Файл: Ханукаев, А. Н. Физические процессы при отбойке горных пород взрывом.pdf

наступит позже, и повышенное давление в зарядной камере сохра­ нится в течение большего отрезка времени. Поскольку общее коли­ чество выделяющихся при взрыве газов не зависит от положения боевого заряда, то можно полагать, что среднее давление в зарядной камере при обратном инициировании больше среднего давления при прямом инициировании. Это должно привести к меньшей дли­ тельности истечения продуктов взрыва при обратном инициировании и сравнительно большей длительности истечения при прямом ини­ циировании.

При равной величине давления во фронте ударной волны в на­ чальный момент взрыва, поскольку эта величина зависит только от свойств ВВ и породы, форма волны будет различной. При обратном инициировании высокие напряжения в волне будут сохраняться на ее большей длине, а при прямом — на меньшей. Так как энергия волны прямо пропорциональна напряжениям во второй степени и длительности действия только в первой, то при обратном ини­ циировании количество энергии, передаваемое породе, больше. Этот выход хорошо согласуется с данными о более высоком коэффи­ циенте использования шпура при обратном инициировании. Роль забойки при прямом инициировании более существенна, чем при обратном.

Увеличение степени дробления обычно сопровождается удорожа­ нием взрывных работ, а при отбойке трудновзрываемых пород и удо­

и высокой стоимостью ручного заряжания. Для зарядки обводнен­ ных скважин применяют сравнительно дорогие ВВ (гранулотол и алюмотол), ведущие к резкому увеличению стоимости отбойки. Повышение удельной энергии ВВ на 30—40% приводит к возраста­ нию его стоимости почти в 2 раза.

Снижения стоимости взрывных работ и уменьшения затрат на буровые работы при одновременном повышении степени дробления можно достигнуть применением водонаполненных ВВ, изготавлива­ емых непосредственно на предприятиях из раздельных компо­ нентов.

Водонаполненные ВВ, изготавливаемые на местах потребления, имеют следующие преимущества:

позволяют достигнуть высокой степени механизации заря­ жания;

обладают сравнительно высокой плотностью и скоростью дето­ нации, что позволяет добиться высокой концентрации энергии в еди­ нице объема скважины и повысить коэффициент передачи энер­ гии породе;

дают возможность регулировать количество энергии ВВ в еди­ нице объема скважины по мере изменения сопротивляемости массива действию взрыва по высоте уступа и по мере изменения физико­ механических свойств пород массива;

194

отличаются пониженной чувствительностью, что выгодно с точки зрения безопасного обращения с ними и выбора точки иницииро­ вания.

Недостатком ВВВ является необходимость сравнительно больших капитальных вложений (около 300—500 тыс. руб.) для строительства комплекса машин. Расчеты показывают, что срок окупаемости капи­ тальных затрат в карьерах большой и средней производственной мощности не превышает одного года. Одним из наиболее перспек­ тивных видов ВВВ является их разновидность, названная горячими льющимися водонаполненными ВВ, или ГЛВВВ, так как темпера­ тура одного из компонентов — горячего насыщенного 90%-ного раствора аммиачной селитры (10% воды) составляет 93—96° С, а температура смеси раствора селитры с гранулированным тротилом

всоотношении 80 : 20 и загустителем (от 0,5 до 2% к весу смеси) составляет 75—85° С (в зависимости от температуры тротила). Смесь указанной температуры обладает высокой текучестью и легко зака­ чивается в шланг и в скважины. Основные сведения о свойствах гранулотола, наиболее распространенных ВВВ и ГЛВВВ приведены

втабл. 27. Из таблицы следует, что ГЛВВВ 80/20, обладающее нулевым кислородным балансом, обеспечивает наибольшую кон­ центрацию энергии в единице объема скважины (1345 по сравнению

с995—1008 при гранулотоле). ГЛВВВ после закачки быстро твердеет

вскважине и практически не вымывается проточной водой. Введение в состав ГЛВВВ алюмотола позволит увеличить кон­

центрацию энергии в единице объема скважины и довести до 2000 ккал/дм3 и более.

В табл. 28 приведены данные о влиянии концентрации энергии (импеданса ВВ) на выход горной массы, степень дробления, средний размер куска и производительность экскаватора по данным Жда­ новского карьера комбината Печенганикель для пород I и II кате­ гории по взрываемости. По данным таблицы построены графики, из которых видно, что с возрастанием концентрации энергии в еди­ нице объема скважины (импеданса ВВ) степень дробления диаба­ зов и габбро-диабазов возрастает (рис. 117) и увеличивается про­ изводительность экскаваторов за 1 ч чистой работы (рис. 118).

Аналогичные результаты получены и при взрывании ГЛВВВ на карьере «Медвежий Ручей» Норильского комбината (выход горной массы с 45 м3 увеличился до 60 м3 на 1 м; производительность экска­ ваторов возросла на 7—15% в смену).

Одним из возможных путей повышения степени дробления яв­ ляется также отбойка на неубранную породу. Опыт отбойки на «за­ жатую среду» при разработке руд подземными работами показал возможность повышения степени дробления при определенном объ­ еме компенсационного пространства в блоке [81]. Отбойка породы на неубранную породу в уступе карьера повышает степень дробле­ ния [82]. В обоих случаях имеет место использование кинетической энергии взорванной массы на дополнительное дробление за счет соударения кусков.

* В числителе приведен 90%-ный водный раствор селитры, в знаменателе —тротил.

П,м!/ч

С

196

§ 29. Оценка экономической эффективности ВВВ

Расчет годового экономического эффекта от внедрения новой технологии заряжания скважин ВВВ с учетом капитальных вложе­ ний на строительство зданий и механизмов можно произвести по формуле [83]

ЭГод = \(Ср -{-ЕКр) — (СВвв + ^■^■ввв)] А , руб/год,

где Ср — эксплуатационные затраты на 1 м3 горной массы при ручной зарядке скважин;

Сввв — эксплуатационные затраты на 1 м3 горной массы при механизированной зарядке скважин;

Я'ввв) К р — удельные капитальные затраты на 1 м3 горной массы при механизированной и ручной зарядке скважин соответственно;

Е— нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, равный 0,12—0,15;

А— годовой объем горной массы, взрываемый при механи­

зированном заряжании ВВВ, м3. Срок окупаемости капитальных вложений

^ввв -^-р лет.

Сшт— Сввв

Э к с п л у а т а ц и о н н ы е з а т р а т ы р а с с ч и т ы в а ю т п о с л е д у ю щ и м ф о р м у л а м :

1) эксплуатационные затраты по взрывным работам

^взр — Сввв Сс>в ~f-Сзар, руб.,

•

где Сввв — стоимость ВВВ или их компонентов с учетом транс­ портных и заготовительно-складских расходов, руб.;

Сс в — стоимость средств взрывания, руб.; Сзар — затраты на приготовление (водосовмещение) и заря­

жание ВВВ, руб.;

Csap = С3. п—|- Са + Ст р + Ст+ См + Сэ, руб.,

где С3 п — заработная плата обслуживающего персонала с учетом всех видов доплат и начислений, руб.;

Са — амортизационные отчисления по применяемому обо­ рудованию (склады ВМ, пункт растаривания и по­ грузки ВВВ или их компонентов, пункт приготовления горячего раствора аммиачной селитры, машины для доставки ВМ, смесительно-зарядные машины, машины для доставки горячего раствора и пр.), руб.;

Ст р — затраты на текущий ремонт и техобслуживание обору­ дования и сооружений, руб.;

Ст — затраты на топливо, руб.;

198

См — затраты на материалы, руб.; Сэ — затраты на все виды потребляемой энергии, руб.;

2) эксплуатационные затраты по буровым работам

Сбур = в^бур. РУ6-’

где q — стоимость бурения 1 м скважины (принимается по фактиче­ ским данным предприятия или расчетным путем в сопоста­ вимых условиях), руб.;

F6yp — объем буровых работ, м.

Применение ВВВ обусловливает расширение сетки скважин с соответствующим уменьшением объемов буровых работ. Ориен­ тировочный расчет сетки скважин при взрывании разными или одинаковыми ВВВ, но с различной объемной концентрацией энергии производят из условия равенства затрат энергии на разрушение единицы объема породы по формуле (VI .4).

Удельные эксплуатационные затраты по буровзрывным работам

стоимости капитальных вложений на технологические процессы: хранение и подготовку на складах, пункте растаривания и погрузки сухих компонентов, а также пункте приготовления горячего раствора селитры; доставку, приготовление и механизированное заряжание скважин ВВВ и бурение.

Цены на новые изделия и оборудование рассчитывают в соответ­ ствии с отраслевыми методиками определения оптовых цен на новую продукцию производственно-технического назначения, разработан­ ными на основе общей методики Государственного комитета цен Совета Министров СССР [84].

^ Удельные капитальные затраты

ПМ . руб/м3,

где 2 3т. п — полная стоимость капитальных вложений на техноло­ гические процессы.

Как следует из изложенного, применение ВВВ, в частности ГЛВВВ, уменьшает объемы бурения и сопровождается повышением степени дробления, что благоприятно влияет на производительность погрузочно-транспортного и дробильного оборудования. На рис. 119 показан график зависимости стоимости добычи и стоимости техноло­ гических операций от степени дробления при применении ГЛВВВ для условий карьера «Медвежий Ручей». Изготовление ГЛВВВ непосредственно на предприятии позволило резко снизить транс­

Механизация погрузочно-разгрузочных работ и высокая произ­ водительность комплекса резко снижает численность вспомогательного

199