Файл: Кутузов Б.Н. Взрывное и механическое разрушение горных пород учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 199
Скачиваний: 5
Г л а в а V I I I
РЕГУЛИРОВАНИЕ СТЕПЕНИ ДРОБЛЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ВЗРЫВОМ
§47. Степень дробления горных пород взрывом
иметоды ее определения
Крупность взорванной горной массы характеризуется степенью дробления (кусковатостью). Наиболее полно степень дробления ха рактеризуется гранулометрическим составом горной массы, выражен ным в виде простых или кумулятивных кривых (рис. 81). Практиче ское определение таких гранулометрических характеристик сложно
а |
|
5 |
% Выхода |
|
I % Выхова |
30 |
|
|
го |
|
|
w |
|
|
1,0 1,5 2,0 |
2,5 J,ff |
4,0 4,5 >2,0 >2,5 >J,0 |
Размер /уст, |
м |
Крупность класса,м |
Гис. 81. Изображение |
гранулометрического со |
става горной массы в виде простых (о) и куму лятивных (б) кривых
и трудоемко. Поэтому обычно пользуются следующими характери
стиками: о т н о с и т е л ь н ы м |
в ы х о д о м к р у п н ы х ( н е |
г а б а р и т н ы х ) к у с к о в |
и их гранулометрическим составом; |
о т н о с и т е л ь н ы м в ы х о д о м м е л к и х к у с к о в ; с р е д
н и м д и а м е т р о м к у с к а горной массы; ч и с л о м |
н е |
г а |
б а р и т н ы х к у с к о в н а ї м 3 горной массы. Между |
этими |
ха |
рактеристиками существуют четко выраженные соотношения, опре деляемые закономерностями дробления при взрыве.
Основное влияние на показатели работы погрузочных машин, производительность выпуска руды из камер и расходы на вторичное дробление оказывает выход крупной негабаритной фракции при
взрыве. Этой фракцией чаще всего и характеризуют качество взрыва. На ряде предприятий переизмельченное полезное ископаемое бра куется или реализуется по сниженным ценам. В этом случае важней шей характеристикой качества взрыва по дроблению является про цент отходов.
При поточной и циклично-поточной технологии важно знать ха рактеристику крупности всей взорванной массы. Для этого качество взрыва оценивают по среднему диаметру куска.
При исследованиях иногда степень дробления оценивают величи ной вновь образованной поверхности, отношением объема массива, приходящегося на один заряд до взрыва, к среднему диаметру куска.
При практических расчетах и в исследованиях применяют следу ющие методы определения выхода негабарита и гранулометрического
состава породы после |
взрыва. |
|
|
П о ш т у ч н ы й |
у ч е т обмером всего |
негабарита, |
подлежа |
щего вторичному взрыванию. |
|
|
|
П л а н и м е т р и ч е с к и е м е т о д ы |
измерения, |
при кото |
рых выход негабарита определяется как отношение суммарной пло щади негабаритных кусков (выбранной крупной фракции) в плане к площади, на которой проводятся измерения.
При ф о т о п л а н и м е т р и ч е с к о м м е т о д е развал фо тографируют и подсчитывают выход негабарита по фотографиям. При этом учитывают геометрические искажения масштаба при фото графировании развала не под прямым углом.
По с т е р е о ф о т о г р а м м е т р и ч е с к о м у методу можно оценивать гранулометрический состав взорванной горной массы.
При к о л и ч е с т в е н н о м м е т о д е подсчитывается число негабаритных кусков, находящихся на измеренной площади. Число
штук негабарита на 1 м3 горной массы вычисляют по формуле |
|||||
|
|
|
|
( |
V I I U ) |
где п — число негабаритных кусков на площади замера SH1 |
м2 . |
||||
Выход негабарита |
вычисляют |
по формуле |
|
||
|
|
VH = NVcp, |
|
(VIII.2) |
|
где У с р |
— средний объем негабарита, |
м3 . |
|
||
При |
л и н е й н о м |
м е т о д е |
по |
развалу через определенный |
интервал проводят линии и измеряют длину негабаритных кусков, пересеченных каждой линией. Выход негабарита определяют как
отношение суммарной длины негабаритных кусков |
к суммарной |
длине линии 2 L |
|
T/H = ~ L 1 0 0 , %• |
( v m - 3 ) |
При с и т о в о м а н а л и з е или выборочных объемных изме рениях средний диаметр куска горной массы определяют по формуле
где d(- — диаметр среднего куска данной фракции (середина класса), см;
Vt — выход кусков данной фракции, %.
§ 48. Зоны дробления трещиноватого массива
Разрушаемый взрывом массив горных пород разбит системой трещин, интенсивность которых определяется его генетическими и тектоническими особенностями. Трещины оказывают экраниру ющее действие на распространение энергии взрыва, локализируют разрушение отдельностей, расположенных вокруг заряда.
Чем больше размер взрываемого массива, тем более неравно мерно распределение энергии взрыва по нему и тем большее коли чество отдельностей разрушается от их механического взаимодействия при со
ударении.
Во взрываемом массиве можно вы делить две характерные зоны дробле ния (рис. 82). В непосредственной бли зости от заряда все отдельности раз рушаются на значительное число кусков
|
от действия волн напряжений и давле |
|||||
|
ния газов |
взрыва. Эту зону |
называют |
|||
|
з о н о й р е г у л и р у е м о г о |
д р о б |
||||
|
л е н и я . |
Размеры зоны увеличиваются |
||||
Р и с . 82. Характерные зоны |
с увеличением |
диаметра заряда |
ди |
|||
скретно, т. е. |
на одну, две, три, |
раз |
||||
дробления взрываемого трещи |
||||||
новатого массива: |
рушаемые |
отдельности. |
|
|
1 — зона регулируемого дробления; |
Отдельности, слагающие |
остальной |
|||
2 — зона практически нерегулируе |
объем |
взрываемого |
массива, |
разруша |
|
мого дробления |
|||||
|
ются |
в |
результате |
динамического воз |
|
действия на него породы |
зоны |
регулируемого |
дробления. Разру |
шение отдельностей в этой зоне носит вероятностный характер: от дельность разрушается на две-три части, если в ней имеются де фекты или неоднородности, ослабляющие ее в отдельных сечениях.
По |
этим |
ослабленным сечениям и происходит дробление отдельности. |
||||
Эту |
зону |
называют |
з о н о й |
п р а к т и ч е с к и |
н е р е г у л и |
|
р у е м о г о д р о б л е н и я . |
Задача регулирования |
дробления |
||||
состоит в том, чтобы |
тем или иным способом увеличить |
объем зоны |
регулируемого дробления и максимально уменьшить зону практи чески нерегулируемого дробления.
§ 49. Методы регулирования степени дробления горных пород
Методы регулирования дробления можно разделить в зависимо сти от диапазона их влияния на конечный результат взрыва на два класса (табл. 17).
Т а б л и ц а 17 Регулирование степени дробления параметрами взрывания
Класс |
|
Параметры |
|
|
||
I |
Расчетный расход |
В В , |
диаметр |
заряда, |
||
|
величина |
с. п. п . , |
сетка |
расположения |
||
I I |
зарядов |
|
|
зарядов, |
высота |
|
Вид В В , конструкция |
||||||
|
уступа, |
последовательность |
взрывания, |
|||
|
схема и |
интервал замедления, |
число р я |
дов скважин, материал забойки
Пределы регулирования выхода негабарита, %
(1-0,1) vH
(0,1-0,01) vH
Из параметров I класса основными являются расчетный рас ход ВВ и диаметр заряда, остальные параметры производные и за висят от величины расхода ВВ. Изменяя параметры I класса, можно достигнуть желаемого дробления пород любой категории.
Возможности регулирова ния дробления параметрами I I класса ограничены преде лами точности опыта (10— 15%), а потому их количе ственная оценка на совре менном этапе развития науки о взрыве затруднена.
Рассмотрим физическую сущность регулирования дро бления каждым параметром.
Рис. 83. Силовые схемы механического.(в) и взрывного (б) дробления
Расчетный расход ВВ. Для разрушения данного объема породы до определенной крупности требуется затратить некоторое количество энергии. С увеличением степени измельчения удельный расход энер гии (энергоемкость) увеличивается.
От механического взрывное дробление отличается односторонней схемой приложения сил (рис. 83), а также тем, что трещины экрани руют распространение энергии при взрыве, уменьшают возможность дробления и в некоторых случаях требуют увеличения расхода энер гии для достижения требуемого дробления.
При увеличении удельного расхода ВВ сначала интенсивно уси ливается дробление массива (рис. 84), а затем наступает состояние насыщения массива энергией взрыва и энергия расходуется беспо лезно. Увеличение интенсивности дробления при этом прекращается и кривая изменения выхода негабарита становится почти параллельной
10* |
147 |
оси абсцисс. Кривая будет выполаживаться также вследствиевлияния зоны практически нерегулируемого дробления. При малом диаметре заряда кривая пройдет ниже и в некоторых случаях можег достигнуть оси абсцисс (выход негабарита будет равен нулю). При
большом диаметре заряда |
|
(>200 |
мм) кривая |
пройдет |
выше |
и при |
|||||||||||||||
любом |
расходе |
ВВ будет |
иметь |
место выход негабарита |
|
F H 2 |
и У н 3 . |
||||||||||||||
Кривые |
сверху |
|
пересекут |
ось ординат в точке, которая |
|
характе |
|||||||||||||||
ризует |
содержание |
негабаритных отдельностей |
в |
массиве |
пород |
||||||||||||||||
до |
|
взрыва. |
В |
зависимости от |
категории |
трещиноватости |
пород |
||||||||||||||
и |
абсолютного |
|
размера |
|
негабарита |
содержание |
негабарита |
мо |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
жет |
составлять |
от нуля |
до |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100% |
объема |
|
взрываемого' |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
массива. |
Выбор |
рациональ |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ного |
расхода |
ВВ |
является |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
технико-экономической зада |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чей, |
решаемой на основе под |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
счета |
конечной |
|
|
стоимости |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
добычи |
|
полезного |
|
ископае |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мого |
по |
всем |
|
процессам. |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Однако |
|
в большинстве |
слу |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чаев следует стремиться к по |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лучению в результате |
взрыва |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
выхода |
|
негабарита |
близкого- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к нулю. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рис. |
84. |
Зависимость |
выхода |
негабарита |
В. К. Рубцов |
предложил |
|||||||||||||||
|
|
от расчетного расхода |
|
В В : |
|
принять |
прямолинейную |
за |
|||||||||||||
|
|
И Vh 3 |
— выход негабарита из зоны практи |
||||||||||||||||||
VH 2 |
|
висимость выхода |
негабарита |
||||||||||||||||||
чески |
нерегулируемого |
дробления |
соответственно |
от |
расхода |
ВВ. Расход В В |
|||||||||||||||
|
|
при диаметре |
заряда d2 |
и ds |
|
||||||||||||||||
|
vн —>- и |
|
|
|
|
|
|
|
для данного диаметра |
заряда |
|||||||||||
и |
может |
оыть |
|
найден |
в |
точках |
|
пересечения |
прямых |
с осью абсцисс по двум точкам (см. рис. 84) исходя из двух вариантов:
а) |
одна точка на оси ординат характеризует содержание |
негабарита |
Ун |
в массиве до взрыва, точка А — опытный взрыв с удельным рас |
|
ходом <7Х; б) две точки получены из опытных взрывов |
при суще |
ственно разных удельных расходах ВВ q2 и qa (точки А и В). Соеди няя эти точки прямой и продолжая ее до оси абсцисс, найдем расход ВВ q0, обеспечивающий получение нулевого выхода негабарита. В эту величину могут быть внесены поправки в соответствии с тех нологическими ограничениями ширины развала породы, требуемых размеров рабочих площадок уступов и других параметров.
На современных карьерах характерны тенденции увеличения рас
хода ВВ с 0,4 до 0,8 кг/м3 |
и более, так как это в конечном счете по |
|||||
зволяет благодаря |
улучшению |
дробления |
повысить техник о-эконо |
|||
мические |
показатели работы |
карьера. |
|
|
||
Диаметр заряда, |
л. н. с. (с. п. п.) и сетка расположения скважин. |
|||||
Практикой |
установлено, |
что |
для каждой категории |
пород |
||
существует линейная зависимость вида W = Ы (рис. 85). С увели |
||||||
чением диаметра заряда |
процент выхода |
крупных фракций |
при |