CC BY
12
1993
ИЗВЕСТИЯ УРАЛЬСКОГО ГОРНОГО ИНСТИТУТА
СЕРИЯ: ГОРНОЕ ДЕЛО
ВЫП. 3
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 622.235
А. Г. Улижев
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ЗАКАРСТОВАННОГО МАССИВА НА ПОКАЗАТЕЛИ БВР
При исследовании технологических и природных факторов, опре-' деляющих современное состояние комплекса буровзрывных работ на карбонатных карьерах, в ряде работ отмечается, что наличие карстовых форм в массиве горных пород при существующей технологии валовой отбойки полезного ископаемого приводит к существенному увеличению выхода негабарита, удельного расхода и, как следствие, увеличению стоимости буровзрывных работ [2].
Существование в массиве горных пород карстовых форм, заполненных переотложенным материалом (глиной, песком, брекчией, обломками известняка), физико-механические свойства которого резко отличаются от свойств вмещающих пород, приводит к тому, что дробление скальных пород во время ведения взрывных работ происходит недостаточно эффективно. Такие характеристики карстового заполнителя, как прочность, скорость распространения продольных волн, акустическая жесткость, имеют более низкие значения, чем у вмещающих пород. Поэтому карстовые формы можно считать структурными нарушениями сплошности массива горных пород, которые служат преградой для распространения волновых процессов, генерируемых взрывом. Кроме того, карстовые формы поглощают значительную часть энергии фугасного действия взрыва. В результате эффективное дробление пород происходит на ограниченном расстоянии от взрыва.
В том случае, когда скважинный заряд пересекает карстовые образования, действие взрыва направлено з сторону той части массива, которая оказывает наименьшее сопротивление разрушению, т.е. в нашем случае в сторону карстовой формы, что также уменьшает объем зоны дробления скальных пород.
Наличие значительной трещиноватости горных пород на закарсто-ванных участках (трещины, как правило, либо открытые, либо закаль-матированы глинистым материалом) еще больше снижает дробящее действие взрыва — массив не дробится, а распадается на естественные отдельности. Например, на Кунарском известняковом карьере комбината Сухоложскцемент наблюдалось увеличение среднего размера куска породы после взрыва на закарстованных участках, по сравнению с незакарстованнымн известняками, на 10—15%, несмотря на то, что степень трещиноватости в массиве незакарстованных известняков в 1,5 раза меньше, а предел прочности на сжатие выше в 1,5-1-1,8 раза. Крупные блоки, находящиеся в закарстованном массиве, разрушаются
или при непосредственном контакте с зарядом, или за счет механического соударения кусков. На крупных кусках или валунах, находящихся в карсте, следы свежего скола не обнаруживаются.
В процессе исследования влияния степени закарстованности на состояние БВР по 29 карьерам анализировалась взаимосвязь следующих факторов: удельного расхода ВВ q, кг/м3, величины выхода негабарита % крепости горных пород по шкале профессора М. М. Прото-дьяконова, степени закарстованности местоположения по объему Л", %, стоимости буровзрывных работ С, руб/т. Выборка показателей БВР проводилась по литературным источникам |1,2] и на основе проектов организации буровзрывных работ на исследуемых горных предприятиях. Все обследованные карьеры имели схожую технологию ведения буровзрывных работ и были оснащены однотипным буровым и погрузочным оборудованием. Одним из основных показателей, определяющих применяемую технологию,— крупность некондиционного куска,— находится для исследуемых предприятий в пределах 1—1,1 м. Бурение взрывных скважин диаметром 214—243 мм производилось шарошечными станками типа СБШ, погрузка породы при помощи экскаваторов ЭК.Г-4, ЭКГ-4,6. высота уступов 10—15 м. На всех карьерах производилась валовая отбойка зарядами рыхления с использованием порядного замедления.
На основании исследований, проведенных методом математической статистики, получены линейные зависимости уравнений множественной регрессии для основных рассматриваемых показателей. В общем случае уравнение принимает следующий вид:
г — гср=вгх(х — хср)+вгу(у—уср), (О
где X, У, ¿ — исследуемые переменные; В2Х. ВХУ— коэффициенты регрессии; 2СР, ХСР, УСР — средние значения переменных.
Исследуя взаимосвязь данных величин, мы получили десять возможных вариантов, которые были обработаны на ЭВМ ЕС10/20. На основании анализа полученных значений сводных коэффициентов крр-реляции можно сделать вывод о том, что стоимость буровзрывных работ на карбонатных карьерах тесно связана с величиной выхода негабарита и крепостью горных пород. Эта связь описывается уравнением регрессии:
С = 0.014(/ — 7.011) 4-0,01 (К„ —7,043)+0,227. (2)
Сводный коэффициент корреляции для приведенной зависимости составляет 0,685.
В свою очередь, величина выхода негабарита связана с коэффициентом закарстованности месторождения и коэффициентом крепости пород. Эта зависимость описывается уравнением регрессии (3), а сводный коэффициент корреляции данной взаимосвязи равен 0.694:
У„=0,091 (/ — 7.011) +0,456 (К — 6,175) +7,043. (3)
Парные коэффициенты корреляции имеют следующие значения: коэффициент корреляции между коэффициентом закарстованности и крепостью горных пород равен 0,354. между величиной выхода негабарита и крепостью горных пород 0.202, между величиной выхода негабарита и коэффициентом закарстованности 0.693. Этот факт, на наш взгляд, наглядно иллюстрирует влияние степени закарстованности на величину выхода негабарита.
Увеличение удельного расхода ВВ относительно мало влияет на снижение величины выхода негабарита. Это становится очевидным при исследовании тесноты связи величины выхода негабарита от
удельного расхода ВВ и коэффициента закарстованности. В этом случае сводный коэффициент корреляции равен 0,702, при парных коэффициентах корреляции взаимосвязи величины удельного расхода и коэффициента закарстованности, равного 0,525, величины выхода негабарита и удельного расхода ВВ, равного 0,459.
Множественная корреляционная связь удельного расхода ВВ г/ с крепостью горных пород / и коэффициентом закарстованности К описывается следующим уравнением регрессии:
<7=0,009 (/С — 6.179) +0,33 Ц — 7.011) +0.545. (4)
Сводный коэффициент корреляции данной взаимосвязи составляет 0,685, при этом взаимосвязь удельного расхода ВВ с крепостью горных пород имеет коэффициент корреляции, равный 0,597. Относительно высокий коэффициент корреляции, характеризующий взаимосвязь удельного расхода ВВ с крепостью горных пород, на наш взгляд, обусловливается постановкой системы расчетов величины зарядов ВВ на открытых горных работах, при которой в процессе проектирования параметров БВР в должной мере не учитываются структурные особенности разрабатываемого массива.
Статистический анализ исследуемых величин позволяет сделать вывод о том, что выход негабарита на закарстованных карбонатных месторождениях в значительной мере зависит от величины закарстованности и в меньшей степени от прочностных свойств разрабатываемых пород. В связи с этим для улучшения показателей БВР на карьерах, разрабатывающих закарстованные породы, необходимо осуществлять прогноз степени закарстованности массива горных пород и . оперативный учет полученной геологической информации при расчете и составлении проектов организации взрывных работ. Оперативное использование геологической информации о структурных нарушениях взрываемого массива позволит сократить удельные расходы ВВ, величину выхода негабарита, улучшить дробление горных пород, а в некоторых случаях повысить безопасность ведения взрывных работ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Чиаев Т. И., Таранухин Н. А. Технология разработки месторождений цементного сырья — М.: Недра. 1980.—304 с. '
2 Шлаин И. Б. Разработка месторождений карбонатных пород.—М.: Недра, 1968 —292 с. *
УДК 622.271.324 :625.16.7
В. В. Макаров
УЧЕТ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ТРАСС
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА «
Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов — задача первоочередной экономической и социальной важности при переходе к рыночной экономике.
Подземная разработка полезных ископаемых по сравнению с открытой позволяет сохранить земельные угодья, однако не везде применение подземной разработки эффективно с экономической и экологической точек зрения, так как при этом виде горных работ приходится все же занимать часть земельных площадей под отвалы пустой породы, наземные сооружения и т.п.
