CC BY
54
УДК 622.235.431
В.В. Ремезов
ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ВЗРЫВАНИЯ ГОРНОГО МАССИВА НА РЕЗУЛЬТАТЫ ДРОБЛЕНИЯ
Семинар № 3
ТЖ звестно, что одни и те же заряды с
Х-Ж одними и теми же параметрами отбойки в разных горно-технических условиях взрывания дают различные результаты дробления горного массива.
Например, если условия взрывания ухудшаются, то ухудшаются и показатели дробления. Ухудшение дробления при этом в различных типах руд происходит по-разному (рис. 1). В меньшей степени это влияние сказывается в сильнотрещиноватых рудах (более пологие кривые, «а»), в наибольшей степени - в неравномернотрещиноватых рудах, «в». Величина заряда, как видно из рисунков также имеет значение.
Для уменьшения этих эффектов применяются различные способы управления действием взрыва.
Способы управления разрушением массива при взрывной отбойке на горных предприятиях во многом определяются условиями его взрывания, которые коротко можно сформулировать так: дробление ограниченного проектным контуром части горного массива на куски определенной крупности путем создания технологических вновь образованных поверхностей (щели, компенсирующие пространство, врубы и т.д.). В свою очередь при всей сложности процесса разрушения взрывом обнаруживаются четыре вида условий взрывания, влияющих на работу взрывчатого вещества:
1. Условия взрывания, воздействующие
на процесс отрыва от массива.
2. Условия взрывания, непосредственно сказывающиеся на дроблении.
3. Условия взрывания, влияющие на образование и формирование волн напряжений определенной интенсивности и направленности.
4. Условия взрывания, влияющие на метание кусков раздробленной взрывом горной породы.
Задачи взрывного разрушения в соответствии с условиями взрывания решаются на основе групп трех факторов:
1. Изменение формы разрушающего импульса
2. Геометрические параметры взрыва
3. Технологические факторы.
К первой группе факторов можно отнести типы ВВ, воздушные промежутки, повышение плотности заряжания; ко второй - сетку зарядов, изменение линии наименьшего сопротивления (ЛНС), сопротивление по подошве уступа и т.д.; к третьей - регулирование последовательностью детонации во времени и пространстве при групповом взрывании, обратное инициирование, поинтервальное взрывание и т. д.
К параметрам отбойки, преодолевающим
Рис. 1. Влияние условий взрывания на качество дробления: а) сильнотрещиноватый массив; б) монолитный массив; в) неравномерно-трещиноватый массив
вредное влияние ухудшения условий взрыва-
ния, можно отнести забойку (активную и пассивную), взрывание одновременное и поинтер-вальное (короткозамедленное), воздушные или инертные (продольные или периметральные) промежутки.
Под условиями взрывания мы понимаем горно-технологическое окружение заряда
взрывного вещества, нагрузку или разнообразие нагрузок на заряд или на систему зарядов. Разнообразие нагрузок тесно связано с разнообразием технологических требований к результатам разрушения. Круг этих требований в «связке требования к взрыву - условия взрывания» на примере подземной разработки месторождений твердых полезных ископаемых можно определить следующим образом:
1. Скважинная отбойка и дробление при очистной выемке мощных рудных тел. Условия взрывания здесь должны обеспечивать заданное технологией обогащения качество дробления при минимальном удельном расходе ВВ на отбойку. Условия взрывания в идеале должны обеспечить выход негабарита, равный нулю.
2. Шпуровая отбойка маломощных рудных тел (жильные месторождения). Условия взрывания, включающие геометрию разрушения зарядов здесь таковы, что значительная часть обуренного массива попадает в зоны избыточной энергии и, соответственно, мелкого дробления. Поэтому для данной технологии характерен высокий (до 70) процент выхода рудной мелочи, который в свою очередь приводит к резкому увеличению потерь в очистном пространстве, нерациональному расходу энергии взрыва, снижению производительности операций транспортирования и разгрузки руды, особенно если руды имеют высокую влажность, или склонны к слеживанию. В этом случае для взрыва при шпуровой отбойке должны быть обеспечены такие условия взрывания, которые привели бы к увеличению среднего размера куска дробленного продукта за счет уменьшения выхода мелочи. Одновременно специфика жильных месторождений предопределяет наличие особых условий снижения интенсивности законтурного действия взрыва во вмещающих породах, так как оно не только повышает разубоживание руды, но и порождает появление негабаритных фракций.
Рис. 2. Влияние условий взрывания (нагрузки на блок) на величину заряда: а) обычная нагрузка на блок; б) растягивающее поле напряжений; в) сжимающее поле напряжений
3. Следующим типичным элементом
горного производства, где результаты взрывов напрямую зависят от условий взрывания, является проведение по горным породам выработок различного сечения, назначения и направления. Этот технологический процесс практически полностью связан со шпуровой отбойкой и механической погрузкой горной массы. Поэтому условия работы взрыва должны обеспечивать максимальную степень (коэффициент) заполнения объемов погрузочно-транспортных
средств. Кроме того, как и на жильных месторождениях, условия взрывания должны максимально приближать реальный контур к проектному, т.е. в идеале полное отсутствие законтурного действия.
4. Взрыводоставка предъявляет свои условия к результатам взрыва, например, такие, как равномерность дробления и уменьшения выхода мелких фракций, а самое главное -формирование навала отбитой горной массы в технологически обусловленном месте.
5. Щадящая отбойка при добыче ценного минерального сырья,
контурообразование, разделка штучного камня и некоторые другие области применения взрыва имеют свои технологии и условия оптимального взрывания. Например, может иметь большое значение сохранение необходимых физико-механических свойств горного массива за пределами зон разрушения.
Таким образом, горная технология предъявляет к взрыву, как к средству разрушения и нарушения сплошности материала, соблюдение таких условий взрывания, для удовлетворения которых, с одной стороны, необходимо решить задачи, связанные с расширением энергии ВВ внутри отбиваемого слоя массива (гранулометрическим составом руды); предельным расходом энергии на дробление (удельным расходом ВВ); удельным расходом бурения; удельными затратами на отбойку. С другой стороны - этим условиям должно отвечать такое распределение энергии ВВ в пространстве, при котором разрушение не должно выходить за контуры, определенные технологическими параметрами системы разработки.
— Коротко об авторах ------------------------------------
Ремезов В.В. — Институт проблем комплексного освоения недр РАН.
------------------------------------------------ РУКОПИСИ,
ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ
МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА
1. Молев А.М. Формирование информационной базы экологического мониторинга на стадии реструктуризации угольной отрасли (№ 383/02-05 — 24.11.04) 4 с.
2. Цыркунова И.В. Общие подходы при прогнозировании основных параметров рынка нерудных строительных материалов (№ 384/02-05 - 06.12.04) 4 с.
--------4s
^----------
----------------------------------------------- © Д.В. Доможиров, И.Е. Зурков,
Д.Б. Симаков, 2005
УДК 622.235.2
Такие разнообразные и часто взаимопроти-воречивые условия взрывания предопределяют необходимость их конкретизации и оптимизации с целью дальнейшего развития понятия управления действием взрыва, а так же определения наиболее оптимальных условий выделения и распределения энергии зарядов ВВ во времени и пространстве.
Примером влияния условий взрывания горного массива на результаты дробления служит ситуация обрушения рудного блока при этажнокамерной системе разработки на всю высоту этажа в двух случаях, когда этот выемочный блок находится под действием или растягивающих сил (рис. 2 а, б), или под действием сжимающих сил (рис. 2 а, в).
В первом случае, как известно, общая величина заряда на его разрушение может быть уменьшена, а во втором - увеличена. Расположение скважинных зарядов в обоих случаях разное и так же имеет свои особенности. Таким образом, вопрос влияния условий взрывания горного массива на результаты дробления по-прежнему актуален и требует систематизации.
