 + fli
{1-:!-1l~\9!,
n
+ 4)2
(1·.1-11')(,
+
9-13
13-18
18-20 i
0,35 0,5 0,65 0,8 0,9
0,4 0,55 0,75 0,85 0,95
0,45 0,6 0,8 0,9 1,0 i viSe
OA 0,6 0.7 0,8
vi~
Na sl. 153 data je zavisnost izlaza negabarltnih komada od specifi~ne potros nje eksploziva za razne kategorije stena po stepenu raspucalosti, gde je na ordinati dat procenat komada iznad 7 00 mm koji se nalaze u masivu za pojedine kategorije stena po stepenu raspuca1osti, pre miniranja.
SI. 153,
izlaska negabaritnih komada od specificne raspucalosti,
0,46
I
1
I
I
I
37,38
I12,35'5,1'IIO'41J9'~2 I
0 ,357: 0,44
1
potro~nje
eksploziva, I-V kategorija stena po
Tabela 75
".~ I, 1'·6r-~II3·"i25.0
I
I)...!...
0,35
1 +n~
7-9 0,3
13,02 7,16 14,20'24,94
jo.21~ 0.347 I/"',/,-8,18'" 10,33
+ 97
I
0,125 0,26
IV."' I
(-'-1. , 2 2(3n=
5-7 0,25 0,35 0,5 0,6 0,7
Zavi~nost
1+)1'2
11-
3-5 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
0,40 +0,48 I 2,43 5,20 9,78 16,6
n3
E
Xliii
)
2-3 0,18 0,25 0,35 0,45 0,55
VH,~ (>700mm)
0,5+0,51/ 3
r
CKuil
3
do 2 0,15 0,2 0,3 0,4 0,5
napomcna: za kosc buiiotine uvodi sc popravni koeficijent k = 0,95.
2 -1"2 :3
q (kg/m') u zaV:tsnosl; od koeficijenta i5vrstoCe
,
vertikalnc D=106mm, H do 15 m D; 150-250 mm
I ,2,70!6,90!J2,30!21.50
I II II f
q, kg/m' u zavisnosti od koeficijenta cvrstoCe (0
buiiotine
kosc D 106mm H do 15 m D
do 2
2-3
0,3 0,29 0,27
0,36 0.29
0.34
0,28
0,34
0,23
0,37
0,4 0,40 0,33
3-5
5-7
7-9
9-13
13-18
18-20
0,44
0,48 0,47 0,39
0,54 0,54 0,42
0,59 0,58 0,47
0,65 0,64 0,52
0,69 0,68 0,60
0,46
0,52 2 0,42
0,56 0,56 0,47
0,63 0,63 0,52
0,67 0,67 0,56
QA!.
150-250 mm
°0,37
napomena: vazi za amonijumnitratske praSkaste cksp]ozivc A = 360 em' i l> = 1,0 gr/em'.
254
255
lj tab. 75 data je spc.::iflcna potro~!lJa eksploziva u za\;snosti od kocficijenta cvrstoce radne sredine, precnika i nagiba minskih buwtina na etaiL Pri povecanju specificne potro~nje eksploziva u poectku se intenzivno pobolj 5ava stepen drobljenja masiva sl. 154, a zatim nastaje zasicenje masiva energijom koja se tro!i nekorisno, i na razbacivanje stene, a kriva ide paralelno apscisi.
s
koeficijcnt strukture stenske rnase, gde se uzima u obzir s!ojevitost, ras puca!osti sl (tab. 76), v koeficijent steinjenosti mine, koji se uzima u zavisnostiod broja slobod nih povr5ina: jedna slobodna povrSina s = 2,5; dYe slobodne povdine s = 1,0; podno etatna bUSotina s 1,3. e - koeficijent radne sposobnosti eksploziva, sracunat Ii odnosu na radnu sposobnost eksploziva usvojenog za uporel1ivanje (V-lOO, A 480 em 3 ).
VH ,% l)700m m }
I
100
e 70
A - radna spoeobnost eksploziva od 480 em 3 po Trauzlu, Ax - radna sposobnost upotrebljenog eksploziva.
gde je:
60
Ax'
50
g
"0 30 20
d
koeficijent zbijenosti eksplozivnog punjenja, koeficijent stepena zacepljenosti bUSotine; uzima se 1,0 pri ,,normalnoj" izradi i 0,9 pri slabijoj izradi cepa.
10
Tab'!la 76
o
I,lq,kg/m 3
strukturne karakteristike stena
SI.154.
Zavisnost izlaska krupnih frakcija od specifitne potro~nje eksploziva za razlitite pretnike punjenja: 1,2 - izlaz negabarita iz zone neregulisanog drobljenja prj pretniku punjenja d, i d .
l
Orijentaciona specificna potro!nja eksploziva moze se odrediti i pomocu veceg broja empiricnih obrazaca koji su dati od strane rallicitih autora, i koji u manjoj ili vecoj meri, uzimaju U obzir fizicko-mehanicke i petrografsko-geoloske karakteristike radne sredine kao i karakteristike primcnjenog eksploziva, te su prema tome manje iii "i~ tacni. Medu najce56e primenjivane formule za sracunavanje specificne potrosnje eksploziva su: Po Laresu (F. Lares) orijentaciona specificna potrosnja eksploziva moze se sracunati iz odnosa q
e ql' s· v' -g . d , kg/m . 3,
gde je: ql -- koeficijent otpornosti stene. usvojen prosecno kao tisne cvrstoce (a _ ) doticne stene. 0"
ql
gdeje:
0,
2000
c"rstoca na pritisak dotiene stene. d:-J/cm2,
2000 - prosecna vred nost pritisne cvrstoce granita, uzeta za uporect.ivanje.
1,0
0,8
0,7
0,9-1,1
masivna homogena struktura debela uslojenost tanka uslojenost raspucale stene, otvorene pukotine poremecena, nepravilna slojevitost i raspucalost otvorene pukotine plasticna struktura, rastrdena struktura
1,2-1,4
2,0
Laresova formula posluiila je kao baza na osnovu koje se razvilo vi§e formula od kojih se neke navode:
70 3 q = A ;;T , kg/m 3 gde je q
deo
koeficijent (s)
A f
,
specificna potromja eksploziva, radna sposobnost upotrebljenog eksploziva, koeficijent cvrstoce stena. q
3
0,27::; f , kg/m] ,
iormula A.F. Suhanova q
S
ql -;- + q2 , kg/m3,
f
koeficijent cvrstoce stena,
251 r
'" -.:; .0
'" f-
.
E
~ .~
l\l
E
,~ '6
8.
o
o
"
~
"
-
:::l
.~~
::I
~':r
-g..s
E
~
g
1>1
....
::I
~
I-< :::
on
-OIds'l~ llfU~Ollcd eU;,J!J!JadS
.
E ::I
~
~
-
~
:u :.::I
Ei
'"
-'"
A
s
o o
.... +
'
EWJ Ii!
eupsnll nr;n an W
J 'nAOUOljEpOl
tW eA!SiW
eU!IQljnd IHUPO.rpd
o
""
o ~ o
o
o
S W'eweUlIOlj
-nd np,'UI ~fuef(\1S1l1 ~fUNIS
'iii
..
.2 U :::l
e,
el
-'"
() "'
en'"
""I
V')
00
isu "" 's:' '"
\0 .-
"".fAo
]
-
.g o
M
I
.--. '" 00
\0
N
I
I
'"
\0
o
-'" o
"', o
q,
oc:
::I
I "l
o
-;
e:
U :::l
~
::: -:>
"t : _
~ ~
'"
~~
.
0
-"':::::'
-.
Analiza prikazanih obrazaca pokazuje da svaki od njih sadrii sarno odredel broj faktora koji mogu uticati na tacno odredivanje specificne potromje eksplozivl, 8tO upucuje na zakljucak da specificnu potro~nju eksploziva treba odrediti In Situ, Zl svaki rudnik i za svaku vrstu stene posebno. U tab. 77 dat je uticaj neklh ftzicko·mt hanickih i struktumo-geoloSkih karakteristika cvrstih stenskih masa na specifico[ potrosnju eksploziva, na osnovu cega je izvrilena ldasiflkacija steoa na otpor preml
Eksplozivno punjenje u minskim Supljinama (buSotmama, komorama) m02e
oc: 0'
&
..
::I
-'"
..
E
U
:::l
&
el
,~= t:_
"'* Vi
,,~
OJ
~
0 0-'" ... 0
>:<5
0. t:
0
::I
E
~
-"'~
o '"
~ 'J; " 0 '=='~
~..2 _ .n
"l
"l
.....
.-.:i;l> ""
I
0
"
:l
~
.,
E
e,
'"
.
2~ ~
'"E0> ,..
~
>
lzduteno, i Koncentrisano. Izduiena minska punjenja najcesce se primenjuju kod minskih bu§otioa verti... kalnih i kosih, dok se koncentrisano minsko punjenje primenjuje kod komomih i kol lovskih miniranja, mada mote biti i kombinacija izdu!enih i koncentrisanih punjenja. lzduiena minska punjenja se daleko teste primenjuju,jer imaju niz prednosti kao: _ manji obim radova (buSenja) za smestaj potrebne kolicine eksploziva, _ proces punjenja minskih supljina eksplozivom ne stvara posebne teSkoce, raspored koncentracije energije po duiini mmskog punjenja (visini etaie) je; ravnomeran, 51.0 pozitivno utice na fragmentaciju.
kontinualno - stubno, kada su patrone eksploziva u neposrednom dodhiL---
..2
U :::l
biti:
lzduieno minsko punjenje moie biti:
~
.S!
:::i1
11.8. KONSTRUKCUA MINSKOG PUNJENJA
N
-; '"
o
gde je: f koeficijent cvrstoee siena 2 s - slobodna povrSina, m •
- 's:'
<>
,~
~
"
/3
kg m ,
. <> co ""
I \0
,);
n;
,
's:' '"
.,
e,
.
-
'"
0.
::I
>
-,
:<5
~
~
\0
'"
o
o
'"I NM
.n
I
[f_ l_2 +...;-:; ]
miniranju.
'is'
-g
E
o
'"I
.2
_
pl
'tl
oc
"
-S
..
o
'"o
'tJ
:~
-'" .2 .n
.. ,~
-
q - 0,4 0,2
8
o
S
'"I "" <"I
"" ""
M.M. Protodakonov
't:l
00
'tl
gde je: ql __ specificna energija eksplozije utro~na na savlatiivanje sile kohezije bocnoj povr§ini levka eksplozije, q2 - specificna energija utro~na na savladivanje sUe zemljine tere, 2 s - povdina levka eksplozije, m •
"'~ 0";;
o
-
00
l:!
>'" ...0
'"o
'"I "C '" '"I
N
.s:o"
-'" .>l
o
"'.
,lU ru
ru!~.lIIOd
o
,::I
o ,c: c:: S -g r:.l
o
I
-::;;
en
'tl
""
""
-Old cd OlS.IA;,J luafp!Ja 0)[
8.
""
.-
'tl
Q
o.-
'"o o
o
ElU,' III 'llu!lSn9
c:
o
]
V')
.n
""
o
S IlUJ
,0 I '
"
'"
::I c:
.,., .-o
+
"" .n
~-~
E:; ...o ,-c:
> E
'0
o
~:.::=
-
:::l
o....
V)
o .-+
:>
r.i ...
\0 '" 00
e c:
..,., ""
ro
!)
00
-
~
.0.. 0E
V)
'0
8
',;; E
I
V)
f""l", "'#".,
o
00
e
;; s
m.
e
.~
-
o
sill
:
jedna sa drugom,
~5l}
"'':; ;"
kada stub
iii vik mesta razdvo
moze biti na
jen.
z
l11inskim punjenj<.'m postiZe se ramomcrniji rasporcd cnergije eksplozije po duiini min ske bUSotine, iii u s1ucaju kada se radi 0 slojevima sa razlicitim fizicko-mehanickim ka rakteristikama. Kod mehanizovanog punjenja sa kaustim eksplozivima ovo se reguIBe eksplozivima razlicitih energetskih karakteristika po visini minske buSotine. Razdvojeno minsRo punjenje moze se ostvariti vazdusnim meouprostorom, ill po motu inertnog materijala (nabuSeni materijal, pesak, prosejana kamena sitnd i U praks! se, ralli jednostavnosti, ceste koristi inertni materijal, mada su mnoga eksperi mentalna ispitivanja pokazala da v3zdusni meduprostori pozitivno deluju na usitnjava nje, jer menjaju karakter dejstva eksplozije, povecvaju vreme aktivnog dejstva eksplo zije na stenu, dovodi do interferencije tala sa naprezanja u masivu od razdvojenih punje nja, sto prosiruje zonu kontrolisanog uSitnjavanja. Ukoliko su buwtine ovodnjene, onda se za razdvajanje eksplozivnih punjenja primenjuje inertni materijal.
SI. 155. Raspodela energije eksplozije po visini etafe (po B.I. Kohanovskom) 1 - eksploziv, 2
tep.
a.
h
a·
b
~~::;'~;:;;;,~;:tt)X~ttC1Zt~::~~
~~~~;:;;;;~;;:y~»1~11»j~ ~;..
:~:;U;C~H'" ;',
7 :
l§J¢rt}:!htH~rWM;t~ . u
,
,
."
~
SI.156. Konstrukcija minskog punjenja malog precnika i dutine; 1 2 udarna patrona u sredini, 3 - udarna patrona poslednja.
c udarna patrona prva,
Na povrsinskim kopovima kontinualno-stubno punjenje primenjuje se kod ma njih visina etaza do 15 m, ako proracunata kolicina eksploziva koja se smesta u busoti nu obezbeouje dovoljnu duiinu za zacepljenje minske buwtine. Razdvojeno minsko punjenje primenjuje se kod minskih bUSotina na visokim etazama, i svuda tame gde je nezapunjeni deo minske bUSotine, min ski cep, preveJiki pa iz tog dela minske bUSotine moze doci do nekvalitetnog usitnjavanja. Sa razdvajenim
SI. 157. Konstrukclja minskog punje'113. a - stuono, b - razdvojeno, c kotlovsko,d komorno,l centrisano minsko punjenje, 2 - detonirajuci stapin. 3 - elektrodetonator, 4 - zacepljenje.
kon·
DliZina meduprostora u vecini slucajeva uglavnom se odreduje em i zavisi od dutine minske busotine, fizicko-mehanickih karakteristika radne sredine, kolitine i \'rsti;' Vazdusni meouprostori male duiinc ne daju skora velike dliZine mogu negativ!lo uticati na usit· nikakav efekat. a vazJ usni njav3nje,
260
':t) 1
2
1
Za stene koje se srednje teID
3 I\m = (9
10) d p
Za stene koje se lako miniraju,
lIvm =(11
d p - pretnik minskog punjenja.
-12)d p '
Broj vazdu!nih meiluprostora je:
Ehym
n :::--
hvm
SI. 158.
Zone regulisanog drobljenja kod kontinualnog i razdwjenog punjenja. 1 - kontinualno punjenje, razdvojeno punjenje sa vazduinim medupro. slOrom. 2 - razdwjeno punjenje sa inertnim materijalom. 3
:;]Q3
Ukupna duzina vazduSnih meouprostora u minskom punjenju moze se odrediti iz odnosa:
'\I "2
Za stene sa f> to Eh ym
:::
=:
]°2
2
k(O,15 - 0,2) Ip .
Za stene sa f
2
2
:::
8-10
t
:;1"1- ___ _
J
!:hvd ::: k(O,2 - 0,25) Ip .
w
::1
Q
, ----
W
Za stene sa f::: 6-7 EhVd
51.159.
= k(O,25 -
Za stene sa f
= 2-5
0,30 ) Ip
0.40) Ip •
1 - tep miniSke bulotine, linija najma
UkoUko se radi 0 sarno jednom vazdulnom metJuprostoru onda se eksplozivno punjenje deli na dva dela i to
k - koeficijent zavisan od nagiba bUSotine, k = 1,0 za vertikalne buSotine. k::: 1.2-1.3 zakose buibtine. Ip - duzina eksplozivnog
Duiina svakog vazdusnog medu rrostora otpor prema miniranju i precnika punjenja. Za stene koje se tesko miniraju ::: (8 - 9) d p
m~uprostora.
,a. - razdvojena punjenja, W
EhVd = k(O,30 gde je:
Razdvojeno miniSko punje,..e sa jednim i sa dva va:zduina 2 - vazdu!ni meduprostori; 0, - glavno punjenje, 0. njeg otpora.
Q 1 = (0,6 - 0,7) Q, kg
Q2 = (0,4 - 0,3) Q, kg
glavno punjenje: razdvojeno zavisi od kategoIije stena na
Ukoliko ima dva ill vile razdvojenih punjenja, onda glavno punjenje moZe biti smanjeno i do 5()7", odnosno QI = 0,5 Q, za vertikalne bu§otine, i do 60% za kose bu §otine, odnosno Q1 ::: 04 Q, kg. Ostali deo eksploziva rasporeiluje se na ravne delove
Qn
=
Q -QI n
'
kg.
1
262
263
11.8.1. PRIPREMA UDARNE PATRONE - POJACNlKA
,.
Posle izrade odgovarajuce supljine (minske bu!otine, komore) za smestaj odgo varajuce kolicine ekspJoziva, vrSi se priprema udarne patrone. Udama patrona predstav Ija odredenu kolicinu rksploziva koji moie biti razlicito oblikovan (u vidu patrone, u vidu razucitih oblika pojacnika is\') dovoljne snage da izvdi prenos detonacije na glavno punjcnje za potounu detonaciju i maksirnalnu brzinu.
.~ "b( z
~~
U zavisnosti od nacina iniciranja potrebno je razlikovati udarnu patronu op remljenu rudarskom kapslom i sporogoreeim Stapinom, elektrodetonatorom i detoni rajucim 81apinom. Svaki od navedenih nal!ina zahteva i posebne radnje vezane za izradu udame patrone, pa ce svaki od navedenih nacina biti posebno prikazan. Udarna patrona se\. priprema na pogodnom i sigumom mestu u blizini rnesta miniranja, i to neposredno pre punjenja minskih buSotina eksplozivom. Priprema udame patrone za palenje sporogorecim Stapinom vrSi se tako da se potrebna dutina stapina odsel!e, na drvnoj podlozi, na jednoj strani ravno upravno na osu Stapina, a na drugoj strani koso, da bi se otvorila 810 veca povriina barutne srZi. Ravno odsel!eni kraj Stapina stavlja se u rudarsku kapslu, iz koje je predhodno istresena strukgotina, i rudarskirn kIestima vdi se spajanje Stapina i kapsle. PriprernIjena rudarska kapsla sa Stapinom stavlja se u patronu eksploziva, pOSto se predhodno u patroni eksplo ziva pomocu IDa (drveno iii bakarno) napravi rupa dovoljne dutine. Po stavljanju kapsle, omot kapsle se priveze za 81apin da ne bi doSlo do izvtaC!enja kapsle iz patrone. U slucaju da je udama patrona od livenog eksploziva rudarska kapisla se stav lja u supljinu koja je predhodno izradena u procesu livenja patrone. Priprema udame patrone za elektricno palenje mina je isto kao i priprema sa sporogorecim stapinom, s tim ito se osiguranje od izvlacenja elektrodetonatora iz pat rone ostvaruje pornoeu zamke (oml!e) od elektroprovodnika.
1
8
~ ~~
n
ti
1
. ..
Q
2 .-.
~
\, 6
~
i
/~
SI. 162. SI. 161. Priprema udarne patrone za elektril:no palenje mina. 1 elektrodetonator.2 - elektroprovodnici.
I \1
SI. 160.
Priprema udarne patrone kapslom i SporogoreCim ~tapinom; 1 secenje stapina, 2, 3 priprema
rlldarske kapsle, 4 - stavljanje ~tapina u kapslu, 5 - spajanje minerskim kJestima, 6,7,8 i 9 stav
IJanje kapsle u patronu.
Priprema udarne patrone detonira tim ~apinom. 1 - detonirajuti ~a pin, 2 patrona eksploziva. 3 !e pljiva traka.
Udarna patrona opremljena za paJenje detonirajucirn itapinorn izraauje se tako !to se detonirajuci i!tapin pricvrsti uz patronu eksploziva pornoeu lepljive trake;ill se de tonirajuci gtapin ornota oko patrone u vidu zamke, ill pak detonirajuci 81apin provuCe kroz patronu eksp!oziva i na dnu veie evor, 810 je redi slucaj.
265
264 Umesto klasitne patrone eksploziva, za detonaciono neosetljive eksplozive i smeSe (tipa Slurry i AN-FO) kao udama patrona moie da se koristi pojatnik - booster, koji je izra
6C "r/"')7'
.
51.164.
:f(.::,)
(~
~J'- ;'''l
Zavisnost pritisi
-t
Radi objamjenja flZicke su!tine procesa koji nastaju pri drobljenju stenske rna· se kod primene iniciranja sa vrha, odnosno sa dna, rasmotrice se slucajevi odnosa brzina rasprostiranja udamog talasa (Du) i bIZine detonacionog talasa (D) ito:
Otvor za detonirajuci stapin
_ brzina detonacije (0) manjaje od bIZine udamog talasa (D < D u)'
_ brzina detonacije jednaka je brzini rasprostiranja udamog talasa (D :; Du)' _ brzina detonacije je veea od brzine udamog talasa (D > Du)'
evor _-.-.
Ako je brzina detonacije veca iIi jednaka brzini rasprostiranja udamog talasa
kroz stenu, kod iniciranja odozgo sl. 165a, vreme prolaska udamog talsa do slobodne
obloga
11
)
pentolit
• ~
I
b
, ...
pentolit
I :1
51.163.
Izgled
pOja~nika
boostera.
11.8.2. POWZAJ UDARNE PATRONE U MINSKOM PUNJENJU I NJEGOV UTICAJ NA EFEKTE MINIRANJA Kao !to je poznato, pri miniranju u rudarstvu uglavnom se koriste izdlLtene konstrukcije minskih punjenja, kod koga udarna patrona moZe biti postavljena na vrhu, na dnu iIi u sredini minskog punjenja. Kod nekih konstrukcija rninskih punjenja moze biti i viSe tataka iniciranja. Na osnovu laboratorijskih i terenskih ispitivanja, doSlo se do zakljucka da broj inicijatora, njihov polozaj u minskom punjenju, nacin i redosled ini· ciranja igraju znacajnu ulogu u procesu uSitnjavanja stenske mase. jer obim i kvalitet usitnjjavanja zavisi od dlLtine vremena u kome je stena izlozena visokim Pri iniciranju minskog punjenja odozgo (kriva I) pad pritiska u masivu nastaje za krat ko vreme, a pri iniciranju odozdo (k riva 2) naprezanje u masivu d ute t raje) od poeetka detonacije do pocetka drobljenja stene).
"1 51.165. Serna za odredivanje vremena prolaska udarnog. detonacionog i reflektovanog talasa; a - iniciranje odozgo, b - inicira nje odozdo.
povrsine, i vreme detonacije eksplozivnog punjenja od tacke (A) do tacke (A), kao i vreme dolaska reflektovanog talasa u tacku (A) ce bitL
ZI tl =
gde je:
ZI
Z2
D'
t2
=
2Z 1 D u
1 1
Zz +Z3
D'=: D
rastojanje od u3ca minske bUSotine do ekspJozivnog punjenja,
1
267
266 Aksijalno iniciranje minskog punjenja u susret karakteri!e se postavljanjem ini cijatora,na vrhu i dnu minskog punjenja, zbog Cega se dobija dvostrano aksijalno dejstvo
Z2, Z3 - rastojanje od centra punjenja do njegovih krajeva, t.,. du1ina rninskog punjenja. Kod iniciranja sa dna 51. ~ 65b ovaj praces se moze izraziti na sledeci naCin: Z3
tJ
=0 '
2Z r . t2 =
D\.i
t.,
+ D '
na osnovu 'napred izlozenog, proizilazi da je vreme pocetka drobljenja stenske rnase, od momenta iniciranja, u drugom slucaju, pri iniciranju odozdo, duie za velicinu ttt = t.,/D, odnosno za taj vremenski period se stenska masa duie nalazi u napregnutom sta nju sto pozitivno deluje na fragmentaciju. Pri aksijalnom iniciranju minskih punjenja sa vrha, naponski talasi u stenskoj masi me se konicno prema dubini. U gornjem delu etUe naponski talasi vrlo brzo dolaze do slobdne povrtine, formiraju se pukotine kroz koje gasov'i delimieno ~,oteknu" usled cega dolazi do pada pritiska, dok se ceo proces razlaganja eksploziva u donjem delu jOi nije zavrSio. Prema rni!ljenju nekih autora (Mosinec V.N., Mec lU.S) kod ovak· vog naeina iniciranja 40% energije eksplozije usmereno je na stranu ka slobodnoj povr fini, a 60% u unutra!njost masiva !to utiee na stvaranje kraterskih efekata i pukotina iza minskog polja. Sl. 166b.
a)
b)
c)
~/."v.<~v/;';"::t"'·
'~;AV~ 7-,;~
'fjL~~/
.,. ;~f::;.:~~~~
,/
'M~~/ t~ 4/
"'
---ll
......)1 ~.'::;:' .........
'-
'- /X L:.
~
/''::::::-/,
/"--"' I
,
~
tiene gustine, no takoae moZe dovesti do otkaza. Potreban broj pojacnika i njihov raspored u minskom punjenju moze se racun ski odrediti na osnovu poznate brzine detonacije primenjenog eksploziva i brzine deto nacije primenjenog detonirajuceg Stapina, kao i pomoeu nomograma. Na sl. 167 dati su nomogrami za odredivanje polozaja pojacnika u stubu jednorodnog eksplozivnog pu njenja. Koriscenje nomograma je sledece: predpostavimo da imamo stub eksplozivnog punjenja duzine Lp = 14 m, eiji je odnos brzina eksploziva i ftapina Ve/Vs 0,435, onda {;e odgovarajuce rastojanje medu pojaCnicima prema nomogramu biti: 13/ L = 0,07, 12 /L '" 0,18, 1\ /L::: 0,39, to jest, pri duiini punjenja L 14 m, rastojanje pojacnika od dna busotine (;e bili: 13 = 14xO,07= I,Om,13 +h = 14(0,18+0,07)=3,5 m;13 +12 + +/\ = 14(0,07 +0,18 +0,39) =9,4m.
1-r-rn 1,000-1 ... ) III
J.'/
4\ ":::.:..--../';.* /
\\ - -JJ
na gore i n3 dole sl. !66c. VBetaekasto iniciranje rninskog punjenja neophodno je primeniti kod dubokih minskih busotina, ili kod primene razdvojenih rninskih punjenja kao i kod minskih punjenja gde se oeekuje da stub eksploziva nije kontinualan iz bilo kojeg razloga. Prime na vi!etaCkastog iniciranja mora biti detaljno analizirana posebno kod detonaciono neo setljivih eksploziva, kao na primer, kod AN-FO smesa koje se karakteri§u pojavom pro menljive brzine .detonacije, kao i fenomenom detonacije rri!eg reda i prekomernim brzi nama detonacije. Ovde je takode vaZno odrediti potreban broj pojaenika i njihov racio nalan raspored. Mali broj pojacnika moze dovesti do nepotpune detonacije, a vema broj, ako su blizu jedan drugom, mogu dovesti do komprimovanja AN-FO smeSe preko kri
51. 166. RazlI'Oj detonacionog talasa pri iniciranju minskog punjenja. a - odozdo. b - odozgo. c - u susret.
......
0,75 \
~---\-
-f
0.50
---,----+----~
--+
" I
,J. ,...
l.'::: r,
0.6
0,1
v. /I!s
, TI -f-:::
1,0 -
.t;~ ocl'
... .:::
...,
,
OJ
0,
06
07
.--... oe
V./V..
b
0.
Aksijalno iniciranje minskih punjenja odozdo ima prednost u odnosu na iill ciranje odozgo, jer je front naprezanja u obliku usmeren ka s!obodnoj povdini sa 60%, a 40% u stranu masiva. Kod ovakvog naCina iniciranja u najvecem stepenu se koristi duzina bUSotine, potpunije se koristi energija eksplozije, ostvaruje se podno pokretanje stenske mase, a duzina probu§enja moze se smanjiti za 50% u odnosu na iniciranje odozgo.
I
OS
SI. 167.
Nomogra m za "dredivanje poloZaja pojacnika u minskom punjenju. a
sa dva pojacnika. b
sa tri
pojacnika.
rajuceg jacine.
eksploziva Cija je brzina detonacije bliska brzini detonacije detoni· vBe inid] atora ncma smisla pa se moze primeniti jcdan inicijator odgova·
269
16X Za iniciranje minskih punjenja koja su kombinovana od viSe vrsta eksploziva racionalan razme!taj ta(!aka iniciranja treba odrediti tako da se frontovi detonacionih talasa susrecu na granici dva tipa eksploziva, da bi se iskljul!io pre nos detonacije Oct sIo--* slabijeg najal!i eksploziv. Iniciranje razdvojenih minskih punjenja moze se izvrSiti sa usporenjem u spolj noj mreZi iii u samoj bUSotini, sr. 168.
1
-
1
I
,
51. 169. Kuka za spu~tanie patrona eksploziva u minske btAotine. 1 - uze, 2 - igla, 3 - zamka na patroni ek sploziva, 4 - kanap za potezanje i9 le .
b Q.
SI.168. Konstrukcija razdvojenog minskog punjenja. a - sa usporenjem u spoljnoj mreii, b - sa usporenjem u samoj buWtini. 1 - eksplolivno punjenje, 2 - inertni materijal, 3,4 - inicijatori, 5,6 - detoniraju Ci ltapin, 7 - gumena iii pla$ti~na cev,8 - uspori\l~.
11.8.3. PUNJENJE MINSKIH suSonNA EKSPWZIVOM
Punjenje minskih bukltina eksplozivom moze biti ru(!no i mehanizovano, I jedoim i drugim nail!mom mogu se puniti buiotine patroniranim i nepatroniranim ek· splozivima. Rueno punjenje minskih buiotina patroniranim eksplozivima u zavisnosti od nagiba bUSotine, vrii se spuStanjem - slobodnim padom ukoliko je nagtb bUSotine takav da se patrone same krecu, iIi potiskivanjem patrona minerskim Stapom motkom ako je nagib' bUSotina takav da se patrone samt' ne mogu kretati. U zavisnosti od nagiba bUSoti ne, njene dubine, nacina potiskivanja patrona. vrste eksploziva kao i odnosa precnika bUSotine i precnika patrone. postite se razlicit koeficijent popunjenosti buSotine. Kod praSkastih patroniranih eksploziva koeficijent popunenosti bUSotine je manji od 1,0, kod vodoplasticnih patroniranih blizak 1,0 a kod kaSastih i granuliranih ako se mehanizovano pune koeficijent popunjenosti je jednak 1,0. Ukoliko su bUSotine velikog nagiba i dubine. nacin spustanja patrona treba uskladiti sa propisima.
51. 170.
Pneumatski punjac za patronirane eksplozive Svedske proizvodnje.
I
~-o
271
Rucno punjenje minskih busotina nepatroniranim eksplozivima u rifuznom stanju vr§i se jednostavno uspavanjem eksploziva u buSotinu. Ovaj eksploziv je obieno pakovan u lliakove, ako se fabricki proizvodi, inac.':\e se moze proizvesti i na lieu mesta. Mehanizovano punjenje rninskih buootina patroniranim eksplozivima vrsi se pomoeu pneumatskih ureaaja (punjaea) tako ~to se kroz specijalnu cev od metala iii plastic.':\ne mase komprimiranim vazduhom potiskuju patrone eksploziva. Kod novijih konstrokeija ovih punjaea na poeetnom delu creva ugraauju se specijalni nozevi koji seku omot patrone c.':\ime se postiZe matno veta gustina punjenja. Ovim postupkom pune se uglavnom patrone malog prec.':\nika do 50 mm., a vreme punjenja u odnosu na roeno, skratuje se za 50-60%. Mehanizovano punjenje minskih buootina nepatroniranim eksplozivima moze se vr!iti: ureaajima koji mehanic.':\ki ubaeuju u bUSotine fabrieki spravljen eksploziv u rifuznom stanju, ureaajima koji na lieu mesta proizvode eksploziv ili eksplozivnu smesu i direktno je ubacuju ill upumpavaju u minsku buSotinu.
51. 171.
Izgled pneumodozera.
Mehanizovano punjenje fabricki spravljenih nepatroniranill eksplozimih smesa moze se vrsiti raznim vrstama punjaca. Na sl. 171 prikazan je pneurnodozer domace proizvodnje ,,MHoje Zakic" Krusevac, koji je namenjen za meharuzovano punjenje
minskih bUSotina AN-FO eksplozivnom sme~om. Radi na principu potiskivanja, odnos no isisavanja smde pomocu dodatnog ejaktorskog uredaja. Rukovanje pneumodozerom vrm se preko pneumatskih razvodnika. Snabdeven je antistatiekim crevom elektrienog otpora 1-30 kn duiine 20 m, preenika 22-28 mm. Ovim ured.ajem mogu se puniti bu~otine pod svakim uglom. Osnovne tehnieke karakteristike pneumodozera 100 koji proizvodi "M. Zakit" KruSevac su: tirina 870 mm visina 1250 mm maksimalni pritisak u liniji punjenja 700kPa maksimalni pritisak u posudi 150 K.Pa ispitni pritisak 200kPa brzina punjenja 22 kg/min. Proizvodnja eksploziva i eksplozivnih smeia na lieu mesta i njihovo ubacivanje odnoso upumpavanje u minske bUSotine vcli se pomoeu specijalnih proizvodno-pumpnih jediniea koje su postavljene na Sasiju teretnog vozila, tako da vozilo u stvari predstavlja malu fabriku ekploziva na toekovima Za proizvodnju eksplozivnih smeia (AN-FO) i Slurry, u blizini rudnika podiZe se stanica za uskladiStenje i pripremu sirovina kojima se pune AN-FO odnosno Slurry vozilo. AN-FO vozilo sastoji se od sasije teretnog vozila na kome se nalazi trodelni bunker za smeftaj granuliranog poromog amonijurnnitrata (AN), rezervoara za gorivo (DG), vazdume ustave - meiaca Dotok AN preko pufnog vretena i (DG), u meiae je sinhronizovan za odnos 94% AN i 6% DG. Iz vazd~me ustave - meiaca, gde se u vazdu! noj struji stvara intimna smeia AN/DG, pneumatskim putem kroz crevo, eiji je precnik ispod kriticnog precnika za dotienu smeru, pri kolifini od oko 200 kg! min. AN-FO se ubacuje u minske bu§otine. Pre pocetka ubacivanja AN-FO smek, u btiSotine se rta detonirajutem stapinu spu§ta potreban broj pentolitskih pojacnika. Kapacitet vozila dOlIlOOe proizvodnje je lO t AN-FO smele. Kvalitet smek zavisi od kvaliteta ulaznih sirovina i tafnosti doziranja AN/DG. Slurry vozilo po spoljnjem izgledu slieno je AN-FO vozilu, nie/lutim, po svojoj konstrukciji matno je slozenije. U posebnim delovima - bunkerima nadgradnje vozila cuvaju se teena i cvrsta goriva, rastvor oksidanata i aditivi. UkljuCivanjem elektronski programirane opreme u meiac.':\ doticu sastavne komponente gde se formira slurry smeia koja se pumpom preko creva upumpava u minsku buSotinu. Promenom kolieine i vrste doziranih sirovina mogute je bez prekida rada dobiti slurry smesu razlieitih energetskih karakteristika. Po upumpavanju zadate kolieine za jednu minsku bUSotinu vozilo se automatski iskljucuje. Rad pumpe za ubacivanje slurry smde je sinhronizovan sa kapacitetom meSaca. Brzina punjenja je do 150 kg/min. Prec nik ereva je ispod kriticnog precnika pripremljene smeSe, a smeb postaje eksplozivna tek posle izvesnog vremena (10 min.) posto se upumpa u buiiotinu.
272
273
1 t
51. 173. 51. 172. Sematski prikaz punjenja AN-FO vozila u stank; i vozilo na terenu. 1 si,3 - AN-FO vozilo, 4 - rezervoar za gorivo, 5 - bunker; za AN, 6 zervoar vozila~
dOVOl
me~{:,
AN, 2 dozirni silo 7 - sipanje DG u re
Sematski prikaz slurry \/o2ila. 1 rezervoar za tecno gorivo, 2 rezervoar za vrucu vodu, 3 rezer bunker za cvrsto gorivo, 6 voar toplog rastvora oksidanata, 4 - bunker za Cvrste oksidante, 5 prostor za aditive, 7 bubanj za namotavanje creva,8 kontrolna tabla, 9 rezervoar za hidro ulje, 10 venti!, 11 komprimirani vazduh, 12 - puzasti transporter. 13 me~c, 14 slurry pumpa.
f I
274
275
Pored masinskih mogu~nosti sarnog vozila, za proizvodnju slurry sme~ potre bna su i odrei1ena hemijsko-tehnolo!ka znanja oko pripreme ~astvora ta¢no odrelJenih karakteristika, podeSavanje viskoziteta aerizacije, vodootpornosti i regulisanje f1zi¢ko hernijskih karaktenstika finalnog slurry sastava.
Vlatnost vazduha utice na flZieko stanje granula AN uprocesu punjenja. Ako se zasi~en vazduh pri temperaturi od 70 of kornprimuje na 10 bara i ako pri izlasku iz pu ima~e
njaea ekspandira na 1 bar granulaAN.
relativnu vlaZnost sarno 10% Ito ~e uticati na su!enje 10
11.8.4. ELEKTROSTATICKE POJA VE PRJ PNEUMATSKOM PUNJENJU MINSKIH BUSOTINA
>
I
.......
8 11----4-.
)C
..J
~ 61 U
Pneumatski na¢in punjenja minskih bUSotina eksplozivirna u rifuwom stanju vezano je za rnogu~nost stvaranja statiekog elektriciteta i njegovog nagornilavanja do razmere koja moze dovesti do prevrernene detonacije minskog punjenja i ugrozavanja ljudskih zivota i materijalnih dobara. U literaturi je zabeleteno da su u p06etnom perio du uvodenja pneumatskog punjenja bile registrovane nesrece i havarije kao posledica stati¢kog elektriciteta.
--~}~t----,
UJ
~
~ 4\
\
,",
,
2
Istrativanja koja su u vezi stirn vr~na pokaza1a su da je pojava stati6kog elek triciteta u procesu pneurnatskog punjenja minskih bUSotina zavisna od vi~ faktora ito: 51. 174.
elektrienih svojstava i flZi¢kog stanja eksploziva, - stepena vlatnosti eksploziva i okolnog vazduha, - brzine pomeranja tanll~ih povrSina jedne u odnosu na drugu, disperznosti eksploziva i njegove brzine transporta, - vlaZnosti eksploziva i vlatnosti komprimiranog vazduha, dutine transporta, stmjoprovodljivosti creva i okolnih stena.
~~
z
Zavisnost elektrostati~kog potencijala ad vlat· nosti vazduha. 1 - polietilensko crevo, 2 gumeno crevo.
40
SO
60
70
80
VLAZNOST VAZOUHA,"'.
11.8.4.2. Zavisnost statickog elektriciteta od
specificnog otpora.creva za transport
Vlatnost vazduha po pravilu utice na pove~anje provodljivosti tela, utoliko bIte ukoliko je ve~a hidrofllnost tela. Ukoliko je rnanja vlafnost vazduha i elektroprovo dljivost tam~ih tela i kontakt rnedu njima utoliko je v~a mogu~nost pojave stati¢kog elektriciteta. U tab. 78 dat jc uticaj vlatnosti vazduha na potencijal creva.
Priroda rnaterijala od koga je izradeno crevo za transport pn pneumatskom pu njenju igra veliku ulogu. Specificni elektrieni otpor za razlieite rnaterijale je razlieit, ukoliko je manji to je manja rnogucnost elektrizacije. Za creva izradena od polivinil hlonda sa specifienirn otporom 2,9 . JOII n maksirnalni potencijal je 11,5 kV, dok je za gumena creva sa specificnirn otpororn 1,6 . 10 8 n potencijal statickog elektriciteta 2,1 KV. Za creva izradena od poluprovodnika potencijal ne prelazi 0,1 KV. U tabeli br. 79 data je zavisnost rnaksirnalnog potencijala od specifienog otpora za creva izrai1ena od razli¢itih materijala.
Tabela 78
Tabela 79
11.8.4.1. Zavisnost statickog elektriciteta
od vlainosti vazduha
Polietilen
mat e r ij a I ere va potietilen vlamost vazduha, % maksimalni pOlen·
cijal, v
50
9500
60
8200
70
guma
80
50
60
70
80
Specificni otpor (il) 6000
100
450
2300
1100
300
MaksimaIni potencijal (V)
Poluprovo dni polie ti len
Gurna
Polivinil
1,4'10 10
1,6'10 3
2,9.10 11
2,7'10 6
7.250
2.100
11.500
100
niksog pritiska
visokog pritiska
2,1'10 10 8.000
276
277
II.S.4.3. Zavisnost elektrostatickog potencijala
"'. od~bJZine transporta
Brzina transport a materijala kroz creva bitno utife na pojavu stati~kog elek triciteta na crevo za punjenja. Raspodela potencijalnog napona na crevu proporcionalna je poprecnom preseku creva, a gustina naboja je u funkciji poprecnog preseka materijala koji se transportuje i brzine transporta. Raspodela potencijaInog naboja u crevu mote se dobiti uz pomoc priblifnog modela triboelektriciteta a intenzitet struje dat je jednaci nom: q·u+a·s·e gde je:
elektricna struja,
q priblifna gust ina elekticnog naboja po jedinici dutine,
u - priblifna brzina transporta kroz crevo,
S - poprecni presek creva,
a - elektroprovodljivost stena,
e - Ilk
k dielektricna Cost.
Uticaj brzine transporta eksploziva na stvaranje statickog elektriciteta tesno je povezan sa granulometrijskim sastavom i flZickim stanjem eksploziva kao i oblogom sa mog creva za transport. Ispitivanja stirn u vezi vrSena su na crevima od polietilena i gu_ me sa protokom od 8-10 icg/m 3 vazduha i vlafno~u smeSe od 0,3-0,5%. Vlafnost okolnog vazduha bila je od 45-5
I
~ I-.---~';'.
:.::
~8~~-,----+--~~~
a
~ 6
I
0..
5 4 3 /
6
2
SI. 175.
Zavisnost elektrostati¢kog potenc.jala od brzine transporta kroz creva. AN-FO/AI,2 - AN, 3 - AN-FO.
,,
/
~
o
~./-/ ,/
~
5
20
10 BR ZI NA PROTOKA
I
I1.S.4.4. Stvaranje uljne magle i prasine u
procesu pneumatskog punjenja
Pri pneumatskom punjenju rninskih bu§otina AN-FO smeWna, usled nedovolj nog meSanja komponenata, nepravilnog doziranja i primene neujednacenog pritiska komprimiranog vazduha mogu prouzrokovati stvaranja uljne magIe koja mole stvoriti eksplozivnu atmosferu u podrucju punjenja minski.h buootina. Isto tako kod neusklaite nih parametara u procesu punjenja stvara se para i prama koje ~etno uticu na zdravlje zaposlenih. Da bi se ovo izbegIo tehnoloSki postupak i doziranje komponenata pri pri meni AN-FO smeSa moraju biti tacno odredeni i precizirani. Pritisak komprimiranog vazduha mora biti regulisan na odredenu i konstantnu vrednost, u protivnom narocito kod visokog vazdusnog pritiska nastaje stvaranje uljne magIe. Visoka vlafnost vazduha izaziva pad temperature i stvaranje uljne magIe, pa je neophodno vlainost komprimira nog vazduha redovno kontrolisati,
I I.S.4.5. Mere zastite od statickog elektriciteta
pri pneumatskom punjenju
Stvaranje statickog elektriciteta pri pneumatskom punjenju minskih bUi:ltina je prateca pojava sa kojom se ozbiljno mora racunati, narocito ako se u minskom polju radi sa elektrodetonatorima. Rudarski biro SAD propisao je pravila sigumosti u rudars koj industriji pri pneumatskom punjenju rninskih buSotina. Kao opSte pravilo za~ite od statistickog elektriciteta odnose se na: - Primenu creva za punjenje od poluprovodnih materijaIa. Uzemljenje strujoprovodnih elemenata i mama za punjenje. MinimaIni procenat vlafnosti vazduha koji se koristi za punjenje. Ogranicena brzina vazdume struje u crevima za punjenje.
7 r----~~--+--:,L-~~
o
od 0- 20 m/s. Sa daIjim povecanjem brzine intenzitet eJektrizacije sporije raste do
vrednosti brzine od 50-55 m/s a zatim prestaje rasti. U zavisnosti od fuickog stanja
materijala koji se transportuje, vrednosti stati~kog potencijala mogu se menjati. Na
sl. br. 175' data je zavisnost potencijaIa od brzine transporta za odredene vrste kompa
nenata kroz polietilenska i gumena creva. Brzina transporta pri kojoj elektrizacija pres
taje da se javljaje u granicama 1-2 m/s.
mIs
25
U raznim zemljama primenjuju se creva sa razlicitom provodljivoscu. Smatra se da otpor creva treba da bude u granicama od 17-66 K.I1I m'. U Kanadi se primenjuju creva za punjenje sa otporomod 10 K.I1/m', Svedskoj 10-30 K.I1/m'. Za izradu creva i drugUl nemetalnih delova u svetu se primenjuju razlicite plast mase i guma. U SSSR-u su vrsena obimna istraiivanja ovih problema. U podzemnim uslovima punjenje je beza pasno ako stena ima veci otpor od 1.10 7 .11' i ako je vlafnost vazduha veca od 65%. Ispi su pokazala da u takvim slucajevima nisu potrebne posebne mere zaStite od sta tickog elektriciteta. U svim drugim slucajevima moraju se primenjivati poluprovodna creva sa specificnim otporom izmedu 104 i 106 P./cm. Utvrdeno je da opasnost od
l
27X
279
statickog elektrieiteta pri punjenju minskih busotina postoji sarno u llsIovima sllvih pro siorija ill bUSotina, i ako je vtainost vazduha manja od 4ox,. U takvim slutajevima mora se prostorija ovlaiiti, a malina za punjenje uzemljiti. Uzemljenje masine - punioca ne treba vrSiti p'reko opUe mreie za uzemljenje, niti preko masa u kojima mogu dase jave lutajuce struje. DovoIjno je ako se maSina za punjenje spoji sa zemljom preko spleta tan kih iica koje leze na zemlji u dui.ini od 1 m., pod uslovom da je zemlja stalno u vIa! nom stanju. ('reva za punjenje moraju biti laka i gipka, ali i dovoIjno cvrsta da bi mogla izdriati radni pritisak i mehanicke udare i potrese. Njihova elasticnost i mehanicka cvrs toea ne smeju bitno menjati svoje osobine u rasponu temperatura od 15-35 °C. Unu trasnja i spoljna povrSina moraju biti gJatke. Isto tako neophodno je da rukovaoc dozera - punjaca ima na sebi odecu takvih osobina da ne akumulira staticki elektricitet.
11.8.5. ZACEPLJENJE MINSKIH BU,SOTINA
U praksi se najtelCe koriste plastitni i zmasti materijali. Od plastitnih materl
lata najtelCe se koristi smdagline i peska u odnosu 1:3; C~ od 6iste gline oije dobar jer ima mali koeflgjent unutramjeg trenjll,urUje sti!S.jiv i brzo izle~ iz bu§otine. Minski tep od zrnasto~ma.~rijalll (pesak, kamenasit~~, 8!anulisana Iljaka V!sokih peei) pruta matno veti otpor potisnoj sill gasnih produkata, jer ima veCu silu ~!amjeg trenja izme1!u testiellE1ateril~a. Pored plastitnih i zrnastih materijala kao dobro zatepljenje m~e poslutiti i ~da. Napovriinskim kopovima vece dubine, testo se pojavijuju buftone pune vode. Vodootporni eksploziv koji se stavija u buSotinu potiskuje vodu i ona m~e posluiit.! Iiao eep. U jamskim uslovima testo se koriste plastiene ampule napunjene vodom, sa kojima se vri zatepljenje u kombinaciji sa zmastim i plastitnim materljalima. Ove am ewe pozitivno deluju na smanjenje zapraSenosti posle miniranja. Zaeepljenje minskih ~uSo.!ina maZe se vrSiti rutno i mehanizovano.
Posle smeStaja potrebne kolicine eksploziva u minsku bUSotinu, preostali deo minske bu~tinezaI:t§~\la sf.odredenim vrstama m~terilala·~~'::-~e nalazenalicu meso Osnovna uloga cepa je da omoguci no dui.e delovanje produkata
eksp!ozije~~
ll.9.IZBOR OPrIMALNOG INTERVALA USORENJA
~nsku_masu, i obezbedi st() vece_}skoriscenj~.~~~!g~eks"p~~iie.:~epeJ1..isk.0ri.¥~~
energije eksplozije zavisi od kvaliteta izrade cepa, odnosno od toga kol!k~_dug()_~ ~oze da se odupre dejstvu£~Clduka!a ekspIQzije.. Erekat za(~plj~\,anja_u velikoj.-!!le_ri ;a.,iSiOdd"uiine minskog cepa. Potrebna duzina minskog cepa ie o.l1ajtl!i!!a..§a_kojom se Postiie potpuno hermetltio -;aEepii~~j~d~~~nta iniciranja mins~...mIDjeJ!ia Ra pocetka odlamanja i odbacivanja stenskog materijal.!,: ~oznaci da minski cep.!I~1!.a d,TO.stane_1I ~~Sotini za sve ~eme _razlaganja.mins.!cQg puerljnja ida izleti zajedno sa o~ ~a_cenim materijalom. Na optimalnu du.tinu minskog cepa uticu sledeei [aktori: cvrstoca stene, vrsta i kvalitet materijala od koga je cep izraaen, mesto iniciranja minskog punjenja i sl. Kod miniranja u stenama razlicite cvrstoee, pri istim ostalim uslovima minira nja, i pri istoj dutini minskog cepa, sa povecanjem cvrstoee stena smanjuje se otpor min skog cepa potisnom dejstvu gasnih produkata eksplozije. Samim tim smanjuje se koefi· djent iskoriscenja minske bUSotine zbog delimicnog gubitka energije usled prevremenog izletanja cepa. Kod miniranja u stenama manje cvtStoee usled njihove manje akusticne impedance. razaranje stena se vrsi uglavnom na racun dejstva kineticke energije gasnih produkata. Prema tome. u stenama manje cvrstoce minski pee ima veti uticaj na iskori· scenje energije, pa i veti eiekat na miniranje. Vrsta i osobine materijaJa za zacepljenje minske bUSotine od sustinskog su uti· caja na velicinu otpora kojim se cep suprostavlja sili gasnih produkata. On mora biti lak za izradu, da se lako ubacuje u busotinu bez opasnosti od povrede pro\'odnika za inicira nje, da dobro prijanja za bokove minske busotine, da ne stvara staticki elektricitet pri punjenju.
do
Iniciranje minskih punjenja u minskim bulotinama maZe se izvesti na jedan od naeina: trenutno, usporeno (vremensko) i kratkousporeno (milisekundno). Trenutno inieiranje minskih punjenja se jot uvek dosta koristi i pored toga fto ne daje najpovoljnije ekonomsko-tehnitke pokazatelje. Sastoji se u tome da se sva mins· ka punjenja u bUSotinama iniciraju istovremeno. Mo~e da se obavi elektrodetonatorima iIi detonirajucim Stapinom. Na taj naein se postiie simultani razvoj proeesa eksplozije u svim bulotinama. U pogJedu seizmiekog dejstva, ovaj natin iniciranja manifestuje se kao jedinstven impuls potresa, a u pogledu fragmentacije miniranog materijala ne daje re zultate, jer se dejstvo eksplozije manifestuje u praveu linije najmanjeg otpora, tj. punje nje iz prvog reda bliSotina razara stenu u pravcu nagiba etate, a punjenje drugog i ostalih redova buSotina pomera stensku masu prema gore st. 176a. Usporeno (vremensko) iniciranje rninskih punjenja sastoji se u tome da se izmedu dva susedna rninska punjenja stavlja vremenski usporivat sa intervalom uspore nja od najmanje 0,5 sekundi pa do nekoliko sekundi. Ovo usporenje mote se obaviti izmed:u svakog punjenja, grupe punjenja u redu, odnosno izmedu redova minskih buSo tina. Ovaj po stupak dovodi do toga da se svako posebno inieirano punjenje, ill grupa pu· njenja manifestuje kao poseban impuls potresa. Na ovaj natin intezitet potresa je sma njen u odnosu na intezitet kada bi se iniciranje izvrSilo trenutno. Deo seizmitke energije na ovaj nacin utroSen je na korisne oblike rada. Kratkousporeno (milisekundno) iniciranje sastoji se u tome da se izmedu dva susedna minsk a punjenja stavljaju milisekundni usporivaei,od najmanje 5 pa do nekoliko slede~ih
281
280
Interferencija talasa naprezanja pri eksploziji dva susedna minska punjenja nas taje onda kada se pravac pomeranja Cestica od dejstva talasa predhodne eksplozije p
desetina milisekundi (ms). Velieina milisekundnog intervala je uglavnom funkcija flzi cko-mehanickih karakteristika radne sredine i geometrije miniranja. Kod milisekundnog nacina miniranja velicina seizmickih oscilacija ne zavisi od ukupne kolicine eksploziva' koji se inicira, vee je rezultat uzajmnog dejstva eksplozije ogranicenog braja minskih punjenja.
Q.,
F.
\
I
\
I
\
\ ;
\ J/
1
t\; t >.1 t 1\
\
I
\
-
/
I
;
\; \
\\ -
I
/ \\ ;
I
I
~
I
'7":
1/
Q, 51. 177. Serna interlerencij e talasa naprezanja pri mUise kU'ndnorn iniciranju dva susedna rninska punje. nja.
-~---
Potreban interval usporenja (t) za obezbeC1enje interferencije talasa naprezanja moze se odrediti po formuli G.L Pokrovskog t =
gde je: l.
+4 W2 IV
, ms ,
a rastojanje meitu buwtinama u redu, m W- linija najmanjeg otpora, m V- brzina rasprostiranja talasa naprezanja, ml s.
~;t:-
Trajanje elasticnih oscilovanja u masivu u zoni razaranja ne prelazi 6 ms, dok primeniivani interval usporenja u praksi iznosi 10-100 ms. Dopunske otkrivene povrSine obezbeituju u masivu stvaranje odbijenih talasa rastereeenja,povecavajuci na taj nacm kvalitet usitnjavanja. Povecanjem broja slobodnih povrsina (od jedan na tri) poveeava se i efekat razaranja srazmemo tom poveeanju.
51. 176.
Dejstvo eksplozivnog punjenja. a
.J a2
trenutno miniranje, b - milisekundno rniniranje.
Usled ovoga, seizmicke osciIacije kod milisekundnog miniranja, sa dobra oda branim parametrima. dostiZu odreC1enu velicinu i ostaju na tom nivou do kraja eksploz je, nezavisno od ukupne kolicine aktiviranog eksploziva. Pri proracunu vrednosti za (t) polazi se od zahteva da eksplozija pojedinog minskog punjenja treba da otpocne pre nego ~o do njega stigne udami talas eksplozije predhodnog punjenja, t < WIV, ms. Pri orimeni milisekundnog nacina miniranja, sa dobro odabranim intervalom odreden je sledecim faktorima: interferencijom talasa obrazovanjem dopunskih slobodnih n{'\vr~in~
",Ptiifrl&iJ!!P$!j!ii!) ......
-..
/
.
P " /
/
a
b S1. 178.
J I
a - promena usiova dejStva eksplozije u zavisnosti od broja slobodnih pov~ina; b - obrazovanje do punskih slobodnih povrliina pri miliseKundnom miniranju.
283
282 t
Odre
= (l,5 - 2,0) A . W ,ms
A.N. Hanukajev je predlofio sledecu formulu:
eksperimentalno, i - pomocu empiritkih obrazaca.
tl + t2 + t 3 , ms,
t
Jedan od nacina eksperimentalnog odre(fivanja milisekundnog intervala uspo renja je merenje brzine oscilovanja tIa, na odre
gde je:
tl - vreme koje karakteri~ stadijum napregnutog stanja stene do pocetka ru Senja, i pribli1:no je jednako 1,0-2,0 ms. t2 - vreme stvaranja pukotina u masivu do pocetka izbacivanja iz kontura lev ka eksplozge. t3 vreme poslednjeg stadijuma, odnosno vreme odvajanja od masiva pdzme levka.
Vreme (t 2 ) odre/:'''ij)'\.~~'\.''h~
~
t = A· W. ms,
gde je: A - koeficijent koji karakteriSe radnu sredinu (tab. SO), W - linija najmanjeg otpora, m. 51. 179.
Tabj\a 80
Serna za odre
kategorija stena po ¢vrsto<:i
vrsta
stena
vrednost koeficijenta (A)
t2
!
vrIo Cvrste
granitni, peridotiti sulfJdne cvrste rude
3
Cvrste
pd¢ari. rnetamodisani ¢vrsti kre¢njaci, felezni k varciti
4
sred nje cvrste
kre¢njaci mermeri Skriljci, serpentini
melee
magneziti
laporci. Skriljci, kameni ugalj
5
=
Vp .
w tl
'2 ' ms,
1'[ COS.,/
gde je: W - linija najmanjeg otpora, m V p- brzina razvijanja pukotina, zavisno od cvrstoce stena, ms, i ravna je: u bliinoj zoni do 5 precnika punjenja (500-1500 m/s), (150-300 m/s). u daljoj zorn
6
2
h = 80' 10-6 W
• ')'
D Za vi!eredna miniranja ako se teli kontrolisati oblik gomile odminiranog mate \ rijala koristi se formula u obliku:
1,0-0,6 90°
koeficijent raspucalosti masiva, (3 - ugao levka eksplozije, 1'[ -
gde je: ')' D
tg (3/2
, ms,
zapreminska tezina stene, grl cm 3 precnik minske bUSotine, m.
284
285
pre~nika
U tab. 81 data je zavisnost milisekundnog intervala od buwtine.
~vrstote
stene i veli~ine
Milisekundni interval usporenja pri rniniranju u podzemnoj eksploataciji letitta, naro~ito za meke materijale (ugalj) mote se odrediti:
Tabela 81 preenik bUSot inc
_
t -
31,5W
•• •
-:- 6
4 - ..J Vu • "(
+ 9,6,
IDS,
koeficije nt cvrstoee
mm
f"4-1O
gdeje: V u - brzina prostiranja uzdu1nih e1asti(jnih talasa, m/s 3 'Y - zapreminska tetina stene, grl em W linija najmanjeg otpora, In.
f=IO-16
20-25 25-40 35-50
100 100-200 200-300
10-20 20-35 25-50
milisekundni interval
A.N. Hanukajev predloiio je formulu:
11.10. TEHNICKI ZAIfi'EVI KOD MINIRANJA t=2W
J
;-;
.1.., ms q
t
Pri savremenoj tehnologiji dobijanja metalicnih i nemetali(jnih mineralnih siro Yina na rudnicirna, izminirana masa imarazli(jitu krupnotu koja zavisi od niza faktora
gde je: 'Y - zapreminska tezina stene, gr/cm 3 q - specificna potrosnja eksploziva, kg/m 3 .
kao Ito su:
Po formuli Johansona i Langeforsa milisekundni interval se moie
sra~unati
odnosa: t
gde je:
= 3,3 K . W , ms,
K - koeficijent koji karakteri§e radnu sredinu, upotrebljeni eksploziv i druge parametre, ( K = 1,0-2,0), W - linija najmanjeg otpora, m.
U tab. 82 dat je milisekundni interval u zavisnosti od koeficijenta cvrstoce (f) i linije najmanjeg otpora (W).
Cvr8te i krte lomljive stene. kor niti, gramti, peridotiti, gabro, i dr srednje cVTste stene. raspucali korniti, dolomiti, krecnjaci. pi rfiriti i dr. nevezane i meke stene, gips. Iaporac, slabi kreenjaci
koeficijent cvrstoee(f)
milisekundni interval (t) u zavisnosti od Iinije najmanjeg otpora (W), m
1.5-3
3-4,5
4,5-6
6-8
8-10
10-11
15-17 19-21
20-25 25-31
25-30 31-37
30-35
14-8
15-17 19-21
20-25 25-31
25-30 31-37
8--4
20-25 25-31
25-30 31-37
30-35 37-40
20 -12
3
d , gde je:
d
Vk
0,15 ;; Vk
' m
3
,
najveei komad rniniranog materijala, rn3 zapremina ka!ike bagera, m 3 •
zapremina ka§ke, m 3
1,0
2,0
3,0
4,0
6,0
8,0
maksimalna zapremina komada, m 3
0,15
0,9
1,0
1,1
1,3
1,5
37-44 35-40 43-50
35-40 43-50
I
Na povriinskirn kopoviroa gde se utovar minirane mase obavlja bagerirna ka!i karirna, postavlja se uslov da najveCi komad miniranog materijala zadovolji sledeei uslov:
Tabjla 82 vrste stena
I J ;
_ rtzi(jko-mehani~kih svojstava i strukture radne sredine, vrste eksploziva, konstrukcije minskog punjenja, - rasporeda eksploziva u radnoj sredini, na~ina miniranja i dr.
iz
40-45 50-65
Dozvoljena veli~ina kornada u zavisnosti od veli(jine sanduka transportnog sred stva, mote se dobiti iz odnosa d ..;;;. q,$ gde je:
Vt
VV; , rn 3
•
veli~ina sanduka transportnog sredstva, m 3 _
11
287
28b
Dozvoljena velicina komada u odnosu na zev drobilice
d gde je:
b
~
(0,75 ~irina
0,85) b, m,
v.oo m
prijemnog otvora drobilice, m.
Dopu!tena velicina komada pri transportu trakama je: d ~ 0,5 b
gde je:
canjem dimenzija komada stene iznad neke optimalne velitine za 2,5-5,0%, kapacitet utovame mehanizacije se smanjuje za 20-30% sl. 180.
M£I 00
'\
'\
f'
+ 0,1 , m,
-"",
"""
.! ICD 11
b - Sirina trake.
-...
~ 7al -!c {1J
i'"I'"
Q.
"
"
"
~m III
11.11. OeENA STEPENA USlTNJA VANJA STENA
SI. 180.
00
MINIRANJEM
-
300' Posle miniranja stenska masa se razdrobi u komade razlicitog oblika i dimenzi ja, zavisno ad karakteristika stenske mase i kvaliteta same tehnologije miniranja. U za· visnosti od velicine komada i zastupljenosti pojedinih frakcija stene u miniranoj masi, zavise tro!kovi ostalih faza daljeg tretiranja mineralne sirovine, 81. 179.
In tenzi tet drobUenja
.~ ~d) .~ ~e) .~t ~
':g
--
,I...
~
~.
~
......
e
~
2
4
6
8
10
Zavisnost kapaciteta bagera od procentualnog u/!:e ~a negabarita.
'-
12 14
Ucdte M'gaOOrtto 0'0
Met1utim, preterano usitnjavanje takot1e nije ekonomicno. Mnogobrojnim opi· tima u industrijskim uslovima utvrt1eno je da se najbolji ekonomsld i tehnitld pokaza telji na utovaru, transportu i drobljenju postiiu ako je srednja velicina komada u izmini· ranoi masi (dn ) manM,5 puta od ~irine utovame kaMke (b) sl. 181.
::; .;;
::; '-;'
o
....... g
....o
o
.II<
t!::
'-,- - - ' - - - ' ' - - -
Intenzite t drobljenja SI. 179.
ZavisnoSt tro~kova od inteziteta usitnjavanja za pojedine operacije. a - bu~enje j miniranje, b uto. var, C - transport, d - usitnjavanje negabarita, e - mehanicko - usitnjavanje. f optimalno mini ranje.
Kapacitet utovarno-transponne mehanlzacije na zavisi sarno od karakteristika opreme, vee u najveeoj meri ad stepena usitnjenosti materijala koji se utovara. Sa pove·
345678910
Odnos sirine ko!'ike B i sredrltg preenika ds-~ SI. 181.
Za"isnost tro~kova bu~nja i miniranja, uto·
vara i transporta ad odnasa ~irine ka~ike ba gera i srednjeg precnika komada u miniranaj masi.
-
fragmentacija _ krupniji komad SI. 182.
Karakteristicne zavisnosti tra!kava pojedinih
faza eksplaatacije ad stepena usitnjavanja stena
miniranjem.
289
288 Sa ovim je tesno povezan problem optimalnog miniranja. Optimizaeija se moze odnositi sarno na troSkove bUSenja i miniranja, pri <:!emu se posmatraju tro!kovi sarno ovih procesa. Me4utim, optimaIno miniranje treba da da najniZe tro!kove me4usobno zavisnih tehnologija s1. 182. DosadaSnja istraiivanja su pokazala da se svaki stenski materijal miniranjem drobi po odrectenoj zakonitosti, pri <:!emu se u<:!e§Ce pojedinih frakcija granuIometriskog sastava javlja u odgovarajueem odnosu prema ukupno miniranoj masi. Intenzivnost i ravnomemost usitnjavanja moze se oceniti granulometriskim sastavom ukupno mini rane mase ill sarno u<:!eseem negabarita. Za oeenu po prvoj metodi neophodni su dosta obimni i teSki flZi<:!ki radovi, koji nisu u svim slu<:!ajevima opravdani. Zbog toga se vrlo testo koristi metod ocene kvaliteta miniranja prema u<:!eseu negabarita. Ukupna zapre mina negabarita u odnosu na ukupno miniranu masu mote se odrediti iz odnosa
, Vng gde je:
Vng
=y-.
V
zapremina rniniranog materijala, m 3 •
'l
..
g!O
/
/
/
/2 /'
U novije vreme za lineamu i lineamo-unakrsnu metodu koriste se fotoplanime· triski i fotogrametriski sisterni merenja.
".".
.. //
I/' /
IS
30
45
Pri lineamo-unakrsnom merenju, procentualno u<:!esce svake frakcije odre
V =~'IOO, %.
I
/
/
gde je: L x - ukupno izmerena dui.ina Svill komada odre
Ie (S)
I
,/"
.~
~25
klasiranjem celokupnog ill jednog reprezentativnog dela rniniranog materi jala, sto je vrlo tezak, ali i najta<:!niji postupak, - lineamim ill linearno-unakrsnim merenjem svih komada koji leze na povrSi ni stenske mase. Pri tome se predpostavlja da je granulometriski raspored materijala jednak u svim pravcima.
"LLx Vx ="LL ·)00, %,
KlO
:::I
Granulometriski sastav rniniranog materijala moze se odrediti na vBe nacina kao:
ni gomile odre
3
Me
j
,em,
Proeentualno ucesce svake pojedine frakcije pri lineamom merenju na povrSi
ukupna zapremina negabaritnih komad&., m
i1'S
100
gde je: Ii - srednja linearna veli6na komada odgovarajuce frakcije, em Pi -, tezinsko uCeSce frakcije, %.
100, % ,
Vng
:§
"L Ii' Pi
In =
60
Precnlk komada(cm) SI.183. Prikaz granufometriskog sastava miniranog materijala: 1 - materijal merno uSitnjen, 3 - ravnornerno lJsitnjen.
previ~e
usitnjen, 2 -
neravno,
Zato je ispravnije i tehnicki realnije ocenjivati stepen fragmentacije prema ve1i<:!ini srednjeg komada. Velicina avog komada moze se odrediti na viSe nacina, ali je za prak su najprihvatljivij2 metoda preko velicine pajedinili frakcija, i njihovog proeentualnog masi. il' odnosa : ucesca u ukupno
1
V METODE MINIRANJA
12.0. METODE MINIRANJA NA POVRSINSKIM KOPOVIMA
Glavni zadatak pri eksploataciji rnineralnih sirovina na povdinskim kopovima je, da se u zavisnosti od rudarsko-geoloSkih i proizvodnih uslova izahere odgovarajuca metoda miniranja. Pravilan izbor metode miniranja zavisi od niza faktora kao 8to su: struktume karakteristike leziSta,
predviaeni kapacitet povrsinskog kopa,
uslovljena granulacija rniniranog materijala,
maksimalna velie ina komada u izminiranoj masi,
zahtevane oeuvanosti rniniranog proizvoda,
stepena mehanizovanosti povrSinskog kopa,
propisanih mera sigurnosti i dr.
U zavisnosti od ovm i drugih faktora, na danamjem stepenu razvoja bUSenja i miniranja, i stepena mehanizovanosti ovm operacija na raskrivanju i otkopavanju mine ralnih sirovina, primenjuju se sledece metode miniranja. L Metode miniranja sa kratkim rninskim bu§otinama malog preenika. 2. Metode miniranja sa dubokim rninskim bUSotinama velikog preenika (verti kalne i kose). 3. Metode rniniranja sa proSirenim bUSotinama (kotlovsko miniranje). 4. Metode komomog miniranja. 5. Metodc sekundamog miniranja. 6. Metode specijalnog rniniranja. Da bi se postigla maksimalna proizvodnost povrsinskog kopa, uz 5to nile proiz vodne troSkove, izabrana metoda rniniranja treba da obezhedi neprekidan rad utovamo
293
292 transportne mehanizacije. Kao najekonomicnija metoda proizvodnog masovnog min ira 'nja je metoda miniranja sa dubokim minsk:im buwtinama (vertikalnim i kosim) velikog pretnika. Tehnieko-ekonomski pokazatelji miniranja na povdinskim kopoviroa zavise od niza parametara buknja i miniranja koji moraju biti uskla~eni.
Paremetri miniranja kod metode kratkih minskih bu~otina slicni su parametri rna kod metode dubokih minskih bmotina, pa & se njihovo mre objdnjenje dati kod obrade parametara za duboke minske bu!otine. Unija najmanjeg otpora u notici eWe sra~unava se iz odnosa:
W
12.1. METODA MIMRANJA KRATKIM MINSKIM BUSOTINAMA
Metoda miniranja sa kratkim minskim buootinama malog preenika, primenju je se na povdinskim kopovima malog kapaciteta sa kratkim frontovirna otkopavanja i sa polumehanizovanim radom. Ova metoda se tako~e primenjuje i kod radova na ukrasnom kamenu, kada se ne sme narufiti ill oMetiti minirani proizvod. Tako~e se primenjuje i kod selektivnog otkopavanja tanjih tilnih letiMa gde se ne dozvoljava me!anje rude i jalovine. Kod ove metode miniranja visina etale ne prelazi 5 m, a precnik buootine je do 75 mm. t
= 0,87
j
P q'm
, m,
kolicina eksploziva po m' buwtine. kg/m' gde je: p q _ specificna potromja eksploziva, kg}m 3 m - koeficijent zblitenja buwtina koji se kr~e: kod tren~tnog palenja 0,9 1.5 , kod milisekundnog palenja 1 ,1-1,5. Vik vrednosti odnose se na stene manje cvrstote, a nite vrednosti na stene vec!e evrstote. Rastojanje izme4u bu!otina u redu (a) je: a=m'W,m, gde je: W
t
linija najmanjeg otpora, m.
Rastojanje izme
4 =H
+ Ipe. m,
gde je : H - visina eWe, m. Ipe duZina probuknja ispod nivoa eta1.e, m koja se kod ove metode minira nja uzima da je: Ipe = 10 d - za cvrste i tvrde stene,
o
d
S1.184.
Raspored buWtina kod etainog miniranja. 1 -
bu~tina,
=
6d
Ipe
=
3 d - za meke stene,
za srednje evrste stene,
preenik bu§otine, m.
Kolicina punjenja u busotini je:
2 - za.!epljenje, 3 - eksplozivno punjenje.
Miniranje sa kratkirn mlnskim bUSotinarna nije ekonomicno, jer uslovljava pos tepen razvoj povdinskog kopa, ne obezbe
Ipe
Q
gde je:
q a W H
= q'a'W'H,
kg,
specificna potrosnja eksploziva, kg/rn rastojanje izrne
3
295
294
12.2. METODA MINIRANJA DUOOKIM MINSKIM BUSOTINAMA Metoda miniranja dubokim minskim bulotinamaje najrasprostranje~ja metoda dobijanja ~YIStih mineralnih sirovina. i mote Ie reCi da Ie danas oko 90% miniranih proizvoda dobija ovom metodom. Primenjljiva je za sve vrste stena za eije je dobijanje potrebno upotrebiti eksploziv. Razvoj ove metode miniranja uslovljen je i osvajanjem i uvodjenjem u eksploataciju opreme za bulenje kojom Ie postitu dubine do nekoliko desetina metara, sa pre~nicima i nagibom buJotina prakti~no po lelji. Sa energetskog stanovib pdmena dubokih bulotina na povriinskim kopovima predstavlja optimum, jer se za postizanje istih rezultata, u odnosu na druge metode, utroli. daleko manje energije. Za ow metodu miniranja koriste se vertikaIne i kose bulotine. Vertikalne bulotine najeeiCe se primenjuju za eta!e visine 6-30 m i nagloa etafe preko 70°. Primena vertikalnih bulotina pri uglu nagiba eta!e manjim od 70° je neracionalna zbog pove6anja linije najmanjeg otpoca u no!ici etate, koje minsko punje nje ne mole da savlada te se obrazuju neravnine - "pragovi" na etatnoj ravni, za koje je potrebno naknadno bu!enje i miniranje. Kose minske bulotine obi~o se koriste na etatama ~iji je nagib manji od 70°, tako da se bulotine bule obi~no paraleIno kosini etate, ~ime se posti!e da Iinija najrna njeg otpora u notici eta!e ne bude velika, odnosno da bude jednaka po celoj visini eta Ie. Kose minske bulotine dobijaju sve ve6i zna~aj i primenu obzirom na razvoj i mogut nosti buiacSe opreme. U pore4enju sa bulotinarna male dubine i pre~ ova metoda miniranja ima sled~e prednosti: -
v~i proizvodni u~inak: za 4-5 puta, manja potroinja eksploziva za 2~ po jedinici miniranog proizvoda, daje mogumosti jednovremenog miniranja neograni~ene koli~ine materijala, dozvoljava primenu savreroone mehani.zacije velikog kapaciteta. omo~uje regu1isanje potrebnog stepena usitnjavanja, !to stvara preduslove za primenu kontinualne telmologije.
Teoretskim prou~avanjem i praktic':!nom potvdom do§1o se do zak1ju~ka da tehn~ko-ekonomski pokazatelji dobijanja mineralnih sirovina dubokim minskim buloti
nama zavisi od izbora pravilnog odnosa osnovnih pararnetara bUlenja i miniranja, kao
Ito su: -
pre~nik bulotine, racionalna visina etate, otpor u nolici etate, probulenje ispod nivoa etate, raspored minskih bu§otina, rastojanje izme4u bu§otina u redu, rastojanje izme4u redova bulotina, konstrukcije minskog punjenja, naeina iniciranja, itd.
SI. 185. Serna rasporeda b~otina. a vertikalnih. b - kosih: 1 - cep. 2 - goroji dec punjenja. 3 punjenja. 4 - rne(fuprostor od inertnog rnaterijala.
donji dec
12.2.1. IZBOR PRECNIKA MINSKE BUSOTINE Precnik minske hu.sotine je pararnetar koji je od bitnog uticaja na stepen usit njavanja stenske rnase, od cega zavisi i efikasnost utovarno-transportne mehanizacije. Do skora se smatralo da se intenzivnije usitnjavanje pri miniranju na povrSinskim kopovima moze posUei sarno bUSotinama malog precnika. Ali ovakva gledanja na problem izbora preenika ima svoje teoretsko i prakticno opravdanje, sarno kada se posmatra jedna bu Sotina, a donekle i u uslovima kada se minira sa jednim redom minskih buSotina. UvoCle njem viSertidnog milisekundnog miniranja, moguce je sa pove6anjem preenika (u odreCle nim uslovima) pobolj§ati kvalitet usitnjavanja i sniziti troSkove eksploatacije .. Ovo se objamjaava time sto se s povecanjem precnika minskog punjenja pove cava vreme dejstva energije razlozenog eksploziva na okolnu stensku masu, ~o dovodi do intenzivnijeg procesa usitnjavanja. Pri tome se ne smeju zanemariti geoloSki faktori koji karakterisu stenskl masiv, posebno struktume osobine, odnosno velicinu prirodnih komada (blokova) u stenskom masivu. Izmedu precnika minske bUSotine (d) i maksimal· ne dozvoljene velicine komada (D) postoii zavisnsot sl. 186. koia se moze izraziti od nosom: d gde je:
= k· D,mm
,
k - koeficijent proporcionalnosti nosi:
zavisi ad stepena drobljenja stene i iz
297
296
k::: 0,1 k 0,2
k =0,3
po'ro~njo
spt!cifit:llo
za teSko drobljive stene, za srednje tesko drobljive stene, za lako drobljive stene.
(l82
'166
t!ltsplozivo. Itg
Q3S
(ISO
1m3
(131
Q27
I
I
I
o
I
.
o :::
, '00 I
I
c: ... 'Q Q.o ;:,.a. Q ' 0 .a.:Q 0E .a.
I
r-- ~
Q
A
00
:: ~ VloQ
200~1
________L -_ _ _ _ _ _- L______
o
200
100
1000
I
" N;r\
I
r\
\ r\ ' ~
I'l!
'-" !It.
1\
r\
'\J
e,o.oO
~ c: ';;; iU c:.a.
/1
I ~
0700
tI
I
I,r\ ,J ~K
c: 0 E 'Q.a. 'Vi800 .. 0 ' - ~900 VloQ
---
600 I
i\
~600
'~'i
II;
1000 1
500 600 700 800 900
E E
600 700 800 900 1000
I I
.
-
I
150
100 ~
prttf!nilt
e e e ~ ~ :3
~3
I
(mm)
d3 d2 d'.mm
2,59!291
1591292 328 1292 ius ~67 il28 3.67 'P7 3.67 I.D7 1"53 1..07 ',53 1.{97 ~,53 ',97 5,50 iI..97 ~,5116.02 ~51 60.2 6" . 6,01 6" 6.93i -1- 6" Ifi9j 1.35 ~93 735 191/ 7;35 1.97 8'2 '\ 7,97 8.1.1 9.07 '\ 81.2 ~O~ 9As 'l'-. 9,65 12' 9,07 ~ - I"- hi !~ '\ 9,95 121. 155 350 150 300
100 buiotiM, mm
d(mm)
51. 181. Nomogram za odredivanje parametara miniranja u mnama sa (fl. Krive: 1 6do 10,2
3-
51.186. Zavisnost krupnote miniranog materijala ad precnika buootine. 1 - t~ko. 2 - srednje t~ko, 3 - la ka drobljive stene,
U tab. 83 prikazana je zavisnost precnika minske bUSotine od struktumih ka rakteristika stenskog masiva, a na s1. 187 nomogram za odreltivanje nekih parametara
buiacko minerskih radova u zavisnosti od precnika minske buootine i struktumih karak teristika stene.
vi~
Tabjla 83 precnik rninske bUSotine, mm
krupno blokovite stene sa srednjom velicinom bloka do 0,5 m
100-150
srednje blokovite stene sa srednjom velicinom bloka od 0,5-1,2 m
150-200
sitno blokovite i kompaktne stene sa srednjom velicinom bloka preko 1,2 m
220-350
11 do 14,
ad 14.
Precnik minske bUSotine korelaciono je povezan sa drugim parametrima mini ranja, pa se moze odrediti iz osnovne jednacine za kolicinu eksploziva.
(1)
Q ::: f(n) . q . V, kg odakle se za: f(n) = I, V = a . W . H, Q ,; q . W2
stepen blokovitosti
•
gde je:
•
a = m' W, dobija:
m . H ,kg,
n - pokazatelj dejstva eksplozije, 3 q specificna potroSnja eksploziva, kg/m , V zapremina materijala od jedne busotine, m 3 W - linija najmanjeg otpora, m a - rastojanje izmedu busotina u redu, m H visina etaie, m m koeficijent zbliienja busotina. S druge strane, kolicina eksploziva koja moze da stane u bUSotinu je:
298 299
i
(2)
p[H + [pr-/e]' kg,
Q
12.2.2.IZBOR RACIONALNE VISINE ETAZE
gde je: p - kolicina eksploziva po metru dutinom buSotine, kg/m'
lpr- dufina probuSenja, m
Ie ~"1ina minskog cepa, m
lz jednakosti levih strana jednatina (1) i (2), proizilazi da je: Ie) = q . w2
p(H + lpr
•
m . H,
odakl se zamenom
p=
Racionalna visina etate bira se u zavisnosti od uslova sigumosti rada utovarno transportne mehanizacije. U direktnoj je zavisnosti od fizitko-mehanitkih karakteristika radne sredine. Visina etde takode zavisi od parametara bagera, kao i od natina minira nja odnosno od oblika, visine i ugla nagiba gomfie odminUanog materijala. Sa ekonomske tatke gledista treba poveeavati visinu eWe,jer se pri tome sma· njuju troSkovi buienja i miniranja, i dolazi do koncentracje radova na jednoj koti. U zavisnosti od svega napred iznetog, visina etate moze se odrediti po formuli N.V. Meljni kova iz odnosa:
..:1
4
H
= 0,7 B
,m
dobija: 4qmW' H
d gde je:
11 • ..:1/H
+ Ipr _ I) e
,m ,
d - precnik minske busotine, m ~ koeficijent punjenja minske buSotine.
Pretnik minske bUSotine koji obezbeduje siguran rad pri datoj visini etaie i uglu nagiba, moze se odrediti iz odnosa:
[H cot a: + c] 30 (3 _ m)
d gdeje:
..,r;y , dm.
gdeje: B = 0,8 (Rk + R i ) - §irina gomile stenske mase poste miniranja, m,
Rk - maksimalni radijus kopanja bagera, m
Ri - maksimalni radijus istovara bagera, m,
a: - ugao nagiba etaie t), (3 ugao nagiba odminiranog materijala (0), \'\ rk - koeficijent rastresitosti stene, fl' - odnos velitine linije najmanjeg otpora prvog reda bUSotina prema visini etde (fl' = 0,55': 0,7), 11 odnos rastojanja meau redovima buwtina i velitine linije najmanjeg otpo ra (11" = 0,75 - 0,85). .
,
c - berma sigumosti (najkraee rastojanje od prvog reda buwtina do ivice eta ze),m 3 "y - zapreminska tezina stene, gr/cm •
ri~
,
Za male visine etda, precnik se moze sracunati i iz odnosa:
~f
'
-.J
d
W
24
If
,m
Ako je poznata godisnja proizvodnja povrsinskog kopa (m 3 ) potreban pretnik minske bUSotine se orijentaciono moie sracunati iz odnosa: d
gde je:
100 - 150
Qgod.
V' Qgod .
,m
SI. 188. Aadni parametri bagera kasikara: Ak - maksimalni radijus kopanja. Lk - maksimalna visina kopanja, R j - maksimalni radijus iSlova,a, Lo - optimalna visina kopanja, LI maksimalna visina iSlovara, At - radijus cik::enja poda eta.l:e.
- godiSnja proizvodnja povrsinskog kopa u milionima, m 3 .
Data formula pribliino odre(luje racionalnu visinu etaie zavisno od tehnoloskih parametara rada bagera. Pri radu u cvrstim stenama bagerom kaSikarom, visina etaie uzima se obicno 1,5 puta maksimalne visine kopanja bagera (H = 1,5 4:). Najveei kapa citet utovamo-transportne mehanizacije postiie se pri visini etaie od 8-10 m, dok se u
301
300 pogledu sigumosti i efikasnosti rada utovarno.transportnih uredaja visina etate krece od 10 - 15 rn.
Za odredivanje velicine linije najrnanjeg otpora u podu etate postoji vise ernpi· rijskih formula. U principu treba koristiti formule koje u sebi sadri:e veei broj uticajnih faktora, pod uslovorn da se oni pravilno odrede. Jedna od takvihje formula Sojuzvizpro.. rna (SSSR) za vertikalne minske bu§otine koja glasi:
.J 0,56 p' + 4· q . m . p . H· I
12.2.3. L1NIJA NAJMANJEG OTPORA (L.N.O.)
W
Linija najmanjeg otpora je najkrace rastojanje od minskog punjenja do slobod ne povrsine. Kod nagiba etaza manjeg od 90° i kod vertikalnih buootina, ovo rastojanje je promenjiva velicina i najvete je u notici etate. Linija najrnanjeg otpora (W) u notid, podu etate, predstavlja rastojanje od ose minske bu§otine do slobodne povdine na nivou poda etate. Srednja (prosecna) linija najrnanjeg otpora (uzeta na polovini visine etate) flguri!e u proracunima kod sracunavanja zaprernine izminirane rnase. Unija najrnanjeg otpora u podu etate figuri!e u proracunima pri sracunavanju potrebne koIicine eksplo. ziva (Q) i sracunavanju dtdine probu!enja.
gde je:
0,75 P
2q·rn· H
p
J
kolicina eksploziva po m' bU§otine, kg/m' 2
p q rn H I
-
= -1T4d -
A, kg/rn'
J
specificna potrosnja eksploziva, kg/ml koefidjent zbliZenja bu§otina,
visina etaZe, rn
duiina bUSotine, m.
gde je:
Kt d A
r
-
koeficijent koji uzima u obzir smanjenje zapreminske tezine stene usled raspucalosti, Kt 1,0 - 1,2, precnik minske busotine, drn gustina eksplozivnog punjenja, kg/dm 3 zapreminska tezina stene, kg/dm 3 •
W=k.d 51. 189.
Velicina linije najmanjeg otpora u notid etate zavisi od rnnogih faktora koji se mogu svrstati u tri grupe: U prvu grupu dolaze faktori koji karakterisu radnu sredinu kao ~o su struktume osobine, raspucalost, uslojenost, drobljivost itd. U drugu grupu spadaju faktori koji karakterisu punjenje u busotini i koji odreduju oblik i duiinu eksplozivnog impulsa, vrstu eksploziva, precnik i konstrukciju minskog punjenja. U tre cu grupu spadaju faktori koji karakterisu raspored punjenja u masivu kao: rastojanje iz medu buootina u redu, rastojanje izmedu redova busotina, probusenje i 51. Pravilno odredivanje linije najmanjeg otpora je od osobitog znacaja za kvalitet miniranja, jer pri velikom otporu u podu etate dolazi do IOSeg usitnjavanja stenske rnase, a pri rnalom otporu moze doci do prevelikog razbacivanja stenske n~ase.
I
,I
1 I' I
Prema De midjuku , linija najmanjeg otpora moze se sracunati po obrascu:
gde je:
1.
II
W=53~dF,m
bu~otina.
J:'
rn
Racionalna velicina otpora u podu etate moze se sracunati i po obrascu S.A. Davidova.
Dsnovn; parametri miniranja kod vertikalnih minskih
r
e
I. I:, II
.JIE e 'm
k - koeficijent drobljenja, i iznosi: k ::: 48 za krupno drobljenje, k = 40 - za srednje drobljenje, k = ~8-36 za srednje drobljenje sa odbacivanjem, de - precnik eksplozivnog punjenja, em zapreminska koncentracija energije (KJ / dm 3 ), (proizvod specificne ener E gije i gustine punjenja), e - energetski kapacitet ruSenja (KJ/dm 3 ) i zavisi od cvrstoce stenskog ma terijala.
f
I-~
3-4
5-8
9-12
13-16
17-20
e
0.8
1,0
1,1
1,4
1,7
1,9
303
302 Po A. Ricardsu, za Sahovski raspored bUSotina, linija najmanjeg otpora moZe se odrediti iz odnosa: W gde
= (25 -
W = 28 dp
35) . d, m
d - precnil< bUSotine, m. Linija najmanjeg otpora moze se odrediti i iz odnosa: W
gde je:
e
+ Heota, m
e - najrakce rastojanje od gomje iviee etafe do prvog reda bUSotine (prema inostranim propisima c min = 3,0 m),
Za kose minske bUSotine koje se bu~ paralelno kosini etate, linija najmanjeg otpora jednaka je po celoj visini etate sl. 190. b ~v;...~~
. J¥f
Za proracun linije najmanjeg otpora moze se koristiti i sledeca fOIIIlula:
.o.
--,
q 'm
m,
. gde je:. d p - pretnik minskog punjenja, m 1'/ - odnos visine punjenja prema visini etafe (1'/ = 0,7 .0. - gustina punjenja, kg/dm 3 q specifitna potramja eksploziva, kg/m 3 m koeficijent zblitenja busotina.
0,9),
12.2.4.1ZBOR RACIONALNE VELICINE PROBUSENJA
Osnovni cilj probuSenja minske burotine ispod nivoa etafe je osiguranje drab ljenja stene u donjem delu etaie kako bi se elirninisala pojava etatnih neravnina "pragova", i time omogucio ravan nivo poda etaie. SuStina se zasniva na dejstvu eksplo zivnog punjenja ispod nivoa etaine ravni, pri cemu se obrazuje levak eksplozije sl. 191, kod koga je linija najmanjeg otpora jednaka radijusu dejstva eksplozije, a dubina probu Senja je dubina sme~taja eksplozivnog punjenja, odnosno visina levka.
:::&:
..::
a ~
51. 191.
Sematski prikaz dubine probu~nja.
SI. 190. Osnovni parametri kose minsk!! bu~tine.
i.moze se sracunati po fOIIIlUli Sojusvzriproma:
w gde je: p q m H I -
V 0,15 p2
+ 4 . q . m . p' H . I - 0,5 p
2 'q'm' H kolicina eksploziva pO m' bu~otine, specificna potrosnja eksploziva, kg/m 3 koeficijent zblitenja bu~otina, visina etate, m duiina minske bUSotine, m.
,m
Dubina probuSenja (fpr) treba da bude raeionano odre
304
305
Pored ovoga na veticinu probu§enja uticu i velicina linije najmanjeg otpora, vi sina etate, preCnik buJotine, geometrija rasporeda buJotina, nacin miniranja, VISta eks· ploziva i dr. Manje probu§enje iIi cak bez probusenja moze se obezbedi~i odgovarajuCim c
12.2.5. MREZA MINSKIH BUSOTINA Efekat masovnog miniranja na pominskim kopovima u najveCoj meri zavisi od
rasporeda minskih buSotina. U zavisnosti od dliZine, odnosno iirine fronta etaie, busoti
ne se postavaljaju u jedan ill vile redova. Mreia rasporeda minskih hu§otina kod odreile
ne vrednosti linije najmanjeg otpora moze biti odreilena koeficijentom zbliZenja bU'Soti
na (m), odnosno odnosom linije najmanjeg otpora (W) i rastojanjem izme<1u buwtina u
redu (a).
a
W
m
/- :::r §
SI. 192. Uticaj uslojenosti stene na veli{;inu busenja.
probu~nja.
al veliko
probu~nie,
b - srednje. c
moze i bez pro·
rasporedom minskih buwtina. prime nom kosih buwtina, primenom parno-zbliZe nih bUSotina kao i punjenjem buwtina eksplozivima razlicitih energetskih karakteristi ka. DliZina probu§enja moze se odrediti u odnoso na: visinu etate:
Ipc
precnik bUSotine:
Ipc = 10
najmanjeg otpora:
10
Ako su minske buwtine postavljene u jednom redu onda so njihova rne<1usobna . rastojanja odredena velicinom linije najmanjeg otpora i zavise od koeficijenta zbliZenja buJotina (m) koji treba da budu oko 1,2. U koliko su buwtine rasporeilene u vi§e redo va, raspored buwtina zavisi i od rastojanja izmedu redova (b). Buwtine u viSe redova rasporeduju se tab da obrazuju kvadratni, trougaoni ill pravougaoni raspored sl. 193. Busotine u trougaonom rasporedu obrazuju jednakostranicne trouglove, kod kojih su stranice jednake rastojanju izmedu buwtina u redu, a rastojanje izmedu redova bu!btina odreduje se iz odnosa b = a sin 60° 0,87' a. Koeficijent zbliZenja bu!btina za prvi red je m = a/W, a za drugi i sledeee redove m = a/b. Koeficijent zbliZenja minskih bu wtina varira u granicama od 0,8 - 1,6 (za klasicne §erne rniniranja) u zavisnosti od stepena rusivosti stena. NiZe vrednosti odgovaraju stenama kOje se teSko miniraju.
15 % H, m 15 d , m
Ipc = 0,15 - 0,25 W, m.
, 5 6 <;>- - -?- - "'9 I
I
I
0- -6---6 1
1
3
,
5
P; I
\
6
-p;- -p /
Q...-~
\
<;>- __ --<;>-- __ --
I
.{j
113
0- -
-6- - -...0
ill po obrascu: SI. 193.
I pc =.v I Hl + W1
_
H, m
Osnovni raspored buSotina pri bu~nju.
I
\ gde je: H - visina etafe, m W - linija najmanjeg otpora, m d - precnik buSotine. m. Probusenje se mote odrediti i po obrascu:
= 0,5' W, q. gde je:
q
m
specificna potromja eksploziva, kg/m 3 .
Povecanjem rastojanja izmeilu minskih bUSotina, ui smanjenje otpora u podu etaie dovodi do povecanja koeficijenta (m) kod kosih minskih buwtina i mill sekund nog naCina palenja. Optimalnu vrednost koeficijenta zbliienja moguee je odrediti eks perimentalno vecim brojem opita. Neki autori (Sovjetski) predlatu da se optimalna vred nost koeficijenta zbliienja (m) odredi u zavisnosti od odnosa Vu/Vp s1. 193a, gde je Vu brzina prostiranja uzduznih e1asticnih talasa, Vp - brzina prostiranja poprecnih trenutno ill milisekundno. U minerskoj praksi najcesce se krece od 0,8 1.2. Rastojanje izmeau redova busotina zavisi od ostalih parametara busenja i minJranja i obicno se uzima da jc jednako Iiniji najmanjeg otpora za kose bu sot inc ili b 0,85 W za venikalne busotine. Ako je poznato rastojanje izmedu busotina u reulI, (b) se moze odrediti iz ounosa:
II
306
307
m=A 2 w
n~----';----
1.51
\
I'
Ako se minske buootine buSe pod nagibom prema horizontalnoj ravni, onda ce njena duiina biti:
gde je:
L --
.H - +1pr' m, sma
0:
ugao nagiba minske buootine prema horizontalnoj ravni, e).
-
Nagib minske buootine utice kako na tehnologiju buknja, tako i na efekte mi niranja. Iskustva pokazuju da se sa kosim busotinama postiZe bolje iskoriscenje energije eksplozije,51. 194, smanjuju seizmicki efekti i postite veca stabiInost kosin a etata i veca 5igurnost rada.
I
~ ~'lY). ).~ "~lJt~,<
051-1_ o J
01
o
L
1'>.).).1).'>.'),'>1
0,5
15
1
!
2 Vu/Vp
SI. 193a.
Zavisnost koeficijenta zbli~enja od odnosa Vy/Vp. 1 - milisekundno iniciranje, 2 - trenutno ini. ciranje.
a b=
v'3
,m
Ako su poznati ostali parametri, rastojanje izmeilu redova buootina moze se odrediti i iz odnosa: b= gde je:
p(L - I()
m
a' . q ,
p - kolitina eksploziva po metro dutnom bulotine, kg, L - duiina minske bUSotine, m Ie - duiina tepa minske buootine, m a - rastojanje izmeilu bulotina u redu, m H - visina etate, m q - specificna potromja eksploziva, kg/m 3 •
SI. 194.
Uticaj nagiba buwtine na iskori~nje energije eksplozije. a 1 - izgubljena energlja, 2 - reflektovana energija.
1]
L = H + L., m
b~otina.
b - kosa buWtina.
Nedostaci kosih bUSotina su u tome, sto kod konstantne visine etate ukupna duiina bUSenja se povecava proporcionaino povecanju ugla nagiba buootine. Vrlo teSko se odriava paralelan poloiaj minskih bUSotina, cesto dolazi do zaruSavanja zidova bu ootine, veca je potrosnja kruna i bUSacih sipki u odnosu na vertikalne bUSotine, i najzad oteiano je punjenje minskih busotina eksplozivom naroeito ako je patroniran. Stepen iskoriscenja minske busotine
12.2.6. DUZINA MINSKE BUSOTlNE I NJEN NAGlB Duiinu minske busotine cini visina etaie (H) i duiina probuSennja (lpr):
vertikalna
gde je:
L
"
L L+l ,'it pr
duiina busotine, duiina
tn tn.
308 309
12.2.7. DUtlNA STUBA EKSPLOZIVNOG PUNJENJA
I DUtlNA CEPA
Te.tina eksploziva po 1m' bUSotine u zavisnosti od preenika bUSotine i gustine pwajenja Tabela 83a
Duiina stuba eksplozivnog punjenja u minskoj bUSotini odredena je dutinom busotine, kolicinom eksploziva koju treba smestiti u minsku bUSotinu i potrebnom du tinom cepa. Kolicina eksploziva koja mote da stane u minsku bUSotinu je: Q = P (H + Ipc
'e), kg
d2 Q =- 4- '.1. Ip, kg IT
odnosno
dokje dutina stuba eksplozivnog pwajenja
Ip ::; (H + Ipr) -I;:, m
odnosno
p ,m, ill
2$ 2. 30 32 3. J6
029 .,37 0.42 .,48
O.tZ 0,52 0,60
38
.,611
40 Q
.,15 0.83 0.91
'6
.,99
"
'.011
gde je:
P H
Ipc Ie .1 Ip
Q
4
= 4,
-Ie' m
kolicina eksploziva po m' bwotine, p visina etaie, m duiina probuSenja, m dutina cepa, m gustina punjenja, kg/dm 3 dutine minskog punjenja, m kolicina eksploziva, kg dutina bUSotine, m.
IT
d2
4
. .1, kg/m'
0.61
52
55
'.tZ
""eo
u.
62 65
'80 US
611
2.11 230
10 72 7S 78 60 62
as 88 90 92 9S 98 100 103
.05 .08
11. 113 115 US
1.69
Vl4
2.64 266 3.01 3.16 3,40 364 3,81 3,98 4.2.
'52 4.71 ',99 520 '.50 5,'" 602 .,22 656
0," 0.<3 0.49 0,56 063 0.71 0.79
0,88 0.97 1.06 1.15 1." 1.37 1.48 1.65 1.84 1.97 2.10 2.31 2.54 2.66 28< 3,08 3.33 3.51 3,69 3,. ',2$ •. 45 '.64 US 527 5.49 5.83 6,0$ 6 .•1 665 7,02 7,26 7,65
0,39 .,,"
0."
1,11
1.2<
1.21 ••32
1.29 1.40
1.••
',$3
',56 169 1.119 2.11 ',55 2." 2.64 2110 3.07 3,2$ 352 3.81 •.01 4.:!:!
1.66
1.31 ',<19 1.61 1.76
•••
4,5,
'.86 ',08 5.31 5.66
&.03 6,211 6,86 6,92
7.33 7.60 8,02
430 8.14
7.9.
90s 9.81 10.11
200 2$0
29,"
8.58 9,211 10,01 10.17 12.37 18.83 21.ft 3<1,:16
175
0.44 U5
0,77 .,86 0,96 1.01
7,:16 HIS .,58 8,13 1.,60 1443 18.es
'40 159
.:~
0,56 0,64 .,72 0_81 0,110 1Jn
'.78
.20 '25 '30 13'
b)
M"
1.11 1.27
SO
Ip
Gustine punje"j.' Ill/em l 0.85
••
Q
Ip
~..;
~~ E 0,&0 0.70 0.80 ~ ~ E Tetina eksploziva
" ...
12.31 1•. 13 19.24
25,'3 39.27
0611
.00
0.72 G.82
0.91
',02 1.13
"'"
2.01 2.2. 2.39 .55
253 2,70
~.81
2.97
3,08 3,2$ 345 3.74
'2$ 3,45 36<1 3,96 ',29 4.51 4.1'5 5, •• 5.47
"'5 U6 '.48 '.8'
5.'6 5 .•0 5,64 6,01 840 •.•7 7,08 1.35 7,78 8.07 8.52 682 930 '.fit 10.43 11.28 12.11
.306 15.1)2
20.... 26.10 41.72
2.13 2.31
.n 5.91 637
6.7. 7,06 7.SO 7,78
0.95
'.00
1.05
1.10
°16
0,<19 0.62 0.11 0,,", 0.91 ',02 1.13
0,52 0,66 0.75 •.84 0,96 1.07 1.19 1.33 , .•5 160 1.75 ',110 2.0$ 2:!:!
0," 0.69
0." 0.68 0.76 0.87 0.91
"\.£16
1.19 1.31
•.«
...
'38
1.51 1.71
',52 1.66 1.al
UIS
1.9.
.l.O1 225 2,SO 2.67 2.85 3.14 3.••
2'2
..
"
3,66 •. 18 ',53 •.76 5.0' 5,38 ,,77
....
&.30 6.12 7.'6 7."5 7.91 .,22 .,7. 9,02 9.53 9./18
6.2.( 8.55 9.03 934 984 10 \1 t1 04
10.38 fO.74 lUiS
11."
.HO
12.87 13.85 15.90
13.$1 14.&2
21.64
16.78 22,84
21127 44.18
2'iI." 46,83
2.31
2.64 2,82 3.01 3.31 3.63
'84 407 ·L41 •.47
••2
.>S 5.61 6,08 6,36 6.64 708 7,54 7.115 833
US 9.16 950 10.02 •• 38 10.93 12.3\ 12.27 13.27 14.31 15.3'9 11,61 24.05 31.42 .(9.09
.,..
2.71 2,96 3.16 3_.7 ,81 ',03 427
<6,
5,00 5.27 5,"
o,m 0,88 1.00 1.12 1.25 1.:19 1.52 1.66 1.83 1.99 2.15 '.33 2,60 290 3,10 3.3' 3.64 ',99 ••22 .,47
US
5,"
5.2. 552 560 623
8,38 6.61 &.97 7,43
699 7.3JJ 7.78
7.91 8.2. 8.74
9,08 9.112
....
•.29 .,63 9.16 9.51
.0.07
9.91 10.•5 10.53 11.03 10.90 .11.38 11.47 12.03 11,87 12.•• 12,se '350 13.93 14.59 15.02 1$.1. 11.18 '6.93 18.5$ 1943 25,25 26.45 32,99 3456 51.S.( 5<00
1.15
.,""
0.72 0,112 0.92 1.05 1.17 '.30 1.45
',20
1.25
'.30
1.35
'.40
1.45
1,50
1.55
'."
.,59 0,75
0.61
0.76 .,96 1.10 1.24
0.19 .,99 1.13 1.28
'.18
0.69 0,81 • .119 1.12 1.27 1,tZ
0.7. 09.'1 .Jl6 ',20
1.14
0.81 0,84 .,96 1.08 '.23 1.31 1.53 1.88 1.8' ',0$ 2." VIS 2.64 2.86 3.'9 3,56 3." ',06 "'6 ',110 5.'. 5.49 5," 6.43 6,77 7.12 7,65 6.20 •.58 8.96 9,55
.,72
0,78 0.89 1.00
.,64 0.81 0.92 U14
',53
1.75 1.92
Ull 2,00
2.13 2.35
...Q
2.50 2.71
1.58 1.76 US 2.14 2.35 2.57 2.80
2,94
'.03
3.18 US 3.96 ',23
3.26 3.67 •.31
•••
4.51
',M
Ul:l
496 5.•• 5.111 6.10 6.61 7.15 1.5l 7,92
5.13 ',62
5.29 .,SO 6.1. 8 •• 7.05 7,63 8.03 8 .•• 9.07 9,72 10.17
US 0.96 ',09 1.:!:! ',36 1.50
1.27
....
2.011 2.25 2.43 2,72 3,03
1.112 2,00 2.11 2.35 254 2,8< 3,'6
3.24
338
I.tZ '.56 1.12 1.90 2,09 2." ,,45 2.65 2.96 ',30 3.52
3.46 3,80 •. 11 4,,41
3.G1
3.7$
3.9.
3_97 .35 '60
•. 13
4,5,
'.30 4_71
",",
U9 5.29 5,73 6.20 .,52 6,86 7.37 7.110
'.08 1.14
1.9'
u. 5,01 5.48 5,77 6.07 6.52 8,99 7.31 7.63 8.14 8.67 ..02 9,58 9,95
1.,53 10.92 11.53 11.94 12.55 13.00
H.l1 15.26 1.," ",90
20,32 21.&5: 36.13 56.45
.....
...
',29 5.72 6,02 .,33 6.80 7.29 7.83 ',98
.,. 8.•9
.,<12 1000 1038 11.00 11.40 12.03 'IL42 13,11
'3.57
".72 15,92
","
5,08 5,51 5,96 8.27 .,60 1.08 7.60 7.95 .,30 8.85 9••2 9.8. 10.41 10.61 11.45 11.87 12.54 12,91 .360 1..... 15.34 .8.59 11,88
1.47 ',62 1.78 1.98 2.11
'.35 2,$<0 2.75 3,011 3," ',66
....
•.63 9,20 9.ao 10.20 10.83 11.2. 11-91 '2,3$ 13.0. 12••5 H.21 14.70 15.95 ",25 lB.eo
HU7
.o.sO 11.25 11.67 12.37
.2.112 13.54 14.01 14.75 lS.27 16.56 11.91 19..31
.447 21.20
'22.011 902'
200' 22.91
23.l15
28,86
30,06 39.27 61.36
31.26 "",8< 83,112
32.46 .42.42
37.70 :Sa.91
20.77
68.27
....
'.54 ',7' 2,96
13. 3,69 3.94 4,3'
4,63 S,08 5.'1 5.119 6.17 6.67 1.02 7,39 7.93
.,90 ',03 1.16
1.32 ',48 1.64
2.21
2." 2.84 3.07 3.43 3,82
.,""
,,:16 ',79
....
8.110 9,2_
5,56 5.110 6.39 1.91 7.27 7.155 8,22 8J1I •.22 Ul!
9.9'
'0."
8.5.
' ••155 11.00 11 •• 12.11 12,112
..... 13.30
13,50 15.30 15.83 11.11
'U8 20.03 2'.114 2<.13 33,117
<13,l1li l1li.12
'.,9)
11.38 12.08 12,67 '3.28 13.71 14.54 15.0$ 15.85
".40 11.79 • 9.24
20.14 2U' 25.112 34.87 "5.56 71.18
..," ..."
1.70 UI9 2.01 2,2\1
8.so
....
9.12
9.116 '0,112 11.31 11.71 .2.50 f2.97 117.
14.25 '5,04 15.53
' •.40
.6.11' 18. • 10••
21.<1" 23....
315.07
".13
7:1.63
'.09
5.95 6.30 683 7,)9
7.'" S.18 8.78 9.42 9.85 10.29 10.97 11.68 12.17 12.91 12.54 1•.20 1.... 71 15,5$ 1&.09 16.94
n.53 19.02 20.57 22.18 23.M 21.39 31.28 '$.70 "',09
1.<15 ',63 UI2 2.01 2.21 2,43 2.65 2.M 3.13 3,39 J.79
• 5'
10.62
11.32 12.06 12.56 13.33 13,84 14.65 15.20 16.05 16.57
17."9 18,09 19,00:
21.23 22,89 24.62
21,27 38,46 .so.27 78,5§
Ipr
S I. 195. Elementi punjenja i zafepljenja minske burorine. a - kosa bUSotina, b - vertikalna busorina.
Duiina cepa minske bUSotine utice na efekte miniranja, tako da povecava vrerne traja.lja eksplozivnog impulsa, obezbelluje potpunu detonaciju eksp\ozivnog punjenja i sprecava nekontrolisano razbacivanje stenske mase. Eksperimentalna istraiivanja su po kazala da dutina minskog cepa u najvecoj meri zavisi od precnika minske bUSotine i ot pora u podu etaie, te se za proracun duzine minskog tepa mogukoristiti sledece fonnule:
gde je:
Ie
(0,75
1,0) W, rn ,
W
linija najmanjeg otpora u podu etaie, m.
Prerna formulama Svedskih autora za sracunavanje parametara miniranja, du zina minskog cepa moze se odrediti U odnosu na precnik minske bUSotine, i u odnosu na karakteristike stenskog materijala ito:
I
310
311
Ie; = (20-40)d ,m, gde je:
gde je:
d - precnik minske bUSotine, m
Q - kolicina eksploziva po jednoj minskoj buiotini, kg V - kolieina izminiranog materijala od jedne minske busotine, m 3 •
Ie; :::: 20 d - za evrste stene,
za meke stene.
Ie; = 40 d
Ukoliko'se koristi diskontinualno-razdvojeno punjenje, minski eep mote biti do 2/3 duzine linije najmanjeg otpora, s napomenom da se minske bUSotine obavezno moraju zaeepiti do samog vrha.
If II I' I I,
'I
I
i'
r
4
12.2.8. KOLICINA EKSPLOZIVNOG PUNJENJA I ZAPREMINA MINIRANOG MATERIJALA
I,
II
"
I,
"
II
'I
11
,
)J,
~
I'
II -'-u~_
Kolicina eksp1ozivnog punjenja u minskoj bUSotini zavisi od fizicko-mehanic kih i struktumih osobina stena, parametara i mrete minskih bUSotina, konstrukcije minskog punjenja, redosleda iniciranja i nacina pokretanja stenske mase. Za proracun punjenja u minskoj bUSotini polazi se od osnovnog obrasca
I:
I,
II
-"'b_
,
•
-'\ \
51. 196.
Qq'V, kg, gde je:
Zapremina prizme
obr1J~avanja.
a
od jedne minske bukltine. b - ad
vi~
minskih
bu~otina.
specifiena potromja eksploziva, kgl m 3 zapremina stenske mase od jedne minske bUSotine, m 3 ,i
q V
V:::: a 'W' H, m3 12.3. METODA MINIRANJA SA PROSIRENIM BU80TINAMA (KOTLOVSKO MINIRANJE)
Za prvi red bUSotina, Q
= q·a-W·H,
kg,
za drugi i sledeee redove,
Q:::: q·a·b·H, kg. gde je:
b - rastojanje izme
,
a zapremina stenske mase po m' buwtine je: V'
=
V
,m 3 1m'
Provera specificne
q
potro~nje
V ' kg/m3 ,
eksploziva dobija se iz odnosa:
Metoda kotlovskog miniranja na povrSinskim kopovima vrlo retko se prime njuje _Njena primena opravdana je sarno u slucaju kada pri zadatoj dUZini bUSotine, po trebna i proraeunata kolicina eksploziva ne moze da se smesti u minsku buiotinu. Ova metoda miniranja primenjuje se za ernte, malo raspucale stene sa visokim koeficijen tom drobljivosti. Takffile se moze primeniti u srednje cvrstim stenarna sa maIim nagibom kosine eWe, kada je linija najmanjeg otpora velika, pa se stubnim punjenjem ne mote savladati. Princip kotIovskog miniranja zasniva se na prosirenju predhodno izbuSene bu kltine, u dnu putem viSe uzastopnih miniranja sa malim kolicinama eksploziva, s1. 197, radi stvaranja prosirenja ,,kotla". Pro~reni dec minske' buootine ocisti se izduvavanjem komprimiranim vazduhom iii kaSikovanjem, a zatim se vrsi punjenje. Cesto puta kod visokih etaia i vertikalnih bUSotina kombinuje se kotIovska mina sa razdvojenim min skim punjenjem s1. 197 (3), iIi kod kosih bUSotina kombinuje se kotlovsko i stubno punjenje.
313
312 J
2.
J
Rastojanje izmedu buwtina u redu: a gde je:
m
m'W, m, kotlovskih punjenja, m =0,9-1,4.
koeficijent zbliienja buwtina
Rastojanje izmedu redova kotlovskih punjenja. b = 0,85 W , m.
b
SI.197. Redosled operacija pri izradi •• kotla". 1 - bukltina, 2 - bukltina sa njena eksplozivorn.
pro~irenjem,
3 - bukltina napu· .
~
:!!
:t
Kolitina eksploziva za izradu proSirenja - kotla odreduje se opitnim putem, i iznosi pribliZno 20% od kolitine eksploziva za gIavno miniranje., i mote se orijentaciono sratunati iz odnosa:
~
Q
k·.6.,kg,
Qp
_Q.
:1
p
gde je: Qp
Q kp
kolitina eksploziva za prosirenje bUSotine, kg. kolitina eksploziva za gIavno punjenje, kg.
pokazatelj prosirenja bUSotine, dm3 /kg.
11
/--- ......
_
~\ '-
..... I
,-
Vp
kp
=0'
p
( Q )
Q
,1/
zapreroina pro~irenja, dm gustina gIavnog punjenja eksploziva, kg/dm 3 . 3
gdeje: Vp .6.
Kolicina eksploziva za g1avno punjenje moze se orijentaciono odrediti iz odno sa (H.V. Meljnikov): Q
.....
= q . W3
[
W+ I 2W
3/2
1
W
Ostali parametri sratunavaju se iz odnosa:
Unija najmanjeg otpora
W
H,m
'-
/
SI. 198.
,kg,
specifitna potroSnja eksploziva, kg/m 3 , Hnija najmanjeg otpora, m.
gde je: q
b
gde je. H· visina e taie.
Serna rasporeda kotlovskih punjenja na etaZi.
Metoda kotlovskog miniranja ima citav niz nedostataka kao sto su: -radi proSirenja dusotina komplikuje se organizacija rada na kopu. -zbog koncentrisanog punjenja, dobija se neujednacena granulacija materijala. -stvaraju se jaki seizmicki efekti i obrazuju pukotine u podu etaie.
!I!.
i Ii
314
315 12.4. METODE KOMORNOG MINIRANJA
povrtinom kosine eta1:e. SI. 20O-b. Na kraju bocnih hodnika izraduju se minske komore za smefu.j eksplozivnog punjenja. 'Sustina metode komomog miniranja sastoji se u drobljenju stenske mase eks plozijom koncentrisanih minskih punjenja tetine 10, 100 pa i viSe tona eksploziva. To je najstarija metoda m'iniranja i potice od Sebastijana Vobana, Francuskog vojnog strue njaka za fortiflkaciona utvrdenja, koji se bavio i miniranjem. Ova metoda miniranja, sa razvojem i modernizacijom bUSa6e opreme i tehnike izgubila je ~~j prvobitan znacaj, ali se jos koristi u svetu pa i kod nas. Primenjuje se ugIavnom u kompaktnim i vrlo C\tt:Itim stenama, iIi u stenama sa ravnomemom raspu calo~u po celoj masi. Stepen usitnjavanja moze se sarno doneklc regulisati kolicinom minskog punjenja, nacinom smestaja eksploziva u komori i izborom odgovarajuee vrste eksploziva. Komorno miniranje je slozen i delikatan posao, pa mu je potrebno posvetiti posebnu painju. Narocito je vaZno dobro izuciti strukturne i tekstume karakteristike stenske mase. Mora se utvrditi pravac pruianja slojeva i pukotina. Pri padu slojeva prerna kosini etaZe (oko 70°) postitu se dobri rezultati miniranja,jereksplozivno punjenje irna dobre efekte kako po sirini tako i po dubini masiva sl. 199a. Kod horizontalne uslojeno sti ugIavno se dobijaju loSi rezultati sl. 199c, a narocito lost rezultati se dobijaju ako slojevi padaju suprotno od cela etaie. SI. 199b. c
a
d
C1
A-A
b
li
,~
~. !IIi
'iT!
'11
--jI-,
-= -';,
18
:Pol
:;11
SI.200. Serna razrn~taja komornih punjanja. a - pristupna prostorija - okno. b - pristupna prostorija hodnik - pOtkop.
Kod visina etaZa manjih od 15 rn kao pristupna prostorija za izradu komore, urnesto hodnika radi se okno sl. 200-a. Ako visina etate ne prelazi 9,0 m tada se prime njuje metoda rniniranja sa malirn komorama - rukavcirna. Rukavci su ustvari horizontal ni ill malo nagnuti potkopi profila oko 0,5xO,5 m2 • i duiine (0,5. -:0,85) H, sl. 201.
SL 199.
Uticaj uslojenosti stenske mase na efekte komornog miniranja.
Zbog svega napred iznetog, za svako komomo miniranje mora se uraditi pose ban projekat rniniranja sa svim potrebnim geoJoilim i geodetskim snimanjern terena. Sam proces pripreme za izvodenje komomog miniranja moze se podeliti u tri etape ito: izrada pristupnih prostorija (potkopa. hodnika, okana i komora),
punjenje komora proracunatom kolicinom eksploziva,
izvodenje samog miniranja.
Kod izrade komora priprernni radovi odreduju se prema svrsi i karakteru samog miniranja, i zavise od visine etaie. Kada je visina etaie veca od 15 m kao osnovni pripremnih radova primenjuje se izrada potkopa. upravno na bocnu povrSinu kosine ettie, i sa bocnim hodnicima rasporedenim obicno u obliku slova "T" paralelno sa
--=i
1-!~~ SI. 201.
Sema raspored punjenja u malim komorama - rukavcima. 1 punjenje.
urkavac, 2 - minski tep, 3 - minsko
Dimenzije pristupnih prostorija za izradu komore (potkopi, hodnici i okna) po pravilu treba da bude sto manjeg poprecnog preseka. Velila profili ovih prostorija
317 316
poveeavaju obim pripremnih radova, smanjuju brzinu izrade i poveeavaju tro!kove. Me dutim, ako se radi 0 velikom komornom miniranju i velikoj zapremini komora, gde se eksploziv ne mote rucno unositi vee vagonima, onda se pristupna prostorija mora di menzionisati prema transportnom sredstvu koje se kroz prostoriju kreee. Obicno je poprecni presek potkopa - hodnika u cvrstom materijalu zasvoden sa dimenzijama 1,2x 1,5 m, a u mekom materijalu koji se mora podgradivati poprecni presek je trapezni sa istim ill neSto veeim dimenzijama. Poprecni presek okna je obicno pravougaoni dimenzija 1,2xl,2 m do l,5xl,5 m ako se podgraduje. Tehnika i tehnologija izrade hodnika i okana biee obradena u posebnom pog lavlju. Punjenje komora eksplozivom vIii sePO zavrietku izrade komore. Eksploziv se unosi u komore u sanducima ill kutijama. Ako se radi 0 veeim kolicinama eksploziva onda se dovozi malim vagonetima, a kod okana eksploziv se spuSta preko posebno iz· radenog tljeba, iii se spu~ta dizalicom. Pod komore treba da bude prekriven ter papirom u nekoliko slojeva radi zdtite eksploziva od vlage ako je na nju osetljiv. Posle sme~taja eksploziva, izrade udarne patrone i rnreze za palenje, vIii se zacepljenje pripremnih pros torija materijalom iz iskopa. Udama patrona je obicno 10-15 kg eksploziva koji se sme~ u centar minslcog punjenja, odakle se vade dupli vodovi detonirajueeg Stapina ill g1avnog kabla do mesta odakle ee minslco punjenje biti inicirano. Vodovi ~tapina iii kabla se kroz priprernne prostorije moraju zamtiti da ne bi bili oSteeeni prilikom zacepljenja sI. 202.
gde je: m - koeficijent zbliZenja komora, m = 0,9-1,4, W - linija najmanjeg otpora, m U slucaju da linija najmanjeg otpora komora nisu iste, onda je:
a
=
WI + W2 , m. 2
Unija najmanjeg otpora je proporcionalna visini etafe i obicno se uzirna daje:
H ""3
2H 3
,m
odnosno W
=(0,7
W = (0,5
0,8) H, za visine etafa 12-18 m 0,67) H , za etaie visine 18-30 m.
Rastojanje izmedu redova komore je: I
b = 0,85 W
I I I I
f:r.
- .....-=--== =..:::!J
.
SI.202. Punjenje minskih komora.
::,:,/J w;~,~
12.4.1. GEOMETRUA RASPOREDA I PRORACUN MINSKIH PUNJENJA OdreOivanje rastojanja izmedu komora je od posebnog znacaja. Ono mora da bude u odredenom odnosu sa linijom najmanjeg otpora. Rastojanje medu komorama u redu
a
m·W. m •
SI. 203. Dvoredni raspored komora. 1 - okno, 2
eksplo~ivno
punjenje u komorama,3 - komora.
KoHCina pojedinacnog komomog punjenja odreauje se iz odnosa: Q = q' W3
•
kg
i
l
3 Pi
319 gde je: q - specificna potrosnja eksploziva. Za slui::aj vi§(: komora sl. 203 kolicina eksploziva se odreduje iz odnosa:
f (n) = (0,4 + 0,6 n 3 )
pa je:
(0,4 + 0,6 n 3 ) . q . W3
Q
Q = q . W3 (0,5 + 0,4 m), kg ,
gde je: W - linija najmanjeg otpora u noiici etate, m
m - koeficijent zbliZenja komora, m =0,8 - 1,4.
,
paje:
gde je:
,
kg,
W - linija najmanjeg otpora, m q - specificna potromja eksploziva za norrnalno miniranje, kg/m 3 f (n) - pokazatelj dejstva eksplozije, i ima sledeee vrednosti:
Zapremina komore iznosi
K Q
Vk = k
gde je:
Lr'
3
m ,
V k - zapremina minske komore, m 3
Kk - koeficijent povef!anja zapremine komore (zavisno od vrste podgrade i nacina razmestaja eksploziva u komorama) i iznosi 1,1 1,8, Ll - gustina eksploziva, gr/cm 3 •
n
1,0
1,25
1,5
1,75
2,0
2,25
2,5
2,75
3,0
fen)
1,0
1,57
2,42
3,61
5,20
7,23
9,17
12,88
16,6
a
b
Zapremina prizme obru~avanja kod dvokomornog miniranja sa jednakim I.n.o, moze se sracunati iz odnosa: V
= [(W+b)a+(W+b)2]H,
1/
m3
51. 204.
Serna usmerenog dejstva eksplozije na odbacivanje. a - jednostrano. b
gde je: b a W H -
srednja sirina pristupne prostorije (potkopa, hodnika), m rastojanje medu komorama, m linija najmanjeg otpora, m visina etate, m.
12.4.2. MINlRANJE KONCENTRISANIM MINSKIM PUNJENJIMA NA ODBACIVANJE Su~tina met ode miniranja koncentrisanim minskim punjenjem na odbaciva nje, sastoji se u primeni jakih koncentrisanih minskih punjenja u komorama, tako da dolazi ne sarno do drobljenja stenske mase vee i donjenog odbacivanja iz konture levka eksplozije. Koristi se pri izgradnji razlicitih objekata kao 510 su: jzgradnja na· sutih brana, kanala vecih dimenzija, raskrivanje IezBta mineralnih sirovina i dr. s1. 204. Razmestaj eksplozivnih punjenja i njegov proracun, karakteriSe se time, da su to minska punjenja sa pokazateljem dejstva eksplozije n 2-3. Proracun potreb. ne kolicine eksploziva za ovakva miniranja moze se sratunati po obrascu M.M. Bores kova.
Q = f
gde je:
. q . W3
•
kg ,
pokazatelj dejstva eksploizije i u ovom slucaju iznosi:
dvost/'ano.
Pri vrednosti linije najmanjeg otpora veeoj od 25 m (W>25)uvodi se poprav ni koeficijent W/25 , pa u tom slui::aju obrazac za srai::unavanje koliane eksplo ziva dobija oblik:
.J
Q
=
n
(0,4 +0,6 n3 ). q' W3 ,kg.
12.5. METODE SEKUNDARNOG USITNJAVANJA
PosJe primarnog miniranja. u izminiranoj masi, u zavisnosti od kvaliteta mi niranja nalazi se manji ill vef!i procenat krupnih negabaritnih komada stenske mase koji se moraju naknadno usitnjavati. Visoki procenat negabaritnih komada pogorSava tehnitko-ekonomske poka· zatelje rada na povrSinskom kopu. smanjuje ucinak utovamo-transportne·mehaniza. cije) vidi poglavlje lLll, sl. 179 i 180) i povef!ava cenu ko~tanja jedinice proizvoda . Od bIZine i eflkasnosti uSitnjavanja ovih negabaritnih komada zavisi ritam i organiza cija rada na povrSinskom kopu. Za usitnjavanje negabaritnih komada postoji vi§(: pos tupaka i metoda ito:
321 320
uSitnjavanje negabaritnih komada miniranjem,
mehaniCki postupci usitnjavanja,
termiCki postupci usitnjavanja,
elektrofiziCki postupci usitnjavanja,
kombinovani postupci.
TermiCki, elektrofoziCki i kombinovani postupci, zavise od elektriCnih i toplotnih karakteristika stena (vidi poglavlje 7.5) dok su mehaniCki postupak i pos- ' tupak miniranja, malo osetljivi na ova svojstva stena. Usitnjavanje negabaritnih komada miniranjem moze se izvesti:
da je duiaod 1,2 1,3 deblji!l~_komada. lniciral~e minskih punjenj~.!!eba vrsiti e~~. trodetonatorima ill detonirajuCim Hapinom~~lisllodno je, na povdinskim k()P.?vima, vriiti sekundamo miniranje ~edno sa primamim miniranjem. Potrosnja eks.E!oziva !s.rece se oko 150-200 grlrrl. Ova metoda usitnjavanja negabaritnih komada im~ sv;: jih prednosti i nedostataka. Prednosti su: mala potroSnja eksploziva, srazmemo mali udarrtUala~.u zVllCnj_efe~at.L-;oie,~p~!i vlll!ki ,broJmin.a. Ne
~;:I I I I J I ~
bu~njem
minslcih rupa u negabaritni komad, nalepnim minama, kumulativnim minama.
['II
['11-
; ill
1'111
111
I
111
'
I; :: -t-. I ~ I , ,
' t - - ,~
12.5.1. BUSENJE MINSKIH RUPA U NEGABARITNJ KOMAD
USitnjavanje negabaritnih komada bu~njem minskih ropa malog preCnika u negabarltni komad i njegovo miniranje, jedosta raSiren postuPak.. SastOjise'u tome ~ se -b~~ei~ {;ek!cem, u zavisn,
l=if, gde je: I V
I'Ji
,I i i ,
I
ff I't 1'.1 8'+ fI'S' ff5 "
i
I
n film}
51.206.
m
Dijagram za odredivanje du!ine minske rupe u negabaritu.
duiina minske rope, m. zapremina negabaritnih komada, m 3 •
12.5.2. USITNJAV ANJE NEGABARITNIH KOMADA
NALAPNIM MINAMA
Qv~IT.Jetoda sastoji se u tome da se,lIa nag~baritni k(:ll11ad, 1Ia_~redinu ~ip() mo· u neko udubljenje. stavi odgovarajuca kolil!ina eksploziva koja se sa spdjne Itt!· ne prekrije ineriillmmaterijalom'(pes3k sa g1inom) u sloju kojije deblji ~d minskog pu ~enTa~kao prekrivkamoze po-si~iti i,vo_da u.i>Ii~ti1enskoj VT~ sl. 2.07. ~tvu
51. 205, Bu!enje minske rupe u negabarit,
Duiina minske rupe moze se odrediti i iz dijagrama !d. 206. Eksplozivno punjen.ie zauzima 1/4 - 1/5 dliZine minske rope, a ostali deo se za{;epi do vrha, Za negabritne komade debljine do 1.5 m dubina minske rupe
SI. 207, Usitnjallanje negabarnnih komada nalep· nim minama.
~<"':"5if:(.5t%:%/"""''v:,0///
323 EkspJozivpo_punjenje inidra se klasicnlm src~tvjma za iJliciranje:~ega?~ritni komad drobi se dejstvom udamog talasa, dok gasni produkti ovede nemaju uticaja, pa ~i.~~risti sanlo deo energije ekSPlozije. Specificna potroonj~_~k.!'e!c:>zivamotebit~ i1"9 puta veea u odnosu !lllJ~le~Q..du_~us<:!!i~_min~~t.:':Ipe u negabarit, i krete se od 1,0-2,0 kg/ml. Pri tome se javljaju veliki zYUcni i talasni efeiti, ~ ~idijus opasne ione odrazleta ~jj·k()m~daizi;OsiidO -jO~m_ i}og·svega o~~g~u~upn~k~lltTn.a eksploZlvakoja se .~ r}s!i_zll se1~n..darno_rniniranje nal.eplnirl:tmillama ne tr~Qa.Aapreae20 g~.
primer, negabaritni komad). Ukoliko tiZa nije u visini spoljne povrsine kumulativnog udubljenja, ona se mote dovesti na povriinu objekta postavljanjem notica, tj izdizanjem punjenja na potrebnu visinu sl.209.
12.5.3. USllNJAVANJE NEGABARITNlli KOMADA
KUMULA TIVNIM MINAMA
Ova metoda sastoji se u usitnjavanju negabaritnih komada posebno oblikova· nim minskiJll punjenjirna, koja se izraduju od visoko brizan tnih eksploziva livenjem iii presovanjem. U eksplozivnom punjenju sa jedne strane izradeno je udubljenje, koje moz.e biti rwiti tih oblika (konusno, polusferitno, pirlll11idno), a na suprotnoj strani je mesto za inicijator sl. 208.
SI.209. Kumulativna patrona opremljena nozicama. 1 - kowljica. 2 - eksplozivno punjenje, 3 - metalna obloga. 4 - mesto za inicijator. 5 - no~ice patrone.
Kumulativno-Monrovo dejstvo (otkrio gaje Americki flZitar Monro 1890), po jacava se ako se udubljenje u eksplozivu obloti tankom metalnom oblogom (gvotde, bakar, alurninijum). Iniciranje rninskog punjenja vrsi se sa suprotne strane kumulativne supljine, da bi se detonacioni Was usmerio u pravcu prepreke - negabarita. Brzina kreta nja kumuiativnog mlaza je 2 i viSe puta veta od brzine detonacije doticnog eksploziva i kre6e se do 15000 mis, a pritisak u liii iznosi i do 100 000 dN/mm 2 , a temperatura
20000-30000°C. Usitnjavanje negabaritnih komada kumulativnim patronama je vrlo efikasno. Za razbijanje negabaritnog komada do 5,0 m3 dovoljno je jedno punjenje od 1000 gr. eksploziva. Osnovni parametri koji odre
sa. 208. Dejstvo kumulativne mine. oblogom.
inicijator.7l - eksplozivno punjenje, 3 - udubljenje sa metalnom
Dejstvo kUnlulatirvnog minskog punjenja je specific no u odnosu na dejstvo obi· cnog eksplozivnog punjenja. Dok se kod obicnog (koncentrisanog iii uzdutnog) rninskog punjenja dejstvo eksplozije ispoljava ug1avnom podjednako na sve strane, dejstvo kumu Iativnog punjenja se ispoljava u jednom pravcu u vidu kumulativnog mlaza. lz udubljenja eksplozivnog punjenja, pri detonaciji, stvara se udarni talas koji na odredenoj udaljenosti postiie najvetu koncentraciju tzv. ,,kumulativni mlaz" ima vrlo veliku prodomu moe. Mesto gde je gustina kumulativnog mlaza najveea naziva se fokus iii ziZa, koja se ispoljava u vidu tacke iii kruga. Kumulativno minsko punjenje ima najvecu probojnu moe ako se iiza nalazi na povrsini na koju je upravljena (na
- eksploziv (vrsta, osobine, gustina i raspored oko ose punjenja), - visina kumulativne mine u odnosu na precnik udubljenja, treba da se kre6e 1,5 D do 2,5 D, oblik udubljenja, udaljenje od elementa - bloka koji se minira, natin iniciranja, omotac mumulativnog punjenja. Ukoliko je spoljni omotac cvr~ ti, efekat kumula tivne mine je yeei.
12.5.4. MEHANICKJ POSTUPCI USITNJAVANJA
NEGABARJTNIH KOMADA
Ovi postupci sa aspekta sigurnosti su najpouzdaniji i u poslednje 'Ire me se sve viSe primenjuju. Zasnivaju se na mehanickom razaranju negabaritnog komada, pomoeu
325
324
tega koji pada na negabarit, ili u poslednje vreme se posebno konstruisu mehanicki raz bijati, koji rade na komprimirani vazduh na principu otkopnog cekica. Pravolinijskim kretanjem klipa u cilindru nanose se udarci po temenu klina koji se utiskuje u negaba ritni komad i tako ga razara.
13.0. SA VREMENE METODE INTENZIFIKACIJE USITNJA VANJA STENA MINIRANJEM
Sve veci zahtevi za eksploatacijom mineraInih sirovina, i tehnitka dostignuca na polju utovamo-transportne mehaizacije. bUSace tehnike i opreme, razvoja i proizvod nje eksploziva i sredstava za iniciranje kao i nova saznanja 0 transformaciji potencijaine energije eksploziva, teoriji ruSenja stena i odnosa stena - eksploziv uticali su da se u metode eksploatacije uvode savremeni postupci rniniranja kao jedan od bitnih faktora vece proizvodnje i produktivnosti rada. Zahvaljujuci uvodenju novih postupaka i metoda miniranja kao sto su: viSeredno milisekundno miniranje,
racionalna konstrukcija punjenja,
rniniranje usteSnjenoj sredini i poveeanje visine etate,
primena usporivata u spoljnoj mreti i unutraSnjosti minskog punenja,
primena neelektritnog iniciranja minskog punjenja,
savremena Serna miniranja.
Stvoreni su u.>lovi za primenu kontinualne utovarno-transportne mehanizacije jer se savremenim postupcirna postiZe zadovoljavajuce usitnjavanje. a procentualno ucesce negabarita u izminiranoj masi teste imosi sarno 0,5%. Masovna ill industrijska miniranja sa viSe redova buwtina su prihvatena na svim vecim pominskim kopovima, gde se rninira od 5-15 redova buWtina. Isto tako koriste se i viSeetaina miniranja. visina etate je povecana i u proseku se krece od 15-25 m. Kolitina eksploziva po jednom mi· niranju testa se krece i do 1.000 tona, Sto mogucuje da se broj miniranja smanji, a ovo utite na stepen iskoriSCenja utovamo-transportne mehanizacije. Pri rniniranju se prime kompletne mere bezbednosti a problemi seizrnitkih potresa resavaju se primenom usporivaca iii miIisekundnih ekektrodetonatora, kao i delenje minskog polja u sekcije koje Se zatim aktiviraju jedna za drugom, Sa povecanjem dubine povrsinskih kopova i bUSaeko-minerski radovi postaju S\'e slozeniji, jer se radne povrsine smanjuju a priliv ~ode povecava sto utice na izbor \'Tste eksploziva. Savremeni eksplozivi spravljeni na mestu upotrebe imaju uvecanu sinn:] zone hernijske reakcije sto omogucuje bolje isko· riscenje potencijalne energije. Primenom iniciranja sa usporivacem u jednoj
busotini omogucuje da se izvrSi aktiviranje po zelji sa vrha ill dna, kod bu~tina koje su punjene razlititim vrstama eksploziva ill kod razdvojenib punjenja_ Kod visokih etata primenjuju se vilie inicijatora cije se optbnaIno rastojanje moze izracunati. Neki od glav nih uticajnih faktora na rezultate miniranja biee detaljnije razmatrani.
13.1. TRANSFORMACIJA ENERGIJE EKSPWZUE U STENSKI MASIV
Predstava 0 mehanizmu ruSenja i usitnjavanju stena irna u osnovi sarno kvalita tivan karakter. Visok pritisak gasova koji se obrazuju pri eksploziji u rninskoj bu~tini dejstvuje na zidove izazivajuCi deformaciju i pomeranja, koja se rasprostiru u vidu elas ticnih talasa sa brzinom koja je odredena fizitko-mehanickim karakteristikama sredine. Oblast zahvacena dejstvom elasticnih talasa, nalazi se u napregnutom stanju. Ukoliko su ta naprezanja veca od kriticnog naprezanja za dotitnu stenu, dolazi do pojave mikro pukotina (ukoliko ranije nisu postojale) koje se Sire, obrazujuci sistem pukotina. VeliCi na krititnog naprezanja zavisi od oblika naprezanja i razmere sistema pukotina u pos matranoj oblasti. Znataj statitkog kriticnog naprezanja odreduje se srazmernim efek· tom u srednjoj ravni tvrstoee materijala. Uticaj srazmemog efekta moze se predstaviti izrazom:
a = ao
(l.o)l/k
L
Maksimalna brzina rasta pukotina odredena je flzicko-mehanitkim svojstvima materijala. Vreme za koje ce puktoine dobiti maksimalne dimenzije zavisi od nivoa napregnutog stanja, koje se progresivno srnanjuje sa rastom pukotina. Ispitivanja meha nizma ru§enja stena eksplozivom pokazala su da pri pr01azu detonacionog talasa kroz stenu sa dosta pukotina, dalje Sirenje pukotina produzava se pod uticajem potisnog de} stva gasova sve dotle dok gasovi ne isteknu kroz pukotine, odnosno dok pritisak ne opadne. Tatan uticaj pojedinih dejstava na terenu nije odreden, ali se pribliZno moze odrediti kod rniniranja pod vodom pOSto je energija udarnih talasa u vodi analogna ener giji udamih talasa u tvrdim telima. Na osnovu takvih ispitivanja ustanovljeno je da dejs tva udamih talasa utestvuje sa 15% u ruSenju stena, a energija potisnog dejstva gaso· va sa 50%. Dejstvo eksploziva u stem karakteriSe se impulsom pritiska u minskoj busotim, koji podstite impuls naprezanja u steni, Impuis pritiska i naprezanja odredeni su sa dva parametra ito: promenom velicine pritiska i naprezanja u odredenom vremenu,
- intervalom prirasta napona po vremenu.
Parametri impulsa naprezanja u steni odreduju se parametrima impulsa pritiska u minskoj buSotini. Velieina impulsa pntiska odredana je zavisnoscu
i~
3:;6
327
I
=
o
P---=--
Pud
(1)
Jp(t) dt
(5)
Pe ·D
+---
Pc 'Dc
Maksimalni pri'tisak na zidove busotine jednak je
detonacije i odreduje
Ova zavisnost mo:ze biti prikazana u prostijem obliku
se kao
P
(2)
P = Pc 'D'V max
ud
gdeje: PI (Vd +V)
N
Pei detonaciji eksploziva
k+T
Ako se usvoji da je za brizantne eksplozive k
= 41 Pe . D3
=3
izraz 2, moze se napisati
(3)
(7)
Pe'D
gde je: PI V
D
P
1 + N Pc' D
ps'D c
gdeje: Pc - gustina punjenja u busotini, grlem 3 D - brzina detonaeije, m/s V max - masimalna pocetna brzina cestica.
V max
I +N
P
gustina produkata detonaeije, gr llit.
brzina zvuka u produktima detonacije, m/s.
Zavisnost broj 4 predstavlja odnos impendansi produkata eksplozije pocetnu impedansu eksploziva. Znacajno je da vrednost N bude blizu L Ako je:
Pe' D
a srednji pritisak detonaeije u minskoj bUSotini ravan je polovni pritiska detonacije, tj. Psr
!
Pe ' D2, dN/em
2
odnosno
Ako se brzina detonacije razlikuje od stacionarne brzine detonacije, ill se koris ti nehomogeni eksploziv u kome brzina detonacije protice sa promenljivom brzinom, gomja jednacina se ne moze koristiti, vee se mora koristiti analiticko izratunavanje, ill detonacioni pritisak odrediti eksperimentalno. Eksplozivi sa saddajem inertnih primesa detoniraju u rninskoj bUSotini sa smanjenom brzinom ill sa promenljivom - progresiv. nom brzinom po duiini minskog punjenja. Da bi odredill parametre talasa koji se pojavljuju na granici dYe sredine, koriste se zaYlsnosti koje postoje izmedu karakteristika dttonacionog i udamog talasa u steni koji se granite sa eksplozivom. Dopunski uslmi koji potpomaiu reoonje su jednakost pritiska i masenih brzina sa obe strane graniee razdvajanja, Pritisak na frontu udarnog talasa u sredini odreduje se zavisnoscu =ps·D~·V.d~
"'" 1
Ps '
Pe . 0
(8)
Ps ' D
Odredivanje impendanse na ovaj nacin moguce je samo ako se detonacioni talas krece penpedikularno na granieu razdvajanja dye sredine. Ukoliko se detonacioni talas krece paralelno zidovima busotine, u tom slucaju (N) se mora odrediti na osnovu kosih upadnih i prelomnih talasa, pa je za njihovu interpretaciju potrebno eksperimentalno ispitivanje.
13.2. RACIONALNA KONSTRUKOJA PUNJENJA
(4)
gde je: P s
gustina sredine. gr/ Dc- brzina udamog talasa. m/s V - masena brzma. mis.
Pri normalnor:, upadu deton3cionog talasa n.l granicu eksplozivnog punjenja u sr(,:1i od dctcl:1a,;;j,-, odreden je odnosom impedansi. stena, zavisnost
PO\'ccano iskoriscenje energije eksplozije se i racionalnom raspodelom zapreminske koncentracije energije u busotini odnosno konstrukcijom punjenja (16,58), Razvoj detonacionog pritiska u busotini moze se prikazati izrazom
t)
<;(h).
i
(t -
tf
(9)
329
328 ",(h) f(t)
gde je:
r(t
l'
funkcija pritiska od promene dubine buootine, funkcija pritiska od vremena racunato od vremena iniciranja, t)' - funkcija zavisna od vremena koje prode od iniciranja do posmatra ne tacke., vreme za koje detonacioni tal as prode od mesta iniciranja do memog mesta.
Pri promeni brzine detonacije po osi buootine vreme
tp
P(h)
h - Ito
02
(17)
Analiza date formule govori od maksimalnoj energiji u centralnom delu busoti ne, sto se potvrduje i zonama drobljenja u masivu stena. Pri promeni koncentracije ener gije punjenja koriscenjem eksploziva razlicite brzine detonacije izraz 15 dobija oblik
(n mote bili odredeno iz
p(h,t)
2 p0 -8- r [t -
f h
h
D(h)
]
(18)
razom
l
t'(h) =
db
(10)
0
h.
iii pribliZno i::m
t'(h m)
hi
L
hi_I
(11 )
i= I
Odavde proizilazi da pri odredivanju karaktera izmedu detonacionih svojstava eksploziva po dubini bUSotine moze biti naden polozaj maksimalnog detonacionog pri· tiska. Ako pretpostavimo da se sa izmenom dubine busotine i njenog precnika brzina detonacije i gustina menjaju po funkciji: d
d(h): 0'" O(h); p
p(h)
(19)
pa ce razvoj detonacionog pritiska u busotini sa vremenom biti dat jednakoscu
Na osnovu ovakvog principa, realnu funkciju f(t) mozemo zameniti impulsom .p(h)
(r),paje f( t) = r [t
r [t - (t' + r)]
t']
Prema ovome detonacioni pritisak u bUSotini moze biti predstavljen sledecim izrazom P(h,t) =
{r [t - t'] - r[t - (t' + r)] }
h·- flo
PredstavIjena funkcija pritiska u pritisak
"'(h)
Pm n
8 P0
13.3. MINIRANJE VISOKIH ETAZA
U savremenim metodama miniranja povecanje visine eWe, iznad 15m, je dan od preduslova za povecanje produktivnosti i ekonomlcnosti rada, kao i bolje iskoris. cenje energije eksplozije. Prednosti visokih etaza ogledaju se u sledeeem:
h
D
P(h,t) = 'P(h) ,(t _
Oa bi oobili ravnomeran raspored impulsa pritiska po visini stuba punjenja, mo ramo menjati parametre busotine iIi sastav eksploziva od koga se formira punjenja. Obzi· rom da je promena parametara bUSotine, u prvom redu djegovog precnika u odnosu na dubinu teSko tehnicki izvesti u praksi, to ostaje da se ravnomeran raspored impulsa po· desi izborom i pravilnim razmestajem punjenja u busotini.
(14)
Pri postojanoj brzini detonacije t' '"
d(h) 02(h) p3(h)
(13)
Ako pretpostavimo da je sirina (r) impulsa detonacionog pritiska u bUSotini srazmema sa produz.enim dejstvom eksploziva na povrmni kosine eWe, to je dovoljno u gomjoj jednacini ograniciti se samo na prvi clan P(h,t) = ",(h) r( t - 1')
=
2
(15) dubini busotine predstavlja i maksimalni
velikoj koncentraciji rada na malom prostoru, boljem kori3Cenju busacih maSina, novih etata, izt-egavaju se testa - st\'araju se uslovi za primenu kontinualne mehanizacije, gra\itacionom spustanju vece kolicine odminirane mase na osnovnom etaZu, mogucnosti iniciranja minskog punjenja iz \iiie tacaka, koriscenju buSotina.
331
;';'0
Uticaj \isine ctaze na bolje iskorisccnje energije eksplozije, dolazi do narocjto pri pnmeni eksplozivnih sme:!a koje imaju duii eksplozivni impuls. Na slid br. 210 dat je oblik razvoja impulsa sa vremenom. Prema ovim krivim pritisak pri ini c:iranju brzo raste do svoje maksimalne vrednosti, zatim pada po krivoj (orerna nekim 3utorillla cksponencijalnoj) do pocetnog pritiska. ~JNlcm2
p
12000
6000
~
\\
"-.
20
80
dp
teoretski, b - opitni.
bt:,3
(21)
gde je: Ie
3. t l/3(l_bt 2 / 3 )
0
(22)
(23)
::
b.1, :
izraz .: : I dobija se maksinlaini pritisak
a b'e
Pm.\. Z:l\1Stl0S1
ako izrJz" 23
U
izmedu
i:;~ UIT5::::10
=1/8. p' D 8 / 3 • C2/3 . eol
= Ie + Ie
(24) eksplozija u busotini i :::37' 1 tada se
viSlle
t
(
D
L
/13 .
etaie moze se ustanoviti
2 3
t /
(26)
m/s.
Ip
(27)
racionalna duZina eksplozimog punjenja, m
Ie
odreaujc se vreme u (s) za koje pritisak dostigne maksimalnu vrednost
tm a\.
L' D (s) .
Racionalna visina etaie od koje bi najveci den energije bio iskoriscen za usitnja vanje stene dat je izrazom: ~
na ekstremum
2/3 a' e
=
gde je: p gustina ekspIoziva, dN Icm 2 D - brzina detonacije, m/s L duiina stuba punjenja u bUSQtini, m e - osnova naturalnog logaritma, produZno dejstvo gasova na sredinu,
dN/cm 2 pritisak gasova pri vrerne. s osnova naturalnog logaritma, koeficijem,
dt ::
(25)
Ako uzmemo da se maksimalni pritisak u bUSotini dobija u momentu zavrSet ka detonacionog procesa moZe se odrediti da je
p
b)
Ispitivanjem
t
I
60
1.0
Ove krive pritiska mogu se dosta priblizno aproksimirati zavisnoscu:
e b
e
1 Pmax = gPeD
SI.210.
P
)
)
Ako se uvrsti u izraz broj 25 dobija se izraz za zavisnost pritiska ekspIozije u bu§otini od visine etaie
Oblik razvoja eksplozivnog punjenja sa vremenom. a
'e
max
2/3
max
Maksimalni pritisak pri ekspIoziji dat je izrazom -
0)
a.t 213
t I - ( --
2/3
P - Pmax ( t
t max
o
p
_
=
(Vp + V)Vs (Vs: + V') Vp W
(28)
gde je: V p - brzina razvoja pukotina u pravcu slobodne povrsine, ml s V - brzina prostiranja elasticnih talasa, m/s V ~ - brzina detoancije detonirajuceg Stapina, ml s V' brzina prostiranja elasticnih talasa paraleJno sa busatinom, m/sek W linija najmanjeg otpora, m. Brzina prostiranja elasticnih talasa kroz stenu je razlicita. Ukoliko su stene kompaktnije. brzina prostiranja elasticnih talasa je veca, pa se racionalna visina etaie moze kretati npr. kod granita 32-40 m, a kod kompaktnih krecnjaka 29-32 m. Pri po vecanju visine etaie od 15-75 m, dejstvo produkta detonacije na stenu produiuje se 5-6 puta. sto znaci da se stena 5-6 puta duze nalazi u napregnutom stanju. Isto tako
332
333
analitickl Je utvrdena z3visnost vremena dejstva produkta detonacije u busotini od visi ne stuba punjcnja sto je prikazano u tabeli br. 83 i sl. 211 i 212_
Lt
(n-I)·lpr
a opUe skratenje na celom bloku TabeIa 83 lI(m)
5
t ll11s)
6,1
10
IS
30
45
75
7,15
8,5
13,2
19,8
26,8
L
N·Lt(n
I)
gde je: Ipr- probuSenje ispod nivoa etaie pri nonnaInim visinama etaie, N - broj bUSotina u bloku_ U tabeli br. 84 dati su neki parametri miniranja sa visokim etafama na povr~n skom kopu "CGOK" koji potvrduju opitu zakonomemost povecanja tehnitko-ekonom skih pokazatelja miniranja sa visokirn etaiama.
P.r:htkm 2 30000rf~~~----"--------~------~~------~-------~
Tabela 84
10000 " I ~ .. '< '\ "
'0000
I \ ,,\ I\: "
Po k a z ate Ij i
"i
Koeficijent cVfstore (I)
7S
Dubina bUSotine (m)
60 60
,eo
'20
21.0
Duiina proburenja (m)
t,ms
Linija najmanjeg otpoca (m)
SI. 211.
Mxeu bUSotina (mm)
Promena pritiska u busotini sa vremenom u zavisnosti od visine elaze.
Duiina cepa (m)
Na slid br. ::! 13 data je Sema rasporeda bUSotina miniranja i utovara odminira ne mase kod visoldh etaia.
Specificna potrosnja eksploziva kg/m'
Visina etaie (m) 18
21
25,6
27
23
10-15
10-16
8-15
10-14
12-17
21,2
24
29
30
36,3
3,2
3
3,4
3
3,4
11,4
9,6
12,2
11 ,8
12,3
8,2x8,2
6,9x6,9
9,Ox9,4
9,4x9,4
8,5x8,5
8,6
10,3
8,5
11,2
8,8
0,58
0,66
0,5
0,52
0,68
Kolicina materije po m'buSotine (m')
65
45,5
83,0
83,0
67,6
Izlaz negabarita u %
0,35
0,2
0
0
0
E:
01
"'I
~I 13.4. MINIRANJE U STE8NJENOJ SREDINI
J SI. 213.
Serna miniranja i utovara kod visokih etaza.
Ako ..isoka etaZa zamenjujc (n) ctaza male iii srednje visine. to bUSotine visoke etaie biti kraca za
ct'
dutina
Najpotpunije iskoriscenje energije kod etainih miniranja, postiie se kod minira nja na nepociscenu stenu iii tzv. miniranje u ,,stesnjenoj sredini". Pri miniranju u ste!inje noj srcdini zbog nepociScene etaie koja slufi kao potporni zid smanjuje se pomeranje odminirane mase sto dovodi do povecanja vremena dejstva eksplotiva na stenu, boljeg iskoriscenja energije eksp\ozije i boljeg usitnjavanja. Osim toga, ovako miniranje dopri nosi vecem intenzitetu radova sto je vrlo bitno kod sistema eksploatacije sa veoma
335
334
I
rnalim povrsinama. Postupak miniranja u stesnjcnoj sredini primenjujc se u nekoliko vakoje se razlikuju prisustvom ili odsustvom slobodnih povrsina, karakterom nepo- '::ts;;~ ... e rnase, redosledom aktiviranja mina i nacina formiranja stesnjene sredine. Pri miniranju u ap:;<;,I,.. too stesnjenoj sredini postoji sarno jedna slobodna povr~ina, a sarno I punjcnje iii grupa punjenja 6g1""';""na je monoJitnim masivom. Ovakva varijanta prime njujc se pri izradi useka kod otvaranja novih el~:!
K·I
Kp . W (
Y
.Q . E
I)
up
koeficijent razbacivanja stene, linija najmanjeg otpora, m specifitna potroSnja eksploziva. kg/m 3 specificna energija eksploziva, KJ /kg modul elastienosti stena, dN/em 2 - evrstoca na pritisak. dN / em 2 koeficijent iskoriscenja energije utroSene na drobljenje.
Ova formula oddava zavisnost sirine prethodno izminirane stenske mase od fizicko·mehanickih karakteristika stena koja se min ira. svojstava eksploziva i osnovnih parametara busacko-minerskih radova. Brojcano odredivanje ovih karakteristika u pro izvodnim uslovima nije tesko. Vrednost koeficijenta K I menja se u granieama od 0,05-0,2 u zavisnosti od vrste stene. Na slid br. 214 prikazano je miniranje u stesnje noj sredini.
I
",r:iil{t?{:',~1t,:n "
~.
SI. 214.
Miniranje u steSnjenoj sredini.
Sirina razbacivanja gomile odminirane mase moze se dati izrazom:
L=II
B3 / 2 B 3/2 I
gdeje: BI ~
W
Kp
~ • W + Bl Kp'W + B
J'1..0
Sirina prethodno izminiranog materijala, pri kojoj ne dolazi do razbaci vanja,m duZina razbacivanja odminirane mase pri istim ostalim uslovima, m linija najmanjeg otpora, m koeficijent iskorl~enja energije eksploziva za drobljenje.
DuZina razbacivanja miniranog materijala zavisna je od speeificne potrosnje eksploziva, visine stuba punjenja u buSotini, konstrukcije punjenja, seme miniranja itd. Praksom je potvrdeno da se prime nom rednih Serna miniranja postiZe minimalno, a pri· menom dijago.nalnih Serna maksimalno razbacivanje odminirane mase. Isto tako je potvr dena da razdvojena stubna punjenja daju manja razbacivanja nego kontinualna. Koefi cijent iskoriscenja energije eksploziva u datim slucajevima je relativno visok Sio potvr duju pokazatelji granulometrijskog sastava i ueinei utovame mehanizacije.
13 5. SAVREMENE SEME MINIRANJA
U razvoju metoda dobijanja mineralnih sirovina na povriinskim kopovima naj znacajnije mesto zauzimaju Seme miniranja. Upravljanjem dejstvom eksplozije najjed nostavnije se postiZe pravilnim izborom Serna miniranja. Njihova prirnena ne zahteva nikakve naknadne troskove a moguca je pri svim usvojenim parametrima bUSacko-mi nerskih radova. U protekle dYe deeenije milisekundnog miniranja. savremene Seme koris· eene su za sniZenje seizrniekog efekta. povecanje stepena uSitnjavanja stena, dobijanje potrebnog oblika gomile odminiranog materijala, i postizanje drugih neophodnih fezul· tata kod masovnih miniranja. Isto tako, pomoCu Serna miniranja mogu se dobiti zeljeni redosledi optereeenja minskih buSotina. Pri jednoj semi miniranja karakter rusenja stena u konturama jedne prizme, ogranicene ostalim punjenjima, je jedinstven. U zavisnosti od mreze rasporeda busotina u datom bloku dobijaju se naprezanja od 3 iii 4 stubna punje. nja. Slika br. 215. Promenorn Serna moze se utieati na redosled njihovih iniciranja, izbor optimalnog HC'mena usporenja izmedu minskih punjenja iii niihovih delova, a takode i sIDer lllieiranja. Isto tako pomocu serna moze se busotina. oblik i smer dobijanja mineralne sirovine. Rastojanje izmedu bu~otina i Iinija najmanjeg otpora predstavljaju g1avne ele· mente miniranja. Promenom njihovih dimenzija i njihovog medusobnog odnosa maze se uticati na raspodelu raspolozive energije. Na taj nacin, moze se poveeati smaIlJi!! uticaj jedne iIi vise komponenata koje igraju ulogu kod pokrdanjd stenske
336 337 rnase. Ilorizontalno pokretanje stenske mase je vrlo vaina komponenta jer ona reguliSe i diktira rastresitost j usitnjavanje izminiranog materijala, sto se odrafava na produktiv nost utovarne - transportne mehaniLacije. Koeficijent zblifenja bu§otina u praksi se
sve cesce se primenjuje intervalno usporenje unutar minskih punjenja u buSotinarna. Uporedo s tim razvile su se nove Seme miniranja kao i novi sistemi aktiviranja minslnJ. punjenja. Prema smeru otkopavanja minerhlne supstance i vllgovarajuce ravoi etaia savremene Seme viferednog milisekundnol! mirulaflP mogu se podeliti na: I. Frontalne §eme miniranja: redlle feme miniranja, redne - sekcione Seme, redno-dvokrilne Seme redno-pame feme, redne sa srediSnjim zalomom.
b
a 51. 215.
Serna raspored naprezanja od 3 i 4 stubna punjenja u masivu stene.
najcesce reguliSe promenom rasporeda i redosleda intervala aktiviranja. On direktno utice na horizontalno pokretanje stenske mase napred, pokretanje stenske mase unazad, odnosno stvaranje pukotina iza minske serije. kolicinu blokova iz podrucja cepa minske busotine kao i razbacivanje stenske mase. Koeficijent zblifenja busotina utice na kvalitet usitnjavanja te je odredivanje njegove vrednosti potrebno utvrditi za svaku radnu sredinu posebno. U osnovi treba razlikovati dva pOjma ito: - koeficijent zbliienja rasporeda busotina. i
- intervalni koeficijent zbliienja busotina.
Koeficijent zbliicnja bUSotina kod kvadratnog. pravougaonog i Sahmatskog ras pored a busotina obicno se kreee od 1.0-1.5. Promenom intervala aktiviranja u mins kom polju dimenzije rastojanja bUSotina i linije najmanjeg otpora mogu da se promene tako da intervalni koeficijent zblifenja bUSotina bude duplo veei. Ukoliko su busotine tako rasporedene da su vrednosti rastojanja busotina i linije najmanjeg otpora iste. gonalnim aktiviranjem stvarno ruSenje stene se odvija pri dvostrukoj vrednosti rastoja nja busotina u odnosu na vrednost linije najmanjeg otpora. lskustvo je pokazalo da ras tojanje izmedu busotina treba da bude vece od Iinije najmanjeg otpora. sto garantuje uspesno miniranje. a pokazatelj m: 'I busotini se takode poveca\·a. cime se srnanjuju troskovi busenja. Posto se inter,alni koefkijenr zblifenja busotina moze kretati od I - 10. lini ja najmanjeg otpora za pf\i red busotina u izvesnirn slucaje\ima mora biti \'eca kako bi se izbeglo razletanje stena. posebno ako je celo etaie raspu.::ano od prethodnog mini ranja. Niska "rednost linije najm:mjeg olpora omoguca\'3 bolJ';~ pokretanje i pomeranje stenske mase, sto je kod \1Serednih miniranj3 od \·a1nosti. l' poslednje Heme
2. Dijagonalne feme: diajagonalne Seme sa klinastim zalomom na kraju bloka, rednim miniranjem, zalom na kraju bloka, miniranje blokova sa nekoliko slobodnih povrSina,
dijagonalne - redne feme,
radjalne Seme,
Seme miniranja sa poprecnim zalomom,
sekcione Seme sa poprecnim zalomom.
.~ t~.· I~
~
·f
3. Klinaste Seme:
Seme miniranja sa jednim klinastim zalomom,
seme miniranja sa dvailinasta zaloma.
Pri svim raznovrsnim Semama miniranja u masivu stene, u periodu neposredno pred ruSenje, mogu se razlikovati cetiri slucaja naprezanja stenske mase ito: jednostra. no, dvostrano, trostrano i cetvorostrano naprezanje. Na slid br. 216 predstavljene su moguce varijante red0'\leda iniciranja punjenja pri kvadratnoj rnrezi buSotina. Njihove osnovne osobenosti ogledaju se u sledecem: -Jednostrano naprezanje sl. 216a minirana masa izlaie se jednovremenom cetvorostranom pritisku. U vertikalnim ravoima simetrije dolazi do uzajarnnog gaoonja suprotno usmerenih vektora pomeranja_ RUSenje je moguce sarno na racun velikih zatez nih naprezanja, koja su veta od otpora stena na pritisak. Ovakva miniranja mogu se pri meniti sarno za nekoliko redova bUSotina bez usporivaca. Ovakav nacin rada prime je uglavnom do pojave milisekundnog miniranja. D':nstrano naprezanje sl. 216b karakteristicno za frontalne Seme miniranja (redna i popre tne) sa srediSnim zalomom. Dva reda punjenja iniciraju se u odredenom optimalnom vremenskom intervalu. lzmedu busotina u prvom redu koje se iniciraju jed novremeno nema nikakvog pomeranja cestica. Kretanje cestica izmedu redova l!smere no je penpedikularno frontu dobijanja i to u pocetku prema unutrasnjosti masiva, a zatim na stranu reda koji se minira. lednovremeni razvoj dinarnickog polja naprezanja u
,I !I
339
33.'-:
redu prcdstavlja pomeranja cestice sredine i u najudaljcnijim tackama date izotropnim oblastirna. Siabo ruSenjc u izotropnim i predizotropnim oblastima vezano je za razvoj pukotina Roje poticu iz oblasti intenzivnog drobljenja.
~
•
~
•
•
•
~.~ ~ i ~ 2
~
•
b)
;l~~
1t3==1~ 2
J
I' 2~
2
*.~
~
a)
'~
2
, 3
~3 '~3 l'
'% ,
:l;h=, it
1t~*.
d)
C) 51. 216.
Sema pomeranja karakteristitnih tataka masiva pri razlttitim natinima eksplozivnog oPteretenja. a - jednokratno. b - dvokratno. c trOkatno. d tetvorokatno naprezanje.
Trostrano naprezanje 51. 216.: za razliku od frontalnih Sema (redniJ1 i pop rccnih) ovde se prizrna okonturena punjenjima nalazj pod trostranirn naprezanjem. sa odrei'lenim vremcnskim zastojern. dovoljnim za maksimalno pomeranje sredine pod dej stvom prethodnih punjenja. lzotropne oblasti obrazovane pomeranjem punjenja u gonalnom redu, padaju u zonu vee minirane mase j ne pokazuju neki veci uli~al na
usitnjavanje. Pri iniciranju punjenja u prvom redu tacke masivapomerajuse radijalno u stranu drugog i treeeg reda. Par pWljenja drugog reda u srednjem delu prizme ne poka zuju znake pomeranja eestica. Pri jednovremenom razvoju polja naprezanja u momentu susreta, talasi se spajaju i mogu izazvati deformacije na raeun pritiska. Na strani pu.njenja prvog i treceg reda pomeranje eestica se vrSi slobodno. Razvoj talasa naprezanja treeeg reda izaziva radjalno pomeranje cestica u stranu ranije iniciranih punjenja. Trostrano naprezanje obezbeC1uje primena dijagonalnih i klinastih §ema mreta kada se spajanje pu njenja vrSi paralelno dijagonali pravougaonika. Dobre strane su im u tome Ito se uzajam no dejstvo punjenja duZ kosine etate javlja u momentu kada je masiv vec pretrpeo nap regunuto stanje. Unija najmanjeg otpora u procesu dobijanja odgovara radijusu dejstva minskog punjenja i jednako je 0,7 od \.n.o pri obicnim frontalnim §emama, pa na taj naein mine deluju u olak1lanim uslovima. Punjenja svakog narednog reda pomerena su u odnosu na prethodna za polovinu rastojanja menu bUSoinama, pa pri miniranju dopun ski usitnjavaju vee minirani masiv izmenu bUSotina prethodnog reda, umanjujuci tako izlaz negabarlta. Primenom kvalitetnih dijagonalnih klinastih i trapezoidnih §ema minira nja prakticno ne postoje zane niskih naprezanja. Osim toga. zahvaljujuci ravnom frontu dobijanja raste i efikasnost sudaranja pokrenutih masa, pa se kinetieka energija komada maksimalno koristi za dopunsko usitnjavanje. Siroka primena dijagonalnih i klinastih lema potvrC1uju preimucstva koja su ovde izneta. Talasasta lema ,,grebenka" prlkazana na slici br. 218 ne razIikuje se rnnogo od dijagonalnih lema. Sem oblika i smer fronta dobijanja su manje pogodni polto se jednovremeno iniciraju punjenja iz dva reda, pa se zbog toga dobija izlomljena linija fronta dobijanja. Punjenja rasporeC1ena bliZe prednjem kraju imaju tri slobodne povriine i deluju u olak§anim uslovima dok ona u sledeeem re du deluju u stesnjenoj sredini. - Cetvorostrano naprezanje sl. br. 216d eksperimentalni opiti izvedeni u laboratorijskim i industrijskim uslovima pokazali su da susret talasa naprezanja nije je dini faktor koji utice na kvalitet usitnjavanja, vee i duZina vremena dejstva dinarnickih talasa. lniciranje punjenja posle toga, kada je susretni talas naprezanja proSao, omogueu je bolje iskori~enje energje. Takve uslove ispunjava eetvorostrano naprezanje koje se odlikuje malom du7:inom pomeranja eestica, a veIikim vremenom procesa rulenja. U najudaljenijoj zoni od punjenja javljaju se eetiri ciklusa elasticnih pritisaka i istezanja. Brze promene naprezanja u razlicitim pravcima pomeranja, izazivaju intenzivan razvoj pora i mikropukotina bez obzira kako su oni orijentisani u odnosu na punjenje. Ekra nizujuce dejstvo pukotina i povrSina usporenja u procesu raznovremenog i raznostranog razvoja polja naprezanja ne manifestuje se u takvom obimu kao kod obienog eetvoro stranog napreLanja. Delujl.:::i u razlicitim vremenskim intervalima naprezanje ne izlazi lZ domena cvrstoce materijala, ali pri cestom ponavljanju naprezanja izazivaju mikro pomeranja cestica na rllcun pora i pukotina i nejednorodnosti mineralnog sastava. U porei'lenju sa dvostranirn naprezanjern period uzajarnnog dejstva talasa naprezanja ovde se povecava do tri puta, sto stvara uslove za intenzivnu deforrnaciju u svim tatka.lUI ste· nskog masiva. C industrijskirn uslovirna ovakav nacin naprezanja stenskih rnasiva omo gucuje dijagonalne seme rnilisekundnog rniniranja.
340
341
Analiza granulometrijskog sastava izminirane mase pokazuje da se poveeanjem broja raznovremenih naprezanja od 1 - 4 precnik srednjeg zma proporcionaIno se sma· I njuje, a koeficijent korisnog dejstva eksplozije raste do 1-1,41.
13.5.1. SEME MILISEKUNDNOG MINIRANJA
NA POVRSINSKIM KOPOVIMA
Na sl. 219 date su dvokrilna redna Serna miniranja (a) i pamo-paralelna lema miniranja (b). Ove Ierne roiniranja priroenjuju se radi sniZenja seizmii5l6h potresa i po boljSanja stepena usitnjavanja, jer se sva minska punjenja u redu ne aktiviraju odjednom vee iz dva dela.
Q..
13.5.1. 1. Frontalne sme miniranja Frontalne Ierne milisekundnog miniranja karakterUu se bu§otinama raspore. denim u jednom ili vile redova paralelno frontu etate. Aktiviranje minskih punjenja vrSi se sa usporenjem izmedu svake, svake druge iii grupe minskih punjenja u redu sl. 217
0)
=> rrrrl1-rrl
123'56789
Jilin l! l' rL!EJ ~ IN L!~ 1T L!l b)
=>-
SI. 219.
1tIt I tIt I 121212121
Redne
~me
miniranja. a - dvokrilna redna
el!J ~ II! I!J Il'!!] !:[l Cllr l!J ~1'I! L!J
~ema.
b - parno paralelna ~ma.
Ut\)OrWOt.i
=>(lt1' Itl' 11 2 3 2 1 2 3 2 T2
c)
l! [! eEl'I' L!l Tl! l!J:J ~ TI!J ~II! eJ!l SI. 217. Jednoredno milisekundno mmoranje. a uspOfenje izmedu svake bu~tine, b svake druge. c - usporenje izmedu svake tre(e bu~tine.
usporenje izmedu
m
j.p!fIt\f1
_ L:' I ~ J_ ,_ [ .!.. I ~ ] ..! OJ _, ]
~T:.!"'L
SI. 218.
Redna ~ema miniranja. I, II, III, IV - redov; buiotina, 0, 1, 2,3 - redo sled aktiviranja minskih punjenja. SI. 220.
ill da se kod viSerednih minskih punjenja minska punjenja u redu aktiviraju trenutno, odnosno da se usporenje postavlja izmeau redova bU50tina st. 218.
Redne va.
~me
miniranja sa uzdufnim zalomom. a
pri izradi useka 0,1,2,3 redosled iniciranja redo·
1
343
342
Na sl. 220 data je Serna miniranja sa uzduinim zalomom. Ova Serna miniranja primenjuje se pri izradi useka, gde se prvo inicira srednji red busotina, koji deluje u ote zanim uslovima jer ima sarno jednu slobodnu povr§nu. U busotine tog reda stavlja se malo veea koli~ina eksploziva jer su i buwtine srednjeg reda malo dufe u odnosu na ostalt' redove. Busotine u ostalim redovima deluju u stesnjenim uslovima (sa ekranom). Ova Serna miniranja obezbeduje vrlo dobru granulaciju miniranog materijala i malo raz bacivanje. Medutim, kod ove Seme rniniranja je veei obim bUSenja, veea specificna po trosnja eksploziva kao i veee potresanje stenske mase izvan granica miniranog bloka. Sve frontalne Seme miniranja imaju mali broj impulsnih naprezanja, mali koe zbliienja busotina (oko I), nejednakomerno usitnjavanje sa relativno visokim u~escem negabaritnih komada iz RJ"vog reda bUSotine, velike seizmic::ke potrese. Da bi se ove Seme uspesno primenile potrebno je izabrati racionaJan milisekundni interval usporenja.
13.5.1.2. Dijagonalne Seme milliranja
l'l1JTITI' rITlTc.I~T}Tl::J.TITI b) SI. 222. Dijagonalne Serne miniranja. a - sa klinastim zalomom na boku eta1nog bloka, b - kombinacija di jagonalne i paralelne Seme. I!:etiri pravca aktiviranja.
Dijagonalno-paralelna Serna aktiviranja sl. 223 karakteriSe se dobijanjem sten ske mase pod odredenim ugiom prema ivici etaie, i aktiviranjem svakog punejnja odre denim intervalom usporenja, i sa razlic::itim koeficijentom intervalnog zbliZenja buSotina.
Dijagonalne seme miniranja odlikuju se jednostavnoscu, i prakticno se mogu primeniti za svaki raspored busotina kod viSerednog miniranja. Aktiviranje mreze bullo tina vrSi se dijagonaJno tako da je broj intervala aktiviranja znatno veei od broja redova. Kretanje stenske mase ka iviei etate moze biti usmereno pod razli~itim uglovima, tako da je stvarna linija najmanjeg otpora, pri kojoj se materijal rusi, znatno manja nego kada bi se minska punjenja aktivirala po redovima. Zbog toga se ovde mogu razlikovati, buSo tinska linija najmanjeg otpora i intervalna linija najmanjeg otpora sl. 221. Q
o
/0
6'
6"
p
j)
;:r
-0.,
///
/
r:f
p/
a...!Jf
/~/<> /
/
/0: /
p
0.,
a
fT1
''-
,
-.
,
\,/ ,.0--0" " '0, ~. - i...,/ ' " 'if 0 /0- --0" 'b.. 'b.. ,,:t /
b)
oj
''-' '0" "q, 'n--.....
51.223.
51. 221. Sema promene intervalnog rastojanja (a) i intervalne linije najmanjeg otpora (W) kod dijegonalnih Serna.
Ako je pri kvadratnom rasporedu bUSotina, busotinski koeficijent zbliZenja m = a/W = 1,0, onda ee intervalni (stvami) biti I11j =a/Wi = 2,0 , pri uglu od 45°. lJkoliko je ugao pod kojim se rusi stenska masa manji, inlervalni koeficijent, koeficijent zblizenja busctina raste i moze dostiCi vrednost 8-10. Kod dijagonaJnih Serna miniranja mora se posebna patnja pokloniti izboru intervalnog usporenja. On treba da bude iza bran prema karakteristikama radne sredine. Pri rasporedu usporivaca u minskom polju, mora se voditi racuna 0 polozaju slobodne povrSine. ukljestenosti i metodi miniranja. Rastojanju izmedu redova (reba posvetiti posebnu painju. jer je ono sada manje nego kad bi redno minirali. Posebna painja mora biti posveeena kolicini eksploziva po redovi· mao Prakticno za svaki red treba odrediti kolic::inu ebpJoziva. konstrukciju punjenja i 51.
Dijagonalno-paralelne seme miniranja. a • sa uglom r.nenja od 26"
b - sa uglom r.nenia od 64~
oj
51 224.
Dijagonalna sema miniranja sa sa dl/e strane.
vi~e
slobodnih povrSina. a - otvaranje sa jedne strane. b - otvaranje
344
345
Vi8eredno miniranje sa radijalnim rasporedom bUSotina primenjuje se za mini ranje tvrstih stena, jer polukrufni raspored bUSotina obezbelluje uzajamno dejstvo su sednih eksplozivnih punjenja. Po linijt busotina uvetavaju se naponi u stenskoj masi fto doprinosi boljem usitnjavanju. Zadnji red minskih bUSotina deluje bez stvaranja pukoti na iza zadnjeg reda buSotina.
13.5.1.3. Klin3ste §erne miniranja Sustina k1inastih Serna rniniranja je utome da red rninskih bUSotina istovreme , no pomera deo stenskog masiva u pravcu jedne iii viSe geornetrijskih osa, time se obez b~duje sudaranje komada stenske rnase. Klinaste Seme miniranja mogu biti sa jednim ili dvoJnim k1inastim zalomom u obliku k1ina ili u obliku trapeza.
SI. 227. Klinasta ~ema sa jedinilnim zalomom.
Klinaste Seme miniranja u poredenju sa frontalnim, imaju veei broj impulsnih naprezanja (oko 4), koeficijent zbliZenja bu~otina je veC:i (oko 2), fragmentacija materi jala je dobra, moguca je promena smera fronta otkopavanja. 8irina razbacivanja je mala.
a)
S1.225. Principijelna ~ema dejstva minskog punjenja pri radijalnoj ~emi miniranja. a - redosled aktiviranja ra dijalno rasporedenih minskih punjenja, b dejstvo punjenja prvog reda bu~otina, posle eksplozije prve grupe bu~otina.
.,
u
3
2
b)
SI,226, Dijagonalna ~ema rniniranja u uslovima st~niene sredine, 1,2 .... 7 - redosled iniciranja minskih Dunjenja, u usporiva':'i.
SI. 228. Sema minirnaja sa klinastim zalomom. a - sa jednim klinastim zalomom, b - sa dva klinasta zaloma.
J4(,
347 J 3.S.:!. UTICAl SEMA MINIRANlA NA SNIZENJE
Tabela 85
SEIZMICKOG EFEKTA
Broj impuJs.. Naziv Ierne
Pravilan izbor ~rna rniniranja je od bitnog znacaja za sniZenje seizmickih potre sa. Utvrdcno je da stepen srnanjenja intenzivnosti potresa pri rnilisekundnorn rniniranju zavisi od broja grupa i intervala vrernena za koje se one aktiviraju. Zbog toga se biok za rniniranje deli u sekcije ili grupe u kojirna je ukupna kolicina punjenja neka odre(!ena velicina. Dozvoljena tezina punjenja u grupi zavisna je od seizrnickih kolebanja za rela tivna rastojanja u blokovirna se rniniraju, a duZina sekcije (Ls) se ogranicava na:
Ls gde je:
D T
~
D (T - t) . J.i2
brzina detonacije detonirajuceg ~tapina, rnls vrernenski interval usporivaca, rns interval vrernena rne(!u gruparna, rns.
Seizmicka opasnost pri rnasovnirn ITumranjirna prakticno je bila otklonjena prirnenorn dijagonalnih Serna, koje se rnogu prirneniti pri svakoj Sirini i konfiguraciji bloka. Spajanje punjenja u grope po dijagonali ornogucuje povecanje rastojanja meau njirna do 1,4 puta u odnosu na paraleJne i poprecne !erne. Kolicina eksploziva po jedi nici vrernena sc smanjila, ali se poveeala opSta duiina dejstva eksplozije na stenu, tj. prornenio se pokazatelj koji se izraiava odnosom:
T
nih napreza , nja
Koefic. zblite nja bu §at.(rn)
Serne sa trenutnirn iniciranjern
1
Frontalne !erne (redne i poprec:ne sa usporenjern rne(!u redovirna) Frontalne !erne sa zalornorn Talasaste !erne tipa ,,grebenka" Dijagonalne !erne
2
3
1,4
3
1,4
Klinaste Seme
3
2
Parno-redne
4
2
Dijagonalno-redne
4
2,2
2
Q :ET
gde je: Q kolicina eksploziva, kg T - opste vrerne dejstva eksploziva, ms :Et - ukupni vrernenski interval me(!u grupama, ms. Naglo smanjenje tog pokazatelja pri dijagonalnim ~rnama objamjava se poras· tom tog intervala rnedu punjenjirna u grupi. Analizirajuci karakter promene seizmickog efekta pri masovnirn miniranjima i stepen drobijenja stene pri razlicitim Semama minira· nja moze se medu njirna ustanoviti uzajamna veza. Sa povecanjem broja dinamickih naprezanja pri miniranju seizmicko dejstvo se smanjuje. Iz toga proizilazi da Serne mi· niranja koje daju najbolje usitnjavanje daju i najrnanje seizmicke efekte Sio je prikaza· no u tabeli br. 85.
Ostale karkateristike
Nejednako memo ust njavanje, visoki seizroic: ki efekti Nejednako rnerno ust njavanje, visoki seizmic lei efekti Ostaju pragovi uzduZ zalomnih redova Ostaju pragovi uzduZ zalomnih redova Smanjuje se Sirina razba civanja gomile materijla la usrn. sudar. korn. stena Srnanjuje se Sirina razba civanja gomila materija la usm.sudar.korn. stena Srnanjuje se Sirillit razba civanja gornile rnaterija la usm.sudar .korn. stena Mogucnost prornene srnera fronta dobijanja, srnanjuje se Sirina razba civanja
13.5.3. UTICAJ SEMA MINlRANJA NA FORMIRANJE
OBUKA GOMILE ODMINIRANIH MATERIJALA
Oblik gorniIe odminiranog rnaterijala
karakteri~
se sledecim parametrirna:
sirinorn otkopne rnase ispred c:elaetafe (iza poslednjeg reda busotina), izbacivanje rninirane rnase van bocnih granica otkopnog bloka, prisu~tvorn iii odsustvom oSiro izratene granice izrneau minirane rnase i do dela etate. Srnanjenje sirine gornile odminiranog rnaterijala omogucuje povecanje ucinka bagera, na ratun broja zastoja i pornoenih operacija. Velika visina gomile pogorSava uslove uto\ara, na ovo u velikoj meri utice izbor reme rniniranja. Frontalne Serne po pravilu se odlikuju velikorn Sirinorn gornile i odbacenirn materijalorn iza zadnjeg reda
348
349
bu§otine, posebno pri nepravilno odabranim milisekundnim intervalima. Unija najma njeg otpora i rastojanje medu redovima bUSotina zavisno od mrefe veei su od radijusa dejstva (R) pa tirina gomileodgovara dalfmi odbacivanja komada stene, ~ = s, gde je Lp §irina gomiIe, s daljina odbacivanja pojedinih komada. Smanjenje tirine odba civanja mo1e se smanjiti prirnenom uzdufnih i poprecnih zaloma. Kod dijagonalnih Serna koje su najrasprostranjenije prirnenjuju se tri i viSe redova buSotina. Za stvaranje dopunskih slobodnih povrSina iniciranje pocinje sa zalornnim buSotinama. Kinematika proces& dobijanja i obru~vanje gomile materijala ima oblike frontalnih Serna ali 1m je Iinija najmanjeg otpora usmerena pod uglom ka celu etafe i ravan je radijusu ruSenja tj. R =W slika br. 217. Kod ovih §ema tirina gomile je:
gde je:
~
= s'sina
Q ~
ugao izmedu Iinije fronta i cela etaie.
\1..-0
.".1
~O'( l~'
I.ev
Gomila odminiranog materijala je ravnomema jer punjenja u svim grupama de 1uju u jednakim uslovima. Klinaste §erne irnaju nedostatak §to obrazuju neravnomemu gomilu materijala velike visine, neefikasne su u stenama gde je izratena velika raspuca nost. Uglavnom se primenjuju pri izradi useka, pri otvaranju kopova za izradu kanala gde imaju preimuCstvo nad svim drugim Semama.
13.6. METODE KONTURNOG MINIRANJA
13.6.1. POREMECENOST STENSKOG MASIV A MINIRANJEM Primena sve vecih kolicina eksploziva za miniranje nastala je kao rezultat pove canog obima proizvodnje na povrSinskim kopovima. Usled toga, pod uticajem stalnih dinamickih naprezanja od eksplozija, naru~va se ravnotefno stanje stenske rnase, ~to u odredenim uslovima moze izazvati obru~vanje bokova etaZa, odnosno stvoriti uslove za njihovu nestabilnost. Na povrSinama iskopa mogu nastati razne anomalije koje sma njuju sigurnost rada, a tokom vremena dovode do pomeranja stenskih masa. Stabilnost iskopa je posebno vaina kod izgradnje objekata dugorocnog karaktera.
~
,!?'b
~\;).~
III
II
t.:;o<::t
2!!!!;~ .v!Ei'. f!!!!t~lo-.j
...
IODd
../
()r-,
~'b ~
SI. 229. Redna tema rasporeda buJotina.
Naruseni masiv
~f
I \,()
SI. 231.
!)ejstvo eksplozije mina na okolnu stensku masu.
SI. 230.
Tatasasta
~ema tipa "grebenka".
Kod pO\'fsins~og otkopavanja ovo ima poseban znacaj kod miniranja na zavrs· nim kosinama kopa. Pri povrSinskim miniranjima nastaju tri zone deformacija stenske mase: zona pukotina, zona potresa iLOna seizmickih oscilacija. Zona pukotina prostire
r
i
351 350
o
sc na 2 -3 m, a u nekim stenskim masama i nepovoljnim okolnostima i 9-11 m iza za· dnjeg reda minskih buwtina. Zona potresa mote da se prostire i do 40-60 m, a zona seizmil:kih potresa zavisi od primenjene kolil:ine eksploziya. Prema V.K. Rubcovu po remecenost stenske mase na povrsini krece se u dutini od 100 precnika eksplozivnog pu njei'lja, a ispod dna buwtine 5-7 precnika eksplozivnog punjenja. Sl. 231. Poremecenjt: stabilnosti stenskih masa moze se preduprediti ako se pri minira nju pridrlavamo odredenih principa kao: ogranicenje kolicine eksploziva u granicnim delovima iskopa,
primeniti milisekundno miniranje sa sto vecim brojem intervala,
izvrSiti pravilan izbor eksploziva,
primeniti buwtine pod nagibom,
po mogucstvu smanjiti prel:nik buwtine.
13.6.2. UTICAJ KONTROLISANOG DEJSTVA EKSPLOZIJE
a
:JrT: [
., ., .,
.,
Q
._0
SI. 233.
Uobicajenil1l miniranjem bez narocitih kontrolnih mera u pogledu dejstva eks plozije, projektovana granicna povrsina iskopa uvek se prema~i, uz to stenska masa ne posredno iza gran ice konture iskopa izlofena je manjem iii vecem potresu pracenim pu kotinama i prslinama cime se smanjuje stabilnost stenskog materijala. U cilju izbegavanja ove stetne pojave, 60-tih godina primenjeno je tzv. ,,kontumo" miniranje, kod koga se koriste postupci kontrolisanog dejstva eksplozije u granicama konture iskopa, iii profila ako se radi 0 podzemnoj rudnickoj prostoriji. Postupak kontumog miniranja koristi fizicku pojavu da brzina prostiranja elas ticnih talasa naglo slabi pri prelasku iz sredine vece gustine u sredinu manje gustine. U tom cilju, du.t konture iskopa posebno se izbusi niz kontumih bUSotina na odredenom rastojanju. sa posebnim minskim punjenjem. koja pri detonaciji stvore usku zonu pove zanih pukotina. koje ustvari predstavljaju branu proiasku eiasticnih tala sa van ko~ture iskopa. SI. 232.
JrT
Raspored konturnih bu~otina. a konturnog miniranja. c - bu~enje
metoda predhodnog obrazovanja pukotina, b - metoda zavr~nog zavr~nih konturnih b~otina.
Usled toga stenska masa iza konture iskopa ostane neostecena, a povrSine osta nu ravne i u granicama projekta. Kontume mine uvek se konstirusu sa oslabljenim dejs tvom eksplozije, ali dovoljno snaZnim za stvaranje pukotina izmedu buSotina. Stvaranje pukotina izmeclu dYe susedne buSotine je pQsledica sudara dYe grope kompresionih tala sa. Ovaj sudar talasa prouzrokuje izmedu susednih busotina smicanje, odnosno odseca nje po zamiSljenoj ravni koja spaja njihve ose. sl. 234.
0:
I(O'<";'U a..':£
Bl.!lvl'iWE
-0
.,., ., .,
o
0. SI. 232.
Raspored konturnih bl.dotina. a
na etaii. b - u podzemnom prostoriji.
S1.234. Susret kompresionih talasa izmedu dve
bu~otine.
3 )")-
353 13.63. KONTURNO MINIRANJE NA POVRS!NSKIM
KOPOVIMA
Na povr~nskim kopoviroa uglavnom se primenjuju tetiri osnovne metode kon turnog miniranja: - linisko bu~nje ili linisko-zvutno miniranje, prigu§ujuce miniranje, glatko miniranje, predminiranje,
Doterujuce ill izravnavajuce miniranje izvodi se tako da se glavno roiniranje obavi najpre, pri temu se ostavi jedan relativno uzak stub stenskog masiva (kao zona pri: gu~nja) izme(iu poslednjeg reda bufotina i granitne ravni iskopa. Zatim se pristupa mi niranju prigu§ujuCe zone doterujuCirn miniranjem. Po§to je na taj natin smanjena Jinija najmanjeg otpora, i ona je jednaka po celoj dubini bufotine stabilnost etate nije poremc cena, nasuprot tome dobijana je ravna povriina etate. Ova metoda je efIkasna kod mini ranja na zavdnirn kosinama. Sirina prigu~ujuce zone zavisi od vrste materijala. Sve buoo tine na granitnoj ravni iskopa se pune eksplozivom, i aktiviraju trenutno.
8USOTINE IA IZRAVNAVANJE G
13.6.3.1. Unisko bUSenje iii linisko-zvucno
miniranje
Primenjuje se prvenstveno kod malih'i srednjih precnika bUiltina, tako da se busotine bu§e u jednom redu na malom rastojanju. Rastojanje izmedu bUSotina iznosi 2-4 prel::nika busotine. BUSotine se ne pune eksplozivom, osim u slutaju ako se radi o cvrstoj i zilavoj steni onda se u svaku treeu iii cetvrtu bUSotinu stavi mala kolicina eksploziva. Red busotina koji je loci ran neposredno uz liniski red praznih bUSotina, puni se sa manjom kolicinom eksploziva pribliino 5070 od punjenja busotina za primamo miniranje. Rastojanje izmedu liniskih bUSotina i prvog susednog reda iznosi 50% od nor. malne linije najmanjeg otpora, sl. 235. ~ e eoeeQeee e • e e e e e e .a .s::o "" " r c Ii) e " G e
-. ..co
e
Q
a
e
"
PR~ARNO
""IZ~INIRANI
OEO
'-1 _ __ - - - - - - - 81. 236. Izravnavajuce rniniranje na zavr~nim kosi nama eta:ta.
Prigo§ujuce miniranje sa bUSotinama, razlititog pretnika u istom redu izvodi se tako da se na granicnoj ravni iskopa, bu§e bu~otine malog i velikog precnika sa rastojanji rna manjim nego kod primamog rniniranja. Posle svake dYe ill tri builtine malog pret· nika buti se po jedna bUSotina velikog pretnika. Eksplozivom se pune sarno buootine
e 31:
SI. 235.
Unisko bu~enje i linisko·zvutno miniranje.
fR,~"'R~O
Ova metoda konturnog miniranja nije efikasna u tankim s!oje\'ima sediment· nih lezista iii u naboranim fonnacijama metamorfnih stena.
........
\l~\~ \R"'~\
OEO
'J_-----"""
--
SI. 237.
13.6.3.2. Prigusujuce miniranje Ova metoda primenjuje se u \iSe varijanti ali najcesee kao: iii izravnavajuee rniniranJe, i - prigusujuce miniranje sa busotinama razlicitog precnika u istom redu.
Prigusujuce miniranje sa
bu~otinama
razlicitog precnika.
velikog precnika. Sirina zaone prigusenja je 1,5 - 2 puta veea od rastojanja izmeau busotina u granicnoj ravni. BUSenje busotina razlicitih precnika je ponekad organizacio
354
no te~ko pa se primenjuju i buwtine jednakog precnika. Minsko punjenje je razdvojeno sa bikarbit patronama izmedu eksplozivnih punjenja kao cepovi. Bikarbit patrone pre nose detonaciju ali same ne detoniraju. Po pravilu za kontuma miniranja upotrebljavaju se eksplozivi sa iZraZenim potisnim dejstvom.
o
a
E>
{IIII
I'I~J
E)
IIIII
e
e
o
e
E)
~
E>
E>
E>
E>
13.6.3.3. Glatko miniranje lzvodi se kod Idasicnm ~ma miniranja kada ulima da jedan bok iIi deo etai.e ostane neporemecen pri primamom miniranju. Efikasno se mole primeniti kod radijal· nih ~ma ili pri miniranju iskopa u usecima. Perifeme bu~tine se mogu aktivirati zajed. no sa aktiviranjem minskog polja, pri cemu se one uldapaju u aktiviranje po redovim~, iii se za~itna zona minira posle g1avnog miniranja.
355
000000000000
o
U
\'I'I
u
_
IIIII IIII
51. 239.
Predmlnlranje se Izvodl zajedno sa glavnlm mlnlraniem.
Aktiviranje busotina za predm.i.niranje zajedno sa aktiviranjem ostalm bu~ti· na u poIju je cesto primenjivana metoda. Vremenski razmak u aktiviranju buwtina za predminiranje i ostalm bUSotina mora biti najmanje 50 ms. Precnik bUSotina se krece od 50 - 125 mm a rastojanje izmeau bu~otina 0,45 1,05 m. 8uSoTIHE ZA PRED MIHIRAN.E IZBUSEHE BUSOTIHE ZA PREDMIHIRAHJE UNAPRED
E>
E)-a---E>-E)r-E)r-E)'--E>
o
G
E>
E>
E>
e
E>
8U50TIHE ZA GlAVHO MIHIRAMJE 51.
238.
Raspored buwtina j aktiviranja kod miniranja iskopa sa glatkim miniranjem.
o 13.6.3.4. Predminiranje Kod ove metode miniranja sve bUSotine na granicnoj ravni iskopa se aktiviraju pre glavnog rniniranja. Pri tome se mogu razlikovati dva slucaja: kathiranje busotina za prcdminiranje trenutnim putem, pri cemu se odmah nastavlja akthiranje u minskom polju. i akti\iranje busotina za predminiranje uvek unapred za sledeeu seriju rninira· nja. Za g1avno rniniranje vee ranije je stvorcna pukotina dut busotina na gra· nicnoj ravnL
111'1
G
E)
" 1'1'1 1'1'
r [IIII
1'1
II IIII r
51. 240.
Predminiranje $e izvodi unapred.
Busotine za g1avno miniranje u minskom polju aktiviraju se zajedno sa buSo tinama za predminiranje u sledecem minskom polju. Ova varijanta se na povrsmsldm kopovima retko primenjuje.
356
357 13.7. METODA MINIRANJA PARNO I PARNO-PARALELNIM Z8UZENIM BUSOTINAMA
Ova metoda miniranja primenjuje se u stenskim masama kod kojihje jako raz vijen sistem prirodnih pukotina. Primenjuje se za srednje cvrste stene sa koeficijentom cvrstoee od 6-12. U stenama sa jako razvijenim prirodnim pukotinama vrlo je te~o dobiti odgovarajucu fragmentaciju miniranog materijaIa. Gasovi koji nastanu pri eksplo ziji vrlo brzo se izgube kroz pukotine. U takvim slucajevirna potrebno je prodlditi dejs tva eksploziva na stensku masu, zbog cega je korisno primeniti pamo zblitene bUSotine, koje u ovakvirn usIovirna daju zadovoljavajuce rezultate. Orijentacija bultoina u odnosu na pravac pukotina i pravac otvorenosti cela etaie je odlucujuca na rezultat miniranja. Pravac bUSotina i pravac pukotina treba da zaldapaju ugao od 45°. BUSotine se aktivira ju milisekundno. Sa ovim nacinom miniranja u odredenim vrstama stena moguee je sma njiti procenat negabarita, smanjiti potromju eksploziva, a povecati iskori§Cenje utovar no-transportne mehanizacije, sI. 243. o 0 o
0
51.241. Raspored buootina i aktiviranje iz sredine sa primenom obostranog predminiranja.
. 13.6.3.5. Konstrukcija punjenja minskih busotina
kod kontumog miniranja
Konstrukcija minskog punjenja bira se tako da diskontinualno minsko punjenje bude rasporedeno po dmini minske bu§otine. Diskontinuitet punjenja postiie se na raz licite nacine s1. 242. Uglavnom se bira manje brizantan eksploziv. sa izra!enim potisnim a. &: c. d. e. J. g. dejstvom. , I,":
00
00
..
00
00
00
00
1«'D 0o-r
00
00
00
1 00
00
00
00
LJ-'-'
°
0
------
.'
4.
'~.~,
'.
51.243. Serna miniranja par no zblizenim buootinama. a - parno zblifene buootine, b - paroo-paralelne mli zene buootine.
~:
~ .~I "
.~ .,'
51. 242.
Konstrukcija punjenja kod konturnog miniranja. a spljo~tene patrone - plasticni eksplozivi, b. rev rle patrone postavljene na suprotnu stranu grani~ne pov~ine, c - vazdu~ni m~u~epovi, d niz pat· rona na detonirajueem ~tapinu, e - diskontinuirano punjenje - me<5u~epovi, f patrone malog pre cnika na polutci drveta i 9 - detoniraju~i Stapin sa malim punjenjem na dnu.
Suslina ove metode miniranja sastoji se u tome da se nekoliko burotina (2 iii 4) uobicajenog precnika rasporeauju na zbliienom rastojanju, paralelna jedna drugoj na taj nacin stvara se minsko punjenj~ ekvivalentno velikom precniku. Raspored pamo zbli zenih busotina moze da bude u vi~e redova sa kvadratnim iii trougaonim rasporedom sr. 243. Ovakav raspored se primenjuje u slucajevima kada je u pod nom delu etate velika linija najmanjeg otpora, a ne raspolaie se bu§ilicom velikog precnika. Parametri rasporeda minskih punjenja kod pamo zbliienih bu~otina su:
358
359
Rastojanje izmedu parno zbliZenih busotina je:
al =(3 gde je:
13.8. UZROCI LOSIH REZULTATA MINIRANJA I NACIN NJIHOVOG OTKLANJANJA
6)d,m Losi rezultati miniranja mogu nastati iz viSe razloga, ali u prvom redu zbog:
d - precnik busotine, m. Racunski ekvivalentni
pre~nik
neadekvatne specifi~ne potromje eksploziva, neodgovarajucih parametara rasporeda minskih punjenja, neodgovarajuce Seme miniranja, neodgovarajueeg na~ina iniciranja minskih punjenja, neodgovarajueeg pre~nika minskih busatina, neadekvatnog izbora vrste eksploziva, itd.
busotine veceg pre~nika
de :::: d' n z ' m
gde je: d - pre~nik busatine u grupi, m n z - broj zbliZenih busotina.
Kao posledica napred nabrojanih faktora dobija se:
Rastojanje izmedu centara grupe busotinaje: a=m'W, m gde je:
m koeficijent zbliZenja izme1tu grupe busotina (m = 0,8 ". 1,2), W - linija najmanjeg otpora, m. Linija najmanjeg otpora W =
gde je:
:!p
q
ili
W :::: 0,9 2p
- povecan procenat negabaritnih komada, odnosno dolazi do veceg procentu· alnog u~e~a srednje veli~ine komada Sio umanjuje efikasnost utvorano·transportne mehanizacije i drobilicnog postrojenja (vidi poglavlje ILl 1). - povecano izbacivanje stenske mase na gomji plato etaie sl. 244-1, sto do vodi do dopunskih troskova ~iscenja etaZe, kako bi se stvorili normalni uslovi za rad busilica. - stvaraju se "pragovi" - neravnine u podu etaZe sl. 244-2, Sio otezava rad utovame meharuzacije, i zahteva dopunske radove na bUSenju i miniranju.
,
p - kolicina eksploziva po m' duznom busotine, kg/m' q - racunska specifi~na potroSnja eksploziva, kg/ml qs - stvama specificna potrosnja eksploziva, kg/m 3 . Kolicina eksploziva u grupi busotina Qg ::: q . a . W . H , kg ,
stvaraju se nadvesci na gomjem delu kosine etaZe sl. 244-3, sto dovodi do nesigurnosti rada ljudstva i meharuzacije i tako1te zahteva naknadne troSkove za elimini· sanje ovih opasnosti.
1
~~ ..::J{_
a - rastojanje izmedu centara grupa punjenja. m H - visina etaie, m.
01
O,z ::: - '
n
ri
.kg
Zaprernina miniranog matetijala ad jedne grupe bU50tinJ je: \.g
3 a' W· H •m•
~,
~W
,"):.<..Y7K
-
-
5 "
ft
;;
"
Kolicina eksploziva u jednoj busotini u grupi je:
3
W Jt!II ntIW
.iJ
If
gde je:
2
.......~,
~
~~~J
-
51. 244.
Sematski prikaz uzroka nekvalitetnog miniranja na povr~inskim kopovima.
stvaranje pukotina iza zadnjeg reda minskih busotina sl. 244-4, sto dovodi do otezanog busenja narednih busotina. Iz tog dela etaZe u narednom miniranju treba ocekivati povecan broj negabaritnih komada.
36]
360
- preveliko razbacivanje komada minirane mase sl. 244-5, dovodi do smanje nja produktivnosti utovarno-transportne mehanizacije, zatim velike zastoje oko sklanja nja mehanizacije na sigumo mesto, kao i mogu~ havarije i hete.
14. ODREDIVANJE SIGURNOSNIH RASTOJANJA PRJ I\flNIRANJU
U tab. 86 dati su uzroci loIDl rez~ltata miniranja i nacin njihovog otklanjanja prema A.F. Suhanovu i B.N. Kutuzovu. Odredivanje sigumosnih rastojanja pri izvodenju minerskih radova odnosi se
Tabela 86 na: uzroci Iosih rezultata miniranja
postupci za njihovo otklananje
Nije dobro prora~unata specifi~na potrosnja eksploziva, nedovoljna je koli~ina eksploziva po minskoj bu Sotini. Nije dobro ilabran eksplo ziv, nepravilan redo sled aktiYiIanja minskih punjenja. Nije dobro ila bran milisekundni interval uspo renja. Nije dobro izabran pre~nik minslce bUSotine (prevelik je) mllo cito kod krupno-blokovitih i stena koje se teSko miniraju.
Poveeati specifi~nu potrosnju eksploziva. Poweati kolicinu ek sploziva po buSotini. Primeniti vr~u eksploziva, praviino odre d iti milisekundni interval uspo renja. Smanjiti precnik bUSoti
Prevelika specifi~na potrosnja eks ploziva. Nepraviian redo sled akti YiIanja minskih punjenja. Nije do bro izabran interval usporenja za doti~nu radnu sredinu.
Smanjiti specifi~nu i ukupnu potromju eksploziva. Poveeati duZinu cep a. Pravilno odrediti interval usporenja. Promeniti re dosled aktiviranja minskih pu njenja.
Mala dufina probuknja minske bu 5otine. Nedovoijna snaga eksplozi va u donjem delu buSotine. Suvik velika linga najmanjeg otpora uno lici etate.
Poveeati probuknje. U donjem delu bUSotine upotrebiti jaci ek sploziv. Smanjiti liniju najma njeg olpora. Primeniti kose iii parno...zbliiene buSotine.
stvaranje nad veska na gornjo j ivici etaie
Mala koli~ina eksploziva. Veliki ~ep minske buiiotine.
POVl:eati punjenje u buSotinama. Primeniti razdvojena minska pu· njenja.
poveeano razara· nje i odbacivanje stenske mase
Prevelika ra~unska specificna po. trosnja eksploziva. Mala linija naj manjeg otpora u podu etaie za da ti precnik minske buSotine.
rezullati miniranja
poveean procenat negabaritnih komada
poveeano iIbaciva vanje stenske mase na gornji plato eta f.e. i pojava puko tina iIa zadnjeg re da minskih buSo tina.
stvaraju se pragovi U oofici etaie
fie.
Odredivanje sigumosnih rastojanja usled dejstva seizmickih potresa. Odredivanje sigumosnih rastojanja usled dejstva vazdumih udarnih talasa. Odredivanje sigurnosnih zona od razletanja komada pri miniranju. Ova sigumosna rastojanja zavise od: - Upotrebljene kolicine eksploziva, rasporeda minskih punjenja, izbora mill sekundnog intervala usporenja i natina iniciranja, pokazatelja dejstva eksplozije i drugih faktora.
14.1. ODREBfV ANJE SIGURNOSTNIH RASTOJANJA
USLED DEJSTVA SEIZMICKIH POTRESA
Smanjiti specificnu potrosnju eksploziva. Powcati tiniju naj manjeg otpora U podu etaie.
Pod seizmickim dejstvom miniranja podrazumevamo oscilovanje tla, pobude nog onim delom osIoboaene energije eksplozije koji se ne utrosi na drobljenje radne sredine, vee izaziva elastitne deformacije u bliZoj ill daljoj okolini mesta eksplozije. Ovako nastale elasticne deformacije prostiru se u vidu elastitnih seizmickih talasa ra· dijalno od mesta eksplozije. Intezitet ovako nastalih elastitnih seizmitkih talasa zavisi u prvom redu od kolicine eksploziva (Q), rastojanja od mesta miniranja (r), karakteristi ka radne sredine, vrste eksploziva nacina miniranja i dr. Odredivanje sigumosnih rastojanja usled dejstva seizmickih potresa moze se obaviti: instrumentalnim merenjem in situ,
empirickim formulama.
rezultate, i treba da ih obavi Instrumentalna merenja in situ daju bolje i strucnjak za seizmiku, a interpretaciju rezultata merenja zajednicki strucnjak za seiz· miku i strucnjak za ntiniranje. se:zmicki bezopasno rastojanje pomoeu formula, orijen taciono se moze odrediti iz ledeeeg odnosa: rs
J
k,' a' :::; Q . m
J6J
3i)_"'
radijus seizrnicki opasne zone, m koeficijent koji zavisi od fizicko-mehanickih karakteristika radne sredine gde se objekat nalazi (tab. 87),
r, ks
gue je;
a
'"os
o
00
a:;
.D
os
l
~
vrste stena
P.S.
ks
cvrste kompaktne stene tvrste raspucale stene sljuncano zemljiste pescane naslage glina i g1inovite naslage nasuto rastresito zemljiste zemljiste zasiceno vodom (iivi pesak. treset)
3
'0
o
~
N
~
""u
po postavljanju mins kog punjenja u zemljis
7
te zasiceno vodom ill u
.
~§
'0 -'"
.:::
2,0 puta
o :;;;!
'c [
.~
'" •:::! c
0,5
1,2
1.0 1.1 1.2
1.0
1,4
0.98 0,96 0,94 0,92
1.5
0,90
1,6
0.88
1,3
pokazate1j dejstva ek splozije (n)
a
1.7 1.8 1,9 2,0 2,1
.., ..,
-, 2,3
a
O~ O~ ~2
O~ O~
OJ8 OJ7
pokazateIj dejstva ek· splozije (n) 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9
3,0
;::
""
a ~6
a
•
o
~
00
..,or
....
g
or)
r-
~
co .... o
o
\CO
o
o
:::;
o ~ '" ,.. ...r
N
N
co
V)
r .... ....
.......
or ..,o .., ....
~
o
..,o
V)
o
N
o
N
V)
N
N
V)
...
o
r-
'"
...o
~
g
o
g..,
V) V)
r-
o
o V)
....
o ~
o ..,
o
o
'"
......
0\
'"
o....
oor)
o
.... '" '" ..,
V)
o
o
V)
'"
'"
o
\CO
o
'" o
.'" ~
\CO
o
o oor)
o V)
g
o
000 \0 0'\ 0
or)
o('II')
0
0
0
V)
~
o
("f')
V)
r
00
'" ....
or)
"'It'
.... .... N
~
o
VI
V)
o
o .... ...
V)
o
\CO N
.......o
o .... .... '"
""
r-
.......
~
::::
o
'" o
o
'" ....
~
V)
~4
;::
O~
OJ2 ~l
II';,
.5
g :5'~
""::I ._..:.::
",-~
~
>
OJO
r,
-'- 3 - '
'" r-
o
VI
o ....
g
OJ5
~ or)
o
25
'" ....
o....
o
u 0
kg.
ks
Radijus seizmicki opasne zone po miniranju moze biti odreden i na osnovu ta bele 89, koja je uredena na osnovu predhodnog obrasca. Pri kooscenju oye tabele mora
o
V)
'"
"'"
;!
~
3
3
\CO
o
o
\D
~
Ako je zadato rastojanje od mesta miniranja do sigumosnog objekta, dozvolje. na kolicina eksplozi\'a odreduje se iz odnosa: Q
V)
o o
..,~
N
N
pokazatelj dejstva ek· splozije (n)
or)
o ~
;1;
'0
's Tabela 88
,.. ...o
V)
>0
20
r-
..,o o.... ..,oo '"
V)
vodu, koeficijent (ks ) mora se uvecati 1,5
g
r-
~
c;,
o
oV)
... oo... '"
o
'2
5 8 9 15
'"
> 'N
..9
r
....
ffl.r. Tabela 87
o N
V)
koeficijent koji zavisi od pokazatelja dejstva eksplozije (tab. 8~), kolicina eksplozivnog punjenja, kg.
Q
c o<')
'? '5" s -'"
,.,
~~
c: " ~ ~ ::: :-::
~~
g~ > ".
": : ~
c.
C o -'"
IV
""
"
1;;
" -;;; '-'
::I
:;.
~
~ ~ ,'>" ,'">
~
<.>
~
~
.
:.='>
E
"N
~ ~ .~ 'E o .5 o
-
u N
~
2i
> 0
N
t;
co ~
l?
~ 0_
C 1;1 "
~ ~~ N":'::;
,,~
::
.~
0
::
>U
l:'IJ
B
~.~
~
....,5.
~
C
<>'N N ~
"
~
-
E 0
"0
e.JJ
" a"'
;t;l"
E,~
364
365
se uvoditi popravka za dubinu na koju se minsko punjenje postavlja koeficijentom (a) i za flo zasiceno vodom koeficijentom (k s)' Prema prof. Medvedovu procena seizmicke opasnosti usled eksplozije mo1e biti rasmatrana preko korekeionih koeficijenata koji obuhvataju utieajne parametre. 8ezopasna udaljenost zavisi od niza tih parametara ali i od stanja zgrada. U pogledu ot
Tabela 90 kategorija zgradc
stanje zgrade
stepen seizmi· ckog intcnzi teta, (em/s)
Itoeficijent Kb
A
nome stare zgrade od lomljenog kamena ice cerpica
4
~,5
A - Prizemne zgrade ozidane lomljenim kamenom, zgrade zidane od nepece nih cigala (cerpic), nabojem od gline itd.
B
5
1,6
B
c
zgrade zidane opekom, blokovima sa predhod nim deformacijama jake stabilne zgrade od armiranog betona, iii drvene Ito nstru kcije
6-7
1.0
pomosti na potrese usled miniranja zgrade mozemo podeUti u tri osnovne kategorije:
Obicne zgrade zidane opekom, zgrade zidane velikim blokovima, pri tesanim kamenom, zgrade sa delimicno drvenom konstrukcijom.
e - Armirano betonske grailevine i obicne drvene grailevine. Najotpomije na potrese usled miniranja su zgrade (e) kategorije, dok su najma nje otpome zgrade iz (A) kategorije. Ook se za zgrade (A) kategorije oStecenja mogu
r
U tab eli 91 date su vrednosti redukovanog rastojanja ~ed ==---- za ra· zlicite uslove miniranja i koeficijenta (Kp).
t'Q
ocekivati u domenu IV·tog seizmickog stepena, dotle se za zgrade (e) kategorije pocet na ostecenja mogu ocekivati tek u domenu VU-<>g seizrnickog stepena (poglavlje 11.5.3). Prema tome, za pojedinacnu oeenu otpomosti objekta na potrese usled minira nja, treba odrediti koji stepen seizmickog intenziteta je opasan za doticni objekat, a zatim kog je seizmickog stepena intenzitet potresa koji se opafa. Na taj nacin se moze zakljuciti dali je doticni potres usled miniranja opasan za objekat iii nije. Sigumosno rastojanje prema prof. Medvedovu maZe se odrediti iz odnosa: rs
= Kb
'Kp 'K z ·~ed.
3
yQ,
Tabela 91 stepen seizmi. intenzi teta (em/s)
m, 2
gde je: rs
radijus opasne zone usled seizmickog dejstva miniranja, m
Kb - koeficijent koji zavisi od stal1ja objekta - zgrade, Kp - koeficijent koji zavisi od nacina aktiviranja minskog punjenja, KzReed
koeficijent koji zavisi od fizicko·mehani
Q - kolicina upotrebljenog eksploziva. kg Vrednosti koeficijenta (K b) date su u tabeli 90.
3
4 5 6 7 8 9 10-12
Kp
naein iniciranja milisekundno
trenutno Rk
Ri
Rp
Rk
Ri
Rp
100 63-100 40-63 25-40 16-25 10-16 6,3-10 4-6,3 2,5-4 2,5 1,0
91 68-91 37-58 23-37 15-23 9-15 5,8-9 3,7-5,8 2,3-3,7 2,3 0,91
72 46-72 29-46 12-18 12-18 7,3-12 4,6-7,3 2,9-4,6 1,8-2,9 1,8 0,72
80 50-80 32-50 13-20 13-20 8-13 5-8 3,2-5 2-3,2 2 0,8
83 52-83 34-52 13-21 13-21 8,3-13 5,2-8,3 3,4-5,2 2,1-3,4 2,1 0,83
63 50-63 25 --16 10-16 10-16 6,3-10 4-6,3 2,5-4 1,6-2,5 1,6 0,63
Rk Ri Rp Rred.
redultovano rastojanje La povrsinske kopove.
redukovano rastojanje okod miniranja na izbacivanje.
redukovano rastojanje pri minira:lju u podzemnoj eksploataciji.
u tabeli 91 dato je za srednje vrednosti tla, pa je za slabija t1a potrebno povecati vrednost z.a
40'7" a za cvrsca stenovita tla smaniti za 30%. Vrednoti za koefieijent (K z) date su u tab. 92
31>7 366
Tabela 92
t
Kz
vrsta tta
2-gi stepen bezopanosti koristi se koeficijent (K,,) odnosno formula rv = Kv .JO , m. Za sve _ostale stepene bezopasnosti primenjuje se koeficijent (kv) i koristi formula rv =k v - ~ ,m. Tabela 93
~vrste
stene ~vrste raspucale stene bolu~vrste stene (sips, laporac, pes~ar) ~junkcvito tlo pe~cano tic, glina sa vodom na dubini pd 10 m i vi~ ~skovito tlo, glina sa vodom na dubini bd 5-IOm peskovito tlo i glina sa vodom do pm dubine Inuljevito zemljiSie, tresetiste ++++++++++
0,5 0,7 0,8
stepen bezopasnosti
povrsini
0,9 bez povreda
1,0 1,2 1,4 1,8
3
4
5
Teje
{tQ
ill
rv
= ICy ro
6
10-30
znatno lomljenje stakla, povrede ramova, i unu tramjih lakih pregrada rUSenje unutrasnjih pre grada, ramova, baraka
10 10
5-8
rUSenje slabih kuca od kamena i drveta oste· cenje stubova rUSenje cvrstih obje ta
I
Za povrSinska - otkrivena punjenja tezine preko 10 t, pri 1,2 i 3..cem stepenu ~zopasnosti, i punjenja preko 20 t, smeStena u bU80tine na odre<1enu dubinu za L i
n=3
20-50
3-10
20
400
20
10
20 20
kv
200 5-12
1-2 50
2-4
0,5-1,0
2--4
1-2
razara njc u kontura rna lev ka
1,5-2
0,5-1
30-50
razaranjc u konturama levka ekspl.
t ,4
~ 'hTt.R
r..--\--;-1-'-1--'---'1I
JiTTT'\
"I" \ 't'n\
~~I
rv - sigumosno rastojanje. m
otkrivena punjenja date su u
Kv
eksploziv u bus. na odre-denoj dubini Q, t Kv kv
4P baM
Q - kolicina ekspJoziva, kg
Vrednosti koeficijenata (k" i Kv) za spoljna c3beli 93 za sledece uslove:
50-150
10 10
,m,
kv, Kv - koeficijenti proporcionainisti, cija vrednost zavisi od uslova smestaja i kolicine eksplozivnog punjenja pIi miniranju.
kv
10
slucaj ne povrede od staHl
Sigurnosna rastojanja usled dejstva vazduSnih udarnih talasa od mesta minira nja do sigurnosnog objekta odre<1ena su u zavisnosti od karaktera rasporeda i smeSiaja lksplozivnog punjenja, kao i od kolicine eksploziva koji detonira u jednom vremenskom rtervalu. , Sigumosno rastojanje od dejstva vazduSnih udarnih talasa na povrSini moze se odrediti iz odnosa: rv '" kv
Q,t 10 2
14.2. SIGURNOSNA RASTOJANJA USLED DEJSTYA
V AZDUSNlH UDARNIH TALASA
e ksploziv na
moguce povrede
SI. 246.
Zavisnost promene pritiska od kolici.
ne eksploziva IQ} i udaljenosti Irl pre
ma H. Schardinu.
II
:r~
o,Ot 1
5 10
50 100
50)
1m rim)
Na sl. 246 graficki je data zavisnost promene pritiska (p) od kolicine eksplozi va i udaljenosti od mesta rniniranja prema (H. Schardinu). Ova zavisnost se odnosi na
368
369
povrsinska otkrivena punjenja (nalepne mine). Kod masovnih miniranja sa pravilno odabranim parametrima rniniranja, ovaj problem se ne pojavljuje. Radijus sigumosne zone usled dejstva vazduhtih udamih talasa na coveka mo~e se odrediti iz odnosa: rv min.
IS yO
talasa odreduje se pomocu koeficijenta (i) i (k). Tacka preseka krivih oznacena sa (i) i (k) projektuju se na apscisu i daju vrednost bezopasnog rastojanja (L). Koeficijent (0 odreduje se iz odnosa:
. L I
,m,
gde je: {J
gde je: Q - kolicina eksploziva, kg.
Koeficjent (k) odreduje se iz odnosa: k
.....
~ 'in
=
q'm
,
o 0 o
_
\:1":
db ' koeficijent otpora rudnicke prostorije (zavisi od povrsine i vrste podgra de), povrSina rudnicke prostorije.
db
Na sl. 247 dat je nomogram za odredivanje sigumosnih rastojanja us/ed dejstva vazduSnih udarnih talasa na coveka. Nomogram je konstruisan za maksimalni dopus teni pritisak na coveka od 20 kN/m 2 , a opasno rastojanje cd dejstva vazduroih udamih
'J 1\\1 \1\'1
=
i[
ih
K.'~6 16.8
gde je: m koeficijent prelaska energije eksplozije u vazduroi udami talas, q - specificna potroSnjaeksploziva, kg/m3 1:S ukupna povrSina prostorija,
16.0 15,6
11•• 8
".0
13.2 12.1.
11.6 '0.8 10
9.2
...
8,1.
143. SIGURNOSNA RASTOJANJA USLED RAZLETANJA KOMADA PRI MINIRANJU
8
7,6
7,2 6,8
Daljina razbacivanja komada stena posle miniranja zavisi od niza uticajnih pa rametara kao sto su:
6.1. 6J)
kolicina upotrebljenog eksploziva,
- geometrija rasporeda eksplozivnih punjenja,
- velicine linije najmanjeg otpora,
ugla odbacivanja,
- reljefa zemljiSta i sl.
5.6 5,2
SI. 247.
50
100
150
200
250
300
350
L
Nomogram za odredivanje beza·
pasnih ra$lojanj a ad dejstva vaz·
du~nih udarnih laiasa na taveka.
Odredivanje daljine razbacivanja komada minirane mase moze da se vrSi na viSe nacina, zavisno od toga sta se ulima kao baza za izracunavanje. Ako se uzima u obzir energija eksplozije i energija odbacenih komada, onda se za odredivanje daljine mogu koristiti balisticki proracuni brzine leta komada i njihov domet. Ako se koristi pokaza· telj dejstva eksplozije i velicina linije najmanjeg otpora, onda se konstruiSu tabele iz se ta rastojanja mogu ocitati, tab. 94. Sigurnosne zone kao sto sc vidi iz tabele 94 zavise od linije najmanjeg otpora i koeficijenta (n) i mote biti aproksimirana obrascem:
371
370 Tabela 94
Prema Salamallinovu, najveca daljina razbacivanja komada pri miniranju moze se odrediti iz odnosa:
radijus opasne zone (m) u zavisnosti od (n)
l.n..,.
---LQ.
W
1,5
2,0
2,5-3
1,0
300
400
500
600
600
700
700
800
800
1000
1000
200 200 300 300 400 500 500 600 700 800 800
1,5 2 4
IJ 12 15
ro
25 30
1,5
2,0~-3
Za mehanizaciju
Za.Uude
I{m)
350
500 700 800 800 900 900 1000 1200 1500 1700
400 600 800 1000 1000 1000 1200 1200 1500 1800 2000
100
lOO 150 150 200 250 250 300 350 400 400
150 200 250 300 300 400 400 400 400 500 500
250 350 500 550 600 600 700 700 800 1000 1000
300 400 550 650 700 700 800 800 1000 1000 1200
L :::: (3 n
1)2 20W W + 1 ,m,
gde je: L najveca daljina razbacivanja komada, m n - pokazatelj dejstva eksplozije, W - linija najmanjeg otpora, m. Ako se znaju rastojanja od posmatranih objekata koji ne smeJu biti ugrozeni odbacenim komadima, onda treba odrediti najvecu kolicinu eksploziva koja se moze inicirati u jednom intervalu iz odnosa: 2
Q;::
r
eje
L
253 n 3/4
.
~W
pokazatelj dejstva ekspJozije, linija najmanjeg otpora, m.
koeficijent koji karakteriSe radnu sredinu,
K = 1,0-1,2
za meke stene,
K = 1,2-1,5 - za srednje cvrste stene, K::: 2,0-3,0 - za cvrste stene.
Radijus opasne zone od razletanja komada mote se izracunati i iz odnosa: R
. W3 ,kg,
n +97
, m, gde je: K
n : W
2K (3n + 4)2
~
..JW' m
"'pe je: d precnik punjenja u busotini, em I W' - najkrace rastojanje od punjenja u busotini do slobodne pomine, m.
\
W'
re je:
e Ie
a:
14.4. ODREDIVANJE GASOOPASNE ZONE PRJ MJNJRANJU
e . sin a: + Ie . cos a: , m
berrna sigurnosti, m duzina cepa, m ugao nagiba kosine etue,
0
Na osnovu ove forrnule data je tabela 95 za odredivanje sigurnosnih rastojanja na osnovu precnika minskog punjenja i linije najmanjeg otpora. Tabela95 W
I',
radijus opasne zone (m) od razletanja komada pri miniranju punjenjima precnika, mm
100
150
200
250
300
200 200 200 200 200
300 250 220 200 200
400 330 280 240 200
500 420 360 300 I:! 50
500 430 350 300
400
470 400
Radijus gasoopasne zone usled miniranja sracunava se na osnovu dopustene koneentracije Stetnih gasova (preracunato na CO) na graniei opasne zone, i moze se do biti iz odnosa: rg gde je rg Q e kg
kg..J~, m, radijus gasoopasne zone, m kolicina upotrebljenog eksp\oziva, kg kolicina stetnih gasova (preracunato na CO), l/kg eksperimentalni koeficijent, kg : : 1,0-1,5.
Za utvraivanje radijusa gasoopasne zone treba poznavati klimatske prilike u mestu miniranja (pravae i brzinu vetra). Pri prumeni pravca vetra za vreme ininiranja, radijus gasoopasne zone u praveu vetra treba povecati za 2 puta.
373
37::
15.0. PRIMENA EKSPLOZIV A U POSEBNIM USLOVIMA
15.1. OSNOVE POZNAVANJA TEHNIKE I TEHNOLOGUE USMERENOG RUSENJA OBJEKAT A Potreba za rurenjem objekata u ucbanim scedinama moze da nastupi usted raz licitih razloga: rekonstrukcije delova grada, rekonstrukcija temelja u fabrickim halama, dotrajalost objekata, sklonost obrmavanja i st. Svi ti cazlozi cesto puta zahtevaju vrlo brzo rurenje objekata, pa se u tu svrhu kao najekonomicnija i najbna metoda koristi primena eksploziva. Zbog toga poznavanje tehnike i tehnologije fUSenja eksplozivom predstavlja osnovu kod razlicitih primena u urbanim sredinama. Domaea iskustva uka zuju da je primena eksploziva u ovim uslovima najracionalnija i da je sasvim siguma pod usIovom da se poznaju osnovni princtpi tehnike miniranja i da se primene adekvatne mere za~ite okoline, kao i druge mere koje treba preduzeti kod izvodenja radova. Kod poznavanja osnovnih parametara miniranja od neobicnog je znacaja ras. pored buSotina, njihova orijentacija, dubina, linija najmanjeg otpora, kolicina eksplozi va po bu~otini, redosled iniciranja j dr. Poznavanjeovih parametara nameee se kao pred usiov za pristup izradi projkta radova sa mogucnoscu unapred defmisanja smera obru Savanja. Same metode rusenja objekata mogu se podeliti:
I II III IV
Za razaranje temelja eksploziv se postavlja u minske rupe iii rukavce (supljine izraaene u temelju). Minske rupe buSe se vertikalno, mada u odreaenim slucajevima mo gu biti i kose. Precnik minskih rupa krece se od 28-60 mm, a dubina je pribliino O,9H (H visina temelja). Unija najmanjeg otpora W = 0,5-0,7 dubine minske rupe. Rasto janje izmedu minskih rupa u redu a = (1,0-1,3) W, dokje rastojanje meau redovvima, i od kraja temelja jednako (W). Pri miniranju temelja horizontalnim minskim rupama, donji red minskih rupa mora od dna temelja biti na udaljenosti od 0,2-0,4 m. Kolicina eksploziva za miniranje temelja utvrduje se opitnim putem, iii odredu je po op~toj formuli:
Q = q' W3
Za curenje objekata u sIo!enim uslovima najveci znacaj ima lokalitet ravni ru
,
kg,
gde je q - specificna potromja eksploziva, W - linija najmanjeg otpoca (rastojanje od ose busotine do kraja temelja), m. Pri miniranju temelja, orijentaeiona specificna potrosnja eksploziva (A = 360
380 em 3 ) bila bi: Tabela 96 kateg,?rija
specificna potrosnja eksploziw, kg/m'
telmllja
ruSenje rucnim rusenje mehanickkim putem (pomocu mehanizacije), lUSenje pomoc:u eksploziva (miniranjem), - ruSenje kombinovanim nacinom.
~nja, koja se usvaja na osnovu uslova ruSenja (raspolozivi prosfor za deponovanje sru
ciglani temelji sa krecnim malterom, ciglani temelji sa cementnim malterom, - betonski temelji bez armature, annirano betonski temelji.
0,3-0,45 0,4-0,55 0,5-0,65 0,6-0,70
I II IIJ IV
Orijentaciona kolicina amonijumnitratskog prdkastog eksploziva radne sposob nosti (A = 360-380 em 3 ), u kg. u zavisnosti od linije najmanjeg otpora datajeu tab. 97.
~nog materijaia, zeljeni. pcavae rusenja, stan}e i konstrukcija okolnih objekata i s1.).
Tabela 97 kategorija temelja 0,4
15.2. MINIRANJE TEMEUA II
Miniranje temelja u fabrikim halama iii na otvorenom prostoru, vrsi se uglav. nom na rastresanje. Po tipu gradnje i cvrstoci temelji se obicno dele na cetiri kategorije:
kolicina eksploziva, kg u zavisnosti od 1J}.o. (m)
III IV
0,5
0,6
0,14 0,23 0,32 0,16 0,26 0,36 0,18 0,28 0,45 OJ2 0)9 0~8
0,7
0,8
0,9
0,47 0,63 0,79 0,52 0,70 0,88 0,56 0,77 0,96 Ofi8 032 1,15
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
0,99 1,10 1,20 1,45
1,25 1,39 1,50 1,81
1,54 1,71 1,85 2,23
1,85 2,06 2,25 2,69
2,16 2,40
374 375
Na s1. 247 data je Serna miniranja temelja. Dufina eksplozivnog punjenja ne sme preci 2/3 duiine minske rupe, ostali deo se obavezno zapuni sa odgovarajuam rnaterijalom. Ukoliko se minska punjenja u temelje jPostavijaju u rukavce, njihov presek je obicno O,ixO,1 m, do 0,2xO,2 m. U ovom slu ajii :,.,...tar eksplozivnog punjenja nalazi se na sredini temelja (po Sirini).
f
ovakvog punjenja sa eksplozivom u dnu busotine je obavezna u onim s1ueajevima kada temelj nije otkopan ill je veee dubine, s1.248. PosIe smestaja, eksploziva i detonirajuceg stapina, bUSotina se napuni vodom do 10 em od usca busotine. Pri miniranju starih i raspucalih temelja, gde bi voda oticala i iz bUSotine, buso tine se mogu puniti i glinenim rastvorom cija gustina zavisi od stepena raspucalosti i velicine pukotina. Pri punjenju bUSotina glinenim rastovorom, kolieinu eksploziva u donjem delu bUSotine treba povecati za 1,3-1,5 puta u odnosu Ila bUSotine punjene vodom. U tabeli 98 dati su orijentacioni parametri miniranja pri primeni hidroeksplozivnog naeina drob· Ijenja temelja.
Tabela 98 51. 247. Serna radporeda rninskih punjenja pri miniranju temelja. 1 - temelj, 2 - eksplozivno punjenje, 3 f,ektrod eto nato r , 4 - ¢ep. 5 - prollOd nik.
debljina temelja
visina temelja
dubina buSo!'
rastojanje rne4u bu~t.
U ci1ju spreeavanja razletanja komada usled miniranja preduzimaju se odgova. rajuCe mere zaSiite. Mere zaSiite mogu biti preduzete na dva nacina: Mere zaSiite koja se »ostavlja na objekat koji zelimo da zaStitimo, i t zahita koja se postavija na objekat koji minira. Pozeljno je, ako je to moguee, preduzeti obe frste zaSiite ipak u ve6ini slucajeva postavija se ~ !zahita od razietanja kornada od objekta koji
ruSimo. Prvi nacin sastoji se u prekrivanju obje.
'"0.~I . .... .
koji zelimo da zaSiitimo, zahitnom previa ·'0' '.'() .... 3 koja mote biti od iieanih mreza, gumenog 4 platna, starih gumenih traka i st. Drugi naein II <::i' .'?I· .. a.·9 ··"'··:9····· pastoji se u tome Sio se objekat predviiIen za tllScnje prekri'Va napred nabrojanim rnaterijalom re miniranja u cilju spreeavanja razletanja ;':omada.
fO.
kta !wm
I
~I ; ~ ;·:~.x}r· :":.:·:.~::\1~;
U ci1ju spreeavanja i smanjenja razbaci.
\anja izminiranih komada, u praksi se u poslednje vreme cesto primenjuje hidroeksplozivni nacin tniniranja. Kao eksplozivno punjenje kod ovog hacina miniranja koristi se nekoliko niti - kraje. va detonirajuceg stapina cija je duZina jednaka
l
-~ [itt :~ft;
(rn)
O,65-0,75) (/b)' (Ib dubina buSotine). U cilju smanjenja broja krajeva detonirajuceg tapina, u dnu bUSotine moze da se stavi 50-100 gr. vodootpomog eksploziva. Primena
(rn)
0,4-0,6
1,0-1,5
0,6-0,8 0,8-,10 1,0-1,2
1,0-1,5 1,0-1,5
0,8-1,2 0,8-1,2
(rn)
0,7
Slap. (korn.)
duiina Siapina (m)
0,6-0,8
7-8
1,0-1,5 1,0-1,8
50-100 100-150
8
1,0-1,8
100-150
0,8-1,2
0,6 0,6
1,5 -2,0
1,3-1,8
0,8
1,2-1,4
1,5-2,0
1,3-1,8
0,8
1,4-1,6
1,5-2,5
1,3-2,2
0,8
0,5-0,8 0,6-0,8
rnasa ck sploziva u buSo!. (gr)
50 50 50-75
3 3 5 6
Nadzemni betonski objekti u zavisnosti od njihove debljine, miniraju se buSe' njem minskih rupa ili buSotina. Minske rupe buSe se obieno duiine 0,9 debljine temelja, koje se rasporeduju ravnomemo u Sahmatskom poretku. Potreban broj minskih rupa moze se odrediti iz odnosa:
)XQ§1~~~~·;·;x vii 'p,:; ;',.
Konstrukcija hidroeksplozivnog punje. nja: 1 - elektrodetonator, 2 - detoni raj uti ~tapin. 3 - lIOda, 4 - krajevi de tonirajuceg hapina, 5 - eksplozivno punjenje, 6 - temelj.
(rn)
broj
kraj.
N""
gde
. Q dp
lp t:::,.
Q
0,785 - d~ . lp .
t:::,.
kom.
ukupna kolicina eksploziva, kg precnik punjenja, dm duiina punjenja, dm gusti:1a punjenja, kg/ dm 3 .
Minske rupe mogu se busiti odozgo ili sa strane - boeno. Obicno se primenjuje clektricno milisekundno miniranje po rednoj iii talasastoj Semi u zavisnosti od stepena Zastita od razletanja komada pri miniranju prikazana je na sl. 249.
376
377
2
gde je po Sirini potrebno smestiti sarno jedno rninsko punjenje, zbog povecanja podseca nja, iznad prvog punjenja rasporeduje se drugo punjenje na rastojanju koje je ravno 0,7-1,0 dubine bu§otine, tj_ Ik = (0,7 - 1,0) I b , s1. 250b_ Tabe12 99 SI- 249 ,
Serna mlOlranja betonskog tunela: 1 - po dupiraf. 2 - metalna mre;!:a, 3 - noseti dr veni stubovi, 4 - beotnski tunel, 5 - napu njene minske rupe_
0,45 0,50 0,60 0,70 0,75 0,80 0,90 1-1,3 1,3-1,5 1,6-1,7 1,8-1,9 1,9-2,5
Miniranje zgrada i objekata ostvaruje se rninskim punjenjem koja se postavljaju u minske rupe - bu§otine ili rukavce sa spoljnje ili unutramje strane objekta. Pri ruSenju zgrada i objekata na svoju osnovu, rninske rupe buSe se po dubini objekta sa unutrasnje strane zidova na rastojanju ne manjem od 0,5 m od osnove temelja_ Potreban precnik rupe maZe se odrediti iz odnosa:
gde je:
Ip to
I
Il kategorija
III kategorija
IV katcgorija
(m)
15.3. MINIRANJE ZGRADA IOBJEKTA
d
1 ketgorija
debljina zida,
2,0 1,8 1,5 1,3 1,2 1,0 0,9 0,8 0,7 0,65 0,5 0,4
2,2 1,9 1,65 1,43 1,32 1,1 1.0 0,88 0,77 0,72 0,55 0,44
2,4 2,16 1,8 1,56 1,44 1,2 1,08 0,96 0,84 0,78 0,6 0,48
2-6 2,34 1,95 1,69 1,56 1,3 1,17 1,04 0,91 0,85 0,65 0,52
Q
I 0785.1 y , p . to
, mnl, 4
duZina rninskog punjenja, m gustina punjenja, kg/dm 3
Kolicina eksploziva po rninskoj bUSotini Q = q 'W3, kg,
gde je:
q - specificna potroSnja eksploziva koja zavisi od karakteristika eksploziva, karakteristika materijala koji se rusi i dubine bUSotine, tab. 99, kg/m 3 W - Jinija najmanjeg otpora, m.
Dubina minskih ru pa - bUSotona nalazi se u granicama od 2/3 do 3/4 debljine zida (8), tj. Ib = (2/3 - 3/4) B, m. Kod zidova od cigli, kamena i nearmiranog betona obicno je dubina busotine 2/3 B, dokje kod armirano betonskih zidova dubina busoti ne 3/4 B. BUSotine se postavljaju u dva reda u Sematskom poretku, sa rastojanjem izme du busotina u redu od 0,8 - 1,4 , a meau redovima btiSotina Od 0,7-1,0 dubine busoti ne s1. 250a. Busotine na krajevima zidova rasporeauju se nesto drukcije od ostalih buso tina tako da njihovo rastojanje od krajeva iznosi. lk = (0,5 - 0,7) lb' Na krajevima zida
L·~
SI. 250.
Serna rasporeda minskih punjenja pri ru~nju objekta.
Kada se zahteva usmereno ruSenje zgrade iIi objekta onda se horizontalne bu§oti ne rasporeduju u vidu klina s1. 25Oc, koji obezbeduje zadano ruSenje. Uie strane klina
I'
378
379
odre<1uju pravac ruSenja, Gornji red bu~otina rasporei1uje se pod uglom od 10°, a donji pod uglom od 20°. Dubina bu~tina kod ovog nacina ruSenja kreee se u granicama Ib = ;: 3/4 B (B - debljina zida). Unija najmanjeg otpora ravnaje, bo i u predhodnom slu taju polovini debljille rida tj. W = 1/2 B. Rastojanje izmei1u minskih rupa u redu izno si 0,3 m. Ako je rastojanje izme<1u gomjeg i donjeg reda minskih rupa veee od O,4.m, onda se u sredini izrnei1u redova buSe dopunske busotine. ' 12
IJ
12
15.4. MINIRANJE DlMNJAKA, KULA I VISOKlH OBJEKA TA
V praksi se cesto ukazuje potreba ruSenja - miniranjem, industrijskih objeka ta kao sto su dimnjaci iii drugi visoki objekti koji mogu biti razlicitih poprecnih preseka okrugli, kvadratni, viSeugaoni. Obicno su sagrai1eni od opeke, betona a ponekad i od ar miranog betona. Ovi objekti cesto puta su okruZeni drugim objektima koji prilikom mi niranja ne smeju biti ~teceni.
If
"
1 SI. 251
Sima nlSenja zgrade po delovima: 1-13 - redosled miniranja.
SI. 253.
Rmenje zgrada i objekata miniranjem izvodi se takvim redosledom, da ruSenje pojedinih delova objekta ne ometa dalji rad s1. 151. Pri ruSenju objekata eksplozivnim punjenjem smdtenim u rukavcima poslednje minsko punjenje postavlja se na rastojanju od 0,7-1,0 m iznad temelja. To obezbei1uje dejstvo eksplozije u vidu normalnog levka izbacivanja koji deluje ravnomemo na sve stra ne. linija najmanjeg otpora uzima se da je jednaka polovini debljine zida, tj. W = 1/2 B, a rastojanje mei1u osarna susednih punjenja mora bitijednako 2W, sI.252.
51. 252. ~ma rasporeda minskih punje nja u rukavcima pri miniranju objekata.
~ema rUSenja fabrie:kog dimnjaka koji se nalazi uz ob jekat koji se ne ruti: 1 - raspored minskih punjenja. 2 - smer pada dimnjaka.
©>
Miniranje ovakvih objekata temelji se na sledecim osno\:lim principima: objekat se ruSi na jednu najpovoljniju stranu u tacno odre<1enom pravu, objekat se ruSi u tacno odrei1enom pravcu sa istovremenim srkacivanjem dtiZine pada objekta, uglavnom zbog nedostatka prostora, ruSenje objekta se izvodi na njegovu osnovu. Kod metode ruSenja na jednu najpovoljniju stranu, eks19zivna punjenja se pos tavljaju na 1/2 do 2/3 obima dimnjaka, a sa strane teljenog pravca pada s1. 254. Kod metode ruSenja na jednu najpovoljniju stranu, zalomna povrSina ruSenja radi se u obliku klina. Pri ovome treba razlikovati ukupnu povrSinu zaIoma i glavnu ob last zaIoma. Kod objekata izra
381
380
:f[jl; ~t(Y>
Q.
E1d3 11]
b
6
~C
'.1
UKUPAN OPSEG RUSENJA
.. ZALOM
51. 256. Raspored minskih rupa zaloma i podsecanja .
f
l ---.----,--, I
I
I
I
°I
I
I
I
I
I
I
I
00000 r rooooooooooocl 000000 I
I I I
I
7
Kod metode ru!ienja dimnjaka na njegovu osnovu, eksplozivna punjenja posta vljaju se po citovom obimu objekta koji se rui st. 257. Ova metoda se primenjuje sarno kada se ru!ie dimnjaci izraaeni od cigle.
------ ------ - - - - -
- - - - - - -I- - -I-
51. 254.
00000000000000000000
Prikaz rasporeda minskih punjenja kod ru~enja dimnjaka od cigle u odredenom pravcu razlifitog pop
retnog preseka. a - okrugaQ. b - tetvrtast, c vi~gaoni, d - raspored minskih punjenja u osnovi i
u razvijenom stanju.
00000000000000000000
----- .... ------- 51. 257. Ru~nje
~
!
0,
I
-
~
1
~
iI! u
.§
~
dimnjaka od cigle na osnow.
Ked metode ru!ienja u odreaenom pravcu sa skra~enom duSinom pada, elernen ti ru!ienja su isti kao kod metode rufenja u odredenom pravcu sarno 8tO se srednji red minskih rupa buSi citavim obimom objekta (sl. 258). Ugao zaloma (J3) odreaen je
t
C(
ZALOM
----~ ---- tI ---'-- I
I
I
I
I
000000
0000000 0 1 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0
~
000000 I
I
I _____ _ _ _ _ _ _ _ ...L
51.255. Zalomne povr~ine r\;Senja: a - dimnjak od cigle. b - armiranobetonski dimnjak.
LI __
51.258. Sematski prikaz ru~nia dirnnjaka sa skratenom dutinom padanja.
382
383
,
minimalno neophodnim uglom (a) nagiba ru~nja pri kojem visak A-B spu~ten iz centra tetifta (A) ne pada u konturu horlzontalnog preseka objekta. Ugao (If) mora bili jednak ill Yeti od ugla (a).
15.4.1. PARAMETRI MINIRANJA llnija najmanjeg otpora (W) moze se sratunati iz odnosa
..
W gde je:
= 0,5 B,
B - debljina zida.
Rastojanje minskih bu~otina u redu (a) zavisi od vrednosti linija najmanjeg ot pora, odnosno materijala od kojeg je objekat uraden. Za dimnjake od cigle i nabijenog betona (a) ima vrednost: W ..;; 0,2m
amin0 = 0,3 m
0,2
a
W>0,67m va
= 1,5 W
amax = 1,0 m.
U ciIju preklapanja sfera dejstva eksplozivnih punjenja, rastojanje izmedu redo je:
bu~otina
b = 0,866 a, m.
Oubina minskih rupa zavisi od vrste materijala od kojeg je objekat izgraden. Na eeino se moze uzeti da dubina minske rupe iznosi ~
51. 258. Sematski prikaz ru~nja dimnjaka sa skrKenom dldinom padanja.
Minske rupe bu~ se na visini od 1,0 m iznad tla sa spoljne strane dimnjaka. Ukoliko je dimnjak postavljen na soklu, zavisno od dimenzija i materijala od koga je sokla izradena, b~ se minske rope. Minske rope bu~ se iznad sokle u slutajevima:
Ib = (0,6 - 2/3) B Kolitina eksploziva po minskoj busotini je: Q = q' W3 , kg.
- ako je debljina zida ~kle znatno veca od debljine zida dimnjaka, - ako je sokla armirana, - kada eventualni otvori u sokli mogu uslovljavati feljeni pravac pada, - kada je sokla izradena od lomljenog kamena. Ukoliko se debljina sokle ne razlikuje od debljine zida dimnjaka, minske rope se mogu bWiti i u sokli. Nezavisno od metode bu~nja, neophodno je pre miniranja odstraniti sva doda tna pojatanja, kao fto su prstenovi, ankeri, plote i sl. Posebno je vafno izbu~ti tetno proratunatu dubinu minskih buSotina. Palenje minskih punjenja obavlja se trenutno po mocu detonirajueeg ftapina ill elektrodetonatora. U slutaju primene elektrodetonatora pofeljno je radi sigumosti palenja, svako minsko punjenje inicirati sa dva paralelno veza na elektrodetonatora.
15.5. VADENJE PANJEVA EKSPLOZIVOM
Vadenje panjeva pomocu eksploziva je jako ekonomitno i brzo se izvodi. Va denje se vrsi na taj nacin da se odredena kolitina eksploziva postavlja ispod panja u zemlju pribliZno na sredinu ispod panja, iIi se u sredinu panja busi busotina pretnika 40-50 mm u koju se stavlja odredena kolitina eksploziva. Ukoliko panj ima veliki preenik i jako razvijen korenov sistem koji ne ide duboko u zemlju, busotine se buse ispod panja pod uglom od 35-50°, do 2/3 debljine panja. Ukoliko panj ima slabo razvi jen ali dubok karen minsko pUlijeje postavlja St" u busotinu pod vecim nagibom, na du bini do 1,750 (0 - debljina panja).
385
384
sva istovremeno aktivirati, trenlltnim elektrodetonatorima iIi detoniraJucim stapinom. Posebnu pa1nju treba posvatiti dobrom za&lpljenju.
15.6. PRIMENE EKSPWZIVA PRJ IZRADI KANALA"
MELIRACIONIH OBJEKATA 1 U POUOPRIVREDI
Kod vecine zemljanih radova moguce je rad skupnih maina 1.ameniti upotre born eksploziva odnosno rniniranjem. Primena eksploziva znal!ajna je naro(!ito tamo, gde ekonomski faktori ne dozvoljavaju nabavku odgovarajutih skupih masna, ili tamo gde 1.bog karakteristika zemljista iIi konfiguracije zemljifta upotreba maine nije moguca.
c 51. 259. Va(fenje panjeva eksplozivom. a - minsko punjenje priblifno na sredini. b - minsko punjenje u buw tlni u panju. C - minsko punjenje kod razvijenog korenovog sistema. d - minsko punjenje kod dubo kog korenovog sistema.
Mesto postavljanja eksploziva i njegova kolil!ina zavise od I!vrstoee panja, kon strukcije korenovog sistema, prel!nika panja i karakteristika zemljista. Koli(!ina eksploziva koja je potrebna za vactenje panjeva moze se sracunati iz odnosa:
Q
= D' A,
gde je: D A
gr.
prel!nik panja, em kollcina eksploziva (gr) na I em. prel!nika panja, prema tabell 100. Tabela 100
vrsta drveta jela, smreka bor bre1.a bukva, hrast
glina sa primesama A=13gr A 13 A = 14 A =20
peskovito 1.emljiste
A = IS A=20 A=20
A
25
Ako su panjevi stari iii delimicno trull, kollcinu eksplo1.iva treba smanjiti 1.a priblftno dva pu tao Ako se ispod jednog panja postavlja viSe minskih punjenja, moraju se
51.260. Izrada kanala eksplozivom. a - vertikalnim bu~tinama. b - kosim bu~otinama. c - kosim i pomot nlm bu~otinama. 1 - izba~ena zemlja. 2 - kontura kanala. 3 minsk; ~ep. 4 minsko punjenje, 5 detoniraju¢; ~apin.
Za izradu kanala U 1.ernljistu 1.a razlicite namene, pomocu eksploziva koriste se busotine koje se buSe u 1.emljiste, i one mogu biti vertikaIne i kose. Vertikalne bu§otine koriste se 1.a izradu relativno uskih kanala dubine do 4,0 m, sa i1.bacivanjem miniranog
386
387
materijala na obe strane podjednako. Kose bu~otine koriste se za izradu kanala sa od bacivanjem miniranog materijala uglavnom na jednu stranu_ Za izradu fuih kanala koristi se kombinacija jednog ill dva reda vertikalnih, iii dva reda kosih bu~tina sl. 261_ Dusina veritkalnih bu~tina
4, = H + Ipr • H - projektovana dubina kanala, m I pr - probtiSenje koje zavisi od vrste tIa, i za neke vrste zemlji81a moie se kreta ti u sledetim granieama:
gde je:
vlaian pesak
1,2-1,3
peskovito zemlji81e i les
1,15-1,20
glinovito zemljiSte sa peskom
1,10-1,15
glin.:a
1,05-1,10
zaglinjeno zemlji81e
0,95-1,05
51. 262. Miniranje slojeva nepropusnog tla. 1 - nepropusni sloL 2 - eksplozivno punjenje, 3 - miniranjem rastreSe n i 510 j.
Duiina kosih busotina T'-'b
H + Ipr , m, sm a
= - .-
a - ugao nagiba buSotine prema horizontali (a
gde je:
U mocvamom zemljistu cesto se izraauju plitki melioracioni kanali da bi se zemIjme isusilo. Slitni kanali izraduju se i u sumarstvu u borbi protiv pozara. Plugom se zaore brazda dubine 30-40 em, u koju se poloze patrone eksploziva po citavoj duiini njenog dna, t*o da se patrone dodiruju. Na svakih 15-20 m duiine stavIjaju se udarne patrone koje aktiviraju eksploziv. testo se eksploziv.koristi i u poljoprivredi za pravljenje jama za sadnice, ili za miniranje na rastresanje slojeva nepropusnog tIa sl. 262.
=45-55°).
Za dobijanje poreebne dubine kanala (h = 3-4 m) pretnik bu~tine treba da se
15.7_ PRIMENA EKSPLOZIV A KOD DUBOKIH RUSOTINA
krete za: glinovito zemlji81e sa peskom ~vrsta peskovita glina tvrsta glina - suva
50-80mm 80-100 130-160
DuZina eksplozivnog punjenja u minskoj bUSotini je oko 2/3 duZine busotine.
t)/prrQ pcdronQ ~
3D 4-0 ClI1 51. 261. Izrada plitkih jaraka eksplozlvom.
Primena eksploziva u dubokim busotinama vrsi se za razIicite ciljeve kao 810 su: raskrivanje izvora nafte, gasa, termalnih voda, ciscenje filtera kod dubokih izvora vode, uklanjanje prepreka na trasi bUSotine, odglavljivanje deformisanih i zaostalih ko lona u bUSotinama i sl. Za ovu svrhu koriste se posebno oblikovana eksplozivna punjenja koja mogu biti u tvrstom, kaSastom ill tecnom stanju (astroliti), u zavisnosti od svrhe u koju se koriste. U dubokim bUSotinama gde temperatura moze biti vrlo visoka koriste se termostabilni eksplozivi (zastieeni u posebne obloge) i elektrodetonatori koji pored sigumosti upotrebe, ispunjavaju uslove i u pogledu dejstva na velikim dubinama. Za torpedovanje bUSotina u cilju poveeanja dotoka nafte i gasa primenjuju se razlicite metode miniranja i torpeda od prostih do veoma slozenih konstrukcija. 'l'0rpe dovanje je mogute u svim stenama koje ne pokazuju plasticna svojstva, jer u plasticnim stenama posle miniranja zidovi busotina postaju cvrsci, pa se dobijaju efekti suprotni od ocekivanih. Pri torpedovanju ne teii se drobljenju stena vee jakom rastresnom dejstvu koje povaeava dimenzije psotojecih pukotina i stvaranje novih. Gasovi eksplozije pod pritiskom ulazeu pukotne, i ako su one zapunjene plasticnim materijalom, otvaraju se, cime se poboljsava pritok nafte, vode i sl. Ukoliko posle prvog torpedovanja bUSotina ne daje ocekivane rezultate, torpe dovanje treba ponoviti nekoliko pu tao Za odredivanje velicine skplozivnog punjenja
388
389
konstrukcije torpeda, mesta postavljanja eksploziva, mogucnosti ruSenja iii ostecenja bu Sotine, seizmickog dejstva eksplozije, a takoae i sigumosti rada, neophodno je bUSotinu detaljno izuciti_ Zbog toga pre svakog torpedovanja moraju se imati sledeCi podaci: ukupna dutina bUSotine, nivo vode u bUSotini, precnik i dufina bu~cih kolona, tempe ratura u bUSotini na raznim dubinama. Na osnovu raspolozivih podataka radi se tehnicki projekat po kome se izvodi torpedovanje bliSotine.
"HUt:'
Radijus obrazovanja plikotina pri miniranju izdufenim min skim punjenjima duo zine Ip = 4 - 30d moZe se odrediti po formuli:
~ gde je:
= 10d
IT '
A. - odnos dufine punjenja i precnika punjenja (A.
!' =Ip/d).
Pri duzini punjenja jednakoj ili vecoj od 30 d, radijus obrazovanja pukotina moze se odrediti:
~"",,-~
,~ I-f"! p.., , . ""
."" ," 1
~ ,tL ~
~Z~W:: ~ I
Rp =
30d
~l:Y
Hermetizacija torpeda mora zaSititi eksploziv od prodiranja vode pri spuStanju torpeda na zadatu dubinu. Potrebna debljina zida eilindra obloge torpeda mole se odre diti iz formule
~~"
b =
SI. 263.
L.! 2'(1
,em,
!>ema torpedovanja. 1,2 pritv~civanje magistraln09 voda za telitno ute, 3,4 - mesto pritvr~iva nja telifnog uleta (na svakih 100 ml, 5 - cementacija, 6 - kudeljno ufe, 1 zacevljena bu~tina, 8 - 91ava torpecia, 9 torpedo,10 mesto spajanja, 11 - zasuti deo bu~otine,
gde je: d - unutramji precnik torpeda (precnik punjenja), em (1 - cvrstoea na pritisak eilindra obloge torpeda, uzima se za celik 1000 dN/em 2 •
Ako se torpedovanje izvodi u eilju obrazovanja - proSirenja kavemi iii stvara nja zone pukotina, onda se velicina §upljine - precnik moze odrediti iz odnosa:
Spoljni precnik obloga torpeda odrei1uje se tako da torpedo moZe slobodno proci kroz bliSotinu do mesta miniranja. Za dubine bUSotina vece od 300m obloga tor peda radi se od celicnih eevi debljine zida 5 mm, za manje od 300 m debljina cevi je 2-3 mm. Ukoliko torpedo treba da razori dno bUSotine, dno obloge pravi se ravno iii sa konusnim udubljenjem unutra (kumulativno dejstvo). U plitkinl bUSotinama kao ob loga torpeda moie posluziti azbestna, gumena iii staklena eev. Kao punjenje torpeda mogu se koristiti razlicite vrste eksploziva kao Sto su trotil, plasticni vodootpomi eksplozivi i s1. Kolicina eksplozivnog punjenja u torpedu zavisi od precnika i dufine tOrpeda i odrei1uje se iz odnosa:
Dp gde je:
~,em,
=d
d - precnik punjenja, em Po - pokazatelj otpora stena na stvaranje pukotine, stena iznosi: meka kreda, laporae meki kcrenjak cvrsti Iaporae, cvrsta kreda, dolomit gips, Skriljae, krecnjak gramt, kvarcit, apatit, nefelin gl;3nit, dijabaz, kOmit, cvrsti krecnjak
Ikg, i za neke vrste
35-65 15-30
8-14 3-7 2-3
Radijus obrazovanja pukotine pri miniranju koneentrisanim minskim punje njima: R
= p
gde je:
3rcr q
..;
,
Q - masa koncentisanog eksplozhnog punjenja, kg q speeificna potromja eksploziva. orijentaciono, q 'Y - zapreminska teiina stene,
0,7 'Y
Q gde je: d .6. Ip
= 0,785' d2
•
.6. '/ p ,kg,
unutramji preenik torpeda, dm gustina punjenja, kgl dm 3 duZina punjenja, dm.
Iniciranje minskog punjenja vrsi se sa dva elektrodetonatora paralelno spojena. Provodnici elektrodetonatora vezuju se za glavne vodove koji su vi Sezilni, bakarni preseka ne manjeg od 2,5 mm2 sa gumenom izolacijom. Glavni provodnik se na svakih 10 m vezuje za ufe kojim se torpedo spusta u bu~otinu. Precnik celicnog uieta na ka me se torpedo spusta u bUSotinu ne sme hiti manji od 6 mm, a brzina spu§tanja torpeda ne sme biti veca od I m/s.
390
]91
....,
...,
q
...
SI.264. Serna tOl'peda za razutita namene. 1 obloga torpeda, 2 _ ek. $ploziv, 3 - elektrodetonatori paralelno spojeni, 4 - telitne i olome plate, 5 steznici.
predmcta u najslozenije geomctrijskc fonne. ~to je od posebnog znataja za obradu me· tala deformacijom. Sve ove, a i druge operacije obrade metal a izvode se na relativno jed. nostavnim ureilajima na kojima se visold pritisci i sile dobijaju dejstvom relativno malih kolicina eksploziva cijase energija preko prenosnika ~voda, vazduh, pesak i dr.) prenose na predmet koji se obraduje, dok kod spajanja metala iIi poveeanja tvrdoce povrsine, kao prenosna sredina moze da se koristi metalna ploca. U reiliin slucajevima energija se pre· nosi neposredno na obradivani metal. Za potpunije razumevanje sarnog procesa dejstva eksplozije kojim se dobijaju potrebne sile za obradu metaIa iIi druge tehnoloSke operaeije, potrebno je ponzavanje fizickih, hemijskih i minersko-tehnickih karakteristika eksploziva koji se upotrebljavaju, kao i defonnacione karakteristike metala pri impulsnom optereeenju. Kao izvor energije za obradu metala koriste se brizantni eksplozivi, baruti i gasne eksplozivne smeSe. Nji hovo dejstvo na metal razlikuje se po nacinu prenosa energije. Brizantn! eksplozivi koji se najcesce upotrebljavaju mogu biti i standardni pogodno oblikovani i pripremljeni za oVil narnenu.
15.8.1. OBLIKOVANJE METALA EKSPLOZIVOM Oblikovanje metala eksplozivom, sa vodom kao prenosnikom energije vrsi se pomocu kalupa potopJjenog u tank sa vodom. Neobraileni metalni predmet se porno eu prstena stegne uz Meu kalupa. Iznad metalne ploce stavlja se eksploziv. pri detonaci ji, usled impulsnog naprezanja od udamog talasa, i naknadnih pulziranja gasnih mehura u vodi, dolazi do defonnacije metaJne ploce koja zadobija oblik kalupa.
IS.S. OBRADA METALA EKSPLOZIVOM
(OSNOVNI PRINClPI)
Nagli razvoj mnogih tehnickih grana kao Ito su raketna, avio, hemijska i dr. zahteva i nove vrste materijala kojise mogu upotrebljavati pri velikim brzinama, tempe "aturama, u agresivnim sredinama,materijale koji mogu trpeti velika staticka i dinamic naprezanja i sL testo puta ti zahtevani materijali ne mogu se obra
~
~
1
'/,;
SI. 265. Oblikownje metala (voda kao pran05 na $redinal. 1 - voda, 2 - eksploziv. no punjenje, 3 - prsten, 4 - neobra· iJena metalna ploc!:a, 5 - cev za od vod vazduha jz kalupa.
:11 ; ; ; }')'»' 7 7~»»»),)))Y:h:n'i% ,/
Umesto vode kao prenosna sredina mote se upotrebiti pesak iii neki drugi sip Id materijal, mada se pesak najcesce koristi. Na kvalitet oblikovanog predmeta u velikoj meri utice i kvalitet upotrebljenog peska i njegova granulacija. Pesak mora u potpunosti prekriti postavljeni eksploziv. Pritisak udarnog talasa prenosi se unifonnno kro~ pesak i deforrnire plocu prema obliku mattice.
393
392
Prakticno SIll primenjuju dye osnovne §eme spajanja metala: pri kosom i pri paralelnom postavljanju, sa odredenim rastojanjem medu elementima koji se spajaju. Ovim postupkom mogure je spajanje sve metaine ploce od kojih ni jedna nije stacionama, sl. 268, kao i vi§eslojno spajanje, st. 269. L
I SI.266.
SI. 268,
Oblikovanje metala (petak kao prenosna sredinal. 1 - meta
Ina ploi:a, 2 eksploliv, 3 - pesak, 4,5 - matrica - alat
la oblikovanje.
Zavarivanje dye pokretne plo(!:e. 1 - pokretne plo(!:e, 2 - eksploziv, 3 - elektrodetonator.
1
15.8_2, SPAJANJE METALA EKSPLOZIVOM Klasican posrupak spajanja metala zavarivanjem uslovljen je lokalnim zagreva njem do plasticnog stanja ill topljenja. Kod svih postupaka koji se danas primenjuju za spajanje razlicitih metala, u zorn njihovog medusobnog spoja, zbog visokih temperatu ra ne dobija se zahtevana medusobna veza, ill je cak ovaj postupak i nemoguc. UopUe, spajanje metala razlititih fizickih, elektrohernijskih i drugih karakte ristika, spada u najstoumje tehnoloske postuke, te zbog toga primena eksploziva u ovoj oblasti ima izuzetan znacaj, jer razreSava mnoge dileme oko zavarivanja dva ill viSe meta la u odrei'lenu vi§eslojnu kompoziciju. Sam postupak obezbeduje vecu cYrstocu vara, ko ja je redovno iznad cvrstore pojedinih metala koji se spajaju, kao i moguenost spoja tih metala bez obzira na znatne razlike tacaka topljenja.
t •...
,/'
//
.
''':<:«<:-::
//
.~
"
...
/.
r'"
. ..
,,/.,: .'.. ':.": - .' '.:
",
.--4_
b.f
a
5
S1. 269. Sema jednovremenog zavarivanja vile plol:a. a ..,. tri razdvojene ploee, b - eeti~i ploee od kojih su trl ploee sastavljene. 1 - elektrodetonator. 2 - eksploziv, 3 - pokretne plol;e, 4, 5, 6 - staclonarne plol;e.
.::. :.'.
~Ai.~//?/>:" ~1
/ / / / . / - . . ./ ~\~0:~';,',~~~~~,~~,,~~~~~\\.~
(1/
~/
h
J
Z
,/
/
I
Isto tako ovim postupkom moguee je tatkasto i linisko Z3varivanje, u stutaju da rnetalne ploce ne treba zavarivati po celoj povrfini, st. 270.
4
J
-
'~8 ~iGikw£6Z-J"
\i a
/
2
,
~J, J.
_2 .-
'2
Ii
R&Z&JJ~~~i(J
/
----L~~;w#/~
~~':0~~~~~~~~~~~~ 51. 267. Sema zallarivallja metala eksplozillom, a - metalni delovi postavljeni pod uglom (aI, b metalni de 10lli postavljeni paraleillo, 1 elektrodetollator,2 - eksploliv, 3 - pokretna metalna ploi:a, 4 sta cionarna mSlallla plota.
SI. 270.
Sema zavarivanja metalnih plol:a. a - tal:kasto, b - linisko.
395
394
Kod kontaktnog nacina otvrdnjavanja povrSine, eksploziv se stavlja neposredno na povrSinu metala, tako da se dejstvo udamog talasa neposredno prenosi na povrtinu. Kod nekontaktne metode eksploziv se postavlja na pokretnu metalnu ploC::u.
15.8.3. POVECANIE TVRDOCE 1 CVRSTOCE POVRSINE METALA EKSPLOZVOM
Iedna od perspektivnih metoda obrade metala eksplozivom je postupak otvrd njavanja povnina metala eksplozivom. Poveeanje tvrdoee povrSine metala je postedica prolaska kroz metal udarnog talasa pri detonaciji eksploziva. Mehanizam otvrdnjavanja vezan je za pro menu kristalne strukture metala. Postupak otvrdnjavanja metalnih povr Sina ndao je prirnenu i u rudarstvu za otvrdnjavanje zuba kod utovamih maSina (bageri, utovarivaCi i sl.) habajucih pomina kod drobilicnih postrojenja, gusenica kod maSina i sl. U nekim sluCajevima vek trajanja zuba ovim postupkom moze da se produii do 30'%. Kvalitet tvrdoee i njena dubina zavise od karakteristika metala, vrednosti im· pulsa eksplozije kao posledice udamog talasa. U zavisnosti od oblika ekspJozivnog pu njenja, mesta iniciranja, udami talas se moze preneti na metalnu plocu ravno u frontu s1. 271a, ill koso sl.271b.
/4:
"
/
/"
a
Postupak probijanja i secenja metala upotrebom eksploziva, poznat je iz teo rije kumulativnog dejstva (taC::. II). Za probijanje otvora u metalnim plocama prime se posebno oblikovana - kumulativna punjenja sl. 273, dok se za probijanje otvora kod svemih povrsina iIi cevnih oblika, prirnenjuju postupci sliC::ni postupcima ob rade metala deformacijom s1. 274.
f
"-,,
"
" ,,', "
, "- "-"","",'-..'. '\.
"
-,\.
II
I;
4
" '.
~-1' ',,~--~ A 2". Y'~
~t/?/T077;~
//" rI I L
15.8.4. PROBUANJE I SECENJE METALA EKSPLOZIVOM
',' ."
" "-.' , '<'
'.'
.-" f
,J
D
J
L_
--
A.
h a.
.
SI.271. Sema dejstva udarnog talasa na metalnu povriinu. a - ravan - frontalni talas, b kosi talas. 1 - eks ploziv,2 - metalna plo¢a, A-A - front udarnog talasa u metalu, 0 - detonacioni talas, l' - ugao dejstva kosog udarnog talasa.
Osnovni postupak kojim se postiZe povecanje tvrdoee metalnih povrSina ostva
SI. 273.
OejstllO oblikovanog eksplozivnog punjenja ns ¢vrstu pregradu. a - eksplozivno punjenje bez udub
Ijenja, b - sa udubljenjem, c - udubljenje sa metalnom oblogom. 1 - eksploziv, 2 - udubljenje pas
Ie eksplozije, 3 - udubljenje u eksplozivu, 4 - elektrodetonator.
r ruje se na dva naC::ina: kontaktnim sl. 272a i b, i nekontaktnim s1. 272c i d. Pri tome u
I zavisnosti
od naC::ina iniciranja razlikuje se otvrdnjavanje povrtine ravnim - frontalnim udamim talasom st. 2713 i C, i kosim udamin1 talasom s1. 272b i d .
':":::'~:'~-:-4J;.'~ ~4~ . . . . . . :.:..... ~~ ~.:.:. . . ,.
q::>::"';': •
I
" ',', :'
6- '/
.' .. ,,',
;,'
~
"
.
" ,' './~d ' c··'· :t-.-t::::j
J SI. 274.
~.V2.
Sema otvrdnjavanja metala kontaktnom i beskontaktnom metodom. 1 - metalna plo¢a, 2 - eksplo zill.3 - generator ravnog udarnog talasa, 4 elektrodetonator. 5 - pokretna metalna ploca.
'5
5ema probijanja otvora u zidu cilindra. meta Ina cev, 2 matrica, 3 spolj na matrica, 4 - eksploziv, 5 voda 6 zatvarac.
396 397
Za se¢enje metal a eksplozivom upotrebljavaju se tzv. pruina - izdutena pu njenja. Ovde se mogu razlikovati tri slucaja: rezanje metala kontaktnim eksplozivnim punjenje.m, rezanje posebno oblikovanim eksplozivnhn punjenjem i rezanje taJ.asima na
~unj..
(
~/7
Q
dlMlni udarni talas. Stavljanjem eksploziva pod led, sto je moguce dublje, led se lomi na velikoj povrtini, a vazdu~nih udamih i zvucnih efekata prakticno i nema. Ako led treba 2
,
51.275.
iema
rezanja metala kontaktnim ebplozivnim pu'1lenjem. e - izglacl pre detonacije, b - izgled
posle detonaclje. 1 - metalna plo/!a, 2 - provo
dnld elektrodetonau>ra, 3 - eksploziv.
q
( J/ .6
. A
--
c
0-
/
J
~~1~ ~~ ""Y'_'''''''' -- - --------f-+-'
7
_ _ _ _ _ _ _ _
-
-
w
-.~
I
d'
/" S1.277.
8
:~!'r:~ .•';;
f~;::~~t~: .
.:
c
Serna ponavfjanja eksploziva pri miniranju leda. a i b - eksploziv poStavijen na pov~inu leda, C - u sam led, d - pod led na malu dubinu, e pod led na veliku dubinu, f pod led sa pomoc!nim punje njem male tetine. 1 eksploziv, 2 - nalepn! materijal, 3 - ute.
da se lorni na veCij povriini, minska punjenja postavljaju se na medusobnoJ udaljenosti od 5d (d - dubina postavljanja eksplozivnog punjenja ispod leda). eksploziv se ispod leda spufta, kroz otvore u ledu, pomoeu konopca iii tice. ako je brzina kretanja vode na mestu miniranja velika, za konopac ill zicu privele se neki tetak predmet (kamen, vre cica sa peskom i st.) s1. 278.
"f
,II
;I
If
51. 276. Rezanje metala posebno oblikovsnim eksplozlvnim punjenjem. A - spoljnl lzgled elaiploziv!1Og pu njen/a, 8 - prasek punjenja, C - lzgled u trenutku detonacije. 1 - mesto inieiranja, 2 - eksplozivno punjenja, 3 - udubljenje u elaiplozivnom punjenju, 4 - metalna pIo/!a.
I -------51. 278. Sputtanje eksplozivnog punjenja pod led. a - vertlkalno, b - koso pomocu motke.
JS.9.MINIRANIE LEDA
Dejstvo eksploziva na led odredeno je teZinom eksplozivnog punjenja i njego vim pololajem u odnosu na pvriinu leda. Mole se postavljati na povriinu leda, u sam led
Minska punjenja postavljaju se u jedan ill vire redova poprecno i aktiviraju se jednovremeno. Potrebna kolicina eksploziva za obrazovanje pukotina i lomljenje leda, moze se odrediti po formuli.
iii ispod leda sl. 277. Postavljanjem eksploziva na povdinu leda ill u sam led nema velikog dejstva, eksploziv napravi sarno gnezdo u ledu na mestu eksplozije, a ispoljava jak lVUcni i vaz
Q
gde je:
e . q! . W3 , kg,
e - koeficijent koji zavisi od vrste primenjenog eksploziva, i krece se od 0,8-1,15,
I
N';I
398 ql - sepcifiena potromja za led, kg/m) , i zavisi od cvrstoce leda i potrebnog stepena drobljenja, i k:rete se: od 0,2-0,9 kg/m] ,
W. linija najrnanjeg otpora, m. Velieina L.N.O zavisi od debljine leda i moze se odrediti iz odnosa:
W = c'h,m gde je:
h - debljina leda, m koeflCijent koji zavisi od debljine leda i krece se od 2,5-3,0. c Za pravljenje otvora (gnezda) u ledu za spuftanje eksploziva, koriste se spoljna
ill unutra'nja punjenja, sl.279.
JOCM
'l.agrevanja I sar:lozapalenja. kao i zonama sa visok.tm geotennskim stupnjem. Samozagrt: v:mje i sam;:;zapalenje Sll posledice oksidacionih f-rocesa u lezBtima, iziui.ivanja letma, oksidacije sultlda rastvorima 1eljeznog sulfata i s1. U gradevinarstvu se taj problem mo1e pc'javiti kod izrade tunela i hidroenergetsltih objekata u zonama sa poveeanom tempera turorn. t: metalurgiji miniranje pri visokim temperaturama izvodi se pri otvaranju i tB visokih peeL FabrLi
G.)
51. 279.
b.)
Pravljenje otvora (gnezda) u ledu unutrMnjim punje njem. 1 ot\lOr, 2 - za(!epljenje, 3 - eksploziv.
L
Potrebna kolicina eksploziva za izradu otvora u ledu dat je u tabeli 101. Tabjla 101 debljina ljda
koli~ina
eksploziva, kg
debljina leda
kolicina eksploziva, kg
(m)
\Ulutramj e
spoljamje
(m)
unutrasnje
spoljasnje
0,4-0,5 0,5-0,6 0,6-0,7 0,7-0,8 0,8-0,9
0,2 0,3 0,4 0,5
1,2 1,5 1,8 2,2 2,6
0,9-1,0 1,0-1,1 1,1-1,2 1,2-1,3
0,8 1,0 .1,2 1,4
3,2 3,6 4,2 5,0
Of,
51. 280
U 15.10. MINIRANJE PRI VISOKIM TEMPERATURAMA
Problem miniranja pri visokim temperaturama pojav!juje se u rudarstvu, graue· \1narstvu i rnetalurgiji. U rudarstvu se taj problem javlja u rudnicima sa poiavom sarno-
I
Eksplozivno punjenje za visoke temperature. II - za temPera.
ture iznad 80°C, b - za temperature ispod 80°C. 1 - deto
nirajuci Stapin, 2 - azbestna traka, 3 - azbestno platno, 4 spoljna obloga, 5 - eksolozivno punjenje.
Za r:u..rura!lje u metalurgiji, gde temperature mogu biti dosta visoke, upotreblja· vaju se posebna eksplozivna punjenja zameena od uticaja visokih tempeIJtura, kao i sre dstn za ll"!iciranje elektrodetonatori i detonirajuci Stapin. Maksimalna du1ina p;>trone (punjenj::.) treb~ 03 bude 1,0 m, a du1ina zaStitne onloge treba da je veta Z~. precnik patrone
401
400 ZaStitna obloga izrailuje se od tennoizo!acionog materijala lito zavisi od tern· peratumog retima u kome se vrti miniranje. Ako je temperatura iznad 80°C, obloga se radi od azbesta. Debijina obloge je razH~ita i najneposrednije utiee na stepen zaStite ekspIoziva i sredstava za iniciranje. Za m~je pretnike, debljina obloge je 1-3 mm, dok za ve6e pre~nike ona je 5-10 rom. U cilju pove6anja otpomosti obloge od azbesta, Cesto se upotrebljava dodatna metalna obloga od staniola i sl. tija debljina iznosi oko 0,5 mm, a §dna je ravna du1ini patronekoja se upotrebljava. Nabrani dec je sirine koUko je i pretnik patrone. Ova zaltita se stavlja preko osnove od azbesta. Spoljni pre¢nik obloge treba da bude najmanje 3-5 rom manji od pre¢nika bu§otine. 1_ 2;L.
--
----
=~2---=--=- -k~
- ~-----~ ~ - ~--.~ -" . . ".-~ --''''~-
~
_
~
-;=.~
i¥;~~"tii#it~~1W~1CErl:1 "-
"-
"'"'
.... i
......
i
""'- . . . . """'"
..... i
'""" . . . . . . . . i
~
!
~
t" 51. 281. Izgled metalne obloge. lp - dutina patro·
ne, r. - polupre<:nik patrone.
Kod pre~nika buSotine preko 60 rom, ova razlika treba da je ve6a 15-30 mm. Kod temperature radne sredine iznad 80°C, krajevi detonirajureg iltapina treba da budu omotani azbestnom izolacijorn. Raspored minskih rupa usvaja se u zavisnosti od deblji ne materijala koji se minira.
51.282. Sematski prikaz upotrebe eksploziva za mta~ko izazivanje seizmi~kih talasa u zemljinoj korl.
nt' 5
~
IS.11. MINIRANJE PRJ SEIZMICKIM ISPITIV ANnMA
Seizmitka metoda ispitivanja zemljine kore je jedna od savremenih geofizic Idh metoda, koja u svom radu koristi, kao pomo6no sredstvo, eksploziv. Sarna metoda sastoji se u tome da se u zemljinoj korl (na razli~itim dubinama) pom06u eksploziva proizvedu elasti~ni seizmi¢ki talasi, koji se prelarnaju pod razlititim uglovima. Brzinu kretanja pomenutih talasa i uglove prelamanja i odbijanja istih, hvataju geofoni postav· Ijeni na povriini zemlje i prenose ih na posebnu aparaturu koja ih bele!i na poseboj trad - seizmograrnu. Za vesta~ko izazivanje seizmi¢kih talasa upotrebljavaju se jaki brizantni vodo otporni eksplozivi. Specijalno za ove potrebe i,zra<1en je eksploziv pod nazivom ,,geovit".
Njegove rninersko-tehni~ke i druge karakteristike date su u poglavlju "privredni eksplozivi ta¢ka 9.6.2. Geoviti mogu detonirati pod vrlo visokim hidrostati¢· kim pritiskom, ako se aktiviraju odgovaraju6irn elektro detonatorom. Pogodni su za podvodna miniranja, jer se naj~esce patroniraju u hennetitki zatvorene i vode nepropusne plasti~ne tube. Iniciraju se seizmickim elektrodetonatorom narnenjenim za izvoilenje ovih radova.
:z:
2
2
----3
jj.
51.283. Sematski ;zgled minske bu~tine napunjene ..geovitom". hgv aktivno punjenje geovita, hv - stub vooel1Og ~pa, 1 - udarna patrona,2 patrons geovita, 3 elektrodetonator, 4- provo dnici,5 vada, 6 - kanap za spuStanje patrone.
403 402
16.0. IZRADA PODZEM.NfH RUDNICK1H PROSTORIJA MINIRANJEM
Slepo olmo je vertikaIna rudnicka prostorija koja nema neposrednu vew sa po
vrSinom. Obicno povezuje dva horizontaIna, male je d ubine i maIog poprecnog preseka.
Vertikalne sipke su vertikaIne rudnicke prostorije maIog poprecnog preseka i
male dubine koje iskIjucivo sluze za spustanje rude sa viSeg na niZi horizont gravita
cijom.
U ovom poglavlju biCe izlolen kratak pregled metoda i po~upaka izradenekih podzemnfu rudnitkih prostorija miniranjem. Potreba za izradom ovih prostorija javlja se i u povriinskoj eksploataciji pri izradi objekata odvodnjavanja, kod metoda komomog miniranja (izrada prisutnih prostorija, potkopa hodnika okana komora), kod izrade skla difta eksplozivnih sredstava i s1.
16.1. KLASIFIKAOJA RUDNICKIH PROSTORIJA
Podzemne rudnicke prostorije, u zavisnosti od toga kakav im je polozaj u pros toru, oblik, dirnenzije, namena, mogu biti: horizontalne, vertikalne, kose, komore i osta Ie prostorije razne namene. - Horizontalne jarnske prostorije obuhvataju grupu rudnickih prostorija . koje se odlikuju velikom duZinom u odnosu na velicinu poprecnog preseka. Ove prostorije mogu, ali i ne moraju irnati vezu sa povrSinom. Potkop je horizontalna rudnicka prostorija koja ima neposrednu vezu sa povr Sinom, i simi kao pristupna prostorija do lezi~a, te moze biti istraZni potkop, izvozni (otpremni), odvodni potkop i sI. po svom obliku i dimenzijama potkopi se ne razlikuju.· od ostaIih horizontaInih prostorija. Hodnik je horizontaIna rudnicka prostorija koja nema neposrednu vezu sa po vrSinom, i izraduje se u cilju istraZivanja, pripreme i otkopavanja lezi~a, kao i u druge namene (na primer, pristupna prostorija kod komomog rniniranja). U zavisnosti od polo zaja hodnika u odnosu na rudno leziSte hodnici mogu biti: poprecni, smerni i sI., a prema nameni: transportni, ventilacioni, za prevoz Ijudi i sl. Od svih rudnickih prostorija hidnici se najce~ izraduju, kako pri otvaranju, tako i pri pripremi leziSta za eksploata ciju i pri samoj eksploataciji.
_ Kose rudnicke prostorije izraauju se pod odreaenim nagibom. Mogu biti sa ill bez neposredne veze sa povrSinom. Kod prostorija koje su neposredno vezane sa povr sinom, razlikuju se kosa olma i kosi potpkopi, dok kod prostorija koje nemaju neposred· nu vezu sa povrSinom razlik:uju se uskopi, niskopi, sipke i sl. Kosirit olmom se naziva podzemna rudnicka prostorija koja ima neposrednu vezu sa povrSinom, a izraaena je pod ugiom ve6im od 40°. Ukoliko ovakva prostorija nema neposrednu vezu sa povrSinom, naziva se slepim kosim olmom. Kosim potkopom naziva se prostorija koja ima neposrednu vew sa povrSinom, a izraaena je pod ugiom manjim od 20°. Niskopi - uskopi su kose jamske prostorije, bez neposredne veze sa povrSinom, obicno povezuju dva horizonta ili meauhorizonta. Niskop se izraauje odozgo na dole, a uskop odozdo na gore. Prema nacinu izrade obicno i nose naziv. Sipke su kose rudnicke prostorije, bez neposredne veze sa povrSinom i sluZe za spustanje mineralne sirovine sa viSeg na niZi nivo (horizont, meauhorizont i sl.) pirodnim putem - gravitacijom te se rade pod odreaenim nagibom. ~
.!0i.
5 5;1
AL SI. 284.
- VertikaIne jarnske prostorije se odlikuju velikom dliZinom u odnosu na pop recni presek, a izraduju se vertikalno u odnosu na horizontaInu ravan. U ovu grupu pros torija spadaju: olmo, slepo okno, i vertikalne sipke. Okno je vertikalna rudnicka prostorija koja ima neposrednu vezu sa povrSinom i namenjena je za istra:tivanje i eksploataciju rnineralnih sirovina. U zavisnosti od name ne, olmo dobija nazive kao: izvozno olmo, ventilaciono olmo, servisno olmo, olmo za zasip i sl. Obzirom da je olmo skupa investicija, tezi se da se no ekonornicnije koristi, pa ono ima viSe funkcija kao: za izvoz rnineraIne sirovine, prevoz Ijudi, sigurnosni pro laz, ventilaciju, smestaj raznih energetskih instalacija i s1.
Prikaz jamskih prostorija. 1 - okno, 2 - popretni hodnik, 3 - smerni hodnik, 4 - transportni hod· nlk, 5 - osnovni hodnlk, 6 - vertlkalna sipka, 7 - uskop - niskop, 8 - slepo okno, 9 - potkop, 10-
istra~no
okno, 11 - koso okno.
_ Komore su podzemne rudnicke prostorije razlicitog oblika i dimenzija, kod kojih duZina nema dominantnu ulogu u odnosu na poprecni presek. Komore su name njene za smestaj eksploziva kod komomog rniniranja, za smestaj maSina i ureaaja i sl.
405
404 Medu znacajnije komore u rudniku spadaju: navoziSte, vodosabirnici, pumpna komora, magacin eksploziva i &I.
dok pri jacem pritisku iz krova i bokova dolazi u obzir lucni i potkovicasti oblik. Zasvoden, lucni i potkovicasti oblik podgraduju se najcesce celicnom ill betonskom podgradom. Zasvoden oblik, zbog svoje stabilnosti, upotrtebljava se cesto za hodnike u cvrstom materijaIu bez podgrade. U slucaju jakog svestranog pritiska dolaze u obzir sarno kruzni i elipsast oblik. Kao podgrada sluZi drvo iii armiranobetonski metaIni clementi.
16.2.IZRADA HODNIKA 16.2.2. VEUCINA POPRECNOG PRESEKA 16.2.1.IZBOR OBLIKA POPRECNOG PRESEKA Pri projektovanju hodnika jedan od najvainijih zadataka je izbor oblika i velici ne poprecnog preseka. Oblik (prom) poprecnog preseka hodnika zavisi od materijaIa u kome se radi, materijala sa podgra<1ivanje i vremena za koje hodnik treba da sluZi. Zavis no od navedenih cinilaca, oblik popJ;.ecnog preseka hodnika moze biti: cetvrtast, trape zast, zasvoden, lucni, potkovicasti, okrugao i elipsast.
Oblici poprecnog preseka hodnika. a vicast, f kru~ni.
cetllrtast, b - trapezast. c
zasvoden, d - lucni. e
Velicina poprecnog preseka hodnika zavisi od namene hodnika pa pri odredi vanju vellcine poprecnog preseka, od uticaja su dimenzije i VISta transportnog sred stva, vIsta podgrade, kao i tehnicki propisi u pogledu sirine i visine hodnika, kolicine va zduha koji moze proci kroz hodnik i sl. Pri dirnenzionisanju hodnika projektant se koris ti tipiziranim standardnim presecima, i1i svaki sIucaj reSava posebno, ukoliko nema tipi ziranih standardnih preseka. Prema tehnickim propisima minimaIno rastojanje vozila od podgrade uzima se od njegovog najisturenijeg dela. MlimaIni razmak izmedu najis turenijeg dela prevoznog uredaja, lokomotive ill vagoneta, u jednokolosecnom hodniku, mora s jedne strane biti 250 mm a sa druge 700 mm. Za hodnike sa dva koloseka raz mak medu vozilima mora bin min. 250 mm. ProSirenja se predvidaju u svim hodnicima na krivinama i to obicno 200-250 mm, da bi se pri svakom poloiaju vozila odr1aIo pred videno rninimaIno rastojanje.
potko·
Pri umerenom podzemnom pritisku iz krova i bokova, i raspolozivom drvenom podgradom, bira se poprecni presek sa ravnom stranom prema krovu, tj. cetvrtast iii trapezast poprecni presek. Pri jacem pritisku pretezno iz krova, pogodan je zasvoden
51. 286. Dimenzionisanje hodnika.
407
406
16.2.3. [ZRADA HODNIKA MINIRANJEM
U zavisnosti od polobja minskih rupa na
paralelni zalomi.
U TVRDOM MATERUALU
Radni ciklus prj uradi hodnika u tvrdom materijalu obuhvata sledeee radne operacje: BUSenje, miniranjtl, provetravanje, utovar miniranog materijala, podgral1ivanje i pomoene operacije (produunje koloseJ,ca. produtenje cevi za vodu i vazduh, izrada kana Ia i sl.). Navdene g1avne operacije obi
Oblast primene kosih i paralelnih zaloma avisi od dubine minskih rupa (£), veli ~ine popreenog preseka hodnika (S) i koeficijenta evrstoCe stena (f) i male se odrediti
grafi
h
Radovi EJUSenje
35
Miniranje
a5
Vetrenje
1.0
Utovar
10
Pomocri radov;
2
1
3
5'
4
6
7
?0
III C
4
It,,.,
I
8
12
16
8
4
f
'2
16
r
~ ~ ~ ~/~
SI. 288.
Oblm prlmene kosih (KI i paralslnlh {PI :t8Ioma.
l3
.~~
Clklogram Izrade hodnika, jedan elk Ius u IlTIenl.
U ovom poglavlju neee se obra4ivati sve radne operacije, vee sarno btHenje i miniranje. Podzemne rudnicke prostorije u
dp
r'
0,2 LI_..l-_L...--''--....l.--'
SI. 287.
gde je:
'1
~ ~~ ~
-
d
8
= dp + (4-5 mm) , pre
Raspored kosih zalomnih buwtina u zavisnosti od vrste zaloma male biti: piramidski, klinasti, bo
~}t3}~} 0:::J ~
~ f,;.,~"i).;///////
~
~
~//lJl///////
W///L/\V/////.<.
<~r~l~} -iiii 0 lUll
~
-Y";;
Broj, raspored i duZina rninskih rupa u hodniku zavisi uglavnom od fizicko-me hani
~
*JJLLL"
~
•
•• •
•
~mJ1<~
~
......
0
~
SI.289. Sematski prlka:t raspored kosih zalomnih buSotina. a - centralnl - plramldski :talom, b - vertikaln' kllnasti, c - horlzorltalni klinastl, d - krovni, e - podni, f - botnl.
409
408
r eksplozivnog punjenja. Postoji viSe vrsta paralelnih zaloma kao Mo su: eilindricni, priz maticni, spiralni i dr. st. 291.
Centralni piramidsld zalorn sastoji se od 4 minske rupe koje se bu§e pod uglom od 60-70° usmerene ka zajednickom centru u sredini eel a hodnika. Rastojanje me4u krajevima minskih rupa je 10-20 em. Odnos mina pri ovom zalomu (zalomne : pomot ne : periferske) je I : I : 3. Ovakav zalorn primenjuje se kod masivnih i komapktnih . stena. Klinasti :ulomi sa nizom minskih rupa u obliku vertikalnog iIi horizontalnog klina po sredini cela hodnika, primenjuje se u ducaju priblifno vertikalnog iIi priblitno horizontainog polo~aja dojeva iii pukotina, tako da bulotine preseeaju pukotine pod ug 10m od 90°. Prema tome, razlikuje se vertikalni i horizontalni klinasti zalom. Odnos me4u minama je 1: I, 1/2 : 1. Bocni zalom sa nizom minskih rupa usmerenim prema jednom boku hodnika, narocito se primenjuje u ducaju strmog polofaja dojeva, iIi na kontaktu stene i rudnog tela. Odnos me4u minskim rupama je I : 2. Krovni i podni zalomi, sa nizom minskih bulotina postavljenih u smeru krova iii smeru poda, primenjuju se kada dojevi iIi pukotine padaju prema, odnosno od cela hodnika, da bi se presekli bulatinama. Odnos zalornnih i ostalih bulatina je 1 : 2.
• • • • 0
~~
::t:
0)
b)
koslh zalomnlh mine. a - prJ w
< 1/3 H, b -
0
• 0
•
c
0
•
0
r
•• •
• • • •
0
0
0
0
0
0
0
d
0
0
0
e
• • •
0
•
0
0
0
•
f
i~C~f:m
9
"'-":f1-"'"
,i'
ii-oem
~
~,
/
/I~\2' 1 . JJ . ~\"'"
- ... ._ lY/.: III' •
\:
:t.
\.
'~.:-:.:,~...
SI. 291.
51. 290.
OejItVO
•
0
W----l
~
ftlIIIt.wtmA
.0·
0
b
4 ,,)
0
a.
a; fj)o
• •
0
W .. 1/3 H. c - W > 1/3 H.
Pri primeni kosih zaloma potrebno je uskladiti osnovne parametre kao §to su: odnos polupre~nika radijusa dejstva mine prema liniji najmanjeg otpora, zatirn liniju najmanjeg otpora prema visini hodnika i d. Ukoliko je Iinija najmanjeg otpora manja od 1/3 H (H - visina hodnika), W < 1/3 H, mo~e dati do snnnog odbacivanja materijala iz podrufja :ulomnih minskih rupa sa malirn ucinkom - napredovanjem. Ukoliko je W> 1/3 H dobicemo slabo dejstvo, zbog velike Iinije najamnjeg otpora, pa materijal iz podrufja zalominih minskih bulatina nece biti izbacen. Najbolje je ako je W = 1/3 H, s1. 290. Paralelni zalomi odlikuju se paralelnim polotajem bUSotina, malim razmakom meau buSotinama 10-15 em, i sistematskim ostavljanjem jednog broja bUSotin& bez
Semetskl prlkaz paralelnlh zaloml'llh burotlna. a-d - cillndrll::nl zaloml. e-f - prizamtll!:nl zaloml. 9 _ IInlski _ pukotlnskl zalom. h - spiralnl zalbm. I-V rastojanje Izmedu buiotlna i redolled in! ciranja.
Cilindricni :ulom • Sa bulatinama krutno rasporeiJenim oko centralne buloti ne istog ill veeeg precnika, narocito je podesan za miniranje u masivnim cvrstim i fi lavim stenama, u kojima se inace teSko minira. BUSotine u zalomu su rasporeaene na relativno malom rastojanju, u krugu precnika 0,2-0,4 m. Najbolji rezultati se postiiu sa srednjom bUSotinom velikog precnika (80-100 mm) sl. 292, koja se ne puni eksplo rivom, i koja ifna funkciju slobodne povrSine, od koje se odbija udarni talas kao od sre dine sa manjom gustinom, Za izradu bUSotina u paralelnom zalomu zahteva se velika preciznost bUSenja, odnosno paralelnost bUSotina u prostoru.
~
rI
,
410
411
Zbog toga se m'e busotine buse pomocu sablana 51. 293 meau bUSotinama u odnosu na eentralnu bU50tinU koja se ne puni.
~,
I
.--;-_9
"
5
(/0':- , /
")J
fiksira rastojanje
lzbor polozaja hodnika zavisi uglavnom od ugla pod kojim pada sloj i fizicko-mehanic kih karakteristika podine i krovine. Najcesce se hodnik tako izgraduje da kod horizonta Inih i blago nagnutih sIojeva (0-30°) zahvata sloj u podini, kod kosih slojeva (30-40°) podinu i krovinu, a kod stnnih i pribliino vertikalnih slojeva (45-90°) sarno podinu.
!
im\
/
/
\
I
/
I 11.~·
SI. 292.
7
Principijelna ~ema rasporeda buwtina u cilin
dricnom zalomu sa srednjom buwtinom veil· k09 precnika.
SI. 293.
SI. 295.
Sabton za izrlidu zaloma tipa "koromant".
Serna rasporeda bl.dotlna prllzradl hodnlka u heterogenom materljalu.
.
~
Kod prizmaticnih zaIoma gde su zalornne bUSotine rasporedene na maIom ras tojanju. pomocne minske busotine, koje takode deluju u otezanim - stesnjenim uslovi ma, rasporeduju se takoile na relativno rnaIom rastojanju 24-36 em. Ostale minske bu Satine rasporeduju se na rastojanju od 60-100 .:rn. Periferske minske bUSotine obicno su udaIjene 45-80 em. od konture prostorije sl. 294 .
16.2.4. PRORACUN PARAMETARA BUSENJA I MINIRANJA - Broj minskih busotina.
U zavisnosti od velicine poprecnog preseka hodnika i fizitko-rnehanitkih ka rakteristika radne sredine, broj minskih busotina moze se pribliZno odrediti iz odnosa:
_ .Jrrs ,kom/m , 2
n - 2,7
gde je: f - koefieijent cvrstoce stena, S - povrsina tela hodnika, m 2 . Ukupan broj rninskih busotina je N
n' S , kom.
Broj minskih busotina za eelo telo hodnika pri jed nom miniranju maZe se odre diti i iz odnosa:
N
SI.294.
Raspored busotlna u proSloriji velikog
popre~nog
preseka sa
prizmati~nim
= 2,7 v'f:S
,kom.
zalomom.
Orijentacioni potreban broj minskih busotina moze se takoae odrediti i iz od Liniski pukotinski zalom sl. 29! -g. sa busotinama rasporedenim po jednoj vertikaInoj liniji, od kojih se svaka druga puni. pogodan je za hIde i cvrste stene. Spiralni zalom, sa busotinama postavljenim u obliku spirale, s1. 291·h, oko srednje busoti ne vclikog precnika narocito je podesan za enstei:Wave stene. Pri izradi hodnika u heterogenoj sredini. hodnik istovremeno kroz korisnu supstan cu i jalovin u, i tome hodnik maze da zaIlVlti podinu, krovinu iii obadvoje istovremeno s1. 295.
nosa: t\ "" q' S
p
gde je: q - specificna potrosnja ekspJoziva, kg/m3 S - povrsina popretnog preseka prostorije, m 2 p - kolicina eksploziva po m' busotine
413 412
- Duzina minskih busotina: Dufina minsldh bmotina je funkcija tirine i visine hodnika i moze se priblitno odrediti po obrascu (Wedigge)
1 = k' B, m, gde je: B prosecna lirina hodnika, m
k = 0,5-0,8 - za kose zalome, k:: 1,0-1,1 - za paralelne zalome.
- Potrebna kolicina eksploziva: Kolicina eksploziva odretluje se na osnovu ukupne zapremine stenske mase zahvaeene minskim bmotinama, a u zavisnosti od velicine poprecnog preseka hodnika, prosecne duZine minskih bulotina i flZicko-mehanickih karakteristika radne sredine (vi di V poglavlje, taco 12). Ukupna kolicina eksploziva zajedno miniranje je:
0
b
a SI. 296. Powzivanje minskih punjenja na telu hodnika. a - piramidski zalom, b
wnikalni klinasti zalom.
Q :: q' V, kg
odnosno Q :: q' S . 1. kg,
16.3. IZRADA OKANA gde je: Q - ukupna kolicina eksploziva za jedno miniranje, kg q specifcna potrosnja eksploziva, kg/ml V zapremina materijala, m 1 S - povrsina poprecnog preseka prostorije, m 2 - prosecna duZina minskih bmotina, m. KoIicina ekspJoziva za jednu minsku bulotinu dobija se iz odnosa Q
Q1
N ' kg,
gde je: Q - ukupna kolicina eksploziva, kg N - ukupan broj minsih bullotina na celu hodnika, kom. Obicno sracunata srednja vrednost eksploziva po minskoj busotini, povecava se za zalomne mine za 20-25%, za podne mine 10-15%, a za mine u gomjim uglovima za 570, na racun ostalih mina. Punjenje, zacepljenje i paJenje mina dato je u poglavJju IV, tac1. 11.
16.3.1. IZBOR POPRECNOG PRESEKA OKNA Oblik poprecnog preseka olma odreduje se u zavisnosti od flZicko-mehanickih osobina radne sredine kroz koju se okno izratluje, namene okna i predvitlenog vremena trajanja. Pored toga, na izbor obUka poprecnog preseka olma uticutrolkovi i brzina izrade, kao i trolkovi odIiavanja. Obicno, vreme trajanja olma i flZicko-mehanicke ka rakteristike stene uticu na izbor materijala podgrade. Najvi~ su u upotrebi cetvrtasti i kruZni poprecni presek, matno rede eIipsasti, 51. 297. Cetvrtasti poprecni presek bira se za olma u cvrstom i umreno cvrstom ma terijalu, koji se podgraduju drvenom podgradom, rede betonskom. KruZni poprecni presek prirnenjuje se obicno u manje cvrstom i stabilnom materijalu. Za podgradivanje sluzi opeka, beton iii celik. Dobro podnosi podzemni priti sak, laksa je izrada. Elipsasti i kombinovani obHei koriste se kada se drvena podgrada cetvrtastog okna zamenjuje betonskom.
1
414
415
v S U
~?~
~r;
(~~)
Raspored minskih busotina zavisi od oblika poprecnog preseka okna. U oknu cetvrtastog poprccnog prescka, raspored busotina ne razlikuje se mnogo od rasporcda pri izradi hodnika i najcesce je sa piramidnim, klinastim ill bocnim zalomom sl. 298. ~AWAW4~1\ f!'@,/~Mr,;WAW1'AW~..:wMfW"",":"
."
'" 'd II !1 a:: ="",,,, , -"':::-;:" Il
., OX)
SI. 297. Oblik popretnog preseka okna. a - tetVJlsst. b _ krufni. c - kombinovani.
brzina bUSenja, m/h
povrsiha poprecnog preseka okna, m 2
pro sec an ucinak utovara miniranog materijala, m 3 /h.
~
'"
ij
t;
a:::;;:J~.7t.:Z::"=':=:;:3
=::0
Q:'::::=::.f:l:::::::.';:,a::::::.:=:::. c::;==.::oc-:::-P,,~
a:~
11,,,
<1::'.:::-.".." ",::::::::"" fI fI fl ::; ·:d~M;w/&/&/'&/.&mm;;&1!w)b/.."
16.3.2. IZRADA OKNA MINlRANJEM Izrada okna miniranjem je postupak koji se jos uvek najviSe koristi. Radni dk ius izrade obuhvata siedece glavne operacije: bUSenje minskih busotina, punjenje i pale nje, provetravanje, utovar i odvoz miniranog materijala, privremeno iIi stalno podgra. divanje i pomoene operacije. BUSenje minskih busotina vr§i se srednje teskim i teSkim dvorucnim btiSacim eekitima.
\
S p
";0'.' ,,;om, , ~o~
,
Q
£0
to
OJ
-
N n' V
S' n U
...0
()
-
Q-,
0
0
0
R
~
fl
a:
'"
~/.I'
2
\
~ \oJ'
(,$.-,
...,
'<-.".;>.l~ C-"
6""'''>
(y">
0 ........ tl
:::ceo
("."'¢('"
n n 0
0
I"!
0
'-'
~
'('0
.~
0
0q.
i ,. 0
?.~;00
~:. '~1
0:.==)
o a:=;X:=~
01
Co
\.0
01
a:::J«::-:l
~ 0""
~
...
. . a:::::l
,0
<'~ -b ~o
{' .O_O!"_O ...0
~o
O·i
'-' ...0 <,,
Q
~I~llj
.... 0
0
a:lcr:::~t
0')
....0
"
~I ... ....
0.
Q..,)
OJ'
co
0"
Tc - tc
fI
'"
SI. 298.
-1(0
Pri ciklicnoj organizaciji izrade olma, dubina minskih bUSotina U zavisnosti od duiine radnog ciklusa moze se odrediti iz odnosa:.
~~
Sema rasporooa minskih buwtina pri izradi vertikalnih prostorija cetvrtastog poprecnog preseka. 1
~,kom, p specificna potrosnja eksploziva, kg/m 3
pOvrSina poprecnog preseka prostorije, m 2
kolicina eksploziva pO m' bUSotine, kg/m',
a::
",?
.:;""
/1-~':~ (:o.~..... ~ ..... 0 .....~
fl
IS-'
P)\ \77,e
',r
gdeje: q
,,"'/""/
II
~..,.
.."
-?
/'l~
0
'~...
1 _~=---~d4MA'
Orijentaciono potreban broj minskih bu!otina moze se odrediti iz odnosa:
N
':t-~
~,
:l t:
~ R fl 11
tI
1I!1
6t,
,0
0,
I
........
~
o~
0
(;~
0""
c.:..D C=:.:D
c:::::o
0" 0'
c:.oc:::o· 0
&~&;;'':'-0 ~t:.~~
0" 0
..9 9
I
2 '?.
, m,
+
b
a SI. 299.
gde je: Tc tc N n -
duiina minskih busotina, m duiina trajanja ciklusa, h vreme potrebno za pomocne operacije, h broj minskih bUSotina, korn. broj busacih cekica istovremeno u rarlu, kOIll.
Sema rasporooa busotina u oknu kruznog poprecnog preseka. a nastim zafomom.
sa kupastim zalomom, b
sa kli·
U oknu kruznog poprecnog preseka busotine se postavljaju koncentricno u dva iii viSe krugova, sa zalomnim minama u sredini, koje se najcesce izraCluju kupastog iii klinastcg tipa, 51. 299.
417
411)
Precnik kruga zalomnih mina uzima se u granicama: d z = 0,35 - 0,40 Djs ' m, gde je:
Dis - iskopni precnik okna.
Broj zalomnih mina zavisi od fizicko-mehanickih karakteristika radne sredioe i precnika kruga zalornnih min a, i moze se pribliZno odrediti prema vrednostima iz tabele 103
Punjenje mioskih busotina odgovarajucom vrstom i kolicinom eksploziva, vrSi se tako da udama patrona bude poslednja. Udarne patrone sa elektrodetonatorima opremaju se van olena, i pri upotrebi spuUaju u oleno. Zacepljenje minskih buootina zavisi od primenjene vrste eksploziva, i moze biU nabuseni matet'ijal iIi voda. Poveziva nje minskih punjenja u olenu je paralelnom ili kombinovanom vezom, ,a sarno izuzetno seriski i to u olenima malog poprecnog preseka. Pri tome provodnici svake mine spajaju se sa g1avrum kablom za paJenje preko kruinih sabirnih provodnika (spojnih provodniha) postavljenih dovoljno visoko, van doma~aja vode koja se mote nakupiti u olenu.
Tabela 103 precnik kruga zalomnih mina, m
koeficijent cvrstoce
1,8
(0
2,2
4-5 5-6 6-8 8-10
3-4 4-6 6-8 8-12
2,2
2,6
5-6 6-1 7-9 9-11
2,6
3,0
6-1 1-8 8-10 10-12
3,0
3,2
1--8 8-9 9-11 11-13
A
B
Broj krugova pomocnih rnina treba da je takav da rastojanje (b) medu krugovi rna bude u granicama b = 0.6 1,0 m. Za proveru da Ii broj usvojenih krugova mina odgovara, moze posluiiti fonnula: R b
gde je:
b
R rz
c nk
Ok
+ 1
, m.
rastojanje medu krugavima busotina, m iskopni radijus akna, m radijus kruga zalornnih mina, m rastojanje perifemih mina od boka okna (obicno 0,15-0,25 m) broj krugova pomoenih mina.
Q = q' V, kg, odnosno: 0= q'S'i'r;,
0
zatvoref'li krug.
(rz+c)
Minerski radovi sastoje se kao i obicno u odreilivanju vrste i kolicine eksplozi va, punjenju i paJenju mina. Odredivanje ko!icine eksploziva vrSi se pomocu osnovne fonnule, kao i kod drugih prostorija:
gde je:
SI.300. POllezlvanje mif'lskih punief'lja paralelno~tepenastom mre~om. a - razrezf'li kruQ. b
kolicina ekSplozi\a za Jedno miniranje, q specificna potromja eksplozi\a. S - povrsina poprecnog prescka okna. m 1 duzina minskih bU50tina, m.
16.4.IZRADA KOMORA I PROSIRENJA MINIRANJEM
Rudnicke komore prema definiciji su podzemne prostorije koje se odlikuju ve likim poprecnim presekom u odnosu na svoju duzinu, i ugiavnom obuhvataju: komore za pompe i vodosabirnike, cekaonice, radionice, proSirenja za navoziste, magacine eks plozivnih materijala, kao i komore za smestaj eksploziva kod metoda komomog mini ranja. Kao posledica veceg poprecnog preseka, izrada rudnickih komora i proSirenje kao i hodnika tunelskog tipa, sluze posebne metode izrade au zavisnosti od fizi(5ko-mehani ckih karakteristika radne sredine i namene ovih podzernnih prostorija. Izbor tehnologije izrade podzemnih objekata zavisi od njihovih dimenzija, geoloSkih uslova, fizicko-me hanickih karakteristika i raspolozive opreme. Izgradnja ovakvih objekata uglavnom se vrsi na dva nacina: -
primenom klasicne metode upotrebom eksploziva,
primenom mehanizovanog nacina,
K1asicna metoda se sastoji u primeni eksploziva za razaranje stena uz uobica jene postupke koji se koriste u tehnici rniniranja, i moze se izvesti:
419
418 metodom izrade punirn teiom,
metodom izrade sa dva radna tela,
metodom izrade iz osnovnog hodnika,
metodom wade u vUe sekcija.
Metoda izrade proSirenja punirn telom je efikasna metoda koja omogucava ve liku koncentraciju rada. Moze se primeniti kod izrade podzemnih prostorija velikih pro fIla (50-200 m 2 ) u t~rstim stenama. Za bUSenje minskih bUSotina potrebnaje posebna oprema. BUSenje se obitno izvodi bUSacirn kolirna ill sa bUSacih platformi, istovremeno sa viSe bUSacih tekica, st. 301. Utovar j transport miniranog materijala vrii se opremom velikog kapaciteta.
Metoda izrade prosirenja iz sredlmjeg vodeceg hodnika, sastoji se u predhodnoj izradi osnovnog hodnika nomlalnog popretnog preseka (4-6 m 2 ) po sredini projektova nog proSirenja. lz osnovnog hodnika vrSi se proSirenje radijalno postavljenim minskim busotinama. Duzina buSotina zavisi od rastojanja izmedu osnovnog hodnika i kontura projektovanog proSirenja. i obieno se krece 2,5-4,0 rn. Minske bUSotine se buSe radijal no u vencirna. Srednje rastojanje izmedu venaea je 0,6-0,75 m, a medu bu~otinama u veneu 0,4-0,45 m. lednovremeno se pall 4-8 venaca sl. 303. Ukoliko se zahtevaju glat ke i rayne povrS/ne iskopa, mogu se buSiti j konturne buSotine.
a."
0.
b
51. 301.
Kola za
bu~nje
u hodnicima tunelskog tips.
51. 303. Sema Izrad!, pro~lrenja. a - lz sredgnjeg hodnika, b - iz pod nog hodnika sa primenom konturnih
Metoda izrade sa dva radna tela sastoji se u podell tela hodnika na dva radna Cela na kojima se nezavisno vrii bUSenje i miniranje. Stropni dec uvek predhodi donjem za 3 ,0-4,0 m, II. 302. ///~
:;1~ j~
~f"
bu~otina.
Metoda izrade prosirenja u viSe sekcija sastoji se u tome da se iz hodnika u stro pu prvo izminira gomji deo - kalota, a zatirn takode u sekcijama donji deo. Uporedo sa izradomjedne sekcije moze se vrSiti podgradivanje ako je to potrebno, sJ.304.
~\
~y
.~
I
SI. 302.
51. 304.
Sema izrade hodnika tunelsKog tipa
Izrada pro~lrenja u sekc1jama Iz stropnog hodnlka.
sa stcpenastim celom.
II
r VI. U S K LAD 1ST E N J E I U N 1ST A V A N J E EKSPLOZIVA I EKSPLOZIVNIH SREDSTAVA
17..1. USKLADlSrENJE EKSPLOZIV A I EKSPLOZIVNIH MATERIJA
'l
.~ ......'>.:::J
1
"
Pod skladBtenjem eksplozivnih materija podrazumevamo terenski omedeni i za javni 'pristup ograniceni zemljimi prostoI, na kome su izgradeni magacini i pomOCni objekti za prihvat uskladBtenje i cuvanje eksplozivnih materija. Sk1adi~enjem Sf nazh-a i onaj zemljUni prostor na kome je izgraden sarno jedan magacin. Magacini eksploziva i eksplozivnih materija su zgrade iii prostorije koje su na menjene za smestaj i cuvanje eksplozivnih materija. Prema mestu gde se magacini grade oni mogu biti: pominski, poluukopani, podzemni i jamski. Prema nameni oni mogu biti: glavni (stalni) i pomocni iii privremeni. Glavni iii stalni magacini su izgradeni objekti u kojima se sme~a i cuva veca kolicina eksploziva i eksplozivnih materija, i za duti vremenski period, u kop !Ie eksplo ziv doprema od proizvodaca iii prodavca. Pomoeni iii privremeni magacini iii skladi~a su objekti koji su namenjeni za privremeno uskladistenje i cuvanje eksploziva i eksplozivnih materija. U ovim magaci nima se cuva ogranicena kolicina eksploziva za potrebe do najviSe tri dana, za }edno iii viSe radiliSta. Manje kolicine eksploziva i eksplozivnih materija za potrebe jednog ill nekoliko oblftnjih radilista u jed nom smeni, mogu se dnati u prirucnom sprefj1jStl: Prirucno spremiSte ra7Jikuje se od ostalih skladiSta po tome ~o se eksplozh' :; smeSta u posebno izgradenim udubljenjima u steni (niSama) iIi u posebnim drv~:-i.:n S3.!l· ducima, koji su obezbedeni da se mogu zakljucavatL Udaljenost prirucnog spremiSt~ od mesta miniranja mora biti tolika da odbaceni materijal prilikom miniranja ne dopre do njega.
I,
1; ,
j
423
422
Neke privredne delatnosti imaju potrebu da se obrazuju mala pokretna skladis.. ta eksplozivnili materija. Pokretna skladiSta organizuju u prvom redu preduzeta koja se bave geolo!kim, geofizil:!kirn i rudarskirn istruivanjem, I:!ije se mesto boravka na terenu testo mcnja. Pok:retno sldadiSte sastoji se od motomog voma sa karoserijom zatvorenog tipa. Na feleznil:!kirn stanicarna i lukama grade se tranzitna skladiSta koja mogu biti nadzemna, poluUkopana i podzemna. U njima se eksplozivne materije uskiadiStuju pri vremeno, radi pretovara i daljeg transporta.
-l1-~1-
17.2. POVRSINSKI - NADZEMNI MAGACINI .0
PovrSinski magacini ill skladiSta eksploziva i eksplozivnih sredstava treba da su locira..,a na dobro odabranom skrovitom mestu, pored koga nerna javnog prometa. ZemljiSte na kome se podife objekat za s1dadiStenje eksploziva mora biti ocedito i suvo. da nije u bujicastim tokovima reka i dubodolinarna, da nije ugro~eno od vodostaja i pop lava, kao ni od usova zemljiSta, sneznih lavina ill na terenima koja su podlo~na kJizanju. Treba da ru dovoljno udaljena od naseljenih mesta, industriskih objekata, pu teva, dalekovoda itd. Pozeljno je da izabrani teren omogucuje izgradnju magacina bez zaStitnih bedema grudobrana, tj. da se na1azi u pogodnoj prirodnoj uvali ria padinarna talasastog terena gde se izgraduju used odnosno iskopi na tim padinama, tako da samim postavijenjem, magacin dobije pozadi i sa strane prepreke - grudobrane, a od iskopa- . nog materijala mole se po potrebi izgraditi i ceoni bedem. Ako takvo postavljanje nije moguce izvesti, zato Sto je teren na izabranoj lokaciji ravan, magacin se mole postaviti i na otvorenom zemljiStu, sa izgradenim zaStitnim bedemima - grudobranima sl. 305. Bederni - grudobrani moraju biti izgradeni od zemlje ill peska bez primesa ka mena. Visina bedema mora biti tolika da svaka prava linija povucena iz rna koje tacke zidova magacina u pravcu tacke na objektu koji se zeli zaStititi, mora prolaziti kroz zem Ijani bedem. Zemljani bederni moraju biti takve visine da nadvisuju najviSu. tacku krova grudobrana pri nhu treba da bude §irine 1,0 magatina za 1-2 m: Kruna bedema 1,5 m, nagib kosine treba da je 1 : 2. kosina bedema treba da bude zasejana travom da bi se sprecilo odronjavanje ili spiranje zemlje. Trava se mora redovno kostiti i oddavati. Na terenima gde nema dovoljno zemlje, izuzetno se mogu graditi bedemi, tako da se donji deo na visini do 1/3 gram od kamena, a gomji deo, 2/3 od zemlje ili peska. Uko liko bedemi ne ispunjavaju nap red navedene minimalne uslove, smatra se da ne postoje, pa se udaljenja skladiSta od objekata koje treba stititi racunaju po propisima za udalje nosti bez bedema.
51. 305.
Povrsinski magacin eksploziva. 1 - zgrada magacina eksploziva. 2
z~titni bedemi - grudobrani.
Bedemi grudobrani postavljaju se sarno u pravcu gde nema prirodnih prepreka. Akro su prirodne prepreke sa sve cetiri strane magacina, bedemi nisu potrebni. Ako se pak magacin nalazi na ravnom terenu, treba ga opasati sa sve cetiri strane bedemima grudobranima.
17.2.1. USLOVI GRADENJA POVRSINSKIH MAGACINA
EKSPLOZIVA
Velicina objekta magacina eksploziva i eksplozivnih sredstava treba da bude tako projektovana da ne dolazi do prenatrpanosti, kako bi se eksploziv i eksplozivna sredstva bezbedno smestili i sa njima bezbedno rukovalo. Zgrada magacina treba da predstavlja laki tip prizemnog objekta bez podruma i tavanskih prostorija, sagraaen od otpomih graaevinskih materijala na atmosferske uti caje i na pozar. Ne smeju se ugraaivati armirano·betonske nadvratnice i nadprozomice, potpomi stubovi i sl. Krovna konstrukcija takode mora biti od lakih elemenata, pokri· vena lakim crepom, salonitorn iIi nekim drugim pogodnim materijalom. Za izgradnju zidova najpovoljniji graaevinski materijal je pecena opeka. Debljina spoljnih nosecih zidova ne treba da bude veca od 380 mm. Magadn mora biti tako sagraden da njihova unutrasnjost bude obezbedena od vlage, spoljnih atmosferskih uticaja, vatre i okolnih pozara. Da bi eksplozivi i eksplozivne materije zadriale Sto duze svoje prvobitne miners· ko.tchnickc karakteristike, temperatura u skladistu treba da se krece od -25 do +25 °c
424 a relativna vlatnost vazduha do 75%. Magacin mora imati izgraden sistem ventilacije. Sistemi ventilacije mogu biti raziiciti, ali svaki od njih mora ispunjavati uslov da se kroz otvore na ventilacionim uredajima ne molte u magacin ubaciti bilo kakav strani predmet. Najtesci sistem je da se provetrovanje vrii kroz kanale u zidu, tiji otvori ne srneju biti veei od 15x15 em. Ovi kanaIi ne srneju biti izvedeni u pravoj liniji, vee izlomljeni kako bi se spretilo ubacivanje stranih predmeta. Ulazni otvori ventilacionih kanaIa moraju biU zaSticeni metalnom mreltom ill izbuSenim limom. Otvori pri dnu se projektuju na sigur nu visinu. Podovi magaeina eksploziva i eksplozivnih materija moraju biti monolitni i glatki, otpomi na visoke i niske temperature. Uglavnom se podovi izratiuju od betona iwlovanog specijalnom bitumenskom masom, drvenim (brodski pod) ill od nabijene ilo vace - gline dobrog kvaliteta bez primesa peska. Tavanice moraju biti izratiene od Iakih konstrukcija sa karatavanom radi izo ladje, sa otvorom za prolaz na tavan u slucaju potrebe. Broj i veli¢ina vrata se izraduju prema veli¢ini i kapacitetu magacina. Vrata ne smeju imati pragove i ne srneju se otvarati unutra. Ragastovi i krila moraju biti tako ug radeni da se ne mogu spolja iscupati, niti krila skinuti dok so vrata zatvorena. Potreban broj prozora i njihova veli¢ina mora omoguCiti dovoljnu dnevnu svetlost za rad u skIadi· itu. Prowri se ugratiuju na visini od 1,7-2,0 m od poda i sastoje se od metalne mreze takve cmtoee da se kroz mreiu ne moZe u unutrainjost magacina ubaciti strani pred met, i od zastakljeoih okana sa matiranim staklom radi sprecavanja prodiranja suneevih zeaka u unutrainjost magacina. Prozori mogu imati i drvene kapke, koji se rezama zat· varaju iznutra. Osvetljenje unutrainjosti magacina eksploziva u principu je sarno prirodnom dnevnom svetloscu kroz prozore i vrata. Vestacko osvetlenje se uvodi samo u slucaju kada se dnevno svetlo ne mote u dovoljnoj meri koristiti, ill gde noeni rad zahteva pos tojanje veitatkog osvetlenja. Ukoliko je neophodno potrebno da se privremeno i noeu u magacinu radi, a ne postoji veStatko osvetlenje, za osvetlenje se mogu koristiti sarno rucne elektricne lampe sa sopstvenim izvorom struje (bateriske ili akumulatorske), ill reflektor postavljen ispred magacina i vezan za spoljnu elektricnu mrefu ako ona postoji. Svako drugo osvetlenje magacina, pogotovu otvorenim plamenom je vrlo opasno i najstrotije je zabranjeno. Osvetlenje kruga magacina se preporucuje. Prvenstveno se osvetljavaju: neposredni prilaz magacinu, ograda sa spoljne strane, straltara i kapija za ulaz u krug, putevi izrnedu magacina. Mesto i staze za kretanje cuvara se ne osvetlja vaju. Svi nadzemni magacini bez obzira na velitinu i kolitinu eksploziva koji se u njima cuvaju, moraju biti obezbedeni propisano izgradenim gromobranima, koji se pos tavIjaju i oddavaju u skladu sa propisima koji regulim tu materiju. PovrSinski magacini eksploziva i eksplozivnih sredstava moraju imati telefon sku vew sa organom upravljanja skladistem. Pored toga pozeljno je da magacin raspo laZe raketnim piStoljem sa dovoljnim brojem raketa za signalizaciju, u slucaju da je tele fonska veza u prekidu.
-L.'
Magacin eksploziva i eksplozivnih sredstava mora biti snabdeven potrebnim brojem protivpoltarnih aparata, cisternom - buradima sa vodom, sanducima sa peskom. lopatom, pijukom i drugim priborom. Polteljno je da se voda sa krova magacina sliva kroz oluke u cisternu ill burad. Kada se grade nova skladi~a, treba izgraditi i cisternu koja moze da primi 1-2 m'i rode. Sva protivpozarna oprema mora biU u ispravnom stanju, i ne sme se koristiti u druge svrhe' van magacina. Sva lica koja stalno ill povremeno rade u magacinu eksplo· ziva moraju biti obuteni za rukovanje aparatima za gaSenje pozara. Oko magacina mora ju biti ukIonjeni svi lakozapaIjivi predmeti, trava, granje, a;nbaIaZa i dr. kako se vatra iz okoline ne bi prenela na objekte sa eksplozivom, 51. 306.
-------
----
/ /
2
I
I
,
\I I I
--------- ....... , , \ '5 --r
~ : I
I I
I I
40m
0:
I
I I I I I I I
I
\
e
, "
~
..... 14 51.306.
Raspored objekata nadzemnog magacina. 2 - fifana ograda, 3 - burad za vodu. 4 - magacin eksplo ziva, 5 - zabranjena zona, 6 - granice zC!branjene zone, 7 - magacin kapsli. 8 - kanal sa vodo m, 9 ofijtena pov~ina oko magacina, 10 - cisterna sa vodom, 11 - ostava protivpozarnog alata, 12 ~pa za odlaganje ambalah, 13- put, 14 stra!ara, 15 - sanduci sa peskom.
Magacini eksploziva moraju biti opasani ogradorn od betonsldh stubova sa bod ljikavom zicom visine najmanje 2 m i udaIjenom od objekta najmanje 40 m. Iza zicane ograde na rastojanju od 10 m radi se kana! - jarak sa vodom. Od svih vrsta magacina najbolji so nadzemni magacini, jer se u njima mogu eksplozivi i eksplozivne rnaterije naj bolje i najduze ocuvati bez promena fizicko-hemiskih i minersko-tehnickih karakteris tika.
427
426 Objekti magaeina eksploziva i eksplozivnih materija mogu se graditi sarno na osnovu odobrenja izdatog od strane nadletnog organa uprave.
Za upotrebu i postavljanje prenosnog skladista PSRS-500, potrebno je priba viti potrebna odobrenja od nadleznih organa.
17.3. PO LUUKOPANA SKLADISTA
Grade se u podnozju brda, bretuljaka, etaia i dr. na taj nacin sto se u brdu pra· vi odgovarajuCi usek, tak04e je skladiste sa tri strane zasticeno prirodnom preprekom, a zemljani nasip se izgraauje po potrebi sarno sa prednje strane. na ulazu u magaein. Zem· Ijiste za poluukopani magacin mora odgovarati istim uslovima kao i za nadzemni maga cill. Ako je magacin potpuno ukopan. tako da se preko krova nalazi sloj zemlje deb ljine bar 0,5 m gromobranska instalacija nije potrebna. Poluukopna skladista grade same radne organizacije kao privremena skladBta u blizini mesta miniranja. Za izradu se koriste razni prirodni graoevinski materijali. Ovakva skladiSta relativno su jeftina, brzo se grade; zaStieena su od potara i obezbeauju zadovoljavajucu sigumost. Visina slobodnog prostora u magaeinu mora iznositi bar 2,3 m. U ovakvim magaeinima venti lacija nije na zadovoljavajueem nivou, ne preduzimaju se mere za sprecavanje vlage u magacinu, pa se eksploziv mote cuvati sarno ograniceno vreme.
8
L~
17.4. PRENOSNA SKLADISTA EKSPLOZIV A I
EKSPLOZIVNIH SREDSTAVA
.z.-'L.J I
J..
U praksi miniranja vdo cesto se susreeemo sa problemom uskladiStenja manjih kolicina eksploziva i eksplozivnih sredstava kako u rudarstvu, tako i u graaevinarstvu, sumarstvu, poljoprivredi i st. Za uskladistenje manjih kolicina eksploziva i eksplozivnih sredstava, herniska industrija ,,Kamnik" izgradila je prenosno skladiste - kontejner tipa PSRS, izgraaen u celicnoj konstrukciji sa dYe odvojene komore ito:
~ ~ ~.
'"
komore za eksploziv kapaciteta 500 kg, - komore za inicijalna sredstva kapaeiteta 1000 kom. kapsli. Komore imaju dvoja odvojena celicna vrata opremljena sa speeijalnim bravama. Kontejner PSRS-500, moguee je usidriti pricvrstiti ga za tlo, a po potrebi osloboditi i dizallcom podici - utovariti na vucno vozilo i prevesti na drugo mesto. Dimenzije kon tejnera su: sirina 140 em, duiina 170 em, i vi sin a 195 em. Masa praznog kontejneraje 1200 kg. Na st. 307 dat je opsti izgled prenosnog skJadista kontejnera PSRS-500.
S1. 307.
OpSti izgled prenosnog sldadista - kontejnera PSRS-500. 1 kamara za eksplaziv, 2 - IIrata komo
ra za eksplaz;v, 3 pamitni pult za pisanje, 4 mesto za tUllanje knjiga za evidenciju, 5 - bralla na
IIratima kamore za eksploziv, 6 vrata kamare za detonatare, 7 - brava na IIrntima kamore za deta
niranje,8 kuka za dizanje kontejnera, 9 - sanke za vutu, 10 - prikljucak za uzemljenje, 11 - sid·
ra. 13
polica za izdavanje detanatara. 14 - kapca za policu.
-- "1-21:: Sigumosna rastojanja koja onemogucu ju da se detonacija prenese sa je-dnog r.l.' nskog punjenja na drugo, mote se odrediti iz odnosa:
17.5. ODREDIVANJE SIGURNOSNIH RASTOJANJA
MinimaIna udaIjenost skladHta eksploziva i eksplozivnih sredstava od naselje nih mesta, Skola, bolnica, elektritnih centraIa, zelemitkih i lutkih postrojenja, javnih puteva i 51. dato je u tabeli 104 Tabela 104 udaljenost magacina eksploziva u metrima od: kolitina eksploziv. materija kg 25 50 100 200 100 400 500 800 1000 2000 3000 5000 10000 20000 30000 50000 100000 200000
naseljenih mesta,lk:ola boInica elektrienih oentrala, rudnika i sl. bez grudobrana
sa grodobranom
60 100 150 200 260 285 310 350 315 445 485 545 650 820
30 50 15 100 . 130 143
ISS
175 188 223 243 313 385 410 500 600 150 1000
LOOO 1200 1500 2000
bez grudobrana
30 50 10
llO
130 140 150 110 180 200 210
230
300 350 400 500 600 700
Tabela 1OE
sa. grudobrano m 15 25 35 55 65 10 15 85
2500 5000 10000 20000 30000 40000 50000 do 100000
100 105 115 150 115 200 250 300 350
uilaijenost magacina u metrima od: ulaza u krug straiarnice, administracije
bez grudobrana
sa grUdOtlranom
t:lez grudobrana
sa grudobranom
40 50 60 75 85 92 100 120
20 25 30 38 43 46 50 60
50 65 80 100 110 120 130 150
25 33 40
50 55 60
mesto postav ljanja eksplo ziva
eksploziva
90
pasivno punjenje
aktivno punjenje
vrsta
Tabela 105
do
+ Q2 . K~ + Qn . K~ •
gde je: rs - sigumosno rastojanje, m Q 1 , Q2' Q n - koli¢ine razlititih vrsta eksploziva koje satinjavaju punjenje, ~ K d , ,Kd ., K dn - koeficijenti koji zavise od vrse ebploziva i uslova pod k<:;i rna je izvdena eksplozija. VreOOost koefcijequ Kd • dau~ utabeli 106.
pnSkasti eksp. sa malim % ni troglicerina
nolil
plastieni eks· sa 40%i viSe nitroglicerina
P
U
P
U
P
U
amonijum ni trat, praSk.
povrsinsko
0,25
0,15
0,35
0,25
CAO
0,3('
plast. sa ma· lim %nitrog.
unutraSnje punjenje (U)
0,15
0,10
0,25
0,15
O.J()
O,2()
eksploz. sa 40% i viSe nitroglicerina
pom. (P) unutra. (U)
0,50 0,30
0,30 0,20
0,70 0,50
0,50 0,30
0,80
0,60 0,40
=
y' K~ (Q) + Q1 + ... Qn)
K.t ' Kd I
0.60
•
,. _. te biti jed-
Kd ...; Q ,m.
Sigumosna Iastojanja u pogledu prenosa detonacije od skladiHa sa detonaton kim kapislama ill elektrodetonatorima, na Ikladifte sa eksplozivnim materijalima mate se sratunati iz oOOosa: rs gde je:
= 0,06 .In,
n - broj detonatorsldh kapsli u magacinu, kom.
Sigumosno rastojanje izmedu magacina detonatorsldh kapsli male se odred!:: iz odnosa:
65
fS '"
0,1
y'-;; , m,
75 gde je:
Ii I
Ako se radi 0 istim vntama ekspioziva, koeficijenti nw pa te obrazac za sigumosno rastojanje imati ooblik: rs
susednib m.cina
I
f.eleznickih i luekih postrojenja,javnih puteva i sl.
U tabeli 105 data su sigumosna rastojanja izmedu objekata unutar kruga maga dna eksploziva.
kolicina eks plozivnih ma terija (baza brizantni eks ploziv), kg
...; QI . K~
IS
n - broj detonatorskih kapsli u magacinu.
430
431 Pri uskladBtenju detonirajuceg §tapina klasitne izrade (10 gr. pentrita po I m duinom) zajedno sa kapslama, treba ratunati I m' detonirajueeg §tapina kao 5 kom. kapsli br. 8. U tabeli 107 data S'.l sigumosna rastojanja od magacina kapsli do magacina eksploziva, u zavisnosti od broja kapsli u magacinu.
Tabela 108 objekat
Tabela 107
1
najmanja dozvoljena udaljenost, m od najbliZih niSa odnosno komora jams kog magacina u vidu niSa
koli
sigurnosno rastojanje domagacina eksploziva (m)
koliC.ina kapsliu magacinu (kom.)
sigumosno rastojanje do magacina eksploziva (m)
1000 5000 10000 15000 20000 30000 50000
2,0 4,5 6,0 7,5 8,5 10,0 13,5
75000 100000 150000 200000 300000 400000 500000
16,5 19,0 24,0 27,0 33,0 38,0 43,0
~ 17.6. JAMSKI MAGACINI EKSPWZIVA I EKSPWZ~HSREDST~VA
Jamski magacin eksploziva i eksplozivnih sredstava moze se graditi sarno na os novu predhodno izraaene i odobrene tehnitke dokumentacije za njegovu izgradnju. Pre pristupanja izrade tehnitke dokumentacije treba pnbaviti odobrenje lokacije za jam ski magacin, kOje izdaje organ kojije izdao odobrenje za ekspJoataciju, ukoliko ona nije vee odreaena glavnim odnosno dopunskim projektom, koji je ranije uralten. Jamske magacine treba graditi u tvrstim stenama ~ije su fizi~ko-mehanitke i hidrogeoloSke karakteristike poznate, izvan zona radnog podrutja i izvan zona jamskog pritiska. U tabeli 108 data je najmanja udaljenost jamskog magacina od glavnih objeka ta i saobracajnica u jarni. VIaz u pristupnu prostoriju magacina ne sme biti u hodniku glame ulazne vaz dume struje, vee u njenom ogranku. Magacine treba 10cirati tako da budu u neposred noj vezi sa izalaznorn vazduSnom strujom. Najpovoljnije je da ulaz u pristupnu prosto. riju magacina bude na strani izlazne vazduSne struje, i da magacin bude najkracirn pu. tern spojen sa bliZim ogrankom sveze vazduSne struje pomocu busotine iii sulenog hodnika, koji se mogu automatski ill sa sigumog rnesta zatvoriti u slucaju eksp)ozije.
u vid u komora
glavni ventilator
60
100
ventilaciona vrata kOja obezbeauju ventilaciju jame iIi dela jame otpremni i glavni vetreni hodnici
60
100
20
2S
okna, komore, transfostanice,
60
100
glavno izvozno okno, okno za izvoz Ijudstva, ulazi i izlazi iz pot kopa i niskopa
100
100
ostali hodnici i jamske prostorije
15
15
Prifazni hodnik magacina treba da je najmanje dva puta lomljen pod pravim ug lorn, a sa magacinom.sa vi~ od dYe komore, najmanje tIi puta, s tim da na prelomima hodnika postoji tri metra duboka odbojna komora za pIigu~nje u slu~aju eksplozije. Jamski magacini se mogu sastojati od dye ill viSe komora, prema koli~ini i vrsti eksploziva i eksplozivnih sredstava, a najvi~ ~st komora, od cega su ~etiri komore za eksploziv, jedna za smestaj sredstava za iniciranje a jedna komora za izdavanje eksplo ziva. Komore moraju biti tako izraaene da je njihova uzduzna osovina pod pravim uglom prema osovini hodnika iz koga se neposredno ulazi u komore (pristupni hO
£:.:
do 2500 kg plasticnih i poluplasticnih ekspluma, Iii d" ',UOO hg amonijulll nitratskih praSkastih eksploziva, iIi do 7000 kg ncoxtljivih eksploliva tira karnexa i nUrola. do 20000 kom. kapsli odnosno elektrodetonatora. 432
PUI-T 2-'1
IZOAVAN.lE
BETKASTA I(, VRATA
.3"1~~~=",-_ Wd'l'##d'l'JJ1 ~~ JAMs/a "(JON/I(
~hW.@7hW##J;W/#///i7&hY,@',@'H/i7.&W@'
SI.308. Jamski magacin eksploziva I eksplozivnih sredstava.
U pomoenim jamskim skladiStirna mogu se ddati eksplozivna sredstva za potre· be miniranja najviSe do tri dana, ali ne viSe od 1000 kg i za ovu kolicinu odgovarajuci broj kapsli. Svaka VISta eksploziva mora biti smettena u posebnoj komori a razni tipovi jedne vrste eksploziva, moraju u komori biti odvojeno slozeni. U tabeli 109 data je moguenost zajednii::kog i::uvanja eksploziva i sredstava za iniciranje. Tabela 109 vrste eksploziva i eksplozivnih sredstava
dozvoljeno zajednicko uskladi5tenje brizan. eksploz.
brizantni cksplozivi
emi deton. barut Stapin
ne
spor~. rud. kaps. minerska Stapin i elektro, sibice sa detonat. Ce, tulj.
da
d.a
ne
ne
ne
da
ne
ne
da
da
da
da
da
<:rro barut
ne
detonirajuci Stapin
da
ne
sporogoreci Stapin
da
d.a
da
rudarske leaps. i elektrodetonatori
ne
ne
da
da
ne
ne
da
da
rninerskc
sibice~
.
ne
nIi·
nersko !!aCe i miner ski tUljci
da
17.7. TRANSPORT EKSPLOZIVA I EKSPLOZIVNIH SREDSTA\'A
Eksplozivi i eksplozivna sredstva mogu se transportovati leleznieldrr... dnm skim i pomorskirn putem. Transportovati se mogu sarno one eksplozivne matqe k~ se nalaze u originalnoj transportnoj ambala!i. Transport eksploziva uleznicom mi se u zatvorenim vagonima sa ellliticni:':: odbojnicima, sa cvrstim i siguniiro krovom ciji se vrata i prozon dobro zatl'a.'"l!u. i T0 mogucstvu bez ureilaja za kotenje. Vagoni za transport eksploziva po pra\ih! !le~ elektricne ureilaje. Vagoni sa eksplozivom se posebno oznacavaju, a po por.re:i m~ se odrediti i pratioe, Vagoni natovareni eksplozivom i eksplozivnim materijalim1:Ie ~ ju se kaciti neposredno do lokomotive, vet bli!e sredini kompozicije. Pored \1J!Ofl3 $I eksplozivom i eksplozivnim materijalima ne sm~ju se nalaziti drugi vagoni Sol: lakozr paljivim i sarnozapaljivim materijalima. Drumski transport eksploziva i eksplozivnih materijala vrli se motorni:;: vom rna koja su za tu svrhu posebno oprernljena. Vomo mora imati zatvorenu karoll!riju ii pokrivku - eiradu. Vozilo mora biti snabdeveno aparatom za galenje polara, =akarra optte opasnosti, zastavieama velicine 3Ox35 em sa oznakom za opasan tere: Svai~ motorno vozilo koje prevozi eksploziv i eksplozivne materije, mora pored voza:a im~ i pomoenika vozaca. Vozilo mra biti tehnicki potpuno ispravno. Vozilo se ne s:::e opt.... retiti vile od 75% svoje nosivosti, a teret ne sme nadvisivati straniee vozila. YcziIa p:: prevozu eksploziva i eksplozivnih materija smeju razvijati sledeCe maksimaln~ t-rzim: na autoputevima i putevirna prvog reda do 60 km/h, na ostalim putevirna do 40 km/h, kroz naseljena mesta do 15 kID/h. Za transport eksploziva i eksplozivnih materija pomorskim putern odn-Jene S! luke koje su za to opremljene. Transport eksploziva i eksplozivnih sredstava sa povrline u jamu i : sam::! jami regulisano je pravilnikom 0 rnerama wtite pri rukovanju eksplozivnim s?~,1 i miniranju u rudarstvu, kojih se mora priddavati.
a
v
(7A:;";
17.8. UMSTAVANJE EKSPLOZIVA I EKSPLOZIVNIH SREDstAVA
Neupotrebljive eksplozive i sredstva za iniciranje iz bilo kog razloga. i:~a ni.<::_ vracena isporucioeu treba uniStiti. Unistavanje eksploziva i eksplozivnih sredsw'1 :ll0!! VIsiti sarno liea koja su ovlascena za poslove miniranja, u dogovoru sa strut;...::: :'ci::-~ proizvoddaca eksplozivnih sredstava. Svaka vrsta eksplozivnih sredstava :::,:'.1 ~:~ zasebno uniStena. 0 svakom unistenju eksploziva i eksplozivnih sredstava r:;::n ;e Si.:.t..
1
11
j:
1\
j
I
I
)'
-.f34
435
~
ta~k:,-koji potpisuju sva lica kOja suueestvevaia--u-unHt
tako sto so eksploziv postavi u iskopanu rupu, u sredinu eksploziva psotavi se 20% is
pravnog eksploziva, koji se inicira na uobicajeni nacin. Sigumosno rastojanje zavisi od
kolicine eksploziva koji so unistava, i pribliino se moze odrediti iz odnosa: rs ~ 100 do 150 gde je:
.JQ ,
m,
Q - kolicina eksploziva koja so uniStava.
UniStavanje praskastih ekspIoziva potapanjem u vodu, vrSi so tako da se u isko pane jame sa vodom vrSi potapanje eksploziva. Pre potapanja treba omot patrona rase ci, a sadriaj patrona razIiti u pripremljene jame. Kolicina vode u jami treba da je po zap remini 10 puta veca od kolicine eksploziva. Po stavljanju eksploziva u jame, jame so zatrpavaju zemljom iz. iskopa. UniStavanje eksploziva u vodi, ne sme se vrsiti u protoc noj vodi, niti u blizini izvora. UniStavanje kapsli i elektrodetonatora vrSi se tako da se na odabranom mestu, van naseIja i komunikacija, na suvom i rastresitom zemljistu iskopaju rupe dirnenzije 50x5Ox50 cm i u njih stavi najviSe 500 kom. kapsli. U jednu od kutija sa kapslama, stavlja se ispravna kapsta sa stapinom koji izlazi na povrSinu zemlje. Rupa se zatrpa zem. Ijom iz iskopa, izvrsi aktiviranje na uobicajen nacin. PosIe uniStavanja pregleda se mes to, i ako irna nedetoniranih kapsli, postupak se ponovi. Sporogoreei i detonirajuci Stapin se uni~tavaju spaljivanjem. Crni barnt se uniStava potapanjem u vodu.
18.0. ORGANIZACIJA RADA NA BU5ENJU I MINIRANJU
Pri projektovanju masovnog miniranja na povrSinskom kopu, veoma vaina uIo· ga pripada planirallju i organizaciji busacko minerskih radova. Pravilno planiranje bU5aCKO minerskih radova i obavezno uskladivanje sa dru gim proizvodnim procesima je od najvainijeg znacaja za svaki povrSinski kop. BU5acko minerski radovi sacinjavaju jednu karakiku op~teg tehnolo~kog tehnoloSkog kompleksa proizvodnih operacija na povrsinskim kopu. Od toga zavisi ucinak utovamo transportne mehanizacije, dorobillcnih postrojenja a takode primena tehnike i tehnologije proizvod nje i prerade mineralne supstance. Pravilno organizovanim bU5acko minerskim radom, postiie se maksimalna pro izvodnost, jednakomema granulacija minerskog proizvoda, minimalni procenat negaba rita i minimalni obirn sokundarnih radova u pogledu otklanjanja pragova u podnozju etaie i dr. lz ovoga so vidi da efekat busacko minerskih radova neposredno utice na uci nak utovarno transportne mehanizacije i drobilicnih postrojenja a samim tim ina cenu kostanja dobivenog proizvoda. Svi bUSacko rninerski radovi na povrSinskom kopu bilo na raskrivanju jalovog pokrivaca leziSta ill na otkopvanju mineralne sirovine, sastoje se od niza proizvodnih procesa medusobom tesno povezanih. Osnovni proizvodni procesi su sledeCi: Izrada minskih busotina,
Priprema za miniranje,
GIavno miniranje,
Sekundamo miniranje,
Utovar i transport miniranog proizvoda.
Sve ove operacije na povrSinskom kopu mogu so vrSiti odvojeno jedna od dru ge, tako da jedna drugu prati, ill se mogu vrsiti paralelno tj. istovremeno dYe iii viSe rad nih operacija. Kod pominskih kopova maloga kapaciteta, kao Sto su manji kamenolomi iii sa niZirn etaiama, miniranja. Obirn miniranja zavisi od potrebne kolicine miniranog proizvoda. Miniranje se vrSi sa manjim brojem busotina svake smene ill svake druge smene. Sve proizvodne operacije vrSe -SO odvojeno i u zavisnosti jedne od druge. Utovar i odvoz miniranog pro izvoda je najce polumehanizovan. Ucinci busacko minerskih radova su mali; a to utice na opste poveeanje troskova eksploatacije. Trajanje pojedinih proizvodnih procesa je duie nego kod paralelnih proizvodnih operacija. Kod povrsinskih kopova velikog kapaciteta najefJ.kasniji nacin izvrSenja busac ko minerskih radova postiie se po sistemu blokovne ekspioatacije. Ovo je od posebnog znacaja za povrsinskekopove sa dugackim frontom otkopavanja, gde je moguce istovre meno formirati viSe blokova eksploatacije. Svaki eksploatacioni blok deli se na tri eks· ploatacione povrSine. Na pvroj eksploatacionoj povrlini, na kojoj je vee izvrseno minira
4; •
430
nje, vrSi sc utovar i otprema lniniranog proizvoda. Na drugoj povrsini izbuSene su lninske bu§otine i ona se nalazi u rezervi za naredno rniniranje. Na treeoj povrSini vrsi se bUSenje minskih buSotina i priprema za naredno miniranje. Ovakvom organizacijom postite se nezavisnost izvdenja buSacko minersldh radova, utovara, transporta i drugih proizvod nih procesa. 'Zbog toga gde god je moguce treba organizovati busacko minerske radove po Semi paraleIriihproizvodnih operacija. Kod miniranja visokih etala i u ste~njenoj sredini, bloko\TIorn rnetodom pos tite se jo~ racionalnija organizacija bUSacko minerskih radova u pogledu usklaaivanja poizvodnih procesa kod maso\TIog miniranja. Kod miniranja u steSnjenoj sredini gde se ispred fronta ewe nalazi ekran od neuklonjene minirane rnase, utovarno transportne operacije prekidaju se sarno za vreme opaljenja mina. Kod miniranja u stesnjenoj sredini zbog neuklonjene minirane mase i primenom odgovarajucih Serna miniranja ne dolazi do odbacivanja komada stene na veeu daljinu, niti do razbacivanja gomile minirane rnase. Stoga ne treba ukljanjati transportni kolosek niti druge komunikacione ureaaje. Kompleks bUSacko minerskih radova na povrsinskom kopu sastoji se od s1ede eih procesa: - busenje koje obuhvata izradu minskih bu§otina iIi izradu minskih komora kod metode komornog miniranja. - prirnamo miniranje kOje obuhvata pripremu i punjenje minskih bUSotina eksplozivom, zacepljenje, povezivanje mrelte paljenja i paljenje mina. - sekundamo miniranje kOje obuhvata naknadno usitnjavanje velikih blokova i uklanjanje zaostalih pragova u podnozju etate. Bu~cki radovi sastoje se od sledecih operacija: Pripremno zavrSnih radova, (prijem i predaja smene), podmazivanje i ucvr~ivanje buSilice (cisto bUSenje i pomoene operacije) promena dleta, primicanje busilice, itd. Primarni minerski radovi sastoje se od sledeeeih operacija: provera ispravnosti bUSotine, dostava eksplozi\TIog materijala i materijala za zacepljenje bUSotina, punjenje bUSotina eksplozivom i zacepljenja, povezivanje mreze miniranja, odredivanje zaklona za minera, uklanjanje opreme i zaposlenog osoblja na sigumo mesto, davanje signal a pre pocetka miniranja i po zavrSenom miniranju, pregled radilista po zavrSenom miniranju, i likvidiranje zatajenih mina. Sekundarni minerski radovi sastoje se od sledecih operacija: naknadno minira· nje velikih blokova ostalih od predhodnog rniniranja, poravnjavanje podnozja etm od zaostalih pragova, obaranje nestabilnih komada sa kosine etale koji ugrozavaju uto· var itd. Sekundami minerski radovi poveeavaju proizvodne troskove i ometaju utovar· no transportne operacije. Pravilno organizovanje i izvrSenje svih operacija vezanih za proces bUSenja i miniranje poveeavaju ucinak i smanjenje proizvodne troSkove bUSacko minerskih radova koji sa oko 25% do 4CY70 utite na opSte proizvodne troSkove kpovrSinskog kopa.
18.1. TEHNICKl PROJEKAT MINIRANJA
Organizacija radova na pripremi i proizvodnji maso\TIim rniniranjem sastoji se u izradi tehnickog projekta maso\TIog miniranja, koji se sastoji iz nekoliko etapa. U geoloSko merackom odeljenju vcii se obeleZavanje, na planu miniranja, blo kava namenjenih za maSO\TIO miniranje. Na planu bloka nanosi se donja i gomja ivica etate, kategorija stena bo busivosti i lomljivosti, granice opasnih zona i kolicina eksplo ziva kOja se lOme istovremeno upotrebiti. Poslovanje radiliSta na kome se vrSi miniranje, ubeleltava na planu miniranja lokaciju bu§otina sa parametrima rasporeda mreze buSe nja, dubine bu~otina i dubinu probuSenja za date uslove miniranja. PosIe ovoga izraauju se promi po redovirna bu§otina a po potrebi i profili za pojedine busotine. Na profilima unose se geoloske osobine etate i debljina pojedinih slojeva. Ova cino osnovu za prora cUn dubine bUSenja, proracun minskih punjenja, racionalnu konstrukciju minskog pu njenja i ukupnu kolicinu eksploziva. Kod proracuna parametari rastojanje izmeau buSa tina, linija najmanjeg otpora i visina etate, uzimaju se sa plana miniranja, a specificna potrosnja eksploziva uzima se u zavisnosti od fIzicko mehanickih I)sobina stene koja se minim i oglednih miniranja u analognim uslovima za dliZi period radova na povrSinskom kopu. Poslovoaa radilista iii smene zajedno sa meracem i tehnickim ':Ikovodiocem minerskih radova, prenosi iz plana miniranja na teren lokaciju bu§otina i obelezava ih kolcem. Pri ovome treba voditi racuna 0 minimalnom rastojanju od gomje ivice etate. Na svakom kolcu postavlja se tablica na kojoj je obe!ezen broj bu§otine i njena projek tovana dubina. Ova oznakaje osnova za bUSaca od koje ne sme da odstupi. Posie izvrSenog bUSenja celog minskog polja i uklanjanja busilice, merac ponovo snima povrSinu odreaenu za miniranje, proverava dubinu busatina i velicinu linije naj manjeg otpora u podnoltju etate i rastojanje izmeau bu§otina. Ako stvami podaci od· stupaju od projektovanih, vrSi se ponovo proracun minskih punjenja. Ako pri punjenju doae do zaru~vanja blokova minske btiSotine ili do zaglavljivanja patrone eksploziva, rukovodilac minerskih radova u tom slucaju vrSi korekciju rninskog punjenja. Meracka s1uzba i kontrola bUSenja i miniranja na povrSinskom kopu je veoma znacajna. Prema podacima meracke sluzbe proracunavaju se osnovni parametri minira· nja: linija najmanjeg otpora, rastojanje izmeiJu busatina, probu~enje, k~\icina eksplo ziva, dufina zacepljenja i sl. Posle izvrsenog miniranja vrSe se horizontalna snimanja i izraduju poprecni profili gomile odminiranog materijala radi sracunavanja stvame zap femine minirane mase, koja se u procesu utovara bagerom koriguje. Kao rezultat ovoga odreduju se tehnicko-ekonomski pokazatelji IT'jniranja: kolicina miniranog proizvoda p po duznom mestru bUSenja, po kvadratnom menu minirane povrsine, specificna potro· eksploziva, ukupna potrosnja eksploziva, kao i obim naknadnih sekundamih mi· nir3i1ja.