Trhací práce Ing. Lukáš ĎURIŠ Katedra geotechniky a podzemního stavitelství
[email protected] http://fast10.vsb.cz/duris tel. 596 99 1948
ZÁKLADNÍ POJMY V TP VÝBUCH – je přeměna, která proběhne za velmi krátkou dobu a při niž se uvolní velké množství energie (mechanický, elektrický, chemický, jaderný,..). U TP se jedná o výbuch chemický. Podle rychlosti dělíme na základní typy: • VÝBUCHOVÉ HOŘENÍ • DETONAČNÍ VÝBUCH (detonace) Výbuchové hoření je charakterizováno rychlostí reakce menší než je rychlost zvuku ve zplodinách výbuchu. Dochází k posunu horniny a k velké kusovitosti. Detonace je chemický výbuch při němž vzniká ve výbušnině detonační vlna pohybující se rychlostí větší než je rychlost zvuku ve zplodinách. Detonující trhavina působí ve dvou fázích: 1.dynamickým rázem, 2.statickým účinkem tlaku povýbuchových zplodin.
VÝBUŠNINY – jsou to látky schopné chemického výbuchu. Mají velkou potencionální energii, která se působením počátečního impulsu (iniciace) uvolňuje cestou exotermické reakce ve velmi krátké době, za vzniku velkého objemu plynných zplodin.
Dělení výbušnin podle způsobu iniciace: •Přímé (černý prach, třaskaviny, střeliviny) – jednoduchý podmět •Nepřímé (většina) – větší množství energie
Dělení výbušnin podle způsobu použití a výkonu: •Střeliviny – uvolňují hořením plyny o vysokém tlaku a teplotě (výmetné nálože, střelný prach)
•Třaskaviny - přímé výbušniny, stačí malý podmět (rychlý přechod od výbuch. hoření k detonaci,citlivé, výkonné – rozbušky. malý výdej energie, třaskavá rtuť, azid olovnatý,azid stříbrný)
•Trhaviny - nepřímé výbušniny, potřebují silný podmět (detonují, silná inicializace- např. pomocí třaskaviny)
•Pyrotechnické slože a černý prach Chemické výbušniny: jsou sestaveny ze základních prvků C,O,H,N HEXOGEN (RDX):
VÝBUŠNINY MÁLO EXPLOZIVNÍ
Černý prach Pyrotechnické slože
třaskavá rtuť, azid olovnatý, azid stříbrný
VYSOCE EXPLOZIVNÍ
TRHAVINY
TŘASKAVINY
POČINOVÉ NÁLOŽE
NÁLOŽE PRŮMYSLOVÉ TRHAVINY
PENTRIT
ANFO
HEXOGEN
SLURRY EMULSION DYNAMIT
ZÁKLADNÍ POJMY V TP BRIZACE – schopnost výbušniny tříštit pevná tělesa ležící v bezprostřední blízkosti zdroje výbuch
DETONAČNÍ RYCHLOST – rychlost šíření detonace výbušninou ELEKTRICKÝ PALNÍK – upravená elektrická pilule pro zážeh zápalnice, rozbušky, černého prachu či pyrotechnické slože
ELEKTRICKÁ ROZNĚCOVADLA – rozněcovadla přiváděná k činnosti elektrickou energií
FLEGMATIZÁTOR – látka snižující citlivost INICIACE
- počáteční podmět vyvolávající výbuch
KUMULATIVNÍ NÁLOŽ – tvarově či materiálově upravená nálož se soustředěním účinků výbuchu do žádaného směru
POČIN – roznět vyvolávající detonaci POČINOVÁ NÁLOŽ – nálož zesilující iniciační účionek rozněcovadla
ZÁKLADNÍ POJMY V TP PLASTIFIKÁTOR – látka k dosažení plasticity výbušniny PYROTECHNISKÁ SLOŽ – mechanická směs používána k pyrotechnickým účelům ROZBUŠKA – prostředek k přeměně prvotního iniciačního impulzu (tepelný, mechanický) na druhotný (detonaci) ROZNĚCOVADLA – prostředek k rozněcování výbušnin, které k funkci přivádíme jednoduchým počátečním podmětem ROZNĚTNICE – přenosný zdroj elektrické energie určené pro roznět elektrických rozněcovadel
SENZIBILIZÁTOR – látka zvyšující citlivost a výkonnost výbušniny STABILIZÁTOR – látka, která stabilizuje určitou fyzikální nebo chemickou vlastnost výbušniny TEPLOTA VZBUCHU – minimální teplota, která za předepsaných podmínek způsobí roznět výbušniny VÝBUCHOVÉ TEPLO – teplo, které se vyvine při výbuchu VÝBUCHOVÁ TEPLOTA – teplota zplodin výbuchu při adiabatické výbušné přeměně výbušniny ZÁPALNICE – prostředek pro přenos plamene na určitou vzdálenost
ZÁKLADNÍ POJMY V TP‘ STABILITA DETONACE - schopnost nálože detonovat po celé délce nálože konstantní rychlostí. Závisí na chemickém složení a průměru náložky.
PROSTŘEDKY TRHACÍ TECHNIKY Mezi prostředky patří: • PRŮMYSLOVÉ TRHAVINY • ROZNĚCOVADLA • POMŮCKY K POUŽITÍ VÝBUŠNIN
PRŮMYSLOVÉ TRHAVINY - směsi anorganických a organických látek různé konzistence - málo citlivé k vyvolání výbušné přeměny = nutnost silné iniciace (výbuch rozněcovadla)
Podle použití - Povrchové - Důlní skalní - Důlní bezpečné (protiprachové, protiplynové I. II. a III. tř) - Pro speciální použití
POVRCHOVÉ TRHAVINY -Použití výhradně na povrchu -Vysoká pasivní kyslíková bilance -Zvýšený obsah jedovatých zplodin - použití: komorové odstřely, velkopůměrové vrty
DŮLNÍ SKALNÍ TRHAVINY -Použití na povrchu i v podzemí
DŮLNĚ BEZPEČNÉ TRHAVINY - Použití v dolech s nebezpečím výbuchu uhelného prachu
Podle konzistence: - Sypké (ρ = 1000 kg.m-3,DAP, povrchové, 5% trh. želatiny) - Poloplastické (ρ = 1200 kg.m-3, 5- 15% trh. želatiny) - Plastické (ρ = 1450-1600 kg.m-3, > 15% trh. želatiny, vodovzdorné, vysoká brizance)
- Tekuté - Tuhé (lisované, lité trhaviny – pentrit, málo časté) - Slurry – olejovité až kašovité, stabilizátor (tritol)-voda-dus.amonný,povrch
Podle obsahu výbušných složek: - KLASICKÉ – obsahují výbušné látky - NEKLASICKÉ (MODERNÍ) – fyzikální senzibilizace, smícháním složek vzniká výbušná směs (DAP, Slurry)
BALENÍ PRŮMYSLOVÝCH TRHAVIN • Volně sypané trhaviny – příprava přímo na místě, DAP • Pytlované trhaviny – povrchové, pro použití u komorových a clonových odstřelů • Velkoprůměrové náložky (50mm<) - papírové obaly na sypké trhaviny • Máloprůměrvé náložky (<50mm) – papírové a plastové obaly na poloplastické a plastické trhaviny
• Kumulativní náložky - usměrňují účinky výbuchu • Hranolovité náložky (příložné trhaviny) – příložné nálože, sekundární rozpojování
Průmyslové trhaviny: Základní složky tvořící trhaviny: • Výbušné směsi (nitroglycerín, nitroglykol, nitrocelulóza, trhací želatina, pentrit,
tritol, hexogen)
• Okysličovadla (dusičnany, chlorečnany,… - dusičnan amonný) • Paliva (pro zvyšení brizance – nafta, olej, dřevitá moučka,práškový kov –Al) • Pomocné směsi (upravuji směs podle potřeby – hasicí přísady, plastifikátory,..)
VÝBUŠNÉ SMĚSI:- estery kys. dusičné, nitrolátky, nitraminy Estery kyseliny dusičné – obsahují nitrátovou skupinu O-NO2, omezena chemická stálost, vysoký stupeň citlivosti, nebezpečná manipulace
Nitroglycerín – bílé až nažloutlé barvy, málo těkavá, ve vodě nerozpustná, manipulačně velmi nebezpečný. Vybuchuje třením, teplem a nárazem. Mrzne při teplotě +13,2°C.
Nitroglykol – bezbarvá kapalina, rozpustná ve vodě, silně těkavá. Nebezpečná! Nitrocelulóza – vznik nitrací celulózy. Bílá až nažloutlá vláknitá látka. Citlivá k nárazu a tření.
Trhací želatina – rozpuštění nitrocelulózy (7-8%) v nitroglycerínu (92-93%). Plastická hmota podobná těstu, která tvoří základ všech trhavin. Nerozpustná ve vodě. Nejvýkonnější trhavina.
Pentrit – bezbarvá krystalická látka, ve vodě nerozpustná. Sekundární náplň rozbušek, bleskovice.
Nitrolátky – atomy vodíků nahrazeny skupinami NO2,látky s vysokou brizancí a pracovní
schopností. Málo citlivé na mechanické podměty.
Tritol – TNT, žlutá krystalická látka, nerozpustná ve vodě, chemicky stálá, manipulačně bezpečná, hluboká pasivní kyslíková bilance
VÝBUŠNÉ SMĚSI:- estery kys. dusičné, nitrolátky, nitraminy Nitraminy – lepší kyslíková bilance na rozdíl od nitrolátek Hexogen – bílý krystalická prášek, málo rozpustný ve vodě, stabilní, ale dost citlivý na mechanické podměty (méně než penrit). Použití v rozbuškách a bleskovicích.
Hustota nálože [g.cm-3]
Detonační rychlost [m/s]
Výbuchové teplo [kJ/kg]
Měrný objem plynů [dm3/kg]
Pracovní schopnost [cm3]
Teplota vzbuchu [°C]
1,6
7700
6227
715
185
217
1,496
8000
6619
735
219
NITROCELULÓZA
1,2
7300
4061
880
230
PENTRIT
1,1
5500
5795
790
170
220
TRITOL
1,1
3800
3880
730
100
290
HEXOGEN
1,1
6640
5443
908
57
260
NITROGLYCERÍN NITROGLYKOL
PENTRIT
OKYSLIČOVADLA: -Látky bohaté na kyslík - největší podíl ve směsích průmyslových trhavin - dusičnany, chlorečnany, chloristany DUSIČNAN AMONNÝ – bílá krystalická látka, rozpustný ve vodě CHLORISTAN AMONNÝ – bezbarvé krystaly, rozpustný, výší obsah kyslíků
PALIVA: - Organické látky různého druhu -nafta, topné oleje, dřevěná moučka, práškový kov (hliník a hořčík)
POMOCNÉ SMĚSI: - použití u důlních bezpečných trhavin - použití hasících přísad (chlorid sodný a draselný), ostřících přísad
SORTIMENT PRŮMYSLOVÝCH KLASICKÝCH TRHAVIN PODLE KONZISTENCE SYPKÉ AMONOLEDKOVÉ TRHAVINY - směsi dusičnanu amonného s výbušnými látkami - max. 5% trhací želatiny - složení 22% TNT + 78% dusičnan amonný - použití na povrchu - balení pytlované - nízká cena, nízký výkon - zástupci: PERMON 10 PERMONEX V 19
-Trhaviny DAP: - směs dusičnanu amonného a paliva (94,5%/5,5%). Látky jsou nevýbušné, výroba na místě, nutná velká iniciace
POLOPLASTICKÉ TRHAVINY - Obsah trhací želatiny je 5 – 10% - hustota 1000 – 1100 kg/m3 - přechod mezi sypkými a plastickými trhavinami (cena i výkon) - malá vodovzdornost - zástupci: Danubal, Harmonit, Ostravit,..
PLASTICKÉ TRHAVINY - vysoký obsah trhací želatiny (15-20%) - hustota 1300 – 1700 kg/m3 - vysoký výkon, brizance - vodovzdorné - vysoká brizance a nízký kritický průměr - vysoká cena - citlivé k zacházení - Zástupci: Perunit 22, Danubit 1 Speciální úpravy plastických trhaviny: - Stabilizovaná detonační rychlost zvýšení kapalných nitroesterů (trh. želatiny) až na 40% (Infernit 45) - Speciální plastické trhaviny: bez trhací želatiny plasticita je dána výbušným plastifikátorem (kaučuk, vosk,..) vysoká brizance, detonační rychlost, stabilita a vodovzdornost Semtex, Bipolit, Formex
SEMTEX = pentrit +parafín
TUHÉ TRHAVINY - výroba, litím nebo lisováním - počinová tělíska, druhotné rozpojování - tělíska z pentritu, tritolu
Černý trhací prach • složení: ledek draselný (75%) + dřevěné uhlí (15%) + síra (10%) • přímá výbušnina • pouze na povrchu • manipulačně nebezpečný • není vodovzdorná • vybuchuje výbuchovým hořením • deflagrační účinky • zástupce: Černý prach trhací VESUVIT® TN
NEKLASICKÉ TRHAVINY TEKUTÉ (SLURRY) TRHAVINY (neklasické trhaviny) - Trhaviny plastifikované vodou, Slurry trhaviny a emulzní trhaviny - základní složení TPV: dusičnan amonný + senzibilizátor + voda ( + pomocné přísady) - Jako senzibilizátor se zprvu (od r. 1955} používal především tritol. Později byla tato složka zčásti nebo i úplně nahrazena práškovým kovem (hliník, ferosilicium),dnes skleněné mikrokuličk. - pomocné přísady pro slurry trhaviny jsou emulgátory (olein, louh sodný)
Zástupce: EMSIT - Trhavina moderního emulzního typu senzibilizovaná skleněnými mikrokuličkami, která je charakterizována vysokou detonační rychlostí a vynikající vodovzdorností. -Trhavina je balena do tepelně a mechanicky odolné fólie s vysoce pevným svárem. -Používá se v malých i velkých průměrech jako výkonná trhavina při odstřelech, kde se vyskytují mokré nebo zavodněné vrty. -K jeho roznětu je nutno použít počinovou nálož trhaviny s detonační rychlostí min. 6 000 m/s.
CHEMIZMUS VÝBUŠNIN • Kyslíková
bilance – podíl mezi kyslíkem obsaženým ve výbušnině a kyslíkem
potřebným pro dokonalou oxidaci C a H
• Objem povýbuchových zplodin – zplodiny jsou látky vzniklé přeměnou trhaviny. Velikost objemu zplodin je důležitá na účinnost trhaviny a její bezpečnost
• Výbuchové teplo – je to teplo které se vyvine přeměnou 1 kg výbušniny • Výbuchová teplota – nejvyšší teplota na kterou se zahřejí zplodiny výbuchu • Síla výbušniny (force) – souvisí s detonačním tlakem, kde tlak výbuchu je roven součinu síly výbušniny a náložové hustoty
KYSLÍKOVÁ BILANCE (K.B.) O0 − OP .100(%) K .B. = OP
„Poměr mezi obsahem kyslíku v trhavině a obsahem nutným k dokonalému okysličení jejich základních prvků.“ O0 = počet atomů kyslíku ve výbušnině Op = počet atomů kyslíku který potřebujeme k dokonalé oxidaci uhlíku a vodíku na stabilní oxidy tj. CO2 a H2o
KLADNÁ (AKTIVNÍ) K.B. = vznik toxických NOx ZÁPORNÁ (NEGATIVNÍ) K.B. = tvorba toxických a výbušných plynů (CO, H2) NULOVÁ K.B. = množství kyslíku ve výbušnině je rovno množství spotřebovaného kyslíku pro dokonalou oxidaci
SPECIFICKÝ OBJEM PLYNNÝCH ZPLODIN „objem plynů, které vzniknou výbuchem 1kg výbušniny za normálních podmínek (0°C, 0,1 MPa)“
V0
[dm3/kg]
V0´=22,412. n
Avogardův zákon 1 mol = 22,4 dm3
Obecný tvar rozkladné rovnice:
m.M = n1 .M 1 + n2 .M 2 + n3 .M 3 + ... + nn .M n M = molární hmotnost výbušniny Mi = molární hmotnost povýbuchových zplodin m = počet molů výbušniny ni = počet molů povýbuchových zplodin
V0 =
(n1 + n2 + n3 + .. + nn ) m.M
.22,4.1000
[dm3.kg-1]
TECHNICKÝ (SKUTEČNÝ) OBJEM ZPLODIN „skutečný objem plynů, které se vyvinou výbuchem 1kg výbušniny při působení výbuchové teploty“ Vt [dm3/kg] Výpočet podle Gay-Lussacova zákona: Vt.T0 = V0.Tv
V0 (tv + 273 ) Vt = 273 cca 10x větší než specifický objem Hodnota obou objemů jsou měřítkem výkonu trhaviny a pracovní schopnosti, čím vyšší tím je výkonnější!
SPECIFICKÝ OBJEM PLYNNÝCH ZPLODIN
PŘÍKLAD: NITROGLYCERÍN 2.C2H5(OHO2)3 → 6CO2+5H2O+3N2+0,502 n=14,5 mol V0‘ = 14,5 . 22,412 = 325 dm3/2mol
V0 =
1000 .162,5 = 715,86dm 3 / 1kgvýbušniny 227
PŘÍKLAD: PENTRIT C5H8N4O12
→
3CO2 + 2 CO + 4H2O + 2N2
n= 11 mol V0‘ = 11 . 22,412 = 246 dm3/mol V0 =
1000 .246,532 = 780dm 3 / 1kgvýbušniny 316
TECHNICKÝ (SKUTEČNÝ) OBJEM ZPLODIN
PŘÍKLAD: NITROGLYCERÍN Výbuchová teplota: tv = 4319°C.
Vo (tv + 273) 715,86(4319 + 273) 3 −1 Vt = = = 12041dm .kg 273 273
VÝBUCHOVÉ (SPALNÉ) TEPLO „množství tepla, které se vyvine výbuchem 1 kg výbušniny“ Qv [J.Kg-1] Hodnota přímosměrně ovlivňuje pracovní schopnost.
Q12 + Q23 = Q13 Q23 = Q13 - Q12 Qv‘=Σsluč. teplo zplodin – sluč. teplo výbušniny Výpočet dle Hesse
VÝBUCHOVÁ TEPLOTA „maximální teplota na kterou se zplodiny zahřejí, je to adiabatický pochod, který probíhá za konstantního objemu a teplo se spotřebuje pouze na zahřátí zplodin“ tv [°C]
tv =
Qv c
Je to max. teplota, které by povybuchové zplodiny dosáhly, kdyby nekonaly žádnou práci a nevdávaly teplo –teoretická hodnota. Důležité u důlně bezpečných trhavin, kvůli možnosti zapálení prachu nebo metanu.
TLAK POVÝBUCHOVÝCH ZPLODIN p [MPa]
Podle BOYLE-MARIOTOVA zákona platí p1.V1=p2.V2 Proto pro fáze 3. a 4. platí:
P0 = atmosférický tlak (0,1 MPa)
p0 .Vt = p.Vv
V0 = specifický objem zplodin [m3/kg]
p0 .Vt p0 .V0 (tv + 273 ) 1 p= . = 273 Vv Vv
tv = výbuchová teplota [°C] Vt = skutečný objem zplodin [m3/kg] Vv = objem výbuchového prostoru (vývrt) [m3]
Pozn. PLATÍ PRO 1KG VYBUŠNINY!!
SÍLA VÝBUŠNINY Pro odpálenou nálož o hmotnosti G platí: p=
p0 .Vt p0 .V0 (tv + 273) 1 . = Vv 273 Vv
síla f
P0 = atmosférický tlak (0,1 MPa) V0 = specifický objem zplodin [m3/kg] tv = výbuchová teplota [°C] Vv = objem výbuchového prostoru (vývrt) [m3] Vt = skutečný objem zplodin δ= náložová hustota [kg/m3] f = síla (force)
G p = f . = f .δ Vv
FUNKČNÍ ZKOUŠKY TRHAVIN • STANOVENÍ PRACOVNÍ SCHOPNOSTI DLE TRAUZLA • BRIZANCE VÝBUŠNIN • DETONAČNÍ RYCHLOST • PŘENOS DETONACE • Teplota vzbuchu • Zkouška citlivosti k nárazu • Zkouška důlní bezpečnosti • Hustota výbušnin • Chemická odolnost a stabilita výbušnin
STANOVENÍ PRACOVNÍ SCHOPNOSTI - schopnost trhaviny konat práci - dvě metody: Trauzlův válec, balistický moždíř - výsledek Trauzlovy zkoušky je objem nově vytvořené dutiny [cm3]
BALISTICKÝ MOŽDÍŘ Při zkoušce v balistickém moždíři se zkoušená trhavina o hmotnosti 10g umístí v balistickém moždíři, který je kyvně zavěšen a po výbuchu uveden do zpětného pohybu. Z velikosti úhlu výkyvu hmoždíře pak určujeme relativní pracovní schopnost (RPS) uváděnou v % vztaženou ke 100% pracovní schopnosti standardní výbušniny, kterou obvykle bývá tritol nebo trhací želatina.
BRIZANCE VÝBUŠNIN - schopnost tříštit pevná tělesa v přímem styku se zdrojem výbuchu - metoda dle Hesse (je to impuls kterým působí trhavina na odvráceném místě od roznětu)
- ovlivňuje kusovitost a závisí na detonačním tlaku - hodnota brizance je závislá na hustotě, čím vyšší hustota tím vyšší brizance
DETONAČNÍ RYCHLOST - jedna z nejdůležitějších vlastností - ovlivňuje pracovní schopnost,výkon výbušniny, detonační tlak, stabilitu detonace, atd. -čím vyšší rychlost tím je lepší výbušnina pro rozpojování - metodika dle Dauterichea
ROZBUŠKA č.8
OCELOVÁ TRUBKA JS 32mm VÝBUŠNINA
l BLESKOVICE (min 2,5m)
a
l .v D = 2 .a
ZÁZNAMOVÝ PLECH (Cu)
PŘENOS DETONACE - zjišťujeme maximální vzdálenost mezi čely dvou náložek - přenos detonace třeskem je důležitý zejména u mezerovité nálože - význam přenosu je důležitý i pro situování skladů výbušnin ?
DŘEVĚNÁ PODLOŽKA
1m ADJUSTOVANÁ NÁLOŽKA
AKCETOROVÁ NÁLOŽKA
ŘEZ: NÁLOŽKA DŘEVĚNÁ PODLOŽKA
Funkční zkoušky trhavin Teplota vzbuchu – minimální teplota při níž dochází k detonaci Zkouška citlivosti k nárazu – určuje způsob manipulace s danou výbušninou a stanovuje se pomocí Kastova padajícímu kladivu.
Zkouška důlní bezpečnosti – zkouška je nutná pro důlně bezpečné trhaviny, provádí se v pokusné komoře, trhavina se odpaluje v prostředí výbušné směsi (plyn, prach) bez ucpávky s elektrickou rozbuškou. Zkouška se používá pro nové výbušniny, reklamace nebo kontroly při výrobě
Hustota výbušnin - fyzikální vlastnost, která podstatně přímoúměrně ovlivňuje většinu vybušinářských vlastností kromě detonační rychlosti, která se může při rostoucí hustotě zpomalovat po dosažení určitého maxima.
Chemická odolnost a stabilita výbušnin
- odolnost vůči vodě (konzistence)
- odolnost vůči teplotě , problém u sypkých trhavin při přenosu detonace třeskem. U plastických dochází u vysokých teplot k vypocování nitroesterů, nebo naopak k zmrznutí.
Přeprava a skladování výbušnin -přeprava spadá pod velmi přísné předpisy, doprava v dole (v podzemí) je určena bezpečnostnim předpisem ČBU (vyhláška 72/1988).
Skladování výbušnin - Sklady výrobce - Sklady spotřebitelů - Sklady dočasné - Sklady trvalé -Sklady podle umístění – povrch, podzemí, hlubinné doly - Skladuje se ve skladech, které se dělí podle množství skladované výbušniny na: • Velké (hlavní) skladiště (bez omezení) • Střední skladiště (max. 1000 kg, 10 000ks) • Malé skladiště (max. 300 kg, 2500 ks) • Pomocný sklad (max. 150 kg, 500 ks)
Ničení výbušnin - ničí se nepoužitelné výbušniny (chem. nestabilní, nevybuchlé, nalezené, prošlou garancí, neznámý původ,..). - metody ničení: • Výbuchem (třaskaviny, rozněcovadla, neznámé,..) • Spálením (nejčastější, téměř všechny druhy průmyslových trhavin) • Vyloužením vodou (zcela rozpustné trhaviny)
Rozněcovadla Základní dělení: základní, pomocná a doplňková Základní rozněcovadla slouží k přímému roznětu výbušnin: zápalky, roznětky, rozbušky, elektrické pilule. Pomocnými rozněcovadly se přenáší zážeh či výbuch, nebo se jimi rozněcují základní rozněcovadla: zápalnice, el. palníky, bleskovice.
ZÁPALNICE - Zápalná šňůra slouží k přenosu plamene na určitou vzdálenost za určitou dobu - nejstarší rozněcovadlo, zastaralé - složení zápalnice: duše + obal (duši tvoří vodicí nit a zápalnicový prach, obal je buď impregnovaná příze, nebo PVC – černá a hnědá barva- Bickford) - zápalnice má hladký kruhový průřez (Ø 5,2mm) - doba hoření normální zápalnice je 125 s ± 15s / 1bm - odolnost proti vodě je cca 24 hod - min. délka je 120 cm, zážeh provádí střelmistr a 1. pomocník - vrubovaná zápalnice: max. délka 50 cm a min o ½ více vrubů než je zážehů
BLESKOVICE - obdoba zápalnice, přímý přenos detonace - náplň duše bleskovice tvoří pentrit nebo pentriol (NPV) - rychlost bleskovice je 6000 m.s-1 - oddělená izolace - použití na povrchu i v podzemí, tam kde hrozí nečekaný elektrický roznět - neelektrický roznět - pro zpoždění výbuchu se požívá bleskovicový zpožďovač (MBZ)
MIKROBLESKOVICE – SYSTÉM NONEL - dutinka z průhledného PVC (vnější Ø3mm a vnitřní Ø1mm) - uvnitř je slabý nános (film) 0,02 g.m-1 RDX+Al - rychlost 2000 m.s-1 - roznět pomocí speciální roznětnice na stlačeném vzduchu - manipulačně bezpečná, odolná proti nárazu - odolnost vůči elektrické energii - neovlivňuje nálož - vysoká cena
ZÁŽEHOVÁ ROZBUŠKA - klasická rozbuška - dutinka z Cu, Fe, Al, papír, umělá hmota - náplň: výbušná slož + ochranný klobouček - průměr 7 mm, délka 40 – 70 mm - mezinárodní řada podle hmotnosti sek. náplně má 12 stupňů: č.1 až č.12 - standardní rozbuška č. 8- hmotnost výbušné náplně cca 0,6g (10% prim.+90% sek.) - požití u zápalnic a bleskovic, k vyvolání detonace trhavin
ELEKTRICKÝ PALNÍK -rozněcovadlo s převodem elektrické energie na plamen - dělení dle konstrukce pilule: MŮSTKOVÝ (rozžhavení odporového drátu,nejčastější použití) SPÁROVÝ (jiskrový, žárový) - v nevýbušném prostředí - ve spojení s klasickou rozbuškou dostáváme elektrickou rozbušku Funkce: při průchodu elektrického proudu dojde k zahřáti můstkového drátu ￫(250°C) dojde k výbuchu nalisované pyrotechnické slože. Doba reakce max 4ms.
ELEKTRICKÉ ROZBUŠKY - spojení elektrického palníku a klasické rozbušky v jedné dutince - materiál dutinky: Cu, Al - podle ČASOVÁNÍ dělíme na: •MŽIKOVÉ •ČASOVANÉ:
milisekundové < 100 ms (DeM, DeR) délečasovné >100ms (DeD, DeP)
DeM – průměrná doba zpoždění je 23 ms, sada obsahuje 21 časových stupňů DeR - průměrná doba zpoždění je 40 ms (1-4°) jinak 80 ms, sada obsahuje 10 časových stupňů DeD - průměrná doba zpoždění je 250 ms, sada obsahuje 12 časových stupňů DeP - průměrná doba zpoždění je 500 ms, sada obsahuje 12 časových stupňů -podle elektrických vlastností dělíme na: NÍZKO ODOLNÉ (NO), (NO) s trvalým bezpečným proudem Ib> 0,18 A, není povoleno užívat! STŘEDNĚ ODOLNÉ (SO, SICCA), SICCA) s trvalým bezpečným proudem Ib< 0,40 A VYSOCE ODOLNÉ (VO), (VO) s trvalým bezpečným proudem Ib< 4,0 A - speciální rozbušky: DeM-zb, RVT, DeM-ROT, TSR,…
Elektrický palník
Elektrická rozbuška
Elektrické rozbušky SO S
SO (SICCA)
VO
NO
0,4-0,6
0,2-0,25
0,038-0,05
1,0 – 2,5
Bezpečný zážehový impuls [mJ/Ω]
8,0
25
900
0,8
Bezpečný trvalý proud [A]
0,45
1,0
4,0
0,18
18
60
3 000
3
El. odpor pilule můsku [Ω]
Aktivační zážehový impuls [mJ/Ω]
SICCA = tato rozbuška je charakterizována bezpečným proudem 1.0 A. Je možné ji použít s mžikovým, milisekundovým, čtvrtsekundovým a půlsekundovým časováním. Jsou určeny pro většinu trhacích prací.
POMOCNÉ PROSTŘEDKY TRHACÍ TECHNIKY ROZNĚTNICE -zdroj roznětného proudu - podle konstrukce dělíme na: DYNAMOELEKTRICKÉ KONDENZÁTOROVÉ BATERIOVÉ SÍŤOVÉ KONDENZÁTOROVÉ ROZNĚTNICE: - soustava roznětných kondenzátorů, nabíjených ručně (klikou), baterie,.. - proud s proměnlivou amplitudou - jsou menší, lehčí, spolehlivější - RKC-1, RKA-1, KRAB 1200 DYNAMOELEKTRICKÉ ROZNĚTNICE: -dodávají do okruhu proud konstantní amplitudy - zdrojem je dynamo na ruční pohon nebo pérem - DEOS, Schaffer
POMOCNÉ PROSTŘEDKY TRHACÍ TECHNIKY OHMMETRY - kontrola odporu elektrického okruhu - měřící proud max. 25 mA - přesný odečet hodnot - Mx-10, DO 200/2000
HLAVNÍ PŘIVODNÍ VEDENÍ - prostředek elektrického roznětu, abychom mohli provádět odstřel z bezpečné vzdálenosti - většinou dvoulinka (Cu, Fe) s pevnou izolací různého průřezu - nově typy XCYAR 1,5 Další prostředky: - RYCHLOSPOJKY, měřiče energií,…
ROZNĚT NÁLOŽÍ • Elektrický • Neelektrický (zápalnicový, bleskovicový) ZÁPALNICOVÝ ROZNĚT – zřídka, záplanice + zažehová rozbuška, na jednu zápalnici používáme jednu rozbušku, minimální délka zápalnice je 120 cm. Nevýhoda je že neumožňuje milisekudový roznět a omezení počtu náloží.
BLESKOVICOVÝ ROZNĚT – zejména hromadné povrchové odstřely, nevodivé vedení, roznět rozbuškou, možnost požití zpožďovačů (MBZ)
SYTÉM NONEL
- mikrobleskovicový roznět - použití časovaných rozbušek, pro spoje se používá speciální konektory - roznětná síť je obdobná elektrické ale je NEVODIVÁ! - milisekundové rozbušky mají zpoždění 25 ms, 100 a 150 ms - roznět bleskovice pomocí speciální pistole
ELEKTRICKÝ ROZNĚT -nejpoužívanější, užití elektrických rozbušek, palníků - roznětnou síť tvoří navzájem propojené elektrická rozněcovadla s přívodními vodiči - roznětné vedení tvoří roznětná síť, hlavní přívodní vedení a roznětnice - trvalý bezpečný proud: proud který může procházet můstkem a nedojde k úplnému zahřátí= výbuchu -aktivační proud: je to proud který musí být dostatečně velký aby nám způsobil roznět - zážehový čas tz: doba, která uběhne mezi přívodem proudu na můstek a roznětu - přenosový čas: čas mezi výbuchem pilule a celou rozbuškou - reakční čas: součet zážehového času a přenosového času - základní podmínka pro současný sériový roznět: tr,min > tz,max - zapojení rozněcovadel při el. roznětu: SÉRIOVÉ PARALELNÍ SÉRIO-PARALELNÍ
Sériové zapojení rozněcovadel - rozněcovadla jsou řazena za sebou - celkový odpor sítě je dán:
Rc = R HV + N .R1
- snadné zapojení roznětné sítě, snadná kontrola, konstantní proud - nevýhoda je vysoký odpor sítě
Paralelní zapojení rozněcovadel - nejlepší řešení při selhávkách - celkový odpor sítě je dán:
Rc = RHV +
R1 N
- připojení jednotlivých rozněcovadel na neizolované vodiče
Sério-paralelní zapojení:
Posuzování jistoty roznětu: - záleží zejména na druhu použité roznětnice - KONDENZÁTOROVÁ: posuzujeme podle zážehového impulsu, což je množství energie dodané roznětnicí na jednotku odporu. Množství proude je v čase proměnlivé. Energie kondenzátoru je dána:
E=
1 C.U 2 2
[J]
C = napětí [V], U = kapacita [F]
E Rc
Pak zážehový impuls je:
Lz =
Dosazením hodnot dostaneme:
2.t − z ⎛ U 2 .C τ ⎜ 1 Lz = e − 2.(n 2 .RHV + R p ) ⎜⎝
[J.Ω-1]
Rp ⎞ ⎛ ⎜ τ = C ⎜ RHV + 2 ⎟⎟[s ] n ⎠ ⎝
L z ≥ Laktiv .
⎞ ⎟[J / Ω] ⎟ ⎠
Posuzování jistoty roznětu: - DYNAMOELEKTRICKÁ: proud je stejnosměrný a při výpočtu je důležitá jeho intenzita
U
I= RHV
Rp + 2 n
[ A]
I ≥ I aktiv .
MILISEKUNDOVÁ TRHACÍ TECHNIKA Umožňuje nám rozdělit (rozčasovat) odstřel do několika dílčích částí. Výhody: - zkrácení doby celého cyklu odstřelu - menší odhoz horniny - příznivější kusovitost - vyšší koeficient vývrtů - snížení seismických účinků výbuchu - nižší množství povýbuchových zplodin
SELHÁVKY ELEKTRICKÉHO ROZNĚTU: •Vadné rozněcovadlo •Vadná roznětnice •Vadný ohmmetr •Chyby v zapojení roznětné sítě •Vadné přívodní vedení •Nedodržení podmínky současnosti roznětu •Použití rozněcovatel nestejné citlivosti •Svody v rozvodné síti
NEŽÁDOUCÍ PŘEDČASNÝ ROZNĚT Předčasný roznět může být způsobený: •Energií tepelnou •Energií mechanickou •Energií elektrickou TEPELNOU energií – může být způsobeno ve speciálních provozech s velmi vysokými teplotami MECHANICKOU energií – velký náraz, pád,.. ELEKTRICKOU energií – nejnebezpečnější pro roznět •Bludné proudy •Elektrostatická energie •Atmosférická energie •Venkovní rozvody VN a VVN •Vysokofrekvenční energie
MECHANIZMUS ROZPOJENÍ HORNINY VÝBUCHEM - průmyslové trhaviny detonují ( detonační výbuch) - na horninu působí: tlak povýbuchových zplodin, napěťové (rázové) vlny - velmi složitý proces, který předpokládá homogenní, izotropní prostředí - teorie odštěpného efektu: Hopkinsův efekt - trhaviny se většinou umísťují do nějakých dutin (vrty, komory, sklípky) - výbuch není v neomezeném prostoru, ale v systému HORNINA – VZDUCH, kde volný povrch nazýváme volnou plochou Fáze výbuchu: 1. tlaková vlna se šíří všemi směry,vznik radiálních trhlin 2. po nárazu tlakové vlny na volnou plochu, kde není žádný odpor se hornina začne klenout do volné plochy, vznik tahového namáhání 3. vlna se odrazí od volné plochy a vrací se jako vlna tahová. Vrací se v zrcadlovém obrazu a hornina je odštěpována do volného prostotu 4. vzniká horninová výtrž omezená radiálními trhlinami
Rozpojení horniny výbuchem Nejdůležitějším faktorem je prostředí ve kterém dochází k výbuchu – hornina. Ta je charakterizována tzv. akustickou impedancí
I = ρ .c p I – akustická impedance [kg.m-2.s-1] ρ- hustota prostředí [kg.m-3] cp – rychlost šíření podélných vln [m.s-1] Rychlost šíření podélných vln je dáno hustotou a modulem pružnosti horniny Rozpojení nám způsobuje napěťová vlna, která vzniká nárůstem detonačního tlaku na stěny vývrtu. Napěťová vlna se šíří v kulových nebo válcových plochách. Tlaková vlna se šíří a po dosažení rozhraní prostředí se mění na tahovou vlnu. Rozhraní je např. volná ploch (vzduch – menší I). Po odražení je hornina namáhána tahovým napětím a dochází k jejímu porušení směrem od volné plochy – odštěpný efekt.
Šíření napěťové vlny
Při přesných znalostech fyzikálně-mechanických vlastností horniny, za předpokladu homogenity, můžeme stanovit pro danou nálož přesnou hodnotu záběru – odporovou úsečku.
Upnutí nálože - volný povrch na který působí výbuch nálože nazýváme volnou plochou. S jejich počtem souvisí i upnutí horniny, čím více je volných ploch tím je upnuti menší a menší je i spotřeba. - počet volných ploch závisí na charakteru hornické činnosti.
- míra upnutí je vyjádřena jako obrácená hodnota počtu volných ploch MÍRA _ UPNUTÍ =
PLOCHA _ UPNUTÁ PLOCHA _ VOLNÁ
- maximální počet volných loch je 6 v krychli s náloží v těžiti krychle
Základní parametry odstřelu Rozsah trhacích prací dělíme na práce: •Malého rozsahu (50 kg, resp. 200 kg) •Velkého rozsahu Kritérium dělení je hmotnost nálože (dílčí, celková)
Konstrukce nálože -konstrukce určuje tvar napěťové vlny, a z hlediska tvaru je dělíme na: •Táhlé •Soustředné Podle konstrukce dělíme táhle nálože na: •Souvislé •Dělené s mezerami •Dělené s meziucpávkou
Dále můžeme dělit podle umístění (otevřené, uzavřené), účinku, usměrnění
PRŮMĚR NÁLOŽE A VÝVRTU Pro běžné TP je poměr mezi Ø vrtem a Ø náložkou = 0,8 - snížení počtu náloží - sníženi celkové spotřeby - snížení doby nabíjení
UCPÁVKY Slouží k zaplnění zbytku vrtu a mají funkci: •Odpor napěťovým vlnám •Zabránit úniku povýbuchových zplodin •Ekonomické •Nezhoršovat pracovní podmínky
Materiály: Jíl, jíl+písek, písek, vrtná drť, voda (volná, v obalu), atd.
TRHACÍ PRÁCE PŘI RAŽENÍ LINIOVÝCH PODZEMNÍCH DĚL Rozmístění náloží Základním parametrem při rozpojováni je hmotnost trhaviny. Dále pak záběr, rozteč vývrtů a náloží. Při ražení na jednu volnou plochu využíváme tři druhy vrtů: •Zálomové •Pomocné (přibírkové, rozšiřovací) •Pomocné (obrysové)
Celkový počet vrtů závisí na velikosti díla, hornině, specifické spotřebě trhaviny, …
RAŽENÍ SE ZÁLOMY
-vývrty v různých geometrických sestavách - umístění ve středu nebo v nejměkčím materiálu - odpalujeme jako první, konají max. práci a mají za úkol vytvořit další volnou plochu
Sbíhavé zálomy mnohostranné •Vrty jsou ukloněny k rovině čelby (55°- 76°) •Nálož působí z hloubi vrtu a délky nálože by měla být menší než 40% délky vrtů • Klínový zálom patří mezi nejpoužívanější zálomy vůbec. Vývrty jsou uspořádány do prostorového klínu podle vrstevnatosti a pevnosti horniny. Při požadavku větší zabírky lze použít vícenásobný klínový nebo kuželový zálom. Výhodou je poměrně malý odhoz horniny a spolehlivost.
zvětšení zabírky
KLÍNOVÝ ZÁLOM
Stanovení zabírky zálomu zz Dmin − x zz = tgα − 0,1sinα 4
Zálomy sbíhavé jednostranné Tyto zálomy se používají ve vrstevnatých horninách s dobrou odlučností a malou mocností vrstev. Odlučné plochy jsou využívány jako plochy nejmenšího odporu. Výhodou je malá spotřeba trhavin.
Zálomy kombinované - Zálom nůžkový je tvořen dvojicí zkřížených vývrtů a hornina v zálomu je pak namáhána na střih. používají se v měkkých horninách. - Zálom vějířový je buď kombinací jednostranného a mnohostranného sbíhavého zálomu, nebo rozšíření jednostranného sbíhavého zálomu. Z hlediska běžné vrtací techniky je nejvýhodnější vějířový zálom boční.
Přímé zálomy •Všechny vrty jsou rovnoběžné a stejné délky (hloubky) •Některé vrty jsou nenabité a tvoří volnu plochu pro nabité vrty •Nálož je dělená po celé délce vrtu, spotřeba je větší, počin u ústí vrtu •Závislost na velikosti volného vrtu a na přesnosti vrtání, rozteči volného a nabitého vrtu
•Výhody: neomezení zabírky profilem díla,vyšší koeficient využití vývrtů, malý odhoz horniny, jednoduché vrtání
•Nevýhody: omezení kvalitou horniny(pevná a homogenní), vyšší počet zálomových vrtů, rozdílný průměr vrtů, větší spotřeba trhaviny
Zálomy tříštivé, kanadské - zálom je tvořen stejným rovnoběžným vrty stejného průměru v různých sestavách - všechny nabité vrty v zálomu se odpalují současně -nutná velká přesnost při vrtání (vzdálenost mezi vrty cca 10 cm) což omezuje použití
Zálomy válcové, uvolňovací - zálom je tvořen stejným rovnoběžným vrty rozdílného průměru v různých sestavách -průměry nenabitých vrtů jsou 50 až 200 mm -nabité vrty v zálomu se odpalují postupně (časování), z ústí vrtu - nutná velká přesnost při vrtání (vzdálenost mezi vrty cca 10 cm) což omezuje použití
ZÁLOMOVÁ DUTINA - COROMANT
Přechodné zálomy •Zálomy: trychtýřový, stupňovitý, šroubový,drobivý •Výhody stupňovitého zálomu: snadné vrtání, zvětšení zabírky i malých profilech, vysoký koeficient využití vývrtů, malá vzdálenost odhozu, nepoškození výztuže •Trychtýřový zálom – jeden vrt velkého průměru (50-100mm), soustředná nálož u dna •Stupňovitý zálom – oblíbený v tvrdých horninách (rovnoběžné vývrty, různé délky)
Zálom stupňovitý - použití v pevných horninách - soustava rovnoběžných vrtů rovnoměrně rozdělené s různou délkou - časování jednotlivých řad, začínáme od spodu s nejmenší náloží a jednou volnou plochou a postupujeme výše na dvě volné plochy s postupně rostoucí náloží - výhody: snadné vrtání, zvýšení zabírky i v malých profilech, malá rozlet horniny
Šroubový zálom
– měkké horniny, užiti v uhlí, vrty jsou umístěny na kružnici
a mají různou délku Výhody zálomu: libovolné umístění v čelbě, spolehlivost, snadné vrtání, velká teoretická zabírka Drobivý zálom – požití paralelních vývrtů, rozmístění tak aby byly co nejefektnější
ŠROUBOVÝ ZÁLOM
DROBIVÝ ZÁLOM
Bezzálomové ražení Použití soustavy rovnoběžných vrtů stejné délky, které jsou stejně nabíjeny. Vývrty jsou rozmístěny pravidelně. Při odpalu dochází k vzájemnému ovlivnění napěťových vln, což způsobuje rozpojení. Výhody vyšší hodnota zabírky, příznivá kusovitost, využití vývrtu, jednoduché vrtání. Nevýhodou je velmi velký odhoz horniny (až 5 násobek)
TP při ražení dlouhých důlních děl Liniové díla – požití zálomového ražení (hmotnost nálože, délka zabírky, rozmístění vývrtů) Hloubení jam – platí stejná kritéria jako u horizontálních děl, vrty se umísťují do okruhů, vodovzdorné trhaviny
Tunely – záleží zejména na tunelovaní metodě (ražení po lávkách, atd.) Ražení chodeb s přibírkou uhlí – stejná pravidla jako v hornině, dodržování BP!
RAŽENÍ PŘEKOPŮ A ŠTOL -při ražení používáme běžnou technologii TP s použitím zálomového ražení - nejčastěji požíváme stupňovitý a klínový zálom - velikosti teoretické zabírky se mohou pohyboval v 2 až 2,8 m - z prostředků TP požíváme nejčastěji plastické důlní trhaviny s průměrem 22 až 38 mm, elektrické časované rozbušky (Dem, DeP a DeD) a el. roznět náloží - ucpávka může být foukaný písková, vodní - nabíjení je ruční
RAŽENÍ V PLNÉM PROFILU UHLÍ - technologie je stejná jako u překopů - malou měrou přispívá tlak povýbuchových zplodin a detonační tlak na odštěp uhlí - nejdůležitějším faktorem je bezpečnost TP! - požívání důlně bezpečných trhavin a rozněcovadel - velikost nálože se omezuje mezní náloží - měření koncentrace výbušného plynu
RAŽENÍ V ULHLÍ S PŘIBÍRKOU DOPROVODNÝCH HORNIN Dělení způsobu rozpojení: - mechanické rozpojení uhlí a odstřel doprovodné horniny - samostatný odstřel uhlí a horniny - současný odstřel uhlí a horniny (požívá se) - použití obvyklých prostředku TP, bezpečné trhaviny - Výhody: snížení času, zvýšení rychlosti,jednoduší organizace - Nevýhody: nemožná selekce
RAŽENÍ JAM A ŠIBÍKŮ - trhací práce se přizpůsobují tvaru raženého díla - platí stejná pravidla a kritéria - zálomové ražení s přímými kanadskými nebo sbíhavými zálomy - u kruhových profilů se vrty vrtají v soustředných kružnicích - prostředky TP se používají zejména vodovzdorné - roznět se provádí z povrchu nebo z hloubícího patra
Základní parametry při TP Specifická spotřeba trhaviny [kg.m-3]– závisí na mnoha faktorech - pevnost rozpojované horniny (přímoúměrné) - velikost profilu raženého díla (nepřímoúměrně) - pracovní schopnost trhaviny (nepřímoúměrně) - hustota trhavinové masy (nepřímoúměrně) - průměr nálože (nepřímoúměrně)
Qc = qstř.V
- celková hmotnost Qc [kg] stanovujeme z hodnoty qstř.
Počet vývrtů – není nejdůležitěj, ale ovlivňuje kusovitost, kvalitu obrysu, dělení nálože ve vývrtech musí být optimální, rovnoměrně rozdělena Rozmístění náloží v profilu díla – hodnota maximálního směrného odporu (w [m]), kritérium pro rozmístění náloží v profilu
w=
l qp
Metody přesného výlomu Při požití TP je nutno také udržet požadovaný profil, tak aby nedocházelo k nežádoucímu nadvýlomu. Proto používáme tzv. metody OBRYSOVÉ TRHACÍ PRÁCE.
Dimenze hmotnosti nálože v obrysových vrtech: • Aplikace dělené nálože •Rozdílným průměrem nálože a vývrtu •Použití trhaviny s omezeným použitím (DBT, Obrysit)
Rozmístění náloží a jejich časování na obrysu díla (rozteč je menší než záběr, poměr 0,8) Metody OTP: Metoda hladkého výlomu Metoda předštípnutí (presplitting)
Hladký výlom •Podstat je aby nevznikaly radiální trhliny •Obrysové nálože se odpalují současně jako poslední se zpožděním •Uplatňuje se mechanizmus odštěpu, kdy na projektované čáře výlomu musí platit pro odraženou vlnu. σ = σ tlak
tah
Zásady použití: •Aplikace trhavin s malou náložovou hustotou •Sníženi koncetrace obrysové nálože •Dimenze a dodržování hmotností obrysové nálože •Dodržení rozteči obrysových vrtů •Současný roznět všech obrysových náloží
Předštípnutí obrysové čáry Vytvoření souvislé trhliny na projektovaném obrysu ještě před odpálením zálomové nálože. Odpalem sousedních vrtu se šíří vlny které se střetnou a dojde k interferenci obou vln a vzniku napětí jak radiálního tak tangenciálního tim se hornina naštípne. Působením tangenciálního napětí se postupně trhlina rozšíří až spojí oba vrty = > vznik fyzikálního rozhraní.
Trhací práce při hlubinném dobývání nerostů Trhací práce při dobývání uhlí Práce ve výbušném prostředí, práce s otevřeným ohněm, výskyt metanu a uhelného prachu. Příčiny zapálení výbušného prostředí: •Plamen při výbuch obnažené nálože •Plamen nebo jiskra při vyhoření nálože •Elektrická jiskra •Vyfouknutí žhavých částic nebo rozněcovadla •Nedodržení BP
Při špatném provedení TP v uhelných dolech se setkáváme s: •Vyfouklou náloží (při výbuchu je volně vyhozena a detonuje mimo vrt) •Hranová nálož (ovlivnění předchozí náloží, kdy dochází obnažení nálože a výbuch ve žlábku) •Štěrbinová nálož (výbuch sousedních vytvoří štěrbinu a v ní pak detonuje) •Deflagrovaná nálož (snížení detonace na detonační hoření –překážky mezi náložkami)
Trhací práci v dolech můžeme dělit na: •TP při vlastnim dobývání •TP pro rozrušování uhelného pilíře •TP pro uvolnění nadloží sloje (umělý zával) Používání TP při dobývání v uhlí bývá zřídka, použití obvykle vějířového zálomu a elektrický roznět s milisekundovým časováním. Při použití TP v plynujících uhelných dolech je potřeba dbát na bezpečnost a to zejména : zjišťování množství plynů, opatrnost při el. roznětu, snížení prašnosti, správně umísťovat vrty a dbát na jejich správné časování, dodržovat hodnotu mezní nálože u DBT,… . Při výskytu metanu je povolená hranice 1%!
Trhací práce při dobývání rud Závisí zejména na dobývací metodě Metody TP:
- Řadové uspořádání náloží - Skupinové uspořádání náloží - Vějířové uspořádání náloží - Aplikace soustředných náloží
Trhací práce na povrchu
Řadový odstřel: vrty v jedné řadě (>Ø50mm), 3 druhy vrtů
Clonový odstřel: nejefektivnější hromadný odstřel, vrty Ø50 200mm, vrty jsou na celou výšku stěny, a jsou max. ve 3. řadách šachovnicovitě uspořádány. Podmínky použití:
- Výkonná vrtací souprava - Sklon lomové stěny 60°-90° - Výška stěny min 10 m - Pevná hornina (stabilita vrtu)
Hodnota záběru:
w = 40.d
Podvrtání etáže:
h =0,25.w
Rozteč vývrtů v řadě:
l = 0,8.w
Clonový odstřel: výhody •
Velká mechanizace dobývacího cyklu
•
Velká kapacita odstřelu
•
Vysoká produktivita práce
•
Rovnoměrná kusovitost
Clonový odstřel: nevýhody •
Závislost na vrtací soupravě
•
Úprava etáže pro pojezd soupravy
•
Závislost všech prací na povětrnostních podmínkách
•
Závislost na hornině, musí být homogenní
Plošný odstřel: obdoba clonového odstřelu, použití více řad, nálož je umístěna na dně a působí směrem ke koruně, tim roste i spec. spotřeba trhaviny, nevýhoda je malá výška etáže.
Komorový odstřel: jde o systém soustředěných náloží o značné hmotnosti, které navzájem působí. Nálože jsou v komorách, které jsou vyraženy v horninovém bloku. Počet řad závisí na velikosti lomu (výška a sklon stěny). Pro ucpání komor se používá obvykle rubaniny z ražby. Výhody:
- Nezávislost na strojním vybavení - Velká kapacita rozpojené horniny - Nezávislost přípravných prací na povětrnostních
podmínkách Nevýhody:
- Nerovnoměrná fragmentace - Nebezpečí velkého rozletu horniny a seismické zatížení - Neumožňuje selektivní těžbu - Špatná stabilita nové stěny
Komorový odstřel
Kombinovaný odstřel: kombinace soustředných náloží v komorách a táhlých náloží ve vrtu
Sekundární rozpojování: rozpojování nadměrných kusů rozpojené horniny vzniklé při primárním odstřelu. Pro rozpojování používáme: Příložné nálože (trhaviny s vysokou detonační rychlostí) Nálože ve vrtech (hloubka vrtu ve 2/3 výšky)
Škodlivé účinky výbuchu •Vzdušná tlaková vlna •Nežádoucí rozlet •Seismické účinky Odpalem nálože vzniká rázová vlna a ta se postupně v závislosti na vzdálenosti odpalu klesá a mění je její amplituda a klesá i rychlost šíření. Rázové vlny nemají periodický charakter, proto jsou horší objemové vlny. Prostředím se šíří podélné a příčné vlny. Nejnebezpečnější jsou vodorovné složky podélných vln, které jsou charakterizovány amplitudou, frekvencí a rychlostí kmitání. Posouzení škodlivosti seismických účinků na povrchovou zástavbu provádíme dle normy ČSN 73 0040. Snížení seismických účinků •Snížení celkové hmotnosti (např. zkrácení zabírky,..) •Rozdělení celkové hmotnosti na větší počet dílčích hmotností, použití časovaných náloží (DeM, DeD, DeP)
