Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Буровзрывные работы при системах с обрушением


В рекомендуемых вариантах систем разработки принудительного этажного и подэтажного обрушения с одностадийной выемкой руду отбивают и выпускают послойно, причем руду отбивают в условиях зажима, а выпускают но торцовой схеме. В этом случае показатели извлечения руды при выпуске в решающей степени зависят от качества буровзрывных работ. Исследования влияния качества отбойки руды в зажиме на показатели извлечения ее при выпуске выполнены ВНИИцветметом с участием А.А. Егорочкина,

Горная масса, отбитая в зажатой среде, характеризуется более высокой плотностью, чем при отбойке на открытое пространство. Установлено, что с уменьшением коэффициента разрыхления изменяются физико-механические свойства сыпучей среды ухудшается ее подвижность, увеличиваются силы внутреннего его трения и сцепления. Повышение плотности отбитой руды приводит к тому, что для ее выпуска под действием силы тяжести необходимо увеличивать «площадь обнажения в нижней части фигуры выпуска, увеличивается угол наклона образующей фигуры выпуска. Следствием этого являются рост высоты гребней отбитой руды между выпускными отверстиями и возрастание ее потерь. Существует мнение, что меньший коэффициент разрыхления руды позволяет выпускать больше чистой руды до начала разубоживания, так как уплотненная руда в начальной стадии выпуска (в процессе вторичного ее разрыхления) препятствует преждевременному проникновению налегающих пород, что приводит к снижению разубоживания.

Следовательно, коэффициент разрыхления руды является одним из основных факторов, влияющих на показатели извлечения при выпуске, причем это влияние имеет одновременно и отрицательные и положительные стороны. Учитывая различную (величину экономического ущерба от потерь и разубоживания, по их экономически наивыгоднейшему соотношению можно установить оптимальный по показателям извлечения коэффициент разрыхления для конкретных условий и на его основе определить параметры отбойки и, прежде всего, толщину отбиваемого слоя.

Авторы при исследовании выпуска отбитой в зажиме руды принимали плотность постоянной по всей ширине и высоте отбитого слоя, кроме разреженного призабойного пространства или образующейся здесь открытой щели. Этим же положением руководствовались и при определении толщины отбиваемого слоя. Однако такое допущение не отражало действительной картины и снижало достоверность полученных результатов.

Изучение выпуска отбитой в зажиме руды в блоках 19 и 23 6-то горизонта на руднике им. XXII съезда КПСС показало, что коэффициент разрыхления неодинаков по толщине отбитого слоя. Уплотнение руды значительно больше в зоне, прилегающей к зажимающей среде. Подобный характер уплотнения руды был также установлен и в других работах.

При отбойке руды в зажиме одновременно несколькими рядами скважин качество дробления в слое каждого ряда неодинаково. Экспериментально доказано, что в слое первого ряда скважин, контактирующем с зажимающей средой, дробление руды в 1,5—2 раза хуже, чем во втором и третьем отбиваемых слоях, а при взрывании 5—6 рядов скважин качество дробления еще более ухудшается.

Это приводит к увеличению потерь и разубоживания руды при выпуске, так как различные по размеру ее куски перемещаются с разными скоростями.

При рассматриваемых системах разработки буровзрывные работы должны обеспечивать: удовлетворительное дробление руды; определенный и, по возможности, равномерный коэффициент разрыхления руды по толщине отбитого слоя; строго заданную подвижку контакта отбиваемого слоя с зажимающей средой. В конкретных условиях качество буровзрывных работ может регулироваться параметрами и порядком отбойки с учетом оптимальной толщины отбиваемого слоя руды.

Зависимости между толщиной отбиваемого в зажиме слоя руды и результатами буровзрывных работ изучены в лабораторных и промышленных условиях.

Моделировали на эквивалентных материалах. В качестве критериев подобия при моделировании отбойки руды в зажиме приняты ее гранулометрический состав и величина перемещения контакта отбитой руды с зажимающей средой; при моделировании выпуска — форма и площадь зависаний руды над выпускными отверстиями.

Исследования ВНИИцветмета, выполненные на модели в масштабе 1:10, показали, что при однорядном замедленном взрывании выход негабарита на 30—40% выше, чем при многорядном короткозамедленном взрывании. Последний способ обеспечивает также и более равномерное дробление отбиваемого массива. В этом случае щель между забоем и взорванным материалом образуется при взрыве двух-трех рядов скважин (против трех — пяти при однорядном взрывании). Затем щель заполняется горной массой с коэффициентом разрыхления 1,5—1,8.

Короткозамедленное взрывание скважин обеспечивает не только более качественное дробление руды, но и более равномерное разрыхление ее во толщине отбитого слоя.

Опытными взрывами установлено, что в слое первого ряда, прилегающем к зажимающей среде, выход негабарита в 1,5—3,5 раза выше, чем в остальных слоях, что совпадает с выводами других исследователей. Более качественное дробление происходит при взрывании второго — третьего рядов скважин, затем оно снова ухудшается до полного прострела скважин. Качество и равномерность дробления руды лучше при взрывании скважин малого диаметра.

Анализ результатов моделирования и опытно-промышленных взрывов показывает, что для обеспечения более равномерного дробления и разрыхления руды необходимо:

1. Определять удельный расход BB для каждого ряда скважин по формуле
Буровзрывные работы при системах  с обрушением

где ni — порядковый номер взрываемого ряда скважин, считая от контакта массива с зажимающей средой.

Различное значение qi достигается сгущением сетки скважин, при этом коэффициент сближения скважин должен составлять не менее 1,3—1,5. В этом случае рационально шахматное расположение скважин.

2. Взрывать скважины с внутривеерным замедлением (2—3 группы скважин в веере) за исключением скважин первого ряда, которые целесообразно взрывать мгновенно для обеспечения большей величины подвижки (At) контакта отбиваемого слоя с зажимающей средой.

3. Ограничивать число взрываемых рядов скважин пятью — семью.

4. Создавать максимально возможный компенсационный объем за счет увеличения Al, что обеспечивается путем взрывания скважин большого диаметра, сдваивания рядов скважин, увеличением и выбором рациональных интервалов замедлений.

В работе указывается, что для большего уплотнения зажимающей среды (увеличения Al) и улучшения качества дробления руды необходим интервал замедлений при взрывании скважин более 10—15 мс.

Для уточнения этого положения проведены специальные опыты. Известно, что при многорядном короткозамедленном взрывании скважин значение Al увеличивается в 1,2—1,4 раза по сравнению с однорядным замедленным их взрыванием. Происходит это вследствие увеличения давления отбитого слоя на зажимающую среду за счет сложения ударных нагрузок от взрыва нескольких рядов скважин. Последнее обстоятельство можно объяснить разностью между временем нахождения в напряженном состоянии первого отбитого слоя T1 и временем перемещения слоя второго ряда с момента детонации заряда в скважинах до встречи его с первым слоем Т2. При этом Т1>Т2.

Для подтверждения этой гипотезы проведены опытные взрывы на модели в масштабе 1:24 (см. рис. 3.7). Моделировали отбойку скважинами диаметром 60 мм с удельным расходом BB 0,50—0,55 кг/т при толщине зажимающей среды 25 м и коэффициенте ее разрыхления 1,4. Величину и скорость перемещения взрываемого слоя определяли по движению датчиков, регистрируемому скоростной кинокамерой СКС-1М-16 и осциллографом H-705.

Опыты подтвердили предположение о том, что зажимающая среда является упругоподатливой, вследствие чего поступательное перемещение отбиваемого слоя руды сменяется состоянием покоя, а затем некоторым возвратным движением. Количественно эти явления характеризовались следующими данными:

Время Т2 можно определить на основе исследований:

где t4 — время распространения ударной волны от заряда до обнаженной поверхности и обратно, мс; t5 — время образования трещин в отбиваемом слое, мс; t6 — время движения отбиваемого слоя на величину перемещения ранее взорванного слоя, мс; t7 — время замедления электродетонаторов в скважинах, мс.

В условиях отбойки слоя скважинами диаметром 60 мм и принятых значении исходных величин (ЛНС-1,3 м, Al ранее отбитого слоя 0,5 м, скорость перемещения кусков отбиваемого слоя 30 мс, замедление электродетонаторов 25 мс)

Таким образом, время T1 в 2 раза больше времени T2, что свидетельствует о сложении динамических нагрузок при короткозамедленном взрывании нескольких рядов скважин. Для уменьшения T2 следует применять электродетонаторы с малым замедлением (t7<25 мс). Вместе с тем для качественной отбойки слоя необходимо обеспечить условие t7 больше tп, где (tп — время образования новой обнаженной поверхности массива.

Качественное дробление руды происходит при величине компенсационного пространства 10—15%, тогда время tп должно равняться времени, необходимому для образования щели шириной не менее 0,1 ЛНС, т. е.

где t3 — время перемещения отбиваемого слоя на расстояние 0,13 м, мс

Расчеты показывают, что для скважин диаметром 60, 100 и 150 мм tп составляет соответственно 11—13, 18—20 и 23—25 мс. Несоблюдение полученных минимальных интервалов замедлений может привести не только к уменьшению Аl, но и к некачественной отбойке слоя, что способствует увеличению потерь и разубоживания руды за счет фильтрации пород.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: