Файл: Кутузов Б.Н. Взрывное и механическое разрушение горных пород учеб. пособие.pdf

залегании пластов, заряжание скважин производится рассредоточен­ ными зарядами ВВ, подсоединенными к ДШ, проложенному по всей длине скважины. Скважины с зарядами часто заполняют водой. Достоинство метода заключается в хорошем дроблении угля и не­ значительном пылеобразовании при отбойке.

Отбойка руды. В настоящее время подземная разработка место­ рождений полезных ископаемых производится в основном с отбой­ кой руды взрывным способом. Трудоемкость отбойки достигает 40— 50% общей трудоемкости очистной выемки.

Отличительными особенностями ведения буровзрывных работ в подземных условиях являются: разнообразие горно-геологических условий залегания и способов разработки рудных тел; неразрывная связь буровзрывных работ с технологией отработки месторождения и с применяемым горным оборудованием; разнообразие методов веде­ ния буровзрывных работ; изменение физико-механических свойств горных пород в зависимости от глубины залегания; необходимость проектирования буровзрывных работ с учетом поддержания или обрушения налегающих пород при минимально возможных потерях и разубоживании горной масссы.

По условиям залегания, разработки рудных тел и способам веде­ ния буровзрывных работ месторождения могут быть разделены на следующие группы: рудные тела, отрабатываемые камерными система­ ми разработки с отбойкой скважинными зарядами; то же, с минными зарядами; мощные пологие месторождения, разрабатываемые шнуро­ выми зарядами (с применением самоходного оборудования); маломощ­ ные жильные и пластовые месторождения, отрабатываемые шпуро­ выми зарядами; месторождения со специфическими условиями веде­ ния буровзрывных работ.

Отбойка руды скважинными зарядами диаметром 40—190 мм. При­ менение зарядов увеличенного диаметра наиболее перспективно при разработке мощных месторождений крепких руд с применением боль­ шегрузного погрузочно-доставочного оборудования и большим раз­ мером кондиционного куска (свыше 0,7 м). Отбойка руды зарядами увеличенного диаметра успешно применяется на Тырныаузском, Лениногорском, Зыряновском и на других месторождениях. Примене­ ние зарядов уменьшенного диаметра целесообразно при разработке месторождений средней мощности системами разработки с поэтажной выемкой при небольшом размере кондиционного куска (0,4—0,5 м). Этот способ отбойки широко применяется в Швеции (рудники «Кируна», «Мальмбержет») и в Канаде (рудник «Флин-Флон»).

мости подготовительно-нарезных работ, высоких требованиях к ка­ честву отбитой горной массы, необходимости четкого оконтуривания массива, высокой стоимости бурения скважин.

участках отбиваемого массива, что в ряде случаев улучшает качество его дробления.

По направлению действия взрыва в пространстве различают от­

емки

(рис. 108). Выбор рациональной схемы производится с учетом пре­ обладающей трещиноватости массива и принятой системы разработки.

По условиям действия взрыва применяют отбойку руды н а о т ­ к р ы т о е в ы р а б о т а н н о е п р о с т р а н с т в о с о д н о й

При начале работ в камере проходят восстающий, в результате расширения которого образуется отрезная щель и на нее ведется отбойка (рис. 109).

В процессе отбойки руды в камере образуется пустое пространство, которое в дальнейшем заполняется обрушенной с боков и потолка камеры породой. Анализ дроблепия руды с изменением параметров

6

1

Рис. 109. Последовательность работ по отбойке руды в камере:

отрезной щели или компенсационного пространства показывает, что выход крупных кусков увеличивается с увеличением размеров от­ резной щели. Это объясняется тем, что при небольшом размере ком­ пенсационного пространства летящие куски руды подвергаются до­ полнительному дроблению при ударе о противоположную стенку камеры. С удалением отбиваемого слоя от стенки эффект дробления от соударения снижается.

Для повышения устойчивости камер на ряде рудников СССР при­ меняется взрывание на разрушенную ранее породу, заполнившую выработанное пространство камеры. При взрывании происходит

уплотнение прилегающих к взрываемому массиву разрушенных по­ род и их смещение до 3 м в зоне контакта со взрываемым массивом. Зона уплотнения имеет размеры 20—30 м. Общий коэффициент раз­ рыхления руды в уплотненном участке должен быть не менее 1,2. При более низких коэффициентах разрыхления происходит пере­ уплотнение руды, что затрудняет ее выпуск из камер. При таком взрывании энергия, не расходуемая на отбрасывание породы, ис­ пользуется на дополнительное дробление, что обеспечивает сниже­ ние выхода крупных кусков. Кроме того, если создать в блоке ком­ пенсационный объем из расчета, чтобы после взрыва общий коэф­ фициент разрыхления руды был ^1,2 . можно за один прием взорвать весь блок. Особенно эффективно расположение компенсационной щели в середине блока при встречном взрывании. Физическая сущ­ ность явлений и методика расчета зарядов при блоковом взрывании с малым объемом компенсационного пространства изучены пока слабо, и работы в этом направлении продолжаются.

При отбойке руды в камерах массив обуривают из буровых вы­ работок, имеющих следующие сечения: при бурении скважин маши­ нами с погружным пневмоударником 2,5 X 2,5 м; при шарошечном бурении З X 3 м; при бурении выносными пневмоударниками облег­ ченного типа 2 X 2 м.

Анализ многолетней практики отбойки позволяет рекомендовать следующую глубину скважин: 10—15 м при бурении мощными пер­ фораторами КС-50, ПТ-55, ПТ-65; 15-20 м - станками БУ-70; 2 0 - 40 м — станками с погружными пневмоударниками (НКР-ЮОм, НКР-85) 30 м станками шарошечного бурения.

Основным фактором, определяющим качество дробления, яв­ ляется расход ВВ на отбойку. Оптимальное его значение опреде­ ляется на основе экономико-математического моделирования очист­ ной выемки единицы объема (веса) с учетом затрат на подготовительнонарезные работы, потерь и разубоживания руды.

Значения теоретического расхода ВВ на дробление руды в зави­ симости от коэффициента крепости пород

при веерном расположении скважин он принимается 1,1—1,2, при ярусном 1,3—1,5.

даются коэффициентом сближения скважинных зарядов, который

Величина коэффициента к1 составляет при параллельном распо­ ложении скважин 0,8—0,9, при веерном 0,7—0,8 и при ярусном 0,5— 0,7. Параметры параллельного расположения скважин определяют