Временные характеристики развития выброса породы

Начало развития и протекания выброса породы в шахтных условиях исследовали по методике, приведенной ранее. Для провоцирования выбросов породы, были проведены киносъемки разрушения массива при увеличенном удельном расходе BB и принятых на шахте параметрах. Выбросоопасность пород определяли по методике МакНИИ по делению керна на диски. Высокая степень выбросоопасности песчаника была установлена в забое восточного полевого откаточного штрека № 2 шахты им. Скочинского как по всему забою, так и за. его пределами в кровле выработки на 10 м.

Параметры буровзрывных работ при киносъемке и временные характеристики развития выбросов породы приведены в табл. 10.

Выброс интенсивностью 60 м3 произошел при взрывании 11 шпуровых зарядов глубиной по 2 м, пробуренных по периметру для доведения площади сечения выработки до проектного (рис. 21, а и б). Каждый шпур согласно паспорту буровзрывных работ заряжали аммонитом скальным № 1. Масса заряда 1 кг. Заряды инициировали электродетонаторами ЭД-8ПМ и ЭДКЗ-ПМ-15 с интервалом замедления 15 мс.

На кинограмме видно, что при взрыве шпуровых зарядов с поверхности забоя отделяются крупные куски, скорость разлета которых достигала 45 м/с. Вслед за ними через 0,6 с после подачи тока на взрыв зарядов в поле съемки появились мелкие куски, летящие со скоростью до 32 м/с. Постепенно скорость разлета кусков породы снизилась до 19 м/с. Появление мелких кусков обусловлено развитием выброса, в результате которого штрек был засыпан измельченным песчаником на протяжении 23 м, в кровле выработки образовалась полость (рис. 21, в и г). При взрывании зарядов двойного клинового вруба из 10 шпуров интенсивность выброса составила 8 м3. Площадь сечения штрека 17,5 м2 вчерне. Штрек перед взрыванием вплотную до забоя был закреплен бетоном. Процесс трещинообразования длится до 60 мс. Далее происходит смещение породы, отделение от забоя и разлет со скоростью 50 м/с. Выброс начал развиваться через 0,6 с после подачи взрывного импульса. Полость от выброса направлена по ходу выработки.

При взрывании зарядов во врубовых и вспомогательных шпурах, когда увеличивается расход BB, видимость в поле съемки резко снижается из-за выделяющихся взрывных газов; поэтому в дальнейших экспериментах выбросы провоцировали минимальным числом зарядов. Рассмотрим случай более раннего развития выброса.

Для провоцирования выброса в верхней части штрека справа по забою было пробурено три шпура глубиной 2 м. Во врубовой полости от предыдущего взрыва наблюдалось зарождение выброса в сторону пробуренных шпуров (рис. 22, а и б). Чтобы развился выброс, в шпуры закладывали по 1,25 кг аммонита скального № 1; л. н. с. составляла 0,5 м.

По кинограмме установлено, что от шпура мелкая порода начала отделяться спустя 0,2 с после подачи импульса тока. Скорость разлета породы 18—20 м/с. Разлет мелкой породы происходил подобно водной струе. Скорость породного снопа снижалась, по истечении 1 с она составляла 16 м/с, а через 1,5 с снизилась до 10 м/с. Весь процесс выброса длился 2,6 с. Общий объем выброшенной породы составил 60 м3. Вид забоя после взрывания показан на рис. 22, в и г.

При взрывании трех шпуровых зарядов с левой стороны забоя также произошел выброс. Параметры буровзрывных работ остались такими же, как и в предыдущем случае. Разлет породы происходил со скоростью 21 м/с. Через 0,2 с после подачи импульса тока скорость разлета породы от выброса снизилась до 16 м/с; а через 0,8 с — до 12 м/с.

Спустя 0,6 с после подачи импульса тока в диаметрально противоположном от места расположения шпуров углу забоя (правый нижний угол) произошло два повторных выброса с интервалом 0,2 с. Разлет породы от этих, выбросов на фоне летящей породы от выброса из кровли выработки наблюдался в виде «фонтана» со скоростью 25 м/с от первого и со скоростью 50 м/с от второго выброса. Более поздние выбросы можно объяснить перераспределением напряжений в призабойной зоне. Весь процесс выброса породы длился 2,3 с. Интенсивность выброса составила 40 м3.

Из рассмотренных примеров и табл. 10 видно, что в тех случаях, когда в забое разгруженная зона в пределах до 0,5 м и максимальные напряжения находятся у контура выработки, выбросы породы начинают развеваться по истечении 0,2 с. Если в забое имеется разгруженная зона радиусом до 1,5 м, выбросы развиваются через 0,6 с.

Таким образом, по кинограммам установлен следующий характер начала развития и времени протекания выбросов, спровоцированных взрывными работами для условий проведения экспериментов. Выброс породы начинает развиваться в местах взрыва шпуровых зарядов после подачи тока на взрыв через 0,2—0,8 с. Максимальная скорость разлета породы в выработках составляет 60 м/с при площади сечения 10 м2 и 45 м/с — при площади сечения 17,5 м2. Скорость разлета породы от выброса 15—45 м/с. Продолжительность выброса в зависимости от интенсивности, составляет 1,2—2,6 с.