Научная статья на тему 'ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТРЕЩИНОВАТОСТИ МАССИВОВ ГОРНЫХ ПОРОД НА СТЕПЕНЬ ВЗРЫВНОГО ДРОБЛЕНИЯ'

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТРЕЩИНОВАТОСТИ МАССИВОВ ГОРНЫХ ПОРОД НА СТЕПЕНЬ ВЗРЫВНОГО ДРОБЛЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
15
3
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
взрывные работы / трещиноватость массива горных пород / влияние трещин на процесс разрушения горных по-род взрывом / удельный расход взрывчатых веществ / геохимическое поле Земли / структурно-тектоническое поле / blasting / fracturing of a rock mass / the effect of cracks on the process of destruction of rocks by explosion / specific consumption of explosives / geochemical field of the Earth / structural and tectonic field

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Умаров Фарходбек Яркулович, Ишанходжаев Зокирхужа Каримджанович, Игизбаев Рустем Кадрович, Заирова Фируза Юсуповна, Эргашев Надырджан Хамидуллаевич

Тенденция развития горнодобывающих работ связана с увеличением глубины отработки месторождений открытым способом и крепость пород с увеличением глубины возрастает, что требует повышения эффективности ведения горных работ. Это, в свою очередь, требует реального управления взрывным разрушением массива горных работ. В данной работе рекомендуется технология использования разработанной нетрадиционной концепции проектирования отбойки руд и пород эксплуатационных горизонтов месторождений, в результате внедрения которой будет достигнуто районирование геологических тел эксплуатационных горизонтов крупных карьерных полей горнорудных предприятий по категориям облегченной буримости и облегченной взрываемости, слагающих их скальных трещиноватых руд и вмещающих пород. Рекомендуемый способ районирования карьерных полей по категориям трещиноватости позволяет вести расчеты с погрешностью вычислений физико-механических, деформационно-прочностных свойств, ориентировок трещин и модулей трещиноватости геологических тел в пределах 0,95-0,975%.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Умаров Фарходбек Яркулович, Ишанходжаев Зокирхужа Каримджанович, Игизбаев Рустем Кадрович, Заирова Фируза Юсуповна, Эргашев Надырджан Хамидуллаевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INVESTIGATION OF THE EFFECT OF FRACTURING OF ROCK MASSES ON THE DE-GREE OF EXPLOSIVE CRUSHING

The trend in the development of mining operations is associated with an increase in the depth of open-pit mining and the strength of rocks increases with increasing depth, which requires an increase in the efficiency of mining opera-tions. This, in turn, requires real management of the explosive destruction of the mining massif. In this paper, we rec-ommend the technology of using the developed unconventional concept of designing the stripping of ores and rocks of operational horizons of deposits, as a result of which the zoning of geological bodies of operational horizons of large quarry fields of mining enterprises will be achieved by categories of lightweight drillability and lightweight explosivity, composing their rocky fractured ores and host rocks. The recommended method of zoning quarry fields by fracture categories allows calculations with an error in calculating physical and mechanical, deformation and strength proper-ties, crack orientations and fracture modulus of geological bodies in the range of 0.95-0.975%.

Текст научной работы на тему «ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТРЕЩИНОВАТОСТИ МАССИВОВ ГОРНЫХ ПОРОД НА СТЕПЕНЬ ВЗРЫВНОГО ДРОБЛЕНИЯ»

ТРАНСПОРТНОЕ, ГОРНОЕ И СТРОИТЕЛЬНОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТРЕЩИНОВАТОСТИ МАССИВОВ ГОРНЫХ ПОРОД НА СТЕПЕНЬ ВЗРЫВНОГО ДРОБЛЕНИЯ

Умаров ФарходбекЯркулович

д-р техн. наук, профессор, директор филиала Национального исследовательского технологического университета

«МИСИС» в г. Алмалык, Республика Узбекистан, г. Алмалык E-mail: [email protected]

Ишанходжаев Зокирхужа Каримджанович

директор Дирекции по строительству горно-транспортного комплекса и объектов инфраструктуры АО «Алмалыкский горно-металлургический комбинат»,

Республика Узбекистан, г. Алмалык E-mail: [email protected]

Игизбаев Рустем Кадрович

ведущий научный сотрудник Национального исследовательского технологического университета

«МИСИС» в г. Алмалык, Республика Узбекистан, г. Алмалык E-mail: [email protected]

Заирова Фируза Юсуповна

инженер Инновационного центра по внедрению новых технологий АО «Навоийский горно-металлургический комбинат», Республика Узбекистан, г. Навои E-mail: _ [email protected]

Эргашев Надырджан Хамидуллаевич

Заместитель начальника производственно-технического отдела рудника «Ауминзо-Амантой» АО «Навоийский горно-металлургический комбинат»,

Республика Узбекистан, г. Зарафшан E-mail: [email protected]

INVESTIGATION OF THE EFFECT OF FRACTURING OF ROCK MASSES ON THE DEGREE

OF EXPLOSIVE CRUSHING

Farkhodbek Umarov

Doctor of Technical Sciences, Professor, Director of the branch ofNUST MISIS in Almalyk, Republic of Uzbekistan, Almalyk

Zokirkhuzha Ishankhodjaev

Director of the Directorate for the Construction of the Mining and Transport Complex and Infrastructure Facilities Almalyk Mining and Metallurgical Combine JSC, Republic of Uzbekistan, Almalyk

Rustem Igizbayev

Leading researcher at the branch of NUST MISIS in Almalyk,

Republic of Uzbekistan, Almalyk

Библиографическое описание: ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТРЕЩИНОВАТОСТИ МАССИВОВ ГОРНЫХ ПОРОД НА СТЕПЕНЬ ВЗРЫВНОГО ДрОБЛЕНИЯ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Умаров Ф.Я. [и др.]. 2024. 7(124). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/17966

Firuza Zairova

engineer of the Innovation Center for the introduction of new Technologies JSC "Navoi Mining and Metallurgical Combine", Republic of Uzbekistan, Navoi

Nadyrjan Ergashev

Deputy Head of the Production and Technical Department

of the Auminzo-Amantoy mine JSC "Navoi Mining and Metallurgical Combine", Republic of Uzbekistan, Zarafshan

АННОТАЦИЯ

Тенденция развития горнодобывающих работ связана с увеличением глубины отработки месторождений открытым способом и крепость пород с увеличением глубины возрастает, что требует повышения эффективности ведения горных работ. Это, в свою очередь, требует реального управления взрывным разрушением массива горных работ. В данной работе рекомендуется технология использования разработанной нетрадиционной концепции проектирования отбойки руд и пород эксплуатационных горизонтов месторождений, в результате внедрения которой будет достигнуто районирование геологических тел эксплуатационных горизонтов крупных карьерных полей горнорудных предприятий по категориям облегченной буримости и облегченной взрываемости, слагающих их скальных трещиноватых руд и вмещающих пород. Рекомендуемый способ районирования карьерных полей по категориям трещиноватости позволяет вести расчеты с погрешностью вычислений физико -механических, деформационно-прочностных свойств, ориентировок трещин и модулей трещиноватости геологических тел в пределах 0,95-0,975%.

ABSTRACT

The trend in the development of mining operations is associated with an increase in the depth of open-pit mining and the strength of rocks increases with increasing depth, which requires an increase in the efficiency of mining operations. This, in turn, requires real management of the explosive destruction of the mining massif. In this paper, we recommend the technology of using the developed unconventional concept of designing the stripping of ores and rocks of operational horizons of deposits, as a result of which the zoning of geological bodies of operational horizons of large quarry fields of mining enterprises will be achieved by categories of lightweight drillability and lightweight explosivity, composing their rocky fractured ores and host rocks. The recommended method of zoning quarry fields by fracture categories allows calculations with an error in calculating physical and mechanical, deformation and strength properties, crack orientations and fracture modulus of geological bodies in the range of 0.95-0.975%.

Ключевые слова: взрывные работы, трещиноватость массива горных пород, влияние трещин на процесс разрушения горных пород взрывом, удельный расход взрывчатых веществ, геохимическое поле Земли, структурно-тектоническое поле.

Keywords: blasting, fracturing of a rock mass, the effect of cracks on the process of destruction of rocks by explosion, specific consumption of explosives, geochemical field of the Earth, structural and tectonic field.

Введение. В настоящее время для большинства горнодобывающих предприятий наиболее актуальными являются задачи повышения эффективности производственных процессов, улучшения конкурентоспособности выпускаемой продукции и минимизации негативного воздействия на окружающую среду. Несмотря на применение современных методов ведения буровзрывных работ (БВР), полное исключение образования крупных негабаритных фракций остается проблемой, что демонстрирует опыт разрушения крепких горных пород в процессе добычи. Все крупные фракции, полученные в результате взрывных работ, считаются негабаритными и требуют специальной обработки. Разнообразие случайных факторов, которые невозможно учесть при проектировании массовых взрывов, неизбежно приводит к образованию негабаритов. Процент негабаритных фракций, образующихся в результате добычи, зависит от конкретных горно-геологических условий и может колебаться от 2-3% до 1520%. Накопление негабаритных кусков горной

массы на рабочей площадке карьера снижает производительность горных работ, а попадание крупных негабаритных кусков в дробильное оборудование может привести к простоям и значительным экономическим ущербам. Исследования показывают, что увеличение процента негабаритных обломков с 2,5% до 5% снижает производительность экскаваторов на 20-30%, а при высоком проценте выхода негабаритов производительность может сократиться в 2-2,5 раза. В этой связи особенно важны исследования, направленные на разработку эффективных технологий взрывных работ, способных сократить образование негабаритных кусков горной массы на карьерах.

Анализ выполненных исследований. Трещи-новатость представляет собой процесс нарушения целостности скальных и полускальных горных пород, что приводит к их механическому разрушению. Трещины могут иметь различную геометрию, форму и образовываться по разным причинам. В конкретных

геологических условиях элементарные характеристики трещиноватости пород включают:

а - густота трещин (модуль трещиноватости), определяется расстоянием между трещинами в одной системе, см;

Да - раскрытие (ширина) трещин, мм; I - протяженность трещин в плоскости обнажения, см;

Р° - угол падения плоскости трещин, град.; а° - азимут падения плоскости трещины, град. Вышеуказанные параметры трещиноватости исследуются на стадии инженерно-геологических исследований месторождения полезных ископаемых. Дополнительно к данным инженерно-геологической разведки проводятся натурные изучения модуля трещиноватости, ориентировок трещин, длины трещин горных пород и др. Этот метод очень трудоемкий и не получил столь широкого распространения. Проводятся экспериментальные исследования по скорости прохождения акустической волны с распо-

ложением датчиков по подошве уступа и определением преимущественной ориентации трещин. Способ не получил дальнейшего развития ввиду некорректности получаемых данных, поскольку подошва уступа имеет значительную раздробленность пород трещинами искусственного происхождения, являющихся результатами ранее проведенных взрывных работ [1].

При проведении буровзрывных работ данные по модулю трещиноватости вводятся в расчеты параметров при определении удельного расхода взрывчатых веществ (ВВ). В целях изучения ориентировок трещин, которые оказывают значительное влияние на качество проведения БВР, применяются акустические и натурные методы их определения.

Классификация по трещиноватости, предложенная В.В. Ржевским и О.П. Якобашвили [1] приведена в табл. 1 и 2 с указаниями размеров трещин и их распределения, которые оказывают различное влияние в различных зонах взрывного разрушения.

Таблица 1.

Трещиноватость, содержание крупных отдельностей и акустический показатель трещиноватости

Категория трещиноватости Степень трещиноватости (блочности) массива Среднее расстояние между трещинами всех систем, м Акустический показатель трещиноватости Ас

I Чрезвычайно трещиноватые (мелкоблочные) До 0,1 0,1

II Сильнотрещиноватые (среднеблочные) 0,1-0,5 0,1-0,25

III Среднетрещиноватые (крупноблочные) 0,5-1,0 0,25-0,4

IV Мелкотрещиноватые (весьма крупноблочные) 1,0-1,5 0,4-0,6

V Практически монолитные (исключительно крупноблочные) Свыше 1,5 0,6-1,0 Т

Таблица 2.

Параметры трещиноватости массивов горных пород

Порядок тре- Характер и генезис трещины Протяженность, м Раскрытие, м Расстояние между

щино-ватости трещинами, м

1 Внутрикристаллические 10-9 -10-2 10-9 -10-3 10-8 -10-3

2 Межкристаллические 10-4-10-2 10-6 -10-3 10-5 -10-2

3 Эндогенные (разрыв) трещины остывания и усыхания 10-1 -100 10-5 -10-3 10-1 -100

Экзогенные (сдвиг и разрыв) 10°-105 10-6 -100 10-1 -101

Тектонические, выветривания 10-1 -102 10-5 -10-1 10-1 -100

Отжима 100-102 10-3 -10-1 10-1 -100

При воздействии взрывной энергии вышеуказанные системы трещин оказывают на качество взрыва различное влияние. Кроме того, существенное влияние на качество взрыва оказывает направление отбойки относительно вышеуказанных систем трещин. Выводы [1] базируются на эмпирических зависимостях качества взрыва и свойств пород, включающих модули трещиноватости, ориентировки трещин и др. При этом непонятно, каким образом учитывалось влияние ориентировок трещин,

если изменчивость их в массиве имеет место буквально на расстоянии одного метра.

В работах Б.Н.Кутузова [2, 3] изучалось влияние ориентировок трещин относительно направления взрыва. Проводились взрывные работы с определением наилучшего дробления при ориентации взрыва относительно преимущественной ориентации трещин под углом 900 и 450. Ввиду неоднозначности входных параметров, ориентировок трещин, модуля трещиноватости и др., которые определялись натурным и сейсмоакустическим способами, судить

о результатах исследовании довольно сложно, поскольку по данной теме сами исследователи разделились на две части, отстаивающие совершенно противоположные точки зрения. Часть из них пришли к выводу, что лучшее дробление пород получается при ориентации трещин под углом 900 к направлению действия взрыва, другие же наоборот - при 450. Причиной этому является некорректность входных параметров, поскольку с учетом складчатости, неоднородности и неравномерности залегания геологических тел, ориентировка трещин также может изменяться практически через 0,5-1,0 метр от измеренной натурным способом, при этом она меняется в трех плоскостях.

Методы определения. Из всех типов трещин, при изучении трещиноватости массивов горных пород, представляет интерес тектонические трещины, поскольку именно они, их ориентация, модуль тре-щиноватости, ширина раскрытия трещин и др. оказывают значительное влияние на технологические процессы при разработке месторождений открытым способом и, в частности, на качество БВР.

В трудах В.В. Ржевского трещиноватость горных пород учитывается при расчете удельного расхода ВВ путем введения в расчеты коэффициента, учитывающего влияние трещиноватости породного массива Кт.

Влияние ориентировок трещин будет учитываться путем внедрения предлагаемого способа и построением полей скольжений.

Тектонические трещины по приуроченности к складчатым структурам или разрывам делятся на складчатые и приразрывные, а по механическому типу - на трещины отрыва и трещины скалывания. Трещины отрыва характеризуются неровными, шероховатыми стенками и значительной шириной (зиянием), трещины скалывания часто сомкнуты и несут на стенках следы скольжения (борозды, штрихи, зеркала скольжения). К тектоническим трещинам скалывания условно относится группа трещин кливажа, когда породы раскалываются на тонкие пластинки, направление которых предопределяется ориентировкой в породе пластинчатых минералов.

Предлагаемая научная концепция основана на учении о геохимии недр Земли, разработанной В.И. Вернадским, Ф.У. Кларком, А.Е. Ферсманом, В.М. Гольдшмидтом и А.П. Виноградовым [4], согласно которой месторождения полезных ископаемых представляют геохимическое поле. При этом под геохимическим полем понимается в одном случае - поле промышленной концентрации минералов, а в другом же - некоторое структурно-тектоническое поле. В свою очередь, структурно-тектонические поля представляют совокупность или объединение (логическую сумму) множеств геологических тел полезных ископаемых и их вмещающих пород. Геологические тела полезных ископаемых и вмещающих пород представляют совокупность тектонических структурных форм - слоев, мелких геологических складок с системами пересекающихся в них поверхностей тектонических трещин и разделенных

разрывными нарушениями, к которым приурочены перечисленные геоструктурные поля (к ним относятся физико-механические и деформационно-прочностные поля).

Одним из основных утверждений (основанное на опыте) учения о геохимии недр Земли является кусочно-непрерывная (взаимно-однозначная и взаимно-непрерывная) связь форм и содержания тектонических структур, т.е. форма тектонических структур определяет его геоструктурные поля (физико-механические, деформационно-прочностные свойства, их численные значения, устойчивость тектонических структурных форм, трещиноватость, ориентировку трещин). Это означает, что в пространстве недр Земли относительно однородного и равномерного поля имеет место дискретная дислокация очагов его неравномерных полей с различными максимумами содержания тектонических структур. Поле относительно однородного и равномерного распределения свойств тектонических структур, совместно с множеством дискретно дислоцированным в нем очагов неравномерного с различными максимумами содержания свойств тектонических структур образует неравномерное и неоднородное поле содержания свойств тектонических структур, что объясняется неравномерностью геометрических форм и неоднородностью состава и строений, образующих карьерное поле тектонических структур: слоев (пластов), мелких складок, трещин и разрывов в них.

Объектом наших исследований являются тектонические структурные формы, включающие: слои, складки, трещины, разрывные тектонические трещины. Складкообразование в результате действия тектонических сил формируются под воздействием главных осей деформации. В результате скольжений слоев горных пород внутри одной литологической разности формируются и направление главных осей деформаций внутри геологических тел. При этом эта ориентация носит закономерный характер их формирования [5].

Путем построения сеток скольжений, т.е. поперечных и продольных сечений складок - сеток скольжения, которые определяют ориентировку полей скалывания и полей отрыва, можно определить направление ориентировок трещин в массиве горных пород и их показатели - модуля трещиновато-сти, а также другие физико-механические свойства [6-9].

Прочность (крепость, ориентировка трещин, модуль трещиноватости) выработанных пространств при открытой системе разработок не определяются единичными замерами физико-механических и деформационно-прочностных свойств горных пород или же их усредненного значения, а также применениями в расчетах однородных математических моделей, которые применяются, например, при моделировании бортов откосов карьеров, при проектировании параметров БВР, а определяются направлениями и ориентациями поверхностей линий скольжений (сетки скольжений) или же, что то же самое, следами максимальных касательных напряжений относительно самого выработанного пространства и

массивов нетронутых горных пород, конкретно слагающих месторождение тектонических структурных форм, и которые ограничиваются линиями подошвы и кровли конструкций систем открытых разработок. Изменение направлений и ориентаций линий скольжений (поверхностей линий скольжений или ориентировок трещин) в массиве горных пород относительно выработанных пространств, характеризуют изменение деформационно-прочностных и физико-механических свойств горных пород, вследствие чего, расчеты основываются не на усредненных или же единичных замерах значений деформационно-прочностных и физико-механических свойств горных пород, а учитывают направления, значения и изменения вышеуказанных свойств массивов горных пород, которые и определяют прочность (крепость) конструкций и выработанных пространств при разрушении массивов горных пород взрывом. На основании выполненной сетки скольжения производится построение поверхностей облегченной буримости и облегченной взрываемости, а также расчет и районирование карьерных полей по категориям буримости и взрываемости, что позволяет сократить затраты на БВР.

Рекомендуемая технология отбойки основана на идее максимальной эксплуатации эффекта наименьшей сопротивляемости разрушению буровзрывным способом геологических тел рудных месторождений по их поверхностям, условно называемыми поверхностями их облегченной буримости и облегченной взрываемости, т.е. идея заключается в эксплуатации свойств массивов горных пород - анизотропии массивов горных пород и различии свойств массивов горных пород по разным направлениям.

В работах [6-9] решена задача разработки математической модели (теории) мощных складчатых базисных структурных поверхностей, образующих месторождения полезных ископаемых, которые представляют объединение полученных авторами взаимно ортогональных, криволинейных осей гауссовых координат в поперечных сечениях геологических складчатостей, построенных через заданный шаг, принятый для разбиения на интервалы карьерных полей. Установлено, что найденная координатная сетка в поперечных и продольных сечениях складчатостей совпадает либо с семействами сопряженных линий Людерса, либо с двумя семействами взаимно ортогональных осей главных тектонических деформаций. Представляет интерес результаты, характеризующие изменчивости непрерывной и трещинной деформаций, деформационной и прочностной анизотропии складчатых структур, ориентировку трещин в массиве горных пород.

В практическом понимании, для решений задач горной практики, построенные линии скольжений представляют собой ориентировку трещин в массиве горных пород. Построенная сетка скольжений, согласно основным свойствам их, позволяет произвести предрасчет карьерного поля также и по крепости горных пород и по модулю трещиноватости. Одно из замечательных свойств линий скольжений гласит: «если известно значение а в какой-либо точке заданной сетки скольжения, то оно может быть вычислено всюду в поле» [10].

На рис. 1 представлены следы взаимно ортогональных базисных структурных поверхностей и поверхностей скольжений в поперечном сечении мощной синклинали магнетитовой руды Качарского месторождения.

Рисунок 1. Следы взаимно ортогональных базисных структурных поверхностей (сплошные линии) и поверхностей скольжений (прерывистые линии) в поперечном сечении мощной синклинали магнетитовой руды Качарского месторождения

Полученная закономерность разрушения горных пород с учетом ориентировок трещин позволит применять схему взрывания и направление отбойки горных пород, позволив сократить затраты на БВР в размере 30% и более.

Максимальный модуль трещиноватости имеют породы, расположенные в замковой части складки. В нейтральной зоне горные породы имеют минимальные значения модулей трещиноватости. В зоне растяжения модуль трещиноватости имеет средние значения. Полученные результаты отлично коррели-руются с классическими представлениями о складчатости, в частности с полученными результатами по рассмотрению эллипсоида деформаций, где закономерность свойств обосновывается с учетом действия главных осей деформаций. В качестве входных параметров - модулей трещиноватостей могут быть введены показатели, полученные путем измерений их произведенным лабораторным способом сотрудниками северо-казахстанской геолого-разведочной экспедиции.

Как известно, с увеличением глубины разработок увеличивается крепость горных пород и как следствие увеличивается удельный расход ВВ, что увеличивает объемы бурения и в конечном итоге стоимость БВР, наибольшую актуальность приобретает рекомендуемый способ по сокращению затрат на проведение БВР. Месторождение «Ёшлик» АО «Алмалыкский горно-металлургический комбинат» (Республика Узбекистан) сложено изначально крепкими интрузивными горными породами (крепость пород по шкале проф. М.М.Протодъяконова f=8-18; породы: диориты, сиенито-диориты, кварцевые порфиры и вторичные кварциты), что с начала разработки для качественного дробления требует повышенного расхода удельного расхода ВВ, повышенного объема буровых затрат и др. И в данном случае особую актуальность приобретает внедрение результатов исследований по разработанному способу районирования карьерных полей по категориям бу-римости и взрываемости и ведения БВР с применением их индивидуальных паспортов для каждой категории с целью сокращения затрат на отбойку в размере 20% и выше.

Рекомендуемая технология осуществляется путем использования разработанной нетрадиционной концепции проектирования отбойки руд и пород эксплуатационных горизонтов месторождений, предусматривающей:

1. Построение графиков направляющих поверхностей неоднородной анизотропии буримости и взрываемости всех типов руд и пород базового месторождения, т.е. месторождения, применительно к которому будут выполнены проекты производства работ по отбойке его руд и пород.

июль, 2024 г.

Построение графиков направляющих поверхностей будет достигнуто путём использования специально разработанных блок-схем (направляющих поверхностей), расчета и алгоритмов реализации блок-схем, входными параметрами которых служат значения неоднородных полей деформационных и прочностных характеристик, образующих эксплуатационные горизонты карьерного полей геологических тел руд и вмещающих пород.

2. Разбиение петрографически неоднородно (криволинейно) или кусочно-однородно анизотропных геологических тел руд и вмещающих пород эксплуатационных горизонтов карьеров на множество образующих их и связанных между собой петрографически однородно анизотропных структурных блоков.

3. Определение для каждого петрографически однородно анизотропного структурного блока руд и вмещающих пород эксплуатационных горизонтов карьеров категорий их буримости и взрываемости.

Результатами, предусмотренных в п.п. 2 и 3 операций будет достигнуто:

• районирование геологических тел эксплуатационных горизонтов крупных карьерных полей горнорудных предприятий по категориям облегченной буримости и облегченной взрываемости, слагающих их скальных трещиноватых руд и вмещающих пород.

На рис. 2-4 показаны результаты районирования карьерного поля по категориям облегченной бури-мости и облегченной взрываемости по рекомендуемому способу. При этом на данном геолого-структурном блоке буровзрывной цех горнодобывающего предприятия проводит буровзрывные работы, согласно данным геологической разведки для крепости пород по шкале проф. М.М.Протодъяконова f=15 или для пород с показателями сопротивления на одноосное сжатие равное Ссж = 1500 кгс/см2.

На рис. 2 показаны следы поверхностей облегченной буримости и облегченной взрываемости (пуктирные линии) на контуре карьерного поля, для которых имеет место fбл.i~8, при 1<К(п=7). Случай 8<^бл^~8) соответствует наибольшей оптимизации процесса бурения на карьере.

На рис. 3 показаны результаты районирования карьерного поля по категориям буримости fб при бурении вертикальных взрывных скважин, обеспечивающими условие (9^ бл^<15) <15, при 1</< (п=7).

На рис. 4 показаны результаты районирования карьерного поля по категориям взрываемости fв с наклонными расположениями взрывных скважин (с отклонением 150 от вертикали), обеспечивающими условие (8<&^<П)<15.

Примечание: 1. Случай 8<([бл.гЩ соответствует наибольшей оптимизации процесса бурения на карьере. 2. Буровзрывной цех рудника на данном блоке проводит взрывные работы с параметрами, рассчитанными на показатель /бл^=15 при 1<<(п=7)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рисунок 2. Следы поверхностей облегченной буримости и облегченной взрываемости (пуктирные линии) карьерного поля, для которых имеет место f бл^ ~8, при 1<г<(п=7)

Условные обозначения: - крепость порол по буримости — и — - направление бурения вертикальных шпуров н скважин.

Примечание: Согласно типовому проекту, для всех блоков карьерного поля паспорта БВР принимаются для /бл^=15, при 1<<(п=7)

Рисунок 3. Районирование карьерного поля по категориям буримости fб при бурении вертикальных взрывных скважин, обеспечивающими условие (9<бл.<15)<15 при 1<г<(п=7), где п - число блоков карьера

Примечание. Согласно типовому проекту для всех блоков карьера паспорта БВР принимаются для/бл.г=15 при 1< г < (п=7)

Рисунок 4. Районирование карьерного поля по категориям взрываемости fв с наклонными расположениями взрывных скважин (с отклонением 15 град. от вертикали), обеспечивающими условие (8<[бл.1<10)<15 при 1< I < (п=7), где п - число блоков карьера

1:1:11 1 1 1 1 ! 1 1 1 : 1 1 1 I 1

•4268 • 201 • 134 «67 • « к • 90" 67 134 • 201 • 268 •

• 377 • 310 • 243 . 176 • 100 • 176 243 • 310

• 9! 1 • 4Н6 • 419 • 352 • 285 • 218 • 285 352 • 419»

Рисунок 10.5. Рекомендуемая схема расположения взрывных скважин, при реализации которой будут достигнуты наименьшие экономические затраты на ведение БВР при угле наклона скважин к вертикали а=150 для всех блоков со смещением оси между рядами скважин на угол V согласно поверхностей облегченной буримости и облегченной взрываемости

Заключение. Рекомендуется технология использования разработанной нетрадиционной концепции проектирования отбойки руд и пород эксплуатационных горизонтов месторождений, в результате внедрения которой будет достигнуто районирование геологических тел эксплуатационных горизонтов крупных карьерных полей горнорудных предприятий по категориям облегченной буримости и облегченной взрываемости, слагающих их скальных трещиноватых руд и вмещающих пород. Рекомендуемый способ районирования карьерных полей по категориям трещиноватости позволяет вести рас-

четы с погрешностью вычислений физико-механических, деформационно-прочностных свойств, ориентировок трещин и модулей трещиноватости геологических тел в пределах 0,95-0,975%. При изменении направления отбойки горной массы с учетом поверхностей облегченной буримости и облегченной взрываемости при постоянной величине объемного веса можно добиться значительного уменьшения удельного расхода ВВ с улучшением качества дробления только лишь с учетом показателя сопротивления пород на одноосное сжатие или показателя крепости пород по шкале проф. М.М. Протодъяконова.

Список литературы:

1. Якобашвили О.П. Сейсмические методы оценки состояния массива горных пород на карьерах // ИПКОН РАКМ. - М., 1992.

2. Кутузов Б.Н. Безопасность взрывных работ в горном деле и промышленности. - М.: Горная книга, 2009. -670 с.

3. Кутузов Б.Н., Анриевский А.П. Новая теория и новые технологии разрушения горных пород удлиненными зарядами взрывчатых веществ. - Новосибирск: Наука, 2002.

№ 7(124)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

• 7universum.com

июль, 2024 г.

4. Перельман А.И. Геохимия: / Учеб. для геол. спец. вузов / А.И.Перельман, под ред. И.М. Шагирова, мл. ред. Е.В.Бурова Е.И. Попова. - Изд. 2-е., перераб. и доп. - М.: Высш.шк., 1989. - 528 с.

5. Ажгирей Г.Д. Структурная геология. - Москва, 1966. - 348 с.

6. Игизбаев Р.К. Деформационная анизотропия параллельных складчатостей с весьма пологими погружениями их шарниров / Р.К. Игизбаев, М.К. Игизбаев // Горный журнал Казахстана. - Алматы, 2006. - №8. - С. 17-22.

7. Игизбаев Р.К. Базисные структурные поверхности и сетка скольжений мощных складчатых структур / Р.К. Игизбаев, М.К. Игизбаев, Б. Бахмагамбетов, К.Б. Игизбаев // Комплексное использование минерального сырья. - Алматы, 2008. - №1. - С. 17-28.

8. Игизбаев Р.К. Гукова модель прочностной анизотропии геологических тел осадочного происхождения / Р.К. Игизбаев, М.К. Игизбаев, К.Б. Игизбаев // Комплексное использование минерального сырья. - Алматы, 2007. - №5. - С. 7-21.

9. Игизбаев Р.К. Ограничение на теорию Мора при моделировании криволинейной прочностной анизотропии скальных горных массивов рудных месторождений / Р.К. Игизбаев, М.К. Игизбаев, К.Б. Игизбаев // Комплексное использование минерального сырья. - Алматы, 2011. - №1. - С. 16-29.

10. Качанов Л.М. Основы теории пластичности: учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва: Наука,

1969. - 420 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.