CC BY
18
На основании вышеизложенного нами сделан вывод, что разделение блочного массива на составляющие его отдельности происходит вследствие суммарного действия первоначальных (вызванных горным давлением) напряжении и поля напряжений, вызванного взрывом зарядов Действительно, уровень первоначальных напряжений уже на глубине 300-400 м на большинстве рудных шахт сопоставим с величиной взрывных напряжений, определяющих границы разрушения массива при взрыве Механизм действия суммарного поля напряжений может быть объяснен (и объяснялся нами), как упругая разгрузка напряженного (горным давлением) слоя порол при внезапном взрывном отделении последнего от массива.
В то же время ответственным за разрушение массива может быть и эффект аномально низкого трения, возникающего мсжд> стдельностями среды при совместном действии статических и динамических нагрузок (2) Во всяком случае, направления таких нагрузок и их взаимные величины при массовой отбойке в большинстве случаев вполне укладываются в схем> действия напряжений. при которой возникает этот эффект [3]
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1 iyopu.ute .I.E., / ори ной С.А.. Слсвиковский О.В. и dp. Отбойка руды плоскими системами ырядов на ню\тс "Южная" // Горный журнал. - 1985. - № 9. - С 22 - 24.
2 Куряеня М. В.. Опарин В Н., Востриков В Н. Об эффекте аномально низкого трения в блочных средах // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых - 1997 - X« 4 - С. 3 -12.
3. Курленя MB.. Опарин. ВН.. Востриков В. //. Об одном подходе к прогнозированию горных \ л.i-ров //Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 1998. - № 5. - С. 3-15.
4 Сену к В.М Импульс взрыва и >словия более полного использования его на дробление массива крепких пород при взрывной отбойке // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемы • 1979 -№ I -С. 28-34.
УДК 622 233.012.3
A.B. Тымчур ИГД УрО РАН
К ВОПРОСУ УЛУЧШЕНИЯ ПНЕВМОТРАНСПОРТА ВЫБУРЕННЫХ ЧАСТИЦ ПРИ БУРЕНИИ ВЗРЫВНЫХ СКВАЖИН НА КАРЬЕРАХ
Оптимизация режима механического бурения взрывных скважин на карьерах осуществляется за счет регулирования осевой нагрузки и числа оборотов, действующих на буровой инстрх-мент в конкретных горнотехнических условиях
Эти технологические параметры должны соответствовать прочностным свойствам обвиваемого массива, и в этом случае достигается рациональный режим энергосбережения б>рового станка |1]. Осевая нагрузка и число оборотов изменяются и должны соответствовать надежности шарошечного долота, с одной стороны, и достижению максимально возможной скорости проходки. - с другой
Общая установленная мощность двигателей на охровом станке типа СБШ-250 составляст от 450 до 550 кВт. в том числе мощность двигателя компрессорной станции составляет 100 кВт и более При бурении скважин одновременно задействованы двигатель вращатели, подающего устройства и компрессора Необходимо отметить, что в процессе бурения половина затрачиваемой электроэнергии приходится на двигатель компрессорной станции, так как этот параметр б> рения, связанный с очистной скважиной, не является регулируемым. Процесс выноса буровой мелочи из скважины имеет сходство с транспортировкой сыпучих продуктов трубопроводным транспортом, но. в отличие от пневмотранспортных систем частица породы, отбитая долотом, проходит три зо-
мы Это зона забоя скважины, зона долота и зона б\рового става Кроме того, транспортировка шлама происходит не в круглом сечении трубы, а по кольцевому пространств) мсжд> стенками скважины и штангой бурового става Эффективным надо считать такой режим транспортировки, при котором вынос б>ровой мелочи всех фракций происходит без переизмсльчения. Основным условием отечтетвня переизмсльчения в зоне забоя является удаление частицы породы за время поворота долота на \гол. равный углу между осями шарошек. Невыполнение этого условия приводит к резком\ снижению механической скорости бурения за счет создания подушки из шлама между шарошками и забоем скважины и вследствие этого ухудшению процесса скола породы (3) В зоне долота наблюдается интенсивное переизмельчение продуктов разрушения с одновременным интенсивным износом инструмента. Для того, чтобы избежать этого, необходимо удалить частицы породы за время, не меньшее, чем время удаления частиц в первой зоне. В зоне бурового става происходит вынос прод\ктов разрушения из первых двух зон. Затрудненный вынос частиц породы в этой зоне приведет к ухудшению условий очистки первых дв\ х зон. а также возможно образование сальниковых пробок и как следствие остановка процесса бурения Таким образом, время выноса продуктов разрушения в третьей зоне должно быть не меньшим, чем в первой и второй 111:
'/<'// < '///.
где // - время выноса частиц в зоне забоя; 1ц - время выноса частиц в зоне долота: 1щ - время выноса частиц в зоне б>рового става
Время выноса продуктов разрушения зависит от скорости воздушного потока, выносящего их. в свою очередь скорость потока слагается из скорости витания частицы, т.е. скорости, при которой частица находится во взвешенном состоянии, и скорости, необходимой для придания частице поступательного движения:
»'« = »'«.т + »'«6 ,
где V„ - скорость потока, м/с: - скорость витания, м/с: скорость избыточная, м/с
Необходимо учитывать, что в отличие от систем для транспортировки сыпучих продуктов при транспортировке буровой мелочи из скважины существует различная концентрация потока, которая определяется сильным различием фракционного состава от частиц менее 0,071 мм до частиц более 12 мм. Частицы породы размером менее 0.2 мм составляют от 10 до 20 % общего объема выбуренной породы, в то же время их площадь в потоке значительно превышает площадь всех остальных частиц, образующихся в процессе бурения.
Для пылеподавления при бурении добавляется вода, которая находится в тонкодисперсном состоянии, размер капелек 50-60 мкм. Она тоже влияет на концентрацию потока Все это вместе создает плотность воздушно-шламового потока, способную облегчить вынос крупнодисперснон фракции частиц более 5 мм, поскольку скорость потока зависит от плотности энергоносителя. Это необходимо учитывать при определении параметров транспортной системы Расчет транспортной системы выноса бурового шлама должен базироваться на расчете выноса самой крупной частицы, образованной в процессе бурения, так как более мелкие частицы несомненно будут удалены в процессе выноса. С целью запаса энергии для выноса шлама количества энергоносителя (сжатого воздуха или возду шно-водяной смеси) следует иметь в достаточном количестве для выноса частицы эллипсовидной формы, как наиболее сложновыносимой в воздушном потоке 111 Необходимое количество подаваемого на забой скважины воздуха можно определить по формуле [2) (м'/мин)
где у„ - удельный вес буримых пород, кг/м5: Д - диаметр скважины, м: ^ - механическая скорость бурения, м/мин: ув - удельный вес воздуха, кг/м3; ц - весовая концентрация смеси продуктов разрушения и возду ха.
Экспериментальными данными доказано, что весовая концентрациям может достигать величины 6-7
Из приведенной формулы видно, что все величины, кроме диаметра скважины и механической скорости бурения, постоянные для конкретного горного предприятия или обуриваемого блока Диаметр скважины задается исходя из технологии отработки. При заданном диаметре переменной. регулируемой величиной остается механическая скорость, следовательно, расход воздуха напрямую зависит от механической скорости, равно как и механическая скорость зависит от эф-фективйости очистки забоя скважины. Отсюда встает вопрос регулируемого расхода воздуха при изменении механической скорости бурения. Например, в менее крепких горных породах рационально было бы ограничить механическую скорость, так как производительности компрессора не хватает для эффективной очистки забоя скважины, происходит переизмсльчение бу ровой мелочи на забое и вследствие пескостру йного эффекта повышенный износ бурового инструмента, стоимость которого составляет достаточно большую долю в стоимости буровых работ В крепких и особо крепких породах, имеющих средний удельный вес, вероятно возможно некоторое ограничение расхода воздуха и как еледС1вие - экономия элекгроэнергии. В любом случае назрела необходимость регу лировать расход воздуха, подаваемого на забой скважины.
Б И Б Л И Г Р А Ф И Ч Е С К И Й СПИСОК
1 Кутузов H.H.. Михеев IIГ Пнсвмотранспортныс и обеспыливающие системы буровых станков на карьерах - М Недр;». 1970. - 272 с
2 ('woe H.H. Исследование и разработка воздушно-эмульсионного способа очистки бурения вфын-ны\ скважин на карьерах: Дис. ... канд.техн.наук - Свердловск. 1973.
3. Техника, технология и опыт бурения скважин на карьерах II Под ред Перстэлчина В А - М Недра. 1993.- 286 с.
УДК 622.271
С.В. Корннлков, В.Л. Беляев
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ В СТЕСНЕННЫХ УСЛОВИЯХ
Большинство мощных карьеров России достигло глубины отработки 250-300 и более метров Констру ктивно отрабатываемые борта глубоких карьеров представляют собой объединение уступов с разной степенью готовности к разработке, т.е. на каждом уступе имеются площадки разной ширины В активном использовании находится только часть общего фронта уступов, так как помимо рабочих площадок на бортах карьера располагаются вскрывающие выработки, а некоторые у частки у сту пов или бортов приведены во временно нерабочее положение Количественная характеристика параметров выработанного пространства на некоторых карьерах приведена в табл.1.
На всех у казанных предприятиях горные работы ведутся в стесненных у словиях с попеременной консервацией и расконсервацией фронта работ.
При разработке технологических схем консервации и расконсервации усту пов в скальных породах в качестве основных использованы материалы и доку менты, которыми руководству ются горные предприятия при ведении горных работ, среди них: проектные параметры системы разработки и констру кции временно нерабочих бортов; методики проведения взрывов с применением спецтехнологии заоткоски уступов, типовые проекты производства буровзрывных работ, паспорта отработки усту пов экскаваторами разных моделей.
