Вопросы огр. 1 Перечислите способы разработки месторождений полезных ископаемых
 Скачать 2.7 Mb.
|
|
21) Укажите особенности подготовки к выемке полускальных и скальных пород Подготовка к выемке скальных и полускальных пород осуществляется посредством взрывных работ. Взрывные работы должны обеспечивать экономичность и безопасность ведения работ и иметь следующие основные показатели. 1. Необходимую степень дробления горных пород при сохранении сортности и качества полезного ископаемого и полное разрушение массива взрывного блока; 2. Соответствие размеров и формы развала ГМ параметрам конкретного комплекта оборудования технологического потока; 3. Объем ГМ в забое, достаточный для бесперебойной и производительной работы выемочного - погрузочного оборудования; 4 Ровную поверхность рабочей площадки, при соблюдении допустимых отклонений отметок проекту; 22) В чём заключаются технологические требования к качеству подготовки горных пород к выемке Механическое рыхление применяется при подготовке плотных, полускальных и мерзлых пород при относительно небольшой глубине промерзания. В этих условиях механическое рыхление предпочтительнее буровзрывного способа подготовки пород и сопровождается существенно меньшими затратами. Рыхление производится ковшами экскаваторов или специальными агрегатами - тракторными рыхлителями, которые получили наиболее широкое применение. Такой рыхлитель представляет собой мощный бульдозер с навесным (гораздо реже - с прицепным) рыхлителем, управляемым при помощи гидравлической системы. После завершения рыхления разрушенная порода перемещается бульдозерно-рыхлительным агрегатом в штабель и отгружается из него экскаватором или колесным погрузчиком обычно в автосамосвалы. Механическое рыхление характеризуется достаточно высокой производительностью и может успешно применяться при добыче угля, фосфоритных и апатитовых руд, при разработке песчаников, сланцев, полускальных известняков и других пород. Разрушение горных пород взрывом является в настоящее время основным способом подготовки к выемке полускальных и скальных пород. А при подготовке скальных пород он остается единственным, поскольку взрывному разрушению не могут противостоять никакие породы, вплоть до самых прочных, встречающихся на Земле. С другой стороны, подавляющая часть объемов разрабатываемых на карьерах горных пород представлена именно скальными и полускальными породами, качество подготовки которых оказывает зачастую определяющее влияние на производительность карьерного оборудования и на технико-экономические показатели горных работ в целом. Взрывные работы должны обеспечивать: 1) Оптимальное качество дробления (кусковатость) взорванной горной массы, при котором достигаются минимальные суммарные затраты по всем технологическим процессам. Общая закономерность состоит здесь в том, что при разработке породного массива, характеризующегося той или иной блочностью, с увеличением мощности выемочно-погрузочного оборудования допустимо определенное снижение требований к качеству дробления и соответствующее увеличение диаметра среднего куска взорванной горной массы. И, наоборот, при применении экскаваторов с ограниченной вместимостью ковша (5-8 м3) необходимо обеспечивать высокое качество дробления породы. 2) Наиболее благоприятные параметры развала взорванной горной массы, к которым относятся высота и ширина развала, а также коэффициент разрыхления породы в развале. Коэффициент разрыхления взорванной породы в развале (Кр) не должен быть меньше, чем 1,3-1,4. При меньших значениях Кр резко возрастает сопротивление копанию, увеличиваются время черпания и общая продолжительность экскаваторного цикла, падает производительность экскаватора. 3) Высокое качество проработки взрывом подошвы уступа без образования так называемых порогов и иных неровностей из не взорванной породы, которые крайне осложняют работу экскаваторов при выемке взорванной породы, подготовку трасс автомобильных дорог и железнодорожных путей, работу буровых станков. 4) Требуемое качество и сортность полезного ископаемого, его минимальные потери и разубоживание при взрывании сложноструктурных забоев. 5) Минимальные разрушения породного массива за пределами контура взрываемого блока и четкое оконтуривание вновь образуемого откоса уступа. Это позволяет обеспечить бурение скважин по следующей заходке в точном соответствии с их проектным положением, повышает безопасность работ по бурению и заряжанию скважин, а в конечном счете способствует повышению качества буровзрывных работ. Основным средством достижения указанных результатов является применение наклонных скважин, особенно при разработке высоких уступов. 6) Допустимый уровень сейсмического воздействия взрыва, исключающий повреждение окружающих зданий и сооружений. 7) Высокую безопасность работ в связи с использованием при их выполнении опасных в обращении взрывчатых веществ и средств взрывания. Выполнение указанных требований возможно при правильном выборе метода, параметров и технологии буровзрывных работ в соответствии со свойствами горных пород и параметрами основного горно-транспортного оборудования. Взрывная подготовка горных пород на карьерах осуществляется в настоящее время практически только методом скважинных зарядов. Взрывчатое вещество при этом размещается в скважинах, диаметр которых составляет от 105 до 400 мм, а глубина достигает 40-45 м и более. Метод шпуровых зарядов, при котором для размещения зарядов ВВ используются шпуры диаметром от 32 мм до 50-60 мм и глубиной до 5 м, используется на карьерах при выполнении так называемых вторичных взрывных работ, в основном при разрушении негабаритных кусков и ликвидации «порогов» и неровностей, образующихся в подошве уступа при первичном взрывании. Таким образом, взрывная подготовка пород включает два последовательно выполняемых этапа: бурение скважин, или буровые работы, и взрывные работы, включающие заряжание скважин, монтаж взрывной сети и непосредственно взрывание. 23) Сущность методов ослабления уступов для их обрушения Сущность способа заключается в том, что в способе открытой разработки высокого уступа с управляемым обрушением, включающем отделение горной массы частями с последующей их транспортировкой, объем каждой отделенной части горной массы равен сумме геометрического объема бункера и объема навала над бункером, ограниченного углом естественного откоса горной массы, а транспортировку осуществляют через секционный бункер, секции которого перемещают по мере отработки уступа на расстояние, равное ширине секции бункера. Это позволяет увеличить мобильность транспортного средства и повысить производительность. Известен способ открытой разработки карьера высокими уступами, при котором под действием силы тяжести породы уступа по откосу перемещаются к его основанию. С использованием управляемого обрушения эффективно отрабатываются мягкие вскрышные и гравийно-песчаные породы. При этом высота уступов может в несколько раз превосходить высоту черпания используемого в карьере выемочно-погрузочного оборудования. 24) Параметры рабочего органа рыхления К параметрам рабочего органа рыхлителя относятся: Угол резания γ; Угол заострения ω; Задний угол φ; Толщина и длина зуба; Расстояние между зубьями. Сила резания рыхлителя зависит от угла рыхления. Оптимальный угол рыхления при полускальных и мерзлых породах составляет 30-45º. 25) Что должны обеспечивать взрывные работы При наиболее распространенной технологии ведения взрывных работ на рыхление, а также на выброс и на сброс параметры буровзрывных работ должны быть выбраны так, чтобы обеспечить: необходимую интенсивность и равномерность дробления грунтов и пород; соблюдение отметок, размеров и формы площадок и откосов выемок в соответствии с установленными по проекту; создание определенной формы и размеров развала, а также достаточного объема взорванной массы для бесперебойной и производительной работы выемочно-погрузочного оборудования; экономичность и безопасность работ Результаты взрывов на карьерах должны удовлетворять следующим основным требованиям: - Порода при взрыве должна быть раздроблена на куски, не превышающие определенных размеров по крупности, а выход мелочи по возможности должен быть минимальным. - Обеспечивать соблюдение отметок, размеров и формы рабочих площадок и уступов. После взрыва не должно быть завышений подошвы уступа (порогов), а также заколов массива за скважинами. Выброс породы за линию скважин на верхнюю бровку уступа должен быть минимальным. - Развал взорванной породы должен быть заданной ширины и высоты, обеспечивающих высокопроизводительную и безопасную работу экскаваторов. - Запас взорванной горной массы в забое должен обеспечивать высокопроизводительную работу погрузочного и транспортного оборудования. - Обеспечивать допустимое сейсмическое воздействие на здания, сооружения и породный массив. 26) Назовите основные методы взрывания Шпуровой метод. Применяется при небольших объёмах работ, при добычи крупных блоков строительного отделочного камня, при разработки особо ценных полезных ископаемых. Применение метода шпуровых зарядов позволяет получить лучшее дробление горной породы. Недостаток метода - большие трудовые затраты на бурение и взрывание. Шпуровой метод применяют на открытых и подземных разработках. Шпуры заряжают тротиловыми шашками, патронами из гигроскопических или порошкообразных ВВ. Заряд ВВ в шпуре должен занимать не больше 2/3 его длины; верхнюю треть шпура заполняют забойкой (забивкой). Шпуры забивают сначала пластичной песчано-глинистой смесью, затем песком или буровой мукой. Каждый ряд шпуровых зарядов взрывают одновременно электрическим способом или с помощью детонирующего шнура: сначала взрывают ближайший к забою ряд, потом следующий за ним и т.д. При наличии электродетонаторов замедленного действия заданная последовательность взрывания рядов обеспечивается различным замедлением в рядах. Для разрушения отдельных камней целесообразно применять шпуры небольшого диаметра (25…30 мм), которые бурят на длину, равную 0,5 - 0,75 высоты камня. Расстояния между шпурами принимают равными одной-двум длинам шпура. Все заряды в шпурах взрывают одновременно. Одиночные шпуровые заряды применяют также для корчевания. Метод котловых зарядов в условиях транспортного строительства применяют в основном на открытых горных работах и реже в подземных условиях, так как многократное простреливание основания шпуров и скважин приводит к загазовыванию подземных выработок и необходимости проветривания рабочего пространства после каждого простреливания. Метод котловых зарядов целесообразно применять при отбойке уступов, рыхлении скальных выемок и взрывании на выброс в хорошо простреливаемых необводненных породах. Метод котловых зарядов позволяет значительно сократить объем работ по бурению скважин и шпуров и резко уменьшить сроки проведения подготовительных выработок по сравнению с теми же показателями при методе камерных зарядов. К недостаткам метода относят ограниченный перечень пород, в которых при прострелке образуется полость, а также трудность замера конфигурации и объема котлов. Метод котловых зарядов применяют в тех случаях, когда заряд ВВ не вмещается в обычном шпуре или скважине. При этом устраивают камеру (котел) на дне шпура или скважины, взрывая один или последовательно несколько опущенных небольших зарядов. Метод котловых зарядов обеспечивает большой объем взорванной породы и уменьшение дорогостоящих буровых работ. Метод малокамерных зарядов (зарядов в рукавах) обычно применяют при высоте забоя менее 6 м, преимущественно в нескальных грунтах, а также при специальных взрывных работах (разрушении фундаментов и т.п.). Длина рукава должна составлять 2/3 высоты забоя, но не более 6 м, а расстояние между рукавами в зависимости от размеров кусков породы - от 0,8 до 1,5 до. Этот способ взрывания нашел применение при зачистке скальных откосов выемок и полувыемок после массовых взрывов, при строительстве вторых путей железных дорог и при отбойке уступов в каменных карьерах. Метод малых камерных зарядов позволяет значительно уменьшить объем буровых работ за счет использования для проходки рукавов естественных некрепких прослоек во взрываемом массиве. Метод камерных зарядов применяется для массовых взрывов на выброс или обрушение при разработке котлованов или каналов значительных размеров. Он заключается в том, что в разрабатываемой породе делают вертикальные колодцы (шурфы) или горизонтальные галереи (штольни), из которых в боковых направлениях устраивают большие зарядные, или минные, камеры для размещения крупных сосредоточенных зарядов. Колодцы и штольни крепят рамами и досками. Метод камерных зарядов не нашел большого распространения по следующим причинам: небольшой выход взорванной породы, приходящейся на один рукав; большая трудоемкость проходки рукавов в крепких скальных породах; повышенная опасность производства работ при проходке рукавов; увеличение дальности полета кусков породы при взрыве. Метод камерных зарядов по характеру разрушения и перемещения грунта имеет несколько разновидностей. Этим методом можно производить взрывы: на обрушение в карьерах (отбойка вскрышных уступов и уступов полезного ископаемого) и обрушение крутых скальных откосов при разработке притрассовых карьеров; на рыхление для образования траншей, выемок и каналов. С развитием техники, предназначенной для бурения скважин, метод камерных зарядов в условиях транспортного строительства стали применять редко. Основные недостатки метода - большая трудоемкость проходки горной породы; возможность частичного разрушения массива взрываемых выемок и траншей. Контурные заряды. При разработке полувыемок, уширении выемок и траншеи, а также при проходке тоннелей, когда в первую очередь разрабатывают среднюю часть тоннеля - ядро, контурные заряды взрывают после поочередного короткозамедленного взрывания рядов основных зарядов рыхления. В этом случае взрывная ударная волна совпадает но направлению с линией наименьшего сопротивлении зарядов основного рыхления, т.е. направлена в противоположную от откоса сторону (102,6, в). Поэтому откосы взрывом повреждаются значительно меньше и так же, как и в случае предварительного щелеобразоваппя, па поверхности откоса остаются следы скважин. Параметры контурного взрывания при разработке скальных выемок, траншей и полувыемок. При разработке закрытых выемок и траншей сведений о характере залегания горных пород, их трещинноватости, степени выветриваемости и т.п. часто бываем недостаточно. Поэтому для получения удовлетворительных результатов контурного взрывания вопросы выбора диаметра скважин, расстояния между скважинами и плотности их заряжания следует решать по результатам взрывания на опытном участке. Метод скважинных зарядов состоит в том, что вдоль фронта высокого уступа выбуривают ряд глубоких скважин (длиной 10…30 м) большого диаметра - 200 мм и более. Вертикальные и наклонные скважины устраивают с перебуром ниже подошвы забоя на глубину обычно от 1 до 2 м и заряжают сплошными или рассредоточенными зарядами по всей высоте, за исключением самой верхней части, в которой размещается забойка из сыпучего и мелкого материала. Скважинные заряды обычно взрывают электрическим способом или детонирующим шнуром, причем сеть обязательно дублируют. Взрывать можно без замедления и с замедлением. Рационально выбранные интервалы замедления обеспечивают лучшее дробление породы, резко снижают удельный расход ВВ и сейсмичность взрыва. Методом щелевых зарядов в основном рыхлят мерзлые грунты. Баровыми или дискофрезерными машинами нарезаются щели. Из трех соседних щелей заряжается одна средняя; крайние и промежуточные щели служат для компенсации сдвига мерзлого грунта во время взрыва и для снижения сейсмического эффекта. Заряды ВВ вместе с детонирующим шнуром помещают в основании зарядных щелей, которые затем с помощью бульдозера засыпают грунтом. При взрывании мерзлый грунт полностью дробится, не повреждая стенок котлована или траншеи. Метод накладных зарядов применяют для разделки отдельных камней (валунов, негабаритных кусков и т.п.), в том числе под водой, а также при разрушении металлических конструкций и других специальных работах. Для уменьшения разлета осколков накладной заряд укрывают слоем из связного или сыпучего грунта (глинистая смесь и т.п.), который слегка уплотняют. Одиночный заряд взрывают обычно огневым способом, несколько зарядов - детонирующим шнуром. Этот метод характеризуется повышенным удельным расходом ВВ и разлетом осколков разрушаемого материала по сравнению со шпуровым. Комбинированные методы. Возможны различные варианты совместного использования основных методов ведения взрывных работ. Например, при проходке траншей и расширении выемок и дорог в горах, высоких уступах успешно сочетают шпуровые и скважинные заряды; при дроблении пород уступа с пологим откосом может быть применена комбинация камерных и малокамерных зарядов. Электрический способ взрывания предусматривает соединение электродетонаторов в единую электровзрывную сеть. Монтаж сети ведут от электродетонаторов к взрывной станции (другим источником взрывания). Схемы соединения зарядов во взрывной сети могут быть последовательными, параллельными, смешанными. Электровзрывной способ позволяет взрывать большие группы зарядов; обеспечивает безопасность работ; дает возможность предварительно проверить исправность средств взрывания, а следовательно, получить безотказность в работе. Недостатки - сложность монтажа сети и возможность преждевременного взрывания от блуждающих токов. Взрывание детонирующим шнуром (ДШ) наименее опасное, так как отсутствуют капсюли-детонаторы и электродетонаторы. Вместе с тем можно взрывать большое число зарядов, которые с помощью отрезков ДШ (соединяют между собой параллельно или пучком) подсоединяют к магистральному ДШ. Основные недостатки - невозможность качественной проверки взрывной сети перед взрывом и необходимость использования других способов взрывания зарядов (огневой или электрический). Средства взрывания принимают в зависимости от способов взрывания зарядов: при огневом способе - капсюль-детонатор, огнепроводный шнур, средства зажигания. Капсюль-детонатор - заряд инициирующих ВВ, запрессованный в металлическую или бумажную гильзу диаметром 6,8…7,2 мм и длиной 47…52 мм. Огнепроводный шнур имеет сердцевину из пороховой мякоти и оболочку. Расчет зарядов и методы производства взрывных работ. Действие заряда на окружающую среду различно и зависит от места расположения заряда, его величины, вида взрывчатого вещества, физико-механических свойств породы. В результате взрыва можно получить обжатую (камуфлетную) полость, разрыхлить породу или выбросить ее за пределы воронки. Метод взрывной наброски. До последнего времени в тело плотины или перемычки взрывом сбрасывали только однородные скальные породы или грунты. Метод взрывной наброски получил дальнейшее развитие на строи-тельстве Нурекской ГЭС, где взрывом была уложена различная по составу горная масса, образовавшая в один прием упорную призму, фильтр и понур. В крутом берегу сделали горные выработки для размещения зарядов подрыва берега, а на береговой трассе уложили железобетонные трубы для удлиненных зарядов сброса. Вдоль берега устроили железобетонные и ряжевые подпорные стенки и отсыпали камень, галечник и супесь, предназначенные для транспортирования в перемычку взрывом. Общий вес зарядов составил 265 г. Заряды подрыва берега и дробления подпорной стенки взорвали мгновенно. Через 0,5 сек были взорваны заряды под складами камня и галечника и через 1 сек - заряды под складом супеси. В результате взрыва около 50% взорванной массы легло в русло реки, создав необходимый фронт работ для дальнейшего наращивания перемычки. Подводное взрывание. Одной из многочисленных областей применении энергии взрыва является дробление и перемещение горных пород под водой. Необходимость этой операции связана с разработкой месторождений твердых полезных ископаемых на дне морей и океанов, со строительством и углублением портов и каналов, проходкой подводных траншей для трубопроводов и с другими видами работ. Подводный взрыв может служить как для дробления горных пород с последующей экскавацией, так и для перемещения их (взрывы на выброс). Зачастую, несмотря на высокий расход ВВ и повышенный объем бурения, взрывы на выброс более экономичны, так как исключают дорогостоящие в подводных условиях выемочные и транспортные работы. Влияние водной среды на процесс разрушения. Основными факторами, определяющими действие воды на взрывную волну, являются: рассеяние энергии волны напряжения на контакте порода-вода; гидростатическое давление, препятствующее сдвижению границы разрушаемого массива. |