CC BY
44
- © Е.Б. Шевкун, А.В. Лещинский,
А.И. Добровольский, А.А. Галимьянов, 2015
УДК 622.235
Е.Б. Шевкун, А.В. Лещинский, А.И. Добровольский, А.А. Галимьянов
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЗАРЯДА В УСЛОВИЯХ РАЗРЕЗА «БУРЕИНСКИЙ»
Приведены результаты экспериментальных массовых взрывов зарядами с воздушной подушкой в перебуре, радиальным зазором в верхней части скважины и забойкой с элементами засыпного камня. При поскважинном взрывании системами неэлектрического взрывания такие взрывы обеспечивают проработку подошвы уступа на глубину скважины, уменьшение радиуса опасной зоны по сейсмической и ударно-воздушной волне, по разлету кусков горной массы.
Ключевые слова: заряд взрывчатых веществ, массовый взрыв, воздушная подушка, радиальный зазор, забойка с элементами засыпного камня.
Промышленные запасы угля по разрезу «Буреинский», с учетом эксплуатационных потерь, составляют 36 498 тыс. т.
Разрез отрабатывается с 1998 г. и делится на 2 карьерных поля (участок № 1 и участок № 2). В настоящее время участком № 2 отрабатывается северная часть геологических запасов. Вскрытие участка № 2 было осуществлено въездной траншеей внешнего заложения, пройденной в западном направлении на горизонт выходов пластов под наносы в районе разведочной линии XIV.
При отработке разреза «Буреин-ский» применяется транспортная система разработки с использованием автомобильного транспорта. На транспортировке вскрышных пород и породы междупластий используются автосамосвалы TEREX TR-100 грузоподъемностью 90 т, на транспортировке угля - автосамосвалы SCANIA 420 грузоподъемностью 35 т. Вскрышные породы разреза транспортируются из забоев на внешние отвалы, уголь - на ОУ-22.
Выемка угля и междупластий осуществляется гидравлическим экска-
ватор Cat 336 с рабочим оборудованием «обратная лопата» с емкостью ковша 1,9 м3 и фронтальным пнев-моколесным погрузчиком WA-700 с емкостью ковша 8,7 м3 с предварительным рыхлением бульдозером-рыхлителем Komatsu D375. По данным разреза экскаватор Cat 336 подлежит списанию.
На выемке пород вскрыши в настоящее время применяются гидравлические экскаваторы с рабочим оборудованием «обратная лопата» РС-2000 с емкостью ковша 12 м3 и PC-1250 с емкостью ковша 6,7 м3.
Нижележащие вскрышные уступы, сложенные скальными и полускальными породами, отрабатываются с предварительным взрывным рыхлением с применением неэлектрических систем взрывания. Бурение вертикальных взрывных скважин производится буровыми станками Atlas Copco DML1200 с диаметром долота 214,7 мм и Pit Viper 271 с диаметром долота 251 мм. В качестве ВВ используется аммиачно-селитренный Гранулит М и Граммо-нит 79/21. Зарядка скважин выполняется зарядными машинами МСЗ-12-НП-К, МСЗУ-14-НПБ-К-014.
побьем ВГМ, тыс-М-куб.
Рис. 1. Динамика объемов взорванной горной массы
Объемы взорванной горной массы ежегодно существенно увеличиваются (рис. 1).
В 2015 г. планируется строительство еще одного разреза «Правобережный» производительностью до 3 млн. т угля в год.
С каждым годом все большие объемы взрывных работ производятся на нижележащих горизонтах, где крепость взрываемых пород существенно выше и местами доходит до / = 10. Породы крупноблочные, средней трещиноватости, буримостью и взрываемостью выше средней, сильно обводненные, что повлекло при существующих способах взрывания увеличение удельного расхода ВМ, а также радиуса воздействия ударной воздушной и сейсмической волн. А с учетом того, что разрез «Буреинский», находится на приподнятой равнине между реками Чегдомын и Чемчуко (левыми притоками реки Ургал) южнее поселка Чегдомын на расстоянии менее километра, взрывные работы оказали отрицательное влияние на жителей нижней части поселка Чегдомын.
В целях устранения возникших проблем, совместно с кафедрой «Транс-портно-технологические системы в строительстве и горном деле» Тихоокеанского государственного универ-
ситета была проведена серия экспериментальных взрывов с применением различных конструкций скважинных зарядов: с воздушной подушкой и засыпной забойкой с элементами каменного материала; с устройством для формирования воздушных камер и радиальным зазором в верхней части заряда.
В качестве примера приведем один из серии экспериментальных массовых взрывов, который был проведен на гор. +406-+388 м разреза «Буреин-ский-2».
Горные породы блока представлены песчаником на глинистом цементе, алевролитами VI—XII категорий крепости по СНиП (/ = 4-6).
Параметры взрываемого блока: количество скважин - 172 шт. (23 ряда с разным количеством скважин), 0 скважин 215 мм; глубина скважин от 10 до 18 м; величина перебура - 0,0 м; сетка расположения скважин 5,0x5,0 м; фактический удельный расход ВВ 0,6 кг/м3; объем взрываемого блока -70 тыс. м3; расход ВВ - 41 986 кг, в т.ч. Гранулит М - 41 779 кг, ТГ-П-850 -207,4 кг. Схема взрывания диагональная с применением неэлектрической системы ИСКРА-П: замедление между скважинами в ряду 67 мс, между рядами - 109 мс. Инициирование внут-
ри скважинной сети - устройством ИСКРА-С с замедлением 500 мс.
Зарядка ВВ производилась в сухие скважины, при отрицательной температуре окружающей среды (-15 °С). Скважинный заряд (рис. 2, а) формировали следующим образом.
В первую очередь формировали воздушную подушку 4 длиной 2 м с помощью нового устройства для создания воздушных камер 5 (патент на полезную модель № 147959). Преимущество этого устройства (рис. 2, б) перед аналогами заключается в том, что его затвор складывается при прохождении неровностей скважины и поэтому не застревает даже в обводненных скважинах. Далее формировали заряд 2 из Гранулита М, используя в качестве боевика 3 шашки ТГ-П850 с неэлектрической системой Искра С-500. При глубине скважины более 15 м боевик дублировали.
Затем опускали полипропиленовый рукав длиной 3 м, для создания воздушного промежутка 6 высотой 1 м, а также и для защиты от возможного повреждения волновода при формировании рациональной забойки 1. Саму забойку выполняли послойно: сначала, для обеспечения газонепроницаемости забойки, засыпали в рукав буровой шлам на высоту 1 м, на него - гравий с размером фракций 1-15 см (в среднем 5 см) высотой 0,5 м, далее - снова буровой шлам и гравий высотой по 0,5 м, а последний метровый отрезок скважины засыпали буровым шламом. После проведения взрыва было выявлено хорошее качество дробления горной массы со средним размером фракции 0,12 м. Средняя производительность экскаватора Кота1эи РС-2000 составила 6500 м3 за 12-часовую смену.
На данном взрыве перебур отсутствовал. Экскаватор отработал по
а) | б)
Рис. 2. Конструкция заряда (а) и устройство для создания воздушных камер (б):
1 - полипропиленовый рукав; 2 - заряд ВВ; 3 - боевик; 4 - воздушная подушка; 5 - устройство для создания воздушных камер; 6 - воздушный промежуток
горизонту +387, что подтверждается маркшейдерской съемкой с построенным разрезом после выемки экспериментального блока.
Применение на экспериментальном блоке скважинных зарядов с рациональной забойкой, воздушной подушкой и новым устройством для создания воздушных камер позволяет сделать следующие выводы:
• заряд рациональной конструкции эффективен - снижение затрат по блоку составило около 4000 руб./м3 за счет сокращения удельного расхода ВВ с 0,9 до 0,6 кг/м3;
• устройство для создания воздушных камер работает без отказов (на блоке было испытано 172 шт.), удобно в работе и транспортировке;
• засыпная забойка с элементами каменного материала (гравий) позволила уменьшить высоту забойки и увеличить время задержки продуктов детонации в зарядной полости, что
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ_
улучшило качественные характеристики взрыва.
Серия экспериментальных взрывов с рациональной конструкцией заряда позволила выявить дополнительные преимущества в сравнении с традиционной конструкцией заряда -уменьшен в 1,5 раза радиус разлета кусков горной массы и снижено воздействие ударной воздушной волны на поселок, о чем свидетельствуют жители поселка и работники ОАО «Ургалголь». В то же время отмечены и недостатки: незначительно увеличена трудоемкость по формированию воздушной подушки и радиального зазора, а формирование вручную засыпной забойки с элементами каменного материала - очень трудоемкий процесс, который при больших объемах взрываемой горной массы осуществлять практически нереально, поэтому необходимо механизировать процесс забойки скважин.
Шевкун Евгений Борисович - доктор технических наук, профессор, Лещинский Александр Валентинович - доктор технических наук, доцент, e-mail: [email protected], Тихоокеанский государственный университет;
Добровольский Александр Иванович - кандидат технических наук, исполнительный директор,
Галимьянов Алексей Алмазович - горный инженер,
начальник участка взрывных работ, e-mail: [email protected],
ОАО «Ургалуголь».
UDC 622.235
PERFECTION OF THE DESIGN OF THE CHARGE IN THE CONDITIONS OF THE CUT «BUREINSKY»
Shevkun E.B.1, Doctor of Technical Sciences, Professor,
Leschinsky A.V.1, Doctor of Technical Sciences, Assistant Professor, e-mail: [email protected], Dobrovolsky A.I.2, Candidate of Technical Sciences, Executive Director,
Galimjanov A.A.2, Mining Engineer, Chief of Site of Explosive Works, e-mail: [email protected],
1 Pacific National University, 680035, Khabarovsk, Russia,
2 Open Society «Urgalugpl», Tchegdomyn, Russia.
Results of experimental mass explosions by charges with an air cushion in a redrill, a radial backlash in the top part of a chink and stopper with stone pieces are resulted. At detonation by not electric systems such explosions provide study of a sole of a ledge on depth of a chink, reduction of radius of a dangerous zone on a seismic and with great dispatch-air wave, on scattering of pieces of mountain weight.
Key words: a charge of explosives, mass explosion, an air cushion, a radial backlash, stopper with stone pieces.
