Расчет параметров взрывных работ при отбойке руд скважинными зарядами
На основании теоретических и экспериментальных исследований И.Е. Ерофеев установил зависимость удельного расхода BB от диаметра скважин:
где dскв, dскв1 - диаметры применяемых скважин, мм; qэт - удельный расход эталонного BB, кг/м3; i - показатель, зависящий от горно-технических условий и глубины скважин, i = 0,33-0,5 (при диаметре скважин до 105 мм i = 0,4-0,5).
А.И. Арыков для определения удельного расхода BB рекомендует формулу
где qВВ, qэт - удельные расходы BB при отбойке руд с коэффициентами крепости соответственно f и f1.
Удельный расход BB в зависимости от плотности отбиваемой руды:
где рр1, рр - соответственно эталонная и расчетная плотности рулы, кг/м3 (Kр = рр1/рр - коэффициент учета плотности руды).
Формула общего вида для определения удельного расхода BB в зависимости от основных факторов представлена И.Е. Ерофееным в следующем виде:
где qВВ - удельный расход BB, кг/м3; qВ - заданный удельный расход BB на вторичное дробление негабарита, кг/м3; Kf, Kp, Kc, Kd - коэффициенты, учитывающие соответственно крепость, плотность, размер кондиционного куска руды, диаметр применяемых скважинных зарядов; L - глубина скважины; dз - диаметр заряда; е - коэффициент работоспособности принимаемого ВВ.
В случаях, когда трудно определить размеры отдельностей, фактический удельный расход вычисляют по формуле
где qэт - эталонный удельный расход на отбойку руды, кг/м3 (см. табл. 6.1); е - коэффициент работоспособности BB; Kтр - коэффициент трещиноватости пород; Kрв - коэффициент, учитывающий схему расположения зарядов, Kрв = 1,1-1,2 (веерная схема); Kрв = 1-1,1 (параллельно-сближенная схема); Kвз - 0,7-1,2 -коэффициент учета условий взаимодействия зарядов; Kр - коэффициент учета плотности заряжания скважин; Kd = 0,9-0,95 - коэффициент учета диаметра скважинных зарядов.
При подэтажной уступной отбойке руд для обычных условий рудников Швеции Р. Густафсон считает достаточным принимать удельный расход BB, равным примерно 0,4 кг/м3. Однако с уменьшением плотности рудного тела возрастает зажим и соответственно - необходимый удельный расход ВВ.
В связи с изложенным, добавочный (дополнительный) удельный расход составляет
где bм - ширина обуренной части массива, м; Nскв - число скважин в ряду.
Общий фактический удельный расход BB, кг/м3, можно рассчитать по следующей формуле:
Если отбойка ведется на ранее отбитую руду, удельный расход необходимо увеличить на величину 0,03 hн (hн - высота навала взорванной руды, м).
Из-за сравнительно большого расстояния между концами скважин при взрывной отбойке руды могут образовываться негабаритные куски породы, в связи с этим необходимо концентрировать энергию взрыва в донной части скважин, для чего увеличивают удельный расход BB на 25-30 % в донной части заряда или применяют другие конструкции зарядов (кумулятивно-канальные заряды с преградами или без них, кумулятивные заряды с торцевыми металлическими облицовками или рассредоточенные заряды) в соответствии с физико-техническими характеристиками взрываемых массивов, обеспечивающие необходимую степень дробления.
Зная линейные минимальные и максимальные размеры отдельностей d'0, d''0, можно определить коэффициент сближения скважин
На основе практического опыта отбойки руд (пород) Kсб = 0,2-2.
С учетом максимальной вместимости заряда BB в скважинах определяют выход руды (горной массы) с 1 м, м3/м,
где dскв - диаметр скважин, м; рВВ - плотность заряжания, кг/м3; kзар - коэффициент заряжания (недозаряда) скважины: kзар = 0,85-0,95 - при параллельных скважинах, kзар - 0,7-0,85 - веерное расположение; kзар = 0,6+0,75 - ярусное расположение; qВВ.ф -фактический удельный расход BB, кг/м3.
Отсюда линия наименьшего сопротивления между скважинными зарядами равна, м:
Среднее расстояние между скважинами, м,
По известному объему руды (горной массы), приходящемуся на 1 м скважины в донной части, можно определить необходимое расстояние между скважинами.
Для сокращения объема буровых работ целесообразно уменьшить отношение W/a с 0,8 до 0,5.
На основании выполненных исследований установлено, что степень дробления горной массы возрастает с увеличением отношения расстояния между скважинами к линии наименьшего сопротивления.
При веерном или ярусном расположении скважин расстояние между их концами, м, определяют по формулам:
где Lср - средняя глубина скважины, м; W - л.н.с., м; а - среднее расстояние между скважинами, м.
Общая длина скважин в веере
где hсл - высота отбиваемого слоя, м; bсл - ширина отбиваемого слоя, м; Bр - выход руды с 1 м скважины, м3/м.
Средняя глубина скважин, м, вычисляется по формуле
где b1 - средняя ширина отбиваемого слоя относительно выработки, из которой производится бурение, м.
Количество скважин в веере
Величина заряда в веере, кг, вычисляется:
Величина заряда в скважине равна:
где Lскв - глубина скважины, м; lн - длина незаряженной части скважины (недозаряда), м; Pскв - вместимость BB в 1 м скважины, кг/м.