Файл: Кутузов, Б. Н. Взрывные работы учебник.pdf

пройдет ниже и в некоторых случаях может достигнуть оси абс исс (выход негабарита будет равен нулю). При большем диаметре заряда (>200 мм) кривая пройдет выше и практически при любом расходе ВВ в этом случае не удастся получить нулевой выход негабарита, а будут

вмассиве пород до взрыва. В зависимости от категории трещино­ ватости пород и абсолютного допустимого размера куска на пред­ приятии эта величина может меняться от 100% от объема взрываемого массива до нуля. Выбор рационального расхода ВВ — это технико­ экономическая задача, решаемая на основе подсчета конечной стоимости добычи полезного ископаемого по всем процессам. Однако

вбольшинстве случаев следует

Рациональные расходы ВВ для данного диаметра заряда полу­ чаются в точке пересечения прямой с осью абсцисс. Этот расход ВВ легко находится по двум точкам (рис. 112), исходя из двух вариантов подхода к решению этой задачи: одна точка находится на оси ординат и характеризует содержание негабарита в массиве до взрыва Ун м; вторая точка — выход негабарита при опытном взрыве с удельным расходом q2, две точки выхода негабарита на графике получены из опытных взрывов при существенно разных удельных расходах ВВ q2 и q1.

Соединив эти точки и продолжив прямую до пересечения с осью абсцисс, получим искомый расход ВВ ql для получения нулевого выхода негабарита. Очевидно, на величину найденного удельного расхода ВВ будут наложены технологические ограничения ширины развала породы, исходя из существующих рабочих площадок усту­ пов и т. д.

Современные тенденции на карьерах характерны увеличением расходов ВВ с 0,4—0,5 до 0,7—0,8 кг/м3 и более, так как это в конеч­ ном счете позволяет путем улучшения дробления улучшить техникоэкономические показатели работы погрузочно-транспортного обору­ дования и карьера в целом. Кроме того, с увеличением глубины

201

карьеров, как показывают наблюдения, блочность пород увеличи­ вается, что требует для качественного дробления увеличенных расходов ВВ в сочетании с применением наклонных скважин умень­ шенного диаметра (100—150 мм).

§ 61. Диаметр заряда, линия наименьшего сопротивления и сетка расположения скважин

Практикой установлено, что для каждой категории пород су­ ществует линейная зависимость вида W = kd (рис. ИЗ), угол наклона которой определяется крепостью и блочностью. С увеличением крепости породы наклон прямой уменьшается. Однако эта зависи­ мость в предположении постоянного удельного расхода ВВ допу­

При меньших диаметрах зарядов, кроме того, уменьшаются заколы за линию зарядов в глубь массива, уменьшается относительный объем переизмельчения породы вокруг заряда и происходит рас­ пространение энергии по массиву с меньшим затуханием. Однако на некоторых предприятиях при уменьшении диаметра заряда с 200 до 100 мм (например, крупноблочные породы Первоуральского титано-магнетитового карьера) не было получено существенного снижения выхода негабарита. Это объясняется тем, что в настоящее время стоимость обуривания массива скважинами уменьшенного диаметра значительно выше. Поэтому на практике имеется тенденция расширить сетку скважин при меньшем диаметре, т. е. увеличить отношение W/d, что ведет в крупноблочных породах к ухудшению дробления.

Важным является правильный выбор коэффициента сближения скважин т = a/W. Работами, выполненными Союзвзрывпромом, показано, что с увеличением т от 0,6 до 1 при средних удельных расходах ВВ дробление пород не ухудшается, а в ряде случаев даже улучшается вследствие более полного заполнения скважины ВВ

202

и уменьшения длины забойки. Поэтому в настоящее время при­ меняют пг = 0,8-^1 при однорядном взрывании. При многорядном расположении зарядов по квадратной сетке (рис. 114) благодаря диагональной схеме коммутации взрыва скважин т увеличива ;тся до двух (аф/И^ф), а заряды взрываются в шахматном порядке. В ре­ зультате этого степень дробления породы значительно улучшается.

Снижение затрат при отбойке целесообразно проводить в первую

на бурение растут значительно быстрее (~ в 10 раз), чем затраты на взрывание (—■ в 2 раза).

При этом в породах ниже средней крепости взрывные работы составляют 70% общих расходов на отбойку, а в крепких, наоборот, затраты на буровые работы являются основными в стоимости отбойки

кой объемной концентрацией энергии, но и более дорогие, может быть вполне целесообразна, если вследствие этого можно получить большее снижение стоимости обуривания массива и отбойки породы. При таком подходе снижение стоимости отбойки будет происходить более интенсивно при сохранении хорошего качества взрыва.

Современное состояние изученности вопроса не позволяет дать теоретическое решение и обосновать выбор диаметра заряда. Поэтому следует пользоваться данными практического опыта применительно

кконкретным задачам. В частности:

1.В породах I—II категории трещиноватости (см. табл. 2) диаметр заряда должен выбираться возможно большим (250—350 мм) и ограничивается лишь технологическими возможностями пред­ приятия.

3.В породах крупноблочных V категории, а также неоднородных

ичасто перемежающихся породах IV категории следует уменьшать применяемый диаметр до 100—150 мм.

203

С увеличением глубины карьеров происходит существенное изменение и усложнение условий взрывания, которые заключаются в следующем: с увеличением глубины разработки на многих место­ рождениях породы становятся более крупноблочными и трудно­ взрываемыми; увеличивается обводненность скважин; уменьшается ширина рабочих площадок уступов; ухудшается устойчивость бортов карьеров и, следовательно, увеличивается опасность сейсмического

воздействия взрывов.

Поэтому перспективен переход от многорядного взрывания вертикальных скважин большого диаметра к одноили двухрядному взрыванию наклонных скважин среднего (200 мм) и уменьшенного

При многорядном расположении зарядов степень дробления горной массы улучшается в результате того, что заряды второго и после­ дующих рядов работают в менее нарушенном массиве. Чем больше рядов зарядов, тем меньше относительный объем породы первого ряда, отнесенный ко всему объему взрыва, и тем меньше средний выход негабарита. Отсюда можно рассчитать выход негабарита при многорядном взрывании.

Приняв сетку расположения скважин и массу зарядов по рядам одинаковыми, средний выход негабарита при взрыве п рядов зарядов

204

Зная отношение Ѵ/Ѵ0, можно по результатам однорядного взры­ вания найти выход негабарита при переходе на многорядное распо­ ложение зарядов; величина отношения для средних условий равна 0,25—0,3. Поэтому окончательно расчетная формула имеет вид

Существенное влияние на степень дробления оказывает конструк­ ция заряда. При равном выходе горной массы с 1 м скважины и удельном расходе ВВ рассредоточение заряда (рис. 116, а, б) всегда приводит к улучшению дробления по сравнению со сплошным за­ рядом (рис. 116, в) вследствие увеличения зоны регулируемого дробления. Рассредоточение заряда возможно в случаях, когда емкость скважины использует­ ся не полностью при сплошных зарядах, т. е. оно наиболее ра­ ционально в том случае, если по каким-либо причинам в одно­ родных породах применяется сближенная сетка расположе­ ния зарядов и сплошной за­ ряд занимает незначительную часть скважины (меньше поло­ вины ее длины). В неоднород­

ных породах практически всегда целесообразно рассредоточивать заряд, чтобы последний располагался в наиболее трудновзрываемых участках породы (например, в крупноблочном пласте, перекрывающем

кровлю уступа).

В качестве материала для рассредоточения используется забойка или воздушные промежутки. По данным акад. Н. В. Мельникова и докт. техн. наук Л. Н. Марченко, рассредоточение скважинных заря­ дов воздушными промежутками (рис. 116, б) улучшает дробление породы. Создание в скважине воздушных промежутков существенно изменяет характер действия взрыва в породе. После взрыва заряда без воздушных промежутков происходит переизмельчение породы вблизи заряда вследствие высокого давления газообразных продук­ тов взрыва в зарядной камере. Создавая в заряде воздушные бромежутки, можно значительно снизить пиковое давление взрыва и тем самым сократить переизмельчение породы около заряда, увели­ чить время активного воздействия взрыва Hâ среду за счет того, что газы верхнего заряда запирают газообразные продукты взрыва нижнего заряда.

В результате такого изменения параметров взрывного импульса (уменьшения давления и увеличения времени действия взрыва) доля энергии, идущей на местное переизмельчение, уменьшается,

205