Файл: Дубынин, Н. Г. Совершенствование технологии выемки тонких наклонных жил.pdf

установленных электробуров; То — время бурения в смену, мин.

чительные операции), мин; Тсм — продолжительность смены, мин. Как показано в § 1, скорость бурения зависит от усилия подачи бурового инструмента на забой, крепости пород, числа оборотов бура, интенсивности промывки и выноса шлама. Кроме перечислен­ ных факторов на скорость бурения влияет также диаметр резца

и его геометрия.

Таким образом, скорость бурения' зависит от большого числа факторов, и в целях упрощения расчета определение скорости бурения произведем, исходя из удельной объемной работы раз­ рушения породы.

По результатам исследования О. Д. Алимова [10] удельная

31

где N — мощность, расходуемая на бурение, Вт; ѵ — скорость бурения, об/мин; sm — площадь поперечного сечения шнура, см2.

В зависимости от крепости пород удельная объемная работа разрушения (при оптимальных режимах)

Поскольку буровая установка ПБУ-1 оснащена двумя электро­

По данным хронометражных наблюдений чистое время бурения в условиях Смирновского месторождения составляет в среднем

11БУ-1 (при оптимальных режимах бурения) развивает высокую производительность — до 185 шпурометров в смену, что в 1,5 раза выше при существующей технологии бурения.

2. Расчет производительности установки БУП-1. В общем виде производительность установки может быть определена по

32

Подставляя значение ѵ в выражение (1), при п ~ 2 производи­ тельность установки

„4,2-10~3-3(360 — 360-0,7)

Таким образом, разработанные конструкции установок поз­ воляют повысить производительность бурильщика в 1,3—1,5 раза (за счет механизации вспомогательных операций) и значительно облегчить его труд. Предложенные формулы (5) и (7) позволяют выполнить расчет производительности новых буровых установок.

§ 3. ОТБОЙКА РУДЫ ШПУРОВЫМИ ЗАРЯДАМИ

Как отмечалось ранее, отбойку жил можно осуществить шпу­ ровыми и скважинными зарядами. Ниже излагаются результаты исследований по данным способам отбойки, целью которых яви­ лось определение рациональных параметров мелкошпуровой от­ бойки руды. Опыты проводили в блоке 1-107 жилы Внезапная и блоке 3-114 жилы Сопряженная, где вмещающие породы пред­ ставлены трещиноватыми малообводненными алевролитами, не­ достаточно устойчивыми. На участке опытных работ рудное тело имело невыдержанные элементы залегания как по падению, так и по простиранию. Коэффициент крепости руд и пород составлял 8—10. В качестве ВВ использовали аммонит № 6. Всего было проведено 6 серий опытов, взорвано 520 зарядов шпуров. При про­ ведении опытов наряду с определением рациональных параметров расположения шпуров изучали возможность получения ровной кровли и почвы и кучного развала рудной массы. Ровная почва обеспечивает более удобное перемещение буровых установок вдоль очистного забоя и способствует снижению трудоемкости работ по доставке руды и установке крепи. Кучный развал спо­ собствует более производительной работе доставочных механизмов.

Под термином «ровная кровля и почва» понимаются относи­ тельно ровные поверхности кровли и почвы забоя, при этом откло­ нения от заданной величины выемочной мощности не должны превышать +10% .

Выбор рационального диаметра, глубины и схемы расположения шпуров

Выбор диаметра шпуров. На рудниках цветной металлургии отбойку маломощных рудных тел производят зарядами шпуров

диаметром 34—42 мм.

Вопрос выбора оптимального диаметра шпура изучался мно­ гими исследователями (16, 38, 42, 47, 67]. Так, Д. И. Рафиенко

[47] в своих исследованиях показал, что целесообразен переход на шпуры малого диаметра (30—38 мм), при которых произво­ дительность труда забойных рабочих повышается на 40—50%, снижается разубоживание руды за счет уменьшения зоны разру­ шения боковых пород взрывом каждого шпурового заряда. В за­ висимости от величины выемочной мощности автор рекомендует принимать следующие диаметры шпуров:

Поскольку ширина очистного пространства на руднике При­ морском в среднем составляет 1—1,2 м, рациональный диаметр шпуров принимается равным 38 мм.

Выбор рациональной глубины шпуров. Исследованиями уста­ новлено 167], что с увеличением глубины шпуров выход руды с 1 м шпура возрастает, причем этот прирост наблюдается при увеличении глубины шнуров до 2 м. Установлено также, что с увеличением глубины шпура скорость бурения (производитель­ ность бурильщика) сначала возрастает, а затем начинает сни­ жаться, при этом максимум соответствует глубине шпура 1,6— 2 м.

Практика отбойки тонких жил в условиях недостаточно устой­ чивых пород кровли показала, что нецелесообразно использовать шпуры глубиной более 2 м, так как это приводит к сверхнорма­ тивному разубоживанию руды, происходящему за счет прихвата пород в результате пересечения шпурами проектной плоскости отрыва. С учетом изложенного выше исследование отбойки жилы производили зарядами шпуров, не превышающими 2 м.

Выбор рациональной схемы расположения шнуров. Известно, что при отработке тонких жил шпуры располагают по двухрядной шахматной или попарной схеме.

Исследованиями, проведенными Лабораторией методов извле­ чения рудных ископаемых ИГД СО АН СССР [591, установлено, что при двухрядном расположении шпуров в шахматном порядке количество шпуров, необходимое для обуривания забоя, оказы­ вается наименьшим, а площадь забоя, приходящаяся на 1 шпур, наибольшей. Следовательно, при таком расположении шпуров производительность бурильщика по рудной массе является более высокой, а удельный расход и себестоимость отбойки руды более низкими. Поэтому при проведении опытов была принята рацио­ нальная двухрядная шахматная сетка расположения шпуров.

Таким образом, опыты по исследованию отбойки жил произво­ дили с использованием шпуровых зарядов диаметром 38 мм, глубиной 1,6—1,8 м и располагали их по двухрядной шахматной сетке.З

[Определение рациональной сетки расположения шпуров

Для гарантированной отбойки руды при отработке маломощ­ ных рудных тел необходимо обеспечить достаточный удельный расход ВВ. Это условие может быть соблюдено варьированием

л

34

трех величин: глубины шпуров, расстояния между ними и веса их заряда.

Сувеличением глубины шпуров возможно увеличить заряды

вних и одновременно параметры сетки их расположения. Этим достигается увеличение выхода руды с 1 м шпура, т. е. снижаются удельные расходы по бурению. Однако при отработке жил в недо­ статочно устойчивых вмещающих породах взрывание увеличен­ ных зарядов ВВ в шпурах приводит к увеличению прихвата пустых пород (сверхнормативное разубоживание), что объясняется повышенным сейсмическим воздействием взрывов на породы кровли. Следовательно, снижение удрльных расходов по бурению

впересчете на конечный продукт — концентрат не дает уменьше­ ния себестоимости руды, поскольку увеличение сверхнорматив­ ного разубоживания приводит к ее удорожанию.

При более частом расположении шпуров, сохраняя неизмен­ ным удельный расход ВВ, можно уменьшить их заряды. Взрыва­ ние уменьшенных зарядов, очевидно, вызывает меньшее сейсми­ ческое воздействие на породы кровли, что сократит сверхнор­ мативное разубоживание. Вместе с этим более частое расположе­ ние шпуров влечет за собой увеличение расхода бурения на от­ бойку 1 м3 руды и, следовательно, ведет к увеличению ее себе­

стоимости.

Для установления влияния разряжения или концентрации шпуров на себестоимость отбойки руды с учетом ее разубоживания были проведены опыты в условиях, описанных выше. Суть опы­ тов заключалась в следующем.

При соблюдении постоянства заданной выемочной мощности, равной 1 м, мощности жилы 0,8 м и глубины шпуров, составляю­ щей 1,6 м, изменяли расстояние между шпурами в ряду. При этом, исходя из условия соблюдения одного и того же проектного удельного расхода ВВ, равного 1,8 кг/м3, соответственно изме­ няли величину заряда в них. Результаты опытов приведены

втабл. И .

Наблюдения показали, что различному расстоянию между

шпурами присущи свои достоинства и недостатки. Так, при интер­ вале между шпурами 0,4 м выдержана проектная выемочная мощность, отсутствует сверхнормативное разубоживание руды, обеспечены кучный развал рудной массы и относительно ровные поверхности почвы и кровли. Вместе с этим имеется значительный удельный расход ВВ и малый выход руды с 1 м шпура.

Наиболее высокий выход руды обеспечивается при расстоянии между шпурами 0,8 м, но ему сопутствует высокое сверхнорма­ тивное разубоживание руды, значительный отброс отбитой руды от забоя и большое количество выбитых взрывом стоек.

Из сказанного видно, что простое сопоставление результатов опытов не позволяет определить оптимальное расстояние между шпурами в ряду. Решение поставленной задачи может быть най­ дено по технико-экономическим показателям, которые определя­ лись по следующей методике: