Влияние глубины карьера на эффективность взрывной подготовки горной массы

Характерная особенность железорудных карьеров Криворожского бассейна — значительная скорость понижения горных работ. В настоящее время глубина карьеров составляет 170—260 м. С ее увеличением возрастают объемы разработки крепких пород, уменьшается их трещиноватость и увеличивается обводненность. Вместе с тем увеличение глубины карьеров сопровождается значительным сокращением ширины рабочих площадок уступов. Достаточно сказать, что в конце 1977 г. на железорудных карьерах Минчермета Украины из 107 км действующих рабочих площадок 69 км не соответствовало проектной ширине. В результате этого создаются неблагоприятные условия для применения в широких масштабах многорядного короткозамедленного взрывания, взрывания в зажатой среде уступов различной высоты и других прогрессивных методов взрывания, что отрицательно сказывается на дроблении пород взрывом.

Огромное значение для развития и создания новых инженерных методов управления качеством взрывной подготовки горной массы имели разработка, научное обоснование и внедрение в промышленность метода взрывания в зажатой среде, эффективность которого проявляется как в повышении технико-экономических показателей буровзрывных работ и общем улучшении организации работ, так и в значительном повышении степени дробления пород взрывом.

Исследованиями эффективности метода взрывания в зажатой среде пород различной крепости с учетом глубины карьерой ИнГОКа и НКГОКа (рис. 58, кривые 7, 6 и 8) установлено, что с позиции эффективной работы циклично-поточной технологии такое взрывание (на ранее взорванную горную массу) является весьма перспективным. Во-первых, исключается полностью или частично развал горной массы при взрывании; во-вторых, улучшается качество подготовки горной массы: выход фракции дробления +400 мм на карьере ИнГОКа при его глубине более 80 м, а на карьере НKГOKa даже на гор. — 10—55 м (глубина карьера 150 м) не превышает 12—17 %. Как отмечено исследованиями, при взрывании крепчайших пород на карьере НКГОКа q=16-20) при глубине разработки более 150 м качество дробления ухудшилось (выход фракции +400 мм достигал 26—23 %), что можно объяснить двумя основными причинами: во-первых, ширина рабочих площадок при глубине карьера 110—160 м составляет 30—40 м, в результате чего число рядов скважин и лучшем случае не превышает трех-четырех, а ширина подпорном стенки, из-за ограниченности размеров площадок, не соответствует оптимальному значению; во-вторых, с глубиной карьера возрастают объемы крепких и обводненных пород. Все это предопределяет некоторое ухудшение степени дробления пород взрывом при увеличении глубины карьеров. В равном степени это относится и к другим методам взрывания.

Основной объем взрывания с использованием метода высоких уступов в зажатой среде на железорудных карьерах Криворожского бассейна производился и производится на верхних горизонтах, т. е. в породах средней и ниже средней крепости с сильно развитой естественной трещиноватостью. Как следствие высокая степень дробления пород: выход фракции дробления +400 мм (рис. 58, кривые 1, 2, 3) при глубине разработки до 50 м (без наносов) на карьерах ЮГОКа и ИнГОКа и при глубине разработки до 90 м на карьере ЦГОКа не превышает 10—12 %. Переход на взрывание высоких уступов крепких пород оказался менее эффективным (рис. 58, кривые 4 и 5), что подтверждается увеличенным выходом фракции +400 мм даже на верхних горизонтах карьеров (до 18—23 %).

Необходимо отменить также, что эффективность метода взрывания высоких уступов находится в прямой зависимости от числа взрываемых рядов скважин и условий взрывания. Следовательно, при углублении карьеров, когда возрастают объемы добычи крепких руд и уменьшаются размеры рабочих площадок уступов, следует ожидать сокращения области применения данного метода взрывания. Для железорудных карьеров Криворожского бассейна при циклично-поточной технологии разработки с грохочением эта область применения в настоящее время ограничивается глубиной карьера 110—120 м. Исследования рациональных способов дробления крепких пород, обеспечивающих возможность смещения массива в пространстве, позволяет расширить область эффективного применения данного метода взрывания высоких уступов.

Наряду с исследованиями эффективности методов взрывания уступов различной высоты в зажатой среде, с учетом требования циклично-поточной технологии разработки, на железорудных карьерах Криворожского бассейна были проведены комплексные исследования гранулометрического состава взорванной горной массы в зависимости от глубины разработок без учета методов взрывания. Исследования показали, что область эффективного применения циклично-поточной технологии с использованием грохотильных установок ограничивается глубиной разработки месторождения и не является постоянной для различных карьеров.

Если на карьере НКГОКа эффективная область применения циклично-поточной технологии с использованием грохотильных установок, по данным комплексных исследований и контрольного замера гранулометрического состава взорванной горной массы по всему карьеру, ограничивается глубиной разработки 130 м, то на карьерах ЮГОКа и ИнГОКа этот показатель составляет 100—110 м. Таким образом, исходя из требований циклично-поточной технологии с грохочением, область применения методов взрывания в зажатой среде и взрывания высоких уступов ограничивается глубиной карьера 130—160 м. Превышение указанных пределов связано или с переходом на циклично-поточную технологию с использованием дробильных установок в карьере, или с необходимостью разработки к внедрения эффективных методов взрывного дробления пород, позволяющих значительно расширить область применении схем добычи с предварительным грохочением горной массы. Необходимо изыскивать методы повышения использования энергии взрыва собственно заряда (и не только серии зарядов): повышать концентрацию энергии заряда, более рационально использовать возможность его конструктивных параметров (применять заряды с воздушными промежутками, внутрискважинные замедления и др.).