CC BY
24
Н.Н. Казаков
РАЗВАЛ ПОРОДЫ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ЧИСЛА РЯДОВ ВЗРЫВАЕМЫХ ЗАРЯДОВ
Основными результатами взрывов на горных предприятиях являются дробление породы и ее перемещение. Физическая сущность процессов, происходящих при перемещении и укладке породы в развал, весьма сложна. Поэтому, несмотря на множество выполненных исследований, они изучены еще не до конца. На практике для определения параметров развала пользуются многочисленными локальными эмпирическими зависимостями, которые справедливы только для тех условий, в которых они получены.
Существует широко распространенное мнение, что высота развала равна 2/3 высоты уступа, а ширина развала пропорциональна числу взрываемых рядов скважин. Считают, что если площадка нижнего уступа узкая, то чтобы разместить на ней весь развал породы, на верхнем уступе нужно бурить небольшое число рядов скважин. В литературе не обсуждался факт изменения направления выброса породы при взрыве задних зарядов при многорядном взрывании на карьерах.
В ИПКОН РАН разработан метод определения начальных скоростей вылета расчетных объемов из зоны действия скважинных зарядов и расчета параметров развала.
Скорость каждого расчетного объема определяется по формуле
V
2kE
ЫфАаЪм> у
где Е - энергия скважинного заряда; к - коэффициент остаточной энергии; Да - линейный размер расчетного объема; Ь - расстояние между скважинами в ряду; м>* - расстояние от заряда до свободной поверхности по линии удара; у - объ-
емная масса породы; Ыф - число фактических сдвигающихся слоев по линиям удара в зоне действия скважинного заряда.
31
10
14
Рис. 1. Схема расположения выбранных объемов
При взрыве второго и последующих рядов скважинных зарядов перед забоем нижней зоны формируется нарастающий развал породы, который препятствует сдвижению нижних слоев, и количество фактических сдвигающихся слоев по линиям удара уменьшается. Начальная скорость вылета заблокированных слоев равна нулю.
По расчетному методу составлена компьютерная программа и выполнены расчеты для следующих условий взрывания: число взрываемых рядов скважинных зарядов от 2 до 10; взрывчатое вещество тротил; диаметр скважин 250 мм; порода гранит; сетка скважин 6x6 м; высота уступа 15 м; длина заряда 12 м; длина забойки 6 м. В итоговой таблице 810 расчетных объемов, каждый из которых имеет свою скорость вылета. Продемонстрировать в статье такую громозд-
кую таблицу невозможно, поэтому из нее сделали произвольную выборку по семи объемам около каждого скважинного заряда. На рис. 1 часть выбранных объемов обозначена цифрами.
Горизонтальная линия на рис. 1 делит отбиваемый скважинным зарядом объем на верхнюю и нижнюю зоны. В таблице представлены результаты выборки. Видно, что скорость вылета расчетных объемов, расположенных в верхней зоне (1, 6, 31, 76), заметно возрастает до шестого взрываемого ряда. После шестого ряда скорость их остается неизменной. Скорости вылета расчетных объемов в нижней зоне возрастают, а затем становятся равными нулю.
Число Выбранные объемы
' ш 5 о ^ ч: 1 6 7 10 14 31 76
1 13,1 17,3 17,2 16,2 15,2 14,5 14,1
2 13,7 18,2 18,0 17,1 0 15,2 14,8
3 14,4 19,2 19,1 18,0 0 16,1 15,7
4 15,2 20,4 20,3 0 0 17,1 16,7
5 16,2 21,9 21,8 0 0 18,1 17,9
6 17,4 22,8 0 0 0 19,1 18,7
7 18,1 22,8 0 0 0 19,1 18,7
8 18,1 22,8 0 0 0 19,1 18,7
9 18,1 22,8 0 0 0 19,1 18,7
На рис. 2 представлены рассчитанные и построенные по компьютерной программе развалы породы при двух-, четырех-, шести- и десятирядном взрывании скважинных зарядов. Из этого рисунка видно, что с изменением числа взрываемых рядов скважинных зарядов изменяются не только параметры развала, но изменяется и форма его поперечного сечения. Предложено условно разделить ширину развала на две части: на ширину обуренного массива и на дальность выброса породы от положения откоса уступа до взрыва. На рис. 2 развал разделен на две части вертикальными линиями.
Из рисунка видно, что при увеличении числа рядов взрываемых скважинных зарядов дальность выброса породы не
изменяется. Ширина развала увеличивается за счет расширения обуренной площадки.
Затраты времени и средств на перегон в безопасные места машин и механизмов, на передислокацию коммуникаций, на работы по зачистке уступов после взрыва связаны с дальностью выброса породы, а не с шириной развала. Поэтому увеличение массы отбиваемой породы на блоке за счет увеличения рядов
¡. —; ; ; ; ; ;
—I—. __ 1
■ ■■!■■■!■■■!■■■!■■■!■■■! 111! 111! I I ■' I ' ' ' I ' ' ' I ' " I ' ' ' ■ ' ' ' ! мч7^1 |||
□ 10 20 30 40 50 60 70 80
Рис. 2. Развалы при двух-, четырех-, шести- и десятирядном взрывании
скважин не будет сопровождаться ростом перечисленных отрицательных эффектов и необходимым увеличением приемной площадки на нижнем уступе.
Из рис. 2 видно, что высота развала не остается постоянной, а существенно возрастает с увеличением числа рядов. При большом числе рядов высота развала превышает высоту уступа.
Выводы
1. Форма поперечного сечения развала существенно изменяется при изменении числа рядов взрываемых скважинных зарядов. Не правомерно использование какой-либо постоянной формы поперечного сечения развала в расчетах параметров развала, как это часто делают.
2. Дальность выброса породы на нижний уступ не зависит от числа рядов взрываемых скважинных зарядов. Не правомерны попытки уменьшить дальность выброса за счет уменьшения числа обуриваемых рядов скважин.
3. Высота развала не связана жестко с высотой уступа и не может приниматься равной 2H/3, т.к. она существенно возрастает при увеличении числа рядов взрываемых скважинных зарядов. При большом числе рядов высота развала превышать высоту уступа.
-------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Казаков Н.Н., Копылов С.В. О компьютерной методике расчета параметров развала при отбойке породы на карьерах // Вестник Кременчугского государственного политехнического университета. Кременчуг: КДПУ, 2005. Вып. 5/2005 (34). 150 с.
2. Казаков Н.Н., Копылов С.В. Методика расчета параметров развала породы на карьерах // Горный информационно-аналитический бюллетень. - №11. - 2003. - С. 47-48.
Коротко об авторах
Казаков Н.Н. - ИПКОН РАН.
