Взрывная обойка, ее достоинства и недостатки

Несомненными достоинствами взрывной отбойки являются:

1) возможность использования при рудах любой крепости;

2) меньшая себестоимость по сравнению с механическими и электрофизическими способами отбойки крепких и средней крепости руд;

3) возможность одновременной отбойки значительных объемов руды.

Недостатки взрывной отбойки:

1) ограниченные возможности управления процессом взрыва, трудность точного прогноза результатов взрыва (контуров отрыва, дробления руды, сейсмики);

2) цикличность технологии добычи и связанные с этим простои оборудования;

3) отрицательное воздействие на состояние горных выработок;

4) выделение большого количества ядовитых газов, что требует значительного времени на проветривание и соответствующего вентиляционного оборудования.

В зависимости от типа полости для размещения ВВ различают отбойку:

1) шпуровую (шпуровыми зарядами). Шпур – удлиненная цилиндрическая полость длиной до 5 м и диаметром от 30 до 75 мм;

2) скважинную (скважинными зарядами). Скважина – удлиненная цилиндрическая полость любого диаметра глубиной более 5 м или любой глубины диаметром > 75 мм;

3) минную - отбойка сосредоточенными зарядами, размещаемыми в подготовительно-нарезных выработках.

2.5. Основные параметры взрывной отбойки

1. Диаметр заряда – определяет объем ВВ и линию наименьшего сопротивления (ЛНС). Диаметр заряда при подземной разработке изменяется в широких пределах от 30 до 250 мм.

Между диаметром заряда и кусковатостью рудной массы существует зависимость следующего вида (рис. 2.2):

 

Значения коэффициента дробимости

 

Дробимость	Характеристика руды в массиве и в куске	Коэффициент дробимости с
1. Трудно - дробимые	Массив разбит на крупные отдельности, превышающие размер кондиционного куска. Руды прочные, вязкие.	0,05 – 0,1
2. Средней дробимости	Массив разбит на отдельности, размеры которых меньше кондиционного куска. Руды средней прочности и прочные.	0,1 – 0,125
3. Легко дробимые	Массив разбит густой сетью трещин, либо породы весьма хрупкие. Руда любой прочности.	0,125 – 0,2

Задаваясь требуемым диаметром куска и зная степень дробимости руды выбирается соответствующий диаметр заряда (см. рис. 2.2; табл. 2.1).

При мелкой трещиноватости возможно применение зарядов с увеличенными диаметром и линией наименьшего сопротивления, однако это возможно лишь в условиях залежей большой мощности.

В условиях сложного залегания рудных тел, недостаточной устойчивости руд и пород, высокой ценности добываемых полезных ископаемых, ограничений по сейсмическому и ударно-воздушноволновому воздействию применяются диаметры зарядов в пределах 40÷90 мм.

1. Длина заряда.

Длина заряда наряду с его диаметром определяет объем полости для размещения ВВ.

С увеличением длины зарядов растет выход рудной массы с погонного метра скважин, но при этом ухудшаются условия очистки скважин, увеличивается вероятность отклонения последних от заданного направления. Поэтому, на практике длина зарядов не превышает 40-50 м.

Буровые полости, как правило, выходят за контуры отбойки (перебур) или их не достигают (недобур). Перебур скважины (шпура) предусматривается с целью размещения дополнительного количества ВВ для отрыва руды от крепкой породы и достижения проектного контура отбойки. При бурении в сторону открытой поверхности или слабых пород скважины (шпуры) недобуривают до проектного контура отбойки с целью экономии ВВ и снижения разубоживания.

1. Забойка зарядов.

Отсутствие забойки заряда или ее недостаточная длина ослабляет разрушающее, дробящее действие взрыва, снижает его коэффициент полезного действия (КПД), увеличивает звуковое и ударно – воздушноволновое действие взрыва, повышает загазованность выработок.

Минимальная длина забойки, как правило, составляет 0,3÷0,7 от линии наименьшего сопротивления (W). В качестве забойки используют: песок, глину, буровой шлам. ЕПБ запрещено в качестве забойки применять кусковатый или горючий материал.

1. Направление бурения.

Определяется конструкцией системы разработки и зависит от ориентации основных систем трещин в массиве, конструктивных особенностей применяемых буровых агрегатов, условий заряжания.

Например, при применении системы разработки этажного обрушения на вертикальные компенсационные камеры отбиваемые слои ориентируют соответственно вертикально. Буровое оборудование может позволять бурить полости только в горизонтальном и слабонаклонном направлении (ручные перфораторы) или только восходящие (телескопные перфораторы); веер скважин на 180^о или 360 ^о (буровые станки).

Восходящие полости технологически благоприятнее с позиций облегчения их очистки при бурении и, наоборот, при их заряжании (возрастает трудоемкость заряжания, увеличиваются просыпи ВВ, снижается плотность заряда).

1. Тип взрывчатого вещества.

При выборе типа взрывчатого вещества исходят из соответствия энергетических характеристик ВВ степени дробимости руд, а также их обводненности, средств механизации заряжания, стоимости взрывчатых материалов (ВМ).

Взрывчатые вещества выпускаются в сыпучем и патронированном виде.

Сыпучие ВВ разделяются на гранулированные и порошкообразные. Патронированные – на насыпные и прессованные.

Порошкообразные ВВ – слеживаются, легко вымываются, заряжание не механизируется, впитывают влагу, смерзаются. Отличаются невысокой стоимостью.

Гранулированные ВВ – позволяют механизировать заряжание, создают высокую плотность заряда. Характеризуются запылением атмосферы в процессе заряжания.

Патронированные – лишены недостатков сыпучих ВВ, но отличаются высокими стоимостью и трудозатратами.

ВЫПУСК И ДОСТАВКА РУДНОЙ МАССЫ

Общие сведения

Под доставкой руды понимается перемещение при очистной выемке рудной массы от забоя до транспортного горизонта или транспортных средств. Доставку следует отличать от уборки – перемещения горной массы на проходческих работах и откатки (транспорта) – перемещения горной массы по откаточным выработкам основных горизонтов рудника.

Удельный объем трудовых и материальных затрат на доставку руды достигает 30÷50% всех затрат на очистную выемку и лишь в отдельных случаях не превышает10 %. Производительностью доставки руды обычно определяется интенсивность очистной выемки и концентрация горных работ. Поэтому от технологии и механизации этого процесса требуется высокая производительность при минимизации затрат на него.

Способы доставки разделяются на самотечные, механизированные и прочие (табл. 3.1).

В основном применяют доставку самотечную и механизированную, в меньшем объеме - взрывную и лишь иногда и в незначительном объеме - гидравлическую. Способ доставки руды тесно связан с системой разработки и выбирается, как правило, вместе с последней.

Весьма распространена схема, когда по очистному пространству руда перемещается к выпускным выработкам самотеком (или силой взрыва), далее по подготовительным выработкам до рудоспусков доставляют рудную массу механизированным способом.

Рудоспуски – подготовительные или капитальные выработки, по которым руда перемещается под действием силы тяжести (рис. 3.1). Из них рудную массу перегружают в вагоны электровозной откатки, в автосамосвалы или на магистральный конвейер. Рудоспуски могут иметь длину от нескольких метров до нескольких сотен метров. Расстояние между рудоспусками выбирают с таким расчетом, чтобы сумма затрат на проходку выработок и на сам процесс доставки руды была минимальной. С уменьшением расстояния до рудоспуска затраты на процесс доставки сокращаются, а на проходку возрастают. Поэтому рудоспуски сравнительно короткие, длиной до 20-30 м, располагают под каждой доставочной выработкой, а при длине 100-150 м и более - один рудоспуск на несколько блоков. При доставке руды самоходными машинами рудоспуски устраиваются на расстоянии до 300 м и более.

Таблица 3.1 - Классификация способов доставки руды

Способы	Особенности
I. Самотечные: - Непосредственно по очистному пространству - По рудоспускам	Руда по очистному пространству перемещается к выработкам, через которые ее выпускают из блока. Руда перемещается по вертикальным (наклонным) выработкам с промежуточных горизонтов на основной.
II. Механизированные:
- Самоходным оборудованием	Самоходное оборудование на пневмоколесном или гусеничном ходу. Им осуществляют погрузку и перемещение руды, либо только погрузку и только перемещение.
- Конвейерами и питателями	Оборудование (полу)стационарного типа позволяет обеспечить непрерывность погрузки и перемещения руды.
- Скреперными установками	Переносное, простое по конструкции оборудование циклического типа действия.
III. Прочие:
- Взрывная доставка	Взрывом руда отбивается и отбрасывается по очистному пространству к выпускным выработкам
- Гидравлическая доставка	Руду смывают водой. Применяется чаще как вспомогательный способ для зачистки лежачего бока.

 

Глубокие рудоспуски, обладая большой «буферной» емкостью, обеспечивают практическую взаимонезависимость во времени процессов доставки руды в рудоспуск и транспорта руды от рудоспуска.

Под выпуском понимается последовательное извлечение отбитого полезного ископаемого из очистного пространства или аккумулирующей емкости под действием силы тяжести.

Выпуск руды осуществляется на горизонт, располагаемый в нижней части выемочного участка. Иногда выпуск не выделяют в самостоятельный процесс и относят его к доставке. Это оправдано в тех случаях, когда процесс выпуска не влияет на показатели доставки и извлечения полезных ископаемых, например при системах разработки с магазинированием или с открытым очистным пространством.

В зависимости от наличия или отсутствия подэтажных доставочных выработок различают подэтажный и этажный выпуск руды, а в зависимости от наличия или отсутствия специальных выпускных выработок - донный и торцевой.

При донном выпуске руды (рис. 3.2) выпускные выработки сохраняются на весь период отработки блока. Это дает возможность размещать отбитую руду по всей площади блока, применять любой порядок выпуска, доставлять руду не только машинами, но и оборудовать пункты выпуска полустационарными механическими установками. Расходы на проведение выпускных выработок значительны: 20÷40 % всех расходов на подготовительные и очистные работы в блоке. Применяют как этажный, так и подэтажный донный выпуск (см. рис. 3.2).

Действующие выпускные выработки должны быть заполнены отбитой рудой, а недействующие - заперемычены. Если выпускные выработки выходят в доставочную выработку одна напротив другой с двух противоположных сторон, то выпуск можно вести только из одной из них и при условии, что приняты меры, исключающие самопроизвольный выпуск из другой.

Торцевой выпуск руды производят непосредственно в выработку, по которой доставляют руду механическим способом - самоходным оборудованием или питателем и конвейером, реже – скреперной установкой. Применяется преимущественно в случае отбойки руды вертикальными или крутонаклонными слоями в зажиме при обрушении вмещающих пород на отбитую руду.

Торцевой выпуск чаще применяют подэтажный (рис. 3.3). Каждая из выработок для доставки руды горизонтальна и расположена непосредственно под вынимаемой частью подэтажа или блока. Погашают эту выработку в отступающем порядке по мере отбойки руды над ней, руда поступает в выработку с торца.

При торцевом выпуске снижается трудоемкость подготовительно-нарезных работ вследствие отсутствия выпускных выработок, но в каждом выпускаемом слое руда по всей его площади имеет контакт с обрушенными пустыми породами, что ухудшает показатели извлечения по сравнению с донным выпуском.