Буровзрывные работы. Лабораторный практикум

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

А.А. Бер, В.А. Шмурыгин, Л.М. Бер, К.М. Минаев 

БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ

Лабораторный практикум

Рекомендовано в качестве учебного пособия

Редакционно-издательским советом

Томского политехнического университета

Издательство 

Томского политехнического университета 

2016

УДК 622.233(075.8)
ББК 33.13я73

Б91

Бер А.А.

Буровзрывные работы. Лабораторный практикум : учебное 

пособие / А.А. Бер, В.А. Шмурыгин, Л.М. Бер, К.М. Минаев ; Томский политехнический университет. – Томск : Изд-во 
Томского политехнического университета, 2016. – 132 с.

ISBN 978-5-4387-0695-3

Пособие содержит указания для выполнения лабораторных работ, 

предназначенные для отработки и закрепления таких навыков, как выбор 
оборудования и инструмента для бурения шпуров, определение основных 
параметров взрыва, расчет взрывных сетей, составление паспорта буровзрывных работ и определение глубины прострелочных работ. 

Предназначено для студентов 3-го курса, обучающихся по направлению 

21.05.03 «Технология геологической разведки».

УДК 622.233(075.8)
ББК 33.13я73

Рецензенты 

Доктор технических наук, профессор 

технический консультант Тульского научно-исследовательского 

геологического предприятия

В.И. Власюк

Доктор технических наук

С.Я. Рябчиков

ISBN 978-5-4387-0695-3
© ФГАОУ ВО НИ ТПУ, 2016
© Бер А.А., Шмурыгин В.А., Бер Л.М., 

Минаев К.М., 2016

© Оформление. Издательство Томского 

политехнического университета, 2016

Б91

СОДЕРЖАНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................... 4 

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ ....................................................... 5 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 ............................................................... 6 
Тема: «Изучение и выбор породоразрушающего инструмента  
при ударно-поворотном бурении шпуров» .............................................. 6 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 ............................................................. 12 
Тема: «Изучение конструкций и принципа действия  
пневматических перфораторов и электросверл» ................................... 12 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 ............................................................. 37 
Тема: «Определение кислородного баланса  
взрывчатых веществ» ............................................................................... 37 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4 ............................................................. 46 
Тема: «Определение основных параметров взрыва» ............................ 46 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5 ............................................................. 51 
Тема: «Огневое взрывание» ..................................................................... 51 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6 ............................................................. 71 
Тема: «Электрическое взрывание» ......................................................... 71 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7 ............................................................. 90 
Тема: «Расчет и составление паспорта буровзрывных работ (БВР) 
при проведении горной выработки» ....................................................... 90 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8 ........................................................... 110 
Тема: «Определение глубины вскрытия  
пулевыми перфораторами» .................................................................... 110 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9 ........................................................... 122 
Тема: «Определение параметров сигналов при взрыве» .................... 122 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ......................................................................................... 124 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ....................................................................... 125 

ГЛОССАРИЙ ............................................................................................. 127 
 

ВВЕДЕНИЕ 

Расширение минерально-сырьевой базы возможно только за счет 
повышения производительности всех видов геолого-разведочных работ. 
Сочетание горно-разведочных работ с бурением, геофизическими  
и другими методами изучения месторождений полезных ископаемых 
позволяют значительно повысить эффективность геологической разведки. Одним из наиболее дешевых и мобильных источников энергии,  
используемой в горной промышленности является энергия взрыва.  
Сущность взрывных работ состоит в эффективном и безопасном 
использовании энергии взрывчатого вещества для выполнения технологических процессов и операций.  
В геологической разведке энергию взрыва используют при проходке разведочных выработок, а также для образования сейсмовзрывных 
волн в породных массивах при сейсморазведке, в нефтяной и газовой 
промышленности – при прокладке нефтепроводов и газопроводов  
в скальных породах и на болотах, а также при торпедировании и простреливании скважин.  
Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных работ 
написано в соответствии с программой курса «Буровзрывные работы».  
Задача данного пособия – дать минимум знаний и навыков, необходимых для активного использования взрывных процессов и взрывчатых веществ в свой будущей практической деятельности, подготовить 
специалиста для руководства взрывными работами.  
 
 
 
 

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ  

БВР – буровзрывные работы 
ВВ – взрывчатое вещество 
ВМ – взрывчатые материалы 
ЗП – зажигательный патрон 
КД – капсюль-детонатор 
ОШ – огнепроводный шнур 
ОША – огнепроводный шнур асфальтированный 
ОШДА – огнепроводный шнур двойное асфальтирование 
ОШП – огнепроводный шнур пластикатный 
ПК – перфоратор колонковый 
ПП – переносной перфоратор 
ПТ – перфоратор телескопный 
СИ – средства инициирования 
ЭД – электродетонатор 
ЭДЗД – электродетонатор замедленного действия 
ЭДКЗ – электродетонатор короткозамедленного действия 
 
 
 
 
 
 
 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 

Тема: «Изучение и выбор породоразрушающего инструмента 
при ударно-поворотном бурении шпуров» 

1. Цель работы 

Целью работы является приобретение навыков в выборе породоразрушающего инструмента при ударно-поворотном бурении шпуров.  

2. Порядок выполнения работы 

1. Студент определяет исходные данные для своего варианта  
из табл. 1.1 (номер варианта определяется порядковым номером в групповом журнале либо по согласованию с преподавателем).  
2. Описать генезис горной породы и охарактеризовать ее с учетом 
физических, механических, деформационных и горно-технологических 
свойств.  
3. Выбрать и обосновать тип и марку породоразрушающего инструмента.  
4. Структура отчета: 
– титульный лист; 
– цель работы; 
– описание основной части с рисунками, чертежами и характеристиками выбранного породоразрушающего инструмента, выполненными в соответствии с требованиями по оформлению; 
– выводы. 

3. Основные теоретические сведения 

Буровзрывные работы являются первым этапом технологического 
процесса 
проведения 
подземных 
горно-разведочных 
выработок.  
От принятых решений и полученных результатов на данном этапе зависит эффективность всего технологического процесса.  
Буровзрывные работы состоят из двух последовательно выполняемых самостоятельных процессов:  
1) бурение шпуров;  
2) заряжание и взрывание ВВ.  
При проведении геолого-разведочных выработок наиболее широко 
используются бурильные машины ударно-поворотного действия (перфораторы). 

Таблица 1.1 
Исходные данные для выполнения работы 

№ 
вар.  
Наименование горных 
пород 

Исходные данные 

Диаметр  
бурильного  
инструмента, мм 

Коэффициент 
крепости пород, f 

Категория пород 
по ЕНВ 

Категория по  
трещиноватости 

Группа пород  
по абразивности 

1 
Аргиллиты 
36 
6 
XII 
III 
II 

2 
Лимониты 
43 
7 
IX 
I 
I 

3 
Туфопесчаники 
40 
10 
XIV 
III 
III 

4 
Алевролиты 
40 
6 
XI 
III 
II 

5 
Кремнистый сланец 
60 
15 
XVI 
III 
IV 

6 
Антрацит 
43 
2 
VIII 
II 
I 

7 
Медный колчедан 
40 
8 
XIII 
V 
II 

8 
Брекчия 
46 
4 
X 
II 
III 

9 
Песчаники аркозовые 
40 
7 
XII 
IV 
III 

10 
Известняки 
43 
9 
XIII 
III 
II 

11 
Конгломераты 
52 
6 
XII 
III 
I 

12 
Андезиты выветрелые 
46 
9 
XIII 
II 
III 

13 
Средней крепости угли 
43 
8 
XIII 
II 
I 

14 
Песчаники 
46 
9 
XIV 
IV 
IV 

15 
Дуниты выветрелые 
50 
13 
XVI 
IV 
III 

16 
Конгломераты 
45 
7 
XII 
III 
V 

17 
Крепкие угли 
40 
7 
XIII 
II 
I 

18 
Бокситы 
52 
6 
XII 
V 
III 

19 
Лимониты 
43 
4 
IX 
I 
I 

20 
Песчаники медистые 
43 
9 
XIII 
V 
V 

21 
Туфопесчаники 
52 
9 
XIV 
IV 
IV 

22 
Аргиллиты 
52 
6 
XII 
III 
II 

23 
Змеевики 
65 
6 
XII 
IV 
III 

24 
Известняки 
43 
9 
XIII 
III 
I 

25 
Алевролиты 
56 
6 
XI 
III 
II 

26 
Песчаники кремнистые 
43 
9 
XVI 
IV 
IV 

Перфораторы работают по принципу нанесения периодических 
ударов поршня-ударника по хвостовику штанги, с которой соединён породоразрушающий инструмент (коронка). Частота ударов может колебаться в диапазоне 28,3…43,0 с–1.  

3.1. Буровые коронки 

Для удовлетворения всего разнообразия горно-геологических условий коронки выпускаются следующих типов: долотчатые, крестовые, 
штыревые (рис. 1.1).  

 
Рис. 1.1. Основные типы ударных коронок: 
А – долотчатые; В – крестовые и трехперые; С – штыревые 

Область применения породоразрушающего инструмента определяется абразивностью, трещиноватостью и крепостью горных пород.  
Для перфораторов и станков вращательно-ударного действия применяются следующие типы коронок: КДП (долотчатые пластинчатые) – 
для бурения вязких монолитных пород; ККП (крестовые пластинчатые) – вязких трещиноватых и абразивных; КДШ (долотчатые штыревые) – хрупких, монолитных; КТШ (трехперые штыревые) – хрупких, 
монолитных и трещиноватых; КНШ (неперетачиваемые штыревые) – 
хрупких абразивных.  
Коронки должны изготавливаться с конусным или резьбовым присоединительным отверстием. Коронки с резьбовым соединением должны иметь левую круглую или круглоупорную резьбу. Основные типы 
коронок представлены на рис. 1.2.  

 
Рис. 1.2. Основные типы ударных коронок: 
а – с конусным соединением; б – с резьбовым соединением 

Коронка состоит из корпуса с посадочным конусом и пера, в которое впаяна пластинка твердого сплава, имеющая режущую кромку.  
В корпусе коронки имеются отверстия, предназначенные для выхода 
промывочной воды или отсоса пыли. Диаметр лезвия коронки несколько больше диаметра ее корпуса. Конус коронки имеет небольшую величину, что облегчает выход буровой мелочи из шпура и извлечение бура 
по окончании бурения, уменьшает потери на трение стали о породу.  
Коронки армируются пластинками или штырями из твердого сплава ВК (вольфрам-кобальт, ВК-8В, ВК-15). Угол заточки коронок в градусах для пород ниже средней крепости 70…80, пород средней крепости и крепких – 80…90, для крепчайших пород – 90…110.  

3.2. Рекомендации по эксплуатации буровых коронок 

Правильная эксплуатация коронок является необходимым условием высокой производительности и экономичности бурения.  
Для восстановления и переточки буровых коронок диаметром 
32…60 мм для перфораторного бурения используют специализированные заточные станки. Восстановление осуществляется в бурозаправочных мастерских.  
Перед началом бурения необходимо тщательно осмотреть бурильную коронку, убедиться в отсутствии дефектов (трещин и выкрашиваний твердосплавной пластины, завальцовки промывочных отверстий, 
неправильной заточки), осмотреть сопрягаемые поверхности штанги  
и коронки.  
Недопустимы удары по твердосплавному лезвию коронки металлическими предметами.  
При бурении давление сжатого воздуха, поступающего к перфоратору, должно соответствовать паспортным характеристикам, но не менее 0,6 МПа. Забуривание шпуров должно производиться при пониженном давлении сжатого воздуха 0,2…0,3 МПа. Плоскость забоя,  
на которой производится забуривание, должна быть по возможности 
перпендикулярной к продольной оси коронки. Расход промывочной 
жидкости должен быть не менее 15…20 л/мин. Бурение абразивных пород должно осуществляться с более интенсивной промывкой. Бурение 
производится до допустимого износа лезвия коронки, после чего она 
заменяется.  
В зависимости от горнотехнических условий износ лезвия буровой 
коронки бывает фронтальным или диаметральным. 
При фронтальном износе ширина площадки притупления должна 
быть не более 2,5 мм на расстоянии не более 5 мм от периферии пластины.  

При диаметральном износе максимальная высота участка, на котором образовалась обратная конусность на буровой коронке, не должна 
превышать 6 мм. Измерение всех видов износа производится с помощью специального шаблона.  
От качества заточки коронок зависит их эксплуатационная стойкость. 
При заточке буровых коронок необходимо: 
 проверить размер лезвия специальным шаблоном; 
 заточить коронку, употребляя круг соответствующего размера; 
 заточка долотчатых коронок производится кругами плоского 
профиля типа ПП или чашечными типа ЧП на станках В3130М; 
 заточка крестовых коронок производится абразивными кругами, 
заправленными под углом 132 градуса.  

Контрольные вопросы для повторения и самопроверки  

1. 
Назовите механические способы разрушения горных пород.  
2. 
Дайте определение крепости горных пород. Как классифицируются 
горные породы по крепости? 
3. 
Дайте определение трещиноватости горных пород. Как классифицируются горные породы по трещиноватости? 
4. 
Дайте определение абразивности горных пород. Как классифицируются горные породы по абразивности? 
5. 
Какие основные типы коронок существуют? 
6. 
Перечислите виды соединений буровых коронок с буровой штангой.  
7. 
Чем армируется рабочая часть буровой коронки? 
8. 
Назовите требования, предъявляемые к буровой коронке перед началом бурения.  
9. 
Назовите требования, предъявляемые к буровой коронке при бурении.  
10. Назовите требования, предъявляемые к буровой коронке при износе.