CC BY
21
© С.А. Тимухин, П.И. Тарасов, С.П. Тарасов, 2013
УДК 622.235.5
С.А. Тимухин, П.И. Тарасов, С.П. Тарасов
ПЕРЕДВИЖНАЯ ВЗРЫВКАМЕРА ДЛЯ БЕЗОПАСНОГОРАЗРУШЕНИЯ НЕГАБАРИТОВ В КАРЬЕРЕ
При ведении буровзрывных работ на бортах и дне карьера образуются негабариты, что влияет на производительность карьера и в целом на эффективность добычи полезного ископаемого. Одно из решении — это создание передвижной взрыв-камеры для безопасного разрушения негабаритов
Ключевые слова: взрывкамеры, негабарит, вторичное дробление, спецтехника, добыча руды.
При добыче руды, в связи с экономией или использованием некачественого ВВ, при разработке бортов карьера до 3 % уходит в негабаритные куски горной массы, за счет чего снижается производительность карьера и в целом эффективность добычи полезного ископаемого [1]. Это вызывает значительные проблемы при ведении вы-емочно-погрузочных операций, транспортировании горной массы, а также при подготовке и ведении буровзрывных работ. Вынужденное перемещение негабаритов в пределах карьера, на относительно большие расстояния вызывает чрезмерный износ, а в дальнейшем поломку спецоборудования, на ремонт которого требуются значительные материальные затраты.
На открытых горных работах используются различные способы дробления негабаритов, в том числе, разрушение электрическим током, механическим воздействием на негабарит, разрушение взрывом и др. (см таблицу 1). Общим их недостатком является относительно небольшая производительность [2]. 292
Наиболее эффективным из всех применяемых способов ликвидации негабаритных кусков является их разрушение в карьере при массовых взрывах.
Разрушение негабаритных кусков массовым взрыванием в карьерах приводит к необходимости решения ряда проблем, к которым относится длительная подготовка к взрыванию, остановка работы карьера, вывод людей и техники из карьера, и т.д.
Опыт разработки скальных пород показывает, что применение более прогрессивных способов ведения буровзрывных работ и увеличение размеров кондиционного куска за счет применения более мощного оборудования позволяют значительно снизить выход негабарита, но не исключают возможности полного отказа от вторичного дробления, так как применяются либо более дешевые, но менее эффективные взрывчатые вещества, либо удельный вес взрывчатого вещества не соответствует нормам из-за экономии денежных средств. Все это ведет к увеличению выхода негабаритных кусков.
Таблица 1
Классификация методов вторичного дробления негабаритов
Класс разрушения негабаритов Наименование метода разрушения Используемая энергия Методы разрушения Недостатки Преимущества
Разрушение электрическим током Тепловой удар. Электрический ток Электрофизический Сложность доставки электрической энергии к месту расположения негабарита Себестоимость разделки 1 м3 негабарита в 1,5— 2 раза ниже, чем при взрывном способе, не требует остановки карьера
Токами промышленной частоты
Неравномерный диэлектрический нагрев
Механическое воздействие на негабарит Разрушение с использованием клина Бурение шпуров с гидравлическим или пневматическим приводом Раскол негабарита с помощью спец инструмента Низкая производительность, Ненадежная конструкция, быстрый выход из строя сменного оборудования Возможна работа на любом участке карьера, не требует остановки карьера
Разрушение с использованием давления
Удар гидропневмобу-тобоем Механический удар
Транспортирование негабарита Вывоз на спецтранспорте Двигатель внутреннего сгорания Разрушение отсутствует Ограничение в параметрах и массе негабарита, отсутствие спец техники, вывоз только породы Не требуется дополнительная энергия на разрушение
Разрушение взрывом Кумулятивные накладные заряды Энергия ВВ Разрушение давлением Наличие ручного труда, остановка карьера на период взрыва Небольшая трудоемкость, отсутствие необходимости бурения шпуров
Заклад зарядов в шпуры Возможность массового взрыва
Использование сил гравитации Сброс на нижние горизонты Земное притяжение Энергия гравитации Не гарантируется разрушение при падении Использование энергии гравитации
Крановый бутобой Падение на негабарит груза Низкая производительность
Рис. 1. Передвижная взрывкамера на автомобильном ходу:
1 - транспортное средство (автомобиль), 2 - кран, 3 - спец. Укрытие
Рис. 2. Передвижная взрывкамера на полуприцепе:
1 - транспортное средство (автомобиль), 2 - кран с буровой установкой, 3 - спец. укрытие, 4 - манипулятор с буровой установкой, 5 - полуприцеп, 6 - спец. укрытие для экипажа, 7 - пневмостанция
Поэтому создание новых более совершенных способов вторичного дробления скальных горных пород на карьерах является актуальной задачей.
Повышение эффективности разрушения негабаритных кусков может быть достигнуто с помощью механизированной передвижной
Рис. 3. Передвижная взрыв камера с двумя рабочими органами:
1 - транспортное средство (автомобиль), 2 - кран с буровой установкой, 3 - спец. укрытие, 4 - манипулятор с буровой установкой
Рис. 4. Передвижная взрывкамера в рабочем положении:
1 - транспортное средство (автомобиль), 2 - кран с буровой установкой, 3 - спец. укрытие, 4 - манипулятор с буровой установкой, 5 - аутригеры, 6 - дополнительная опора
взрывкамеры, позволяющей значительно снизить ручной труд. В состав рассматриваемой передвижной
взрывкамеры входит гусеничный транспортер или базовый автомобиль, у которого кабина водителя
имеет броневую защиту; кран для подъема и перемещения специального укрытия с длиной стрелы до 20 м, грузоподъемностью до 10 т; буровая установка, размещенная на стреле манипулятора, которая обеспечивает подготовку к вторичному взрыванию горных пород, а также специальное укрытие для управления взрыванием негабаритных кусков.
Принцип работы передвижной взрывкамеры, которая изготавливается в различных вариантах (рис. 1, 2, 3, 4), заключается в следующем: экипаж передвижной взрывкамеры, состоящий из водителя-крановщика и взрывника, подъезжают к участку карьера, на котором предварительно складируются негабаритные куски. При необходимости, эти негабаритные куски перемещаются рабочим органом передвижной взрывкамеры на удобное для взрывания место. Крановщик с помощью навесного оборудования бурит в негабаритном куске шпур, взрывник закладывает в него взрывчатку и подводит к нему детонирующий шнур. После этого крановщик переставляет с платформы автомобиля специальное укрытие на негабарит, которое закрепляется на месте взрывания. Экипаж укрывается в бронированной кабине передвижной взрывкамеры, откуда производится управление взрывом негабаритного куска. После осуществления взрыва специальное укрытие поднимается с поверхности земли и устанавливается краном на следующий негабарит или обратно на передвижную платформу и транспортируется до следующего склада негабаритов.
При создании конструкции спецукрытия должно учитываться то,
что скорость детонационного превращения составляет 5—10км/с. Это означает, что заряд ВВ массой в 1,2 килограмма превращается в облако раскаленных газов всего за одну стотысячную долю секунды. При этом развивается мощность 600 миллионов киловатт, а давление в продуктах взрыва превышает 1,0 тыс. МПа.[3].
Использование передвижной взрывкамеры на горных предприятиях позволяет:
• сократить объем ручного труда при бурении шпуров и, следовательно, травматизма и профессиональных заболеваний, обусловленных работой с виброинструментом;
• увеличить производительность труда при бурении шпуров;
• сократить время простоев горно-транспортного оборудования связанного с удалением и перемещением негабаритных кусков;
• устранить необходимость тщательной раскладки негабаритов, как это необходимо при ручном бурении шпуров;
• обеспечить возможность вести бурение рабочим инструментом максимальной длины.
Основные достоинства разрушения негабаритных кусков при ведении взрывных работ с помощью передвижной взрывкамеры заключается в следующем: не требуется полная остановка карьера; не требуется вывод людей и техники из карьера, возможно взрывание негабарита практически в любом месте карьера без помощи дополнительной техники, снижение трудоемкости работ и риска травматизма некоторых профессиональных заболеваний, связанных аналогичными видами работ в карьере.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Маторин A.C. Исследование эффективности вторичного дробления горных пород на карьерах сосредоточенными динамическими нагрузками: Дис. к.т.н. ИГД Минчермета. СССР. - Свердловск, 1970. -206 с.
2. Падуков B.A., Анатоленко B.A.,
Аодозерский Д. С. Разрушение горных пород при ударе и взрыве. - Ё: Наука, 1971. -160 с.
3. Шифрин Е.И., Эткин М.Б. Взрывание в стесненных условиях на объектах энергетического строительства СССР. - М.: 1981. -42 с. ЕШ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Тимухин Сергей Андреевич, доктор технических наук, профессор Тарасов Сергей Петрович, аспирант. E-mail tarasov-sergey@yandex.ru Уральский государственный горный университет
Тарасов Петр Иванович, доктор технических наук, заведующий сектором лаб. транспортны систем карьеров и геотехники. ИГД УрО РАН. E-mail tp6005@k66.ru
А
- РУКОПИСИ,
ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ «ГОРНАЯ КНИГА»
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ ФОРМИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИИ БОРТА НА ПРЕДЕЛЬНОМ КОНТУРЕ КАРЬЕРА БЕЗ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ БЕРМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СРЕДСТВ СТАБИЛИЗАЦИИ УСТОЙЧИВОСТИ ПОРОДНЫХ ОТКОСОВ
(№988/12-13 от 21.10.13., 6 с.)
Решетняк Сергей Прокофьевич, д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник, inpit@mail.ru
Мелихов Михаил Владимирович, аспирант, инженер, mmelikhov@inbox.ru Горный институт Кольского научного центра РАН.
ECONOMIC FEASIBILITY OF FORMATION OF THE BOARD DESIGN ON THE PIT LIMITING CONTOUR WITHOUT SAFETY BERM WITH USE OF MEANS OF SLOPES STABILIZATION
Reshetnyk S.P., Melikov M.V.
