Лекция ОГР. Общая характеристика отраслей по добыче полезных ископаемых, в т ч. угольной, горнорудной, нефтяной и газовой промышленности. Структура запасов и добычи минерального сырья в мире, России

• Название: Общая характеристика отраслей по добыче полезных ископаемых, в т ч. угольной, горнорудной, нефтяной и газовой промышленности. Структура запасов и добычи минерального сырья в мире, России
• Анкор: Лекция ОГР
• Дата: 25.02.2022
• Размер: 7.58 Mb.
• Имя файла: Lektsii_1-3.docx
• Тип: Лекция; #373703
• страница: 4 из 14

2.4. Методы взрывных работ

Рассмотренной в предыдущем разделе 2.3 порядок (технология) зарядки скважин ВВ и их взрывания представляет основной метод взрывных работ, применяемый на современных карьерах по открытой разработке месторождений всех полезных ископаемых. Он называется методом взрывания удлиненными (колонковыми) зарядами в скважинах.

Помимо этого метола в открытых горных работах существует ряд методов взрывных работ, которые применяются редко и в особых горнотехнических условиях Такими методами являются: метод котловых зарядов, шпуровых зарядов, камерных и накладных зарядов (рис. 2.6).

Метод котловых зарядов состоит в размещении сосредоточенных зарядов ВВ массой 400-2000 кг в котлах, образуемых при бурении скважин с помощью специальных буровых расширителей: он применяется при невозможности размещения в скважинах заряда ВВ. наличии трудно взрываемых пород (особенно в нижней части уступа) и др.



Рис. 2.6 Типы зарядов, применяемых при ведении взрывных работ на карьерах: а - скважинный заряд; б - котловой заряд; в - шпуровые заряды; г - камерный заряд в шурфе; д - камерный заряд в штольне; е - накладной заряд;

1 - заряд ВВ; 2 - забойка
Метод шпуровых зарядов представляет собой размещение зарядов ВВ в шпурах (диаметром до 75 мм и глубиной до 5 м) и применяется при малом объеме взрывных работ, раздельной выемке руд различного качества, добыче особо ценных полезных ископаемых, дроблении негабарита и др.

Метод камерных зарядов предусматривает размещение сосредоточенных зарядов ВВ массой до нескольких сотен тонн в специальных камерах и используется при массовых взрывах на гидротехническом строительстве при создании котлованов, плотин и насыпей.

Метод накладных зарядов заключается в размещении зарядов ВВ на поверхности разрушаемых объектов и применяется при дроблении негабаритных кусков и на вспомогательных работах в труднодоступных местах.

2.5. Основы расчета параметров буровзрывных работ

Основой расчета параметров буровзрывных работ является определение показателей взрывания метолом удлиненных (колонковых) зарядов в вертикальных или наклонных скважинах.

Параметрами скважин являются диаметр d_скв, глубина скважины L_скв, перебур скважины l_пер и угол наклона скважины β_скв (рис. 2.7).



Рис. 2.7. Параметры взрывных скважин
Диаметр скважины выбирается с учетом физико-технических характеристик горных пород, требуемой степени их дробления и объемов горных работ Обычно диаметр скважин составляет 105-320 мм.

Глубина скважины зависит от высоты уступа и угла наклона и определяется по формуле:

(2.6)
Перебур скважины необходим для хорошей проработки подошвы уступа при взрыве заряда BВ с целью создания нормальных условий для работы погрузочного оборудования и размещения транспортных коммуникаций на уступе. Ориентировочно величина перебура определяется по формуле:

(2.7)

Угол наклона скважин. Наибольшее применение на карьерах получили вертикальные скважины, при бурении которых обеспечивается высокая производительность буровых станков и хорошие условия для механизированного заряжания скважин Наклонные скважины бурятся под углом и наиболее эффективны при взрывании трудновзрываемых пород, а также при раздельном рыхлении полезного ископаемого и пустых пород. При (α - угол откоса уступа) сопротивление породы взрыванию постоянно по всей высоте уступа, что обеспечивает высокую степень дробления и хорошую проработку уступа.

Расположение скважин в уступе может быть как однорядное, так и многорядное (рис 2.8).

При подготовке горных пород к взрыву в соответствии с установленными параметрами основных элементов буровзрывных работ скважины располагают в один или несколько рядов вдоль откоса уступа. При этом считают, что после взрыва зарядов, размещаемых в скважинах, порода отделяется от целика уступа по плоскости, параллельной откосу его до взрыва.

В таком случае объем взорванной породы в целике уступа, приходящийся на заряд скважины первого ряда:

(2.8)

а - расстояние между центрами скважин в ряду, м;

W - (СПП) - расстояние от оси скважины до нижней бровки уступа или линия сопротивления по подошве, м;

h - высота взрываемого уступа, м.



Рис. 2.8. Схема расположений скважин на уступе:

W- линия сопротивлений по подошве уступа, м; а - расстояние между скважинами в ряду, м; b - расстояние между рядами скважин, м
Величина самого заряда скважины определяется:

(2.9)

q - удельный расход ВВ на единицу объема взрываемой породы, кг/м³.

Заряд, который может быть помешен в скважину известного диаметра, определится величиной:

(2.10)

l_з - длина забойки скважины, м;

p - количество ВВ, вмещаемое в 1 п. м скважины, кг/м.

На основании опыта ведения буровзрывных работ допускают взаимозависимость их основных элементов (а, W, l_з, l_пер).

(2.11)

где m- коэффициент сближения скважин,

(2.12)

В случае подготовки к взрыву больших объемов породы применяют многорядное бурение с квадратной сеткой скважин, при которой расстояние между рядами скважин равно расстоянию между скважинами в ряду

В развитии массового взрывания на открытых работах получило большое распространение короткозамедленное взрывание. При этом взрывании заряды скважин объединяются отрезками ДШ в отдельные группы, которые взрываются в определенной последовательности с замедлением между ними в несколько миллисекунд (20 30 мс).

В качестве средств замедления применяют пиротехнические замедлители (КЗДШ), которые включают во взрывную сеть ДШ между отдельными отрезками его. объединяющими соответствующие группы зарядов (рис 2.8).



Рис. 2.9. Схема короткозамедленного многорядного взрывания скважин на уступе карьера
Короткозамедленное взрывание скважин дало существенные преимущества по сравнению с мгновенным взрыванием

• 
  улучшение равномерности и увеличение степени дробления породы;
  
• 
  снижение расхода взрывчатых веществ;
  
• 
  снижение сейсмического действия взрыва и. как следствие увеличение количества одновременно взрываемого объема породы.
  

Взрывание сосредоточенными котловыми зарядами (рис 2.6,б) применяют тогда, когда располагают скважинами малого диаметра и разрабатывают породы небольшой крепости .

При таких условиях заряд требуемой величины в скважине малого диаметра, как правило, не размешается. Для размещения такого заряда скважину предварительно простреливают небольшим зарядом ВВ, образуя зарядную камеру (котел) в подошве уступа. Заряд прострелки принимают в зависимости от крепости пород в размере от 5 до 15-20% от величины основного заряда При этом высота заряда прострелки в скважине не должна быть более десяти диаметров скважины В противном случае скважину простреливают в несколько приемов. Вследствие сложности организации прострелки скважин взрывание котловыми зарядами на открытых работах в настоящее время встречается в исключительных случаях.

Взрывание сосредоточенными камерными зарядами в минных штольнях или шурфах также как и взрывание котловыми зарядами является редко применяемым методом буровзрывных работ (рис 2.6, г, д).

Взрывание камерными зарядами в штольнях (рис. 2.6, д) применяют при разработке крепких вскрышных пород уступами большой высоты (30 м и более). Для этого с откоса уступа у его подошвы проходят небольшого сечения штольни (от 0,8x1.2 м до 1.5x1.8 м) на глубину линии сопротивления по подошве: .

Затем в обе стороны от конца штольни параллельно откосу уступа проводят рассечку. По концам рассечки делают зарядные камеры, в которых и размещают заряд ВВ требуемой величины.

Редкое применение такого метола взрывных работ объясняется его существенными недостатками, к которым относятся: большие затраты на подготовительные работы, сложность заряжания камер, неравномерность дробления горных пород.

Нередко такой метод применяют при строительстве карьеров для проходки траншей взрывами породы на выброс. В таком случае проходят минные шурфы (рис. 2.6г). Заряд размещают в камере шурфа.

Все крупные куски породы (негабарит) и неровности (пороги) рабочих площадок уступов, оставшиеся в карьере от основного (первичного) взрывания подвергаются дополнительному дроблению, вторичному взрыванию или механическому разрушению специальными машинами (бутобоями).

Вторичное взрывание осуществляют взрывом ВВ, которое помещают в шпурах, пробуриваемых в негабаритных кусках порода или неровностях («порогах») подошвы уступа.

Для бурения шпуров используют обычные ручные или колонковые бурильные молотки, которые применяют на подземных работах, питание бурильных молотков сжатым воздухом осуществляется от передвижных компрессоров в карьере Помимо шнурового метода для вторичного взрывания применяют открытые (накладные) заряда, которые размещают непосредственно на взрываемом куске породы или «пороге» подошвы уступа В таком случае негабарит или порода подошвы уступа разрушаются внешней сизой удара заряда ВВ

Вторичное взрывание накладными зарядами (рис. 2.6,е) является более простым и удобным методом Однако он более безопасный и дорогой по сравнению со шпуровым При взрывании накладных зарядов возможен большой разлет осколков порода.

Как накладные, так и шпуровые заряда взрывают чаше огневым способом.