Обоснование и разработка способа взрывного разрушения сложноструктурных массивов горных пород с крепкими включениями на карьерах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.20, кандидат наук Рахманов, Руслан Азаматович

• Рахманов, Руслан Азаматович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Рахманов, Руслан Азаматович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЙ И АНАЛИЗ СПОСОБОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ СТЕПЕНЬЮ ВЗРЫВНОГО ДРОБЛЕНИЯ ПОРОДНОГО МАССИВА. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ основных горно-геологических особенностей месторождений осадочного происхождения с сложноструктурными массивами горных пород

1.2. Горно-геологическая характеристика объекта исследований на примере пластового месторождения осадочного типа Джерой-Сардара

1.3. Анализ способов управления действием взрыва с применением различных конструкций скважинных зарядов на открытых горных работах

1.4. Выводы по первой главе

1.5. Цели и задачи исследований

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДЕЙСТВИЯ ЗАРЯДОВ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ДРОБЛЕНИИ РАЗНОПРОЧНЫХ МАССИВОВ ГОРНЫХ ПОРОД

2.1. Анализ выполненных исследований и физических особенностей взрывного разрушения разнопрочных массивов горных пород

2.2. Исследование механизма разрушения разнопрочного массива горных пород и обоснование параметров комбинированного скважинного заряда ВВ

2.3. Аналитическое исследование короткозамедленного взрывного воздействия скважинным зарядом ВВ на разнопрочные слои горных пород

2.4. Аналитическое исследование и обоснование параметров заряда

ВВ, располагаемого в крепком включении, залегающем в верхней части разнопрочного породного массива

2.5. Выводы по главе 2

ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ В ПОЛИГОННЫХ УСЛОВИЯХ ЭФФЕКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СКВАЖИННОГО ЗАРЯДА ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ С ИЗМЕНЯЮЩИМИСЯ ДИАМЕТРАМИ ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ УСТУПА

3.1. Методика исследований

3.2. Первая серия испытаний - определение высоты заряда обеспечивающая максимально возможную зону разрушения поверхности уступа

3.3. Вторая серия испытаний - определение высоты недозаряда, обеспечивающего максимально возможную зону разрушения поверхности уступа

3.4. Третья серия испытаний - определение эффективных параметров активной забойки

3.5. Выводы по главе 3

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СПОСОБА ВЗРЫВНОГО РАЗРУШЕНИЯ ПОРОДНОГО МАССИВА С КРЕПКИМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ

4.1. Разработка способа взрывного разрушения и методики расчётов параметров БВР для дробления разнопрочного породного массива

4.2. Опытно-промышленное внедрение разработанного способа взрывания разнопрочного породного массива

4.3. Расчёт экономической эффективности от внедрения разработанного способа взрывания разнопрочного породного массива

4.4. Выводы по главе 4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование и разработка способа взрывного разрушения сложноструктурных массивов горных пород с крепкими включениями на карьерах»

ВВЕДЕНИЕ

Одним из наиболее энергоёмких процессов открытой добычи полезных ископаемых являются буровзрывные работы (БВР). От их эффективности в значительной степени зависят технико-экономические показатели работы карьера в целом. Важным направлением совершенствования БВР на открытых горных работах является разработка эффективных ресурсосберегающих технологий разрушения горных пород.

Горно-геологические условия большинства карьеров, разрабатывающих сложноструктурные месторождения осадочного происхождения, характеризуются значительными объёмами разнопрочных горных пород. Наличие в толще мягких пород хаотично распределённых крепких включений, предъявляет к буровзрывным работам особые требования. Исследованиями отечественных и зарубежных учёных успешно решены многие актуальные вопросы в этой области. Однако появились объективные причины, связанные с эволюцией техники и технологии, применяемых при проведении буровзрывных работ (БВР), позволяющие, опираясь на фундамент накопленных знаний, поновому решать задачи взрывного дела и вывести их на ещё более высокий уровень.

Практикой разработки пластовых сложноструктурных месторождений осадочного типа установлено, что наличие в горном массиве крепких включений затрудняет эффективное использование традиционных методов управления энергией взрыва, основанных на пропорциональности удельного расхода ВВ объёму взрываемых пород. Она свидетельствует о необходимости дифференциации параметров буровзрывных работ (БВР) в зависимости от его конкретных структурных и прочностных особенностей. Это обуславливает разработку и внедрение специальных методов буровзрывной подготовки таких пород к экскавации.

Поэтому разработка способов и технологических схем ведения БВР с рациональными конструкциями скважинных зарядов взрывчатых веществ (ВВ), основанных на принципе энергетического соответствия между энергией взрыва и её потребностью на дробление горного массива с крепкими включениями и обеспечивающих необходимое качество взрывного разрушения, является актуальной научной задачей и имеет важное практическое значение.

Большой вклад в развитие науки в области разрушения горных массивов взрывами скважинных зарядов ВВ на открытых горных работах внесли ученые: Мельников Н.В., Трубецкой К.Н., Ржевский В.В., Абрамов A.B., Баранов В.А., Белин В.А., Беляев А.Ф., Бибик И.П., Викторов С.Д., Ва-лахович Е.М., Валиев Б.С., Вяткин Н.Л., Глазков Ю.В., Гончаров С.А., Данилин О.П., Демидюк Г.П., Друкованный Н.В., Дугарцыренов A.B., Ефремов Э.И., Жариков И.Ф., Ильин В.И., Кантор В.Х., Качанов А.Н., Клинов Ю.В., Котенко Е.А., Крюков Г.М., Кутузов Б.Н., Ляхов Г.М., Мальгин О.Н., Марченко Л.Н., Михайленко Е.В., Мосинец О.Н., Родионов В.Н., Рубцов С.К., Русаков В.Л., Сеинов Н.П., Синицын И.Ю., Сорокин В.Т., Сытенков В.Н., Фугзан М.М., Фурсов A.A., Цэдэнбат А, Чакветадзе P.A., Шамонин В.А., Штейнберг А.Б. и многие др. В работах этих авторов рассматриваются и предлагаются разные способы взрывного разрушения массивов горных пород. Разработанные способы для взрывного разрушения сложноструктурных массивов горных пород с крепкими включениями ориентированы на создание максимальных взрывных напряжений и увеличение продолжительности действия взрыва именно там, где залегают такие включения.

Однако применение такого подхода к дроблению сложноструктурного массива горных пород, в котором крепкое включение расположено в верхней части взрываемого уступа - в зоне нерегулируемого дробления (далее по тексту такой массив будет называться просто разнопрочным) ведёт к увеличению затрат на производство БВР, так как в ряде случаев связан с излишним

взрывным нагружением слабой части массива и дополнительным объёмом буровых работ. Приближение заряда ВВ к поверхности уступа и при этом увеличение его мощности ведёт к росту расхода энергии взрыва на бесполезные формы механической работы (разброс кусков породы и увеличение ударно-воздушной волны), потери энергии в процессе детонации ВВ и выброса ядовитых газов в атмосферу. Это снижает эффективность использования энергии взрыва на разрушение горного массива.

Поэтому задача разработки эффективного способа взрывного разрушения разнопрочных массивов горных пород является одной из важных задач, а тема диссертации актуальна и имеет большое научное и практическое значение.

Целыо работы является обоснование и разработка способа взрывного разрушения горного массива с крепкими включениями, расположенными в верхней части уступа, обеспечивающего уменьшение выхода негабарита и среднего размера куска взорванной горной массы для повышения производительности погрузочно-транспортного оборудования.

Идея работы заключается в выборе и обосновании параметров комбинированного заряда для взрывного разрушения разнопрочных слоёв горных пород исходя из характеристик применяемых ВВ, разработке и применении способа передачи энергии взрыва в породном массиве, основанного на теории короткозамедленного взрывания и механизме формирования взрывной воронки в верхней части уступа.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Установлены зависимости и определены уравнения взаимосвязи характеристик ВВ с физико-механическими свойствами разрушаемых крепких включений и менее прочных пород, позволяющие выбрать ВВ для комбинированных скважинных зарядов, обеспечивающих необходимое качество дробления разнопрочных слоёв горных пород.

2. Радиус зоны взрывного разрушения верхней части гравелитового массива изменяется по параболическому закону в зависимости от высоты незаряженной части скважины и диаметра зарядов, обеспечивающих максимальную зону разрушения верхней части уступа.

3. При взрывном разрушении горного массива с крепкими включениями, находящимися в верхней части уступа, снижение выхода негабарита достигается разновременным взрывным воздействием сначала на крепкое включение, а затем на менее крепкий слой породы, с замедлением, обеспечивающим опережающее разрушение крепкого включения.

4. Установлено, что повышение эффективности взрывного разрушения породного массива с крепкими включениями, расположенными в верхней части уступа, достигается применением зарядов ВВ с уменьшающимися от дна к устью скважины диаметрами, которые формируются в зависимости от энергетических характеристик ВВ и зон их воронкообразования.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, подтверждаются:

- комплексной методикой работ, включающей обзор, анализ и обобщение теоретических исследований, экспериментальных полигонных и опытно-промышленных взрывов в разнопрочном породном массиве, а также математической статистики, корреляционного и сравнительного анализа результатов исследований с натурными данными;

- сходимостью результатов выполненных теоретических и экспериментальных исследований по разрушению разнопрочного породного массива с результатами известных решений, описывающих процессы разрушения горного массива, и теории короткозамедленного взрывания;

- положительными результатами апробации разработанного способа взрывания разнопрочного горного массива с крепкими включениями на месторождении Джарой-Сардара - карьер Ташкура в Узбекистане, и использованием результатов исследований и рекомендаций автора при составлении проектов буровзрывных работ на этом карьере.

Научная новизна работы заключается в установлении:

закономерности, учитывающей процесс разрушения породного массива с крепкими включениями при взрыве в нём комбинированных зарядов ВВ, позволяющей рассчитывать их параметры и определять их взаимосвязь с прочностными свойствами этих пород и характеристиками ВВ;

- зависимости изменения размеров зоны разрушения верхней части уступа гравелитового массива от диаметра и высоты недозаряда патронированного заряда ВВ, позволяющей определить эффективную область применения этих зарядов в верхней части скважины;

- зависимости изменения размеров зоны разрушения гравелитового массива по верхней части уступа взрывом патронированного заряда ВВ, позволяющей определить оптимальную длину верхней части активной забойки, обеспечивающей максимальный эффект камуфлета.

Научное значение диссертации:

- на основе обоснования энергетического соответствия между комбинированными зарядами ВВ взаимоувязаны характеристики ВВ и параметры зон регулируемого дробления (ЗРД) в зависимости от физико-механических свойств слоев разнопрочного породного массива, получены уравнения, позволяющие определить необходимые параметры зарядов ВВ;

- разработаны способы изменения формы передачи энергии взрыва в разнопрочные слои горного массива, которые основаны на теории коротко-замедленного взрывания и механизме формирования взрывной воронки в верхней части уступа.

Практическое значение диссертации заключается в разработке способа взрывания разнопрочных массивов горных пород с крепкими включениями на открытых горных работах (патент РФ на изобретение № 2478913), обеспечивающего повышение эффективности БВР за счёт увеличения выхода с одного погонного метра скважины во взорванной горной массы, снижения выхода негабарита в крепком включении с 15 до 3-5 % и уменьшения средне-

го размера куска породы во взорванной горной массе для повышения производительности погрузочно-транспортного оборудования.

Реализация выводов и рекомендаций. Разработанный способ взрывания разнопрочных массивов горных пород с крепкими включениями и практические рекомендации приняты к внедрению при разработке месторождения Джерой-Сардара в карьере Ташкура Центрального рудоуправления Навоийского горно-металлургического комбината. Его внедрение позволяет

Л

получить экономический эффект в размере 2 руб/м взрываемой горной массы.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались автором на Международной научно-практической конференции «Инновация» (г. Ташкент, 2008-2011 гг.), республиканском научно-практическом семинаре на тему: «Инновационная деятельность молодых ученых» (г.Навои, сентябрь, 2008 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 10 научных работ, включая 5 статей в журналах рекомендованных ВАК Ми-нобрнауки и 2 патента.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, изложенных на 130 страницах, содержит 49 рисунков, 9 таблиц, списка использованной литературы из 110 наименований и 1 приложения.

Автор выражает искреннюю благодарность и признательность проф., д.т.н. В.А. Белину, проф., д.т.н. В.Н. Сытенкову, д.т.н. П.А. Шеметову, помощь и постоянное внимание которых способствовали успешному выполнению работы, а также сотрудникам рудника Мурунтау и преподавательскому составу кафедры ВД МГГУ за полезные консультации и практическую помощь в ходе выполнения диссертационной работы.

ГЛАВА 1. ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЙ И АНАЛИЗ СПОСОБОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ СТЕПЕНЬЮ ВЗРЫВНОГО ДРОБЛЕНИЯ ПРОДНОГО МАССИВА. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ основных горно-геологнческнх особенностей месторождений осадочного происхождения с сложноструктурными массивами горных пород

Горно-геологические условия большинства карьеров месторождений осадочного происхождения характеризуются значительными объёмами покрывающих пород, представленных сложноструктурными горными массивами из мягких пород и крепких включений. Крепкие включения, залегая в мягких породах, не поддаются прямой экскавации, поскольку коэффициенты их сопротивления копанию превышают усилия копания экскаваторов, что обусловливает увеличение колебаний и перенапряжение несущих конструкций экскаваторов, их механизмов привода и т.п. В связи с этим производительность выемочно-погрузочного оборудования снижается, ухудшая тем самым технико-экономические показатели разработки месторождения в целом.

Выполненный авторами работ [1] анализ геологического строения 30 сложноструктурных месторождений осадочного типа с прослоями крепких включений в рыхлых вскрышных породах и в пластах полезного ископаемого показывает, что крепкие включения представлены телами самых разнообразных форм, размеров, состава и строения. Карьеры, разрабатывающие эти месторождения, характеризуются следующими основными особенностями:

наблюдается чередование неоднородных и отличных по прочностным свойствам разнопрочных горных пород: мягких (пески, суглинки), плотных (окисленные алевролитовые глины), очень плотных (неокисленные алевролитовые и мергелистые глины), полускальных (мергели, гравелиты) и скальных (карбонатные песчаники и др.);

- отмечается наличие в толще вскрышных пород крепких включений, не поддающихся прямой экскавации и затрудняющих работу экскаваторов, что обусловливает разработку и внедрение специальных инженерных методов подготовки таких пород к экскавации;

- месторождения, как правило, значительных размеров в плане, с относительно малой мощностью рудных пластов, высокими значениями коэффициентов вскрыши (35-56 м3/т) и годовой производительности (70-85 млн.м3), что предопределяет строительство карьеров с большими геометрическими параметрами и применение поточных технологии их разработки.

Таким образом, наличие в толще мягких пород хаотично распределённых твёрдых включений, прочность которых превышает усилия копания экскаваторов не только непрерывного, но и цикличного действия, требует применения взрывной подготовки горной массы к экскавации и транспортировке, при этом предъявляя к буровзрывным работам особые требования.

Метод буровзрывной подготовки разнопрочных горных пород с крепкими включениями стал обязательным при их разработке как роторными (даже с повышенным усилием копания), так и одноковшовыми экскаваторами и утвердился в качестве основного на карьерах в странах содружества и на дальнем зарубежье [2]. Неопределённость пространственного положения крепких включений в толще рыхлых или относительно малопрочных пород в сочетании с изменчивостью их геометрических размеров потребовала разработки новых методик расчётов параметров буровзрывных работ [2-4].

Открытая разработка месторождений осадочного происхождения с разнопрочными горными породами [3-9] свидетельствует о необходимости дифференциации параметров БВР. Основой такой дифференциации является районирование месторождения по физико-техническим свойствам и

структурным особенностям строения массива, при этом зоны с крепкими включениями, требующие взрывного рыхления, должны выделяться в отдельные участки (типовые забои). Выбор технологии БВР для этих участков определяется объёмом, формой залегания и характером распространения крепких включений в массиве.

Перспективы эффективного взрывного разрушения массивов горных пород и стратегия развития буровзрывного комплекса в целом напрямую зависят от степени его изученности [7]. Поэтому особый интерес представляет рассмотрение свойств (характеристик) горных пород в комплексе их влияния на результаты взрыва.

Рассмотрим горно-геологические особенности вскрышных пород осадочного месторождения Джерой-Сардара, в условиях которого автором производились исследования.

1.2. Горно-геологическая характеристика объекта исследований на примере фосфоритового месторождения осадочного типа Джерой-Сардара

Разнопрочные вскрышные породы месторождения Джерой-Сардара перекрывают два пологих фософопласта малой мощности. Сверху вниз они представлены супесями и суглинками, галечником и конгламератами, бентонитовыми глинами и глинистым мергелем (рис. 1.2.1). Условно их можно разделить на внешнюю (первый уступ) и внутреннюю (второй уступ) вскрышу.

Породы внешней вскрыши - комплекс пород расположенный над первым фосфопластом, а в краевых частях месторождения и над вторым. К внутренней вскрыше отнесены породы между первым и вторым фосфопла-стами (междупластье).

Мощность внешней вскрыши в зависимости от рельефа и падения фосфопластов колеблется от 3 до 30 м. Супеси и суглинки покрывают всю поверхность месторождения и имеют относительно выдержанную мощность. Галечники залегают на глинах, они не выдержанны по простиранию и мощности, местами полностью или частично эродированы. Глины распространены по всему месторождению, среди них встречаются загипсованные и карбо-натизированные участки повышенной крепости, образованные в процессе гипергенеза, с глубиной их пластичность и вязкость повышается. Известко-вистый мергель, переслаиваясь с не имеющими промышленного значения ба-зальным и нулевым фосфопластами, перекрывает первый фосфопласт.

Рис. 1.2.1. Геологический разрез карьера Ташкура

Мощность междупластья колеблется от 8 до 12 м и в основном составляет 10 м. В подошве первого фосфопласта прослойка известковистого мергеля является крепкой и абразивной породой и относится к полускальной породе. Ниже залегает глинистый мергель переслаивающийся с известкови-стой глиной, с глубиной он переходит в пластичную глину.

Для разработки вскрышных пород на месторождении применена цикличная технология по схеме «одноковшовый экскаватор - автосамосвал». На

вскрышных работах задействованы экскаваторы ЭКГ-8И и автосамосвалы САТ-785. Бурение взрывных скважин производится шарошечными станками СБШ-250 МНА.

В проекте разработки месторождения была принята прямая выемка основного объема вскрышных пород из массива без применения БВР. Взрывное рыхление предусматривалось для незначительного объема крепких включений. Однако опыт разработки месторождения показал, что такая технология ведет к резкому снижению (до 25-30 %) производительности и ухудшению безопасной работы горно-транспортного оборудования (рис. 1.2.2). В результате этого было принято решение о расширении области применения БВР.

Разрабатываемые вскрышные породы отличаются друг от друга по физико-механическим свойствам (табл. 1.2.1) и акустической жесткости в несколько раз, при этом наиболее значимым фактором является глубина залегания контактов пород, требующих и не требующих взрывного рыхления. При оценке необходимости применения взрывного рыхления породы месторождения целесообразно разделить на пять условных групп по степени влияния на параметры БВР:

Супеси - рыхлые отложения на поверхности средней мощностью 1,2 м. Оказывают влияние на устойчивость устьев взрывных скважин, создают затруднения при передвижениях буровых станков и зарядных машин. Требуют предварительного удаления с площадки буровых работ.

Крепкие включения - объединяют галечники, конгломераты, известковый мергель. Мощность от 0 до 9 м. Наиболее крепкая часть пород, встречающаяся как во внутренней, так и во внешней вскрыше. Разработка без взрывного рыхления невозможна, оказывают максимальное влияние на параметры БВР.

Твердые глины - объединяют загипсованные и карбонатизирован-ные участки глин повышенной крепости, а также глинистый мергель, пере-

слаивающийся с известковистой глиной. Мощность от 3 до 8 м. Требуют взрывного рыхления для повышения эффективности работы выемочно-погрузочного оборудования.

Пластичные глины - мягкие глины в нижней части вскрышных уступов, непосредственно примыкающие к кровле первого и второго фосфоритных пластов. Не требуют взрывного рыхления. Снижают эффективность БВР.

Рудный пласт - фосфопласты (первый и второй), имеющие промышленное значение и отрабатываемые фрезерными комбайнами. Требуют предохранения от взрывного воздействия для сохранения геологической целостности пласта и снижения потерь и разубоживания.

Таблица 1.2.1. Физико-механические свойства вскрышных пород

Показатели Ед. изм. Породы

Супеси, сугленки Галечник, конгломераты Глины Мергель

Объёмная масса г/см 1,36-1,96 1,9-2,5 1,51-2,09 1,64-2,0

Пористость % 39 31 32

Влажность % 2,8 3,2 15,6 6,6

Сила сцепления кгс/см2 - - 15,5-100 36-52

Предел прочности на сжатие МПа 0,06-1,42 до 50 1,4-22,1 3,1-34,3

Сцепление МПа 14-221 31-243

Коэффициент крепости по Протодьяконову 0,2-1,4 2-5 2-4 2-5

Коэффициент разрыхления 1,2 1,29 1,32

Категория по буримости ЦБПНТ IV VII - VIII IV-V V-VII

Опытно-промышленными работами по безвзрывной экскаваторной разработке первого и второго вскрышных уступов установлено: нижняя часть обоих уступов, сложенная мягкими глинами, легко поддается прямой экска-

вации; верхняя, сложенная более крепкими породами (рис. 1.2.2), и ее непосредственная экскавация весьма затруднительна, а зачастую, вообще не возможна.

глина

Рис. 1.2.2. Расположение геологических разностей пород, слагающих вскрышные уступы: 1, 2, 3 - уступы внешней вскрыши; 4 - уступ внутренней вскрыши (междупластья).

При этом в вскрышных уступах внешней и внутренней вскрыши выделено четыре типовых забоя, требующих рыхления (табл. 1.2.2), необходимая степень дробления забоев I, II и IV типов, в связи с относительной однородностью массива сложностей не возникает, и необходимая степень дробления достигается большим количеством комбинаций диаметра, сетки взрывных скважин и типа применяемого ВВ [8, 9].

Таблица 1.2.2 Типовые забои месторождения Джерой-Сардара

Забои I типа. Сплошной массив из глин внешней вскрыши

Н

65

м

£

////////

Загипсованная глина (плотная) 2-4м

Бетонитовая глина "(пластичная) 0.5-8м

- Фосфопласт 0.5-1м

^ 0,5 м недобур

Забои II типа. Сплошной массив из гравелитов внешней вскрыши

Гравелиты (конгломераты) 3-9м

Бетонитовая глина (пластичная) 0.5-8м

Фосфопласт 0.5-1м

Забои III типа. Разно-прочный массив из гравелитов и глин внешней вскрыши

Гравелиты (конгломераты), _ местами крепкие, сцементированные1 -5м

Загипсованная глина (плотная) 2-4м

Бетонитовая глина (пластичная) 0.5-8м

Фосфопласт 0.5-1м

Забои IV типа. Разно-прочный массив из полускального мергеля и глин внутренней вскрыши (междупластье)

Известковистый мергель (полускальный) 0.5 -1м

Глинистый мергель (плотный) переслаивающийся с известковистой глиной 6.0-7.5л/

Бетонитовая глина (пластичная) 1-Зм

Фосфопласт 0,5-1м

Практикой ведения БВР по разнопрочным породам забоя Ш-типа с использованием традиционных методов взрывного рыхления, основанными на пропорциональности удельного расхода ВВ объёму взрываемых пород, было установлено, что при обуривании вскрышного уступа на всю высоту с расположением в верхней части более крепких и плотных пород, а в нижней части - мягких и пластичных глин взрывное рыхление происходит неэффективно. После взрыва на поверхности взрываемых блоков образовывались участки вспучивания с трещинами и заколами без «шапки» из взорванной горной массы (рис. 1.2.3а). Последующая отработка данных блоков показала низкое качество рыхления крепкого включения, в котором образовывались негабаритные куски горной массы (рис. 1.2.36), а в нижней части уступа выявлялись камуфлетные полости (рис. 1.2.3в), в связи с чем можно сделать вывод, что основная часть энергии взрыва затрачивается на уплотнение мягких глин в нижней части уступа, и лишь незначительная часть энергии расходуется непосредственно на рыхление крепкой верхней части уступа [8,9].

В этих условиях с целью обеспечения качественной проработки раз-нопрочного породного массива требуется увеличение удельного расхода ВВ и уменьшение высоты забоечного пространства с применением укороченной забойки для приближения ВВ к поверхности уступа и его расположением в крепком включении. В свою очередь, увеличение удельного расхода ВВ ведёт к излишнему взрывному нагружению нижней части уступа, а приближение заряда ВВ к поверхности уступа приводит к работе скважинного заряда ВВ в верхней части уступа на выброс, что снижает эффективность использования энергии взрыва на разрушение горного массива.

Эти обстоятельства требуют решения практической задачи - обоснования и разработки способа взрывного разрушения разнопрочного породного массива, обеспечивающего заданное качество дробления и исключающего образование негабаритов в крепком включении и камуфлетных полостей в слоях пластичных пород массива.

Рис. 1.2.3. Поверхность взорванного блока с участками вспучивания и трещинами и заколами (а), забой экскаватора с низким качеством рыхления и образованием негабаритов (б) и камуфлетной полостью (в, г) на месторождении Джерой-Сардара

Таким образом, отличительной особенностью разнопрочных вскрышных пород месторождения Джерой-Сардара является расположение крепкого включения в верхней части уступа - в зоне нерегулируемого дробления. Для эффективного их взрывного разрушения требуется применение специальных способов управления энергией взрыва и конструкций скважинных зарядов ВВ, которые позволят перераспределить энергию взрыва на крепкое включение.

1.3. Анализ способов управления действием взрыва с применением различных конструкций скважинных зарядов на открытых горных работах

Проведён анализ научных работ, освещённых в литературных источниках, посвященные оптимизации взрывного дробления горных пород. В этих работах их авторами рассматривались способы управления действием взрыва в горном массиве на открытых горных работах с различными конструкциями скважинных зарядов, направленные на проработку как крепких включений, так и вмещающие менее крепкие пород, создание однородного по фракционному составу развала взорванной горной массы.

Для достижения этого авторы рассмотренных работ стремились расположить заряд ВВ в местах залегания твердых включений или увеличить продолжительность действия взрыва, оптимизировав конструкцию скважинного заряда и повысив коэффициент полезного действия энергии взрыва для дробления горных пород.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Рахманов, Руслан Азаматович, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сытенков В.Н., Мальгин О.Н, Рубцов С.К. Взрывное рыхление разно-прочных пород для поточных технологий разработки пластовых месторождений. «Фан», Ташкент-2006.

2. Котенко Е.А., Штейнберг А.Б., Рубцов С.К. и др. Новые направления создания поточных технологических схем разработки разнопрочной вскрыши сложноструктурных месторождений. М.: Изд. ОНТИ ВНИПИПТ, 1974. 66 с.

3. Котенко Е.А., Мальгин О.Н., Сытенков В.II., Рубцов С.К. Опыт применения БВР при поточной технологии разработки разнопрочных пород на карьерах пластовых месторождений осадочного типа //Горный вестник Узбекистана, 2001, № 1, с. 52-57.

4. Мосинец В.Н., Котенко Е.А., Мальгин О.Н., Рубцов С.К., Климов Ю.В. Внедрение метода дифферинцированного выбора параметров БВР при взрывании разнопрочных массивов пород с крепкими пропластками для поточной технологии на урановых карьерах пластовых месторождений Учкудук и Меловое // Горный вестник Узбекистана, 2001, № 1, с. 57-63.

5. Котенко Е.А., Мальгин О.Н., Рубцов С.К., Филь В.И. Опыт буровзрывной подготовки мергелей и плотных глинистых пород для поточной технологии их разработки // Горный вестник Узбекистана, 2001, № 1, с. 63-67.

6. Кучерский Н.И., Толстов Е.А., Михин O.A., Мазуркевич А.П. и др. Промышленное освоение Джарой-Сардаринского месторождения фосфоритов в Узбекистане // Открытые горные работы. 2000. №4. С.62-67

7. Викторов С.Д., Кутузов Б.Н., Закалинский В.М. Стратегия эффективного развития взрывных работ в России // Горный журнал - Москва, 2010. -№4.-С. 56-59.

8. Бибик И.П., Рахманов P.A., Ивановский Д.С. Повышение эффективности взрывного рыхления разнопрочных массивов при разработке месторождения фосфоритов Джерой-Сардара // Горный журнал. - Москва, 2008. -№ 8. - С. 48-52.

9. Сытенков В.Н., Бибик И.П., Рахманов P.A. Результаты опытно-промышленных работ по уточнению параметров БВР в карьере Ташкура // Горный вестник Узбекистана, 2007, № 4, с. 30-38.

10. Мельников Н.В. Будущее открытых горных разработок. М.: Наука, 1972. - 234 с.

11. Жариков И.Ф., Марченко JT.H. Исследование механизма действия удлиненных зарядов при взрыве в твердой среде // Взрывное дело 71/28. М.: Недра, 1972. С. 81-91.

12. Жариков И.Ф. Эффективность разрушения горных пород зарядами различных конструкций // Взрывное дело. М.: Недра, 1987. № 89/46. С. 121-126.

13. Кутузов Б.Н. Взрывные работы М: Недра. 1988. С. 217

14. Исмаилов Т.Т., Комащенко В.И. Основные проблемы организации процессов взрывных работ с увеличением глубины карьеров. Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: 2005. №12. С. 149-151.

15. Жариков И.Ф., Марченко JI.H. Исследование механизма, действия удлиненных зарядов при взрыве в твердой среде// Взрывное дело № 71/28. М.: Недра. 1972. С. 81-91.

16. Друкованый М.Ф., Ефремов Э.И., Ильин В.И. Буровзрывные работы на карьерах. - М.: Недра, 1969.

17. Друкованый М.Ф., Ефремов Э.И., Ильин В.И. Буровзрывные работы на карьерах. - М.: Недра, 1978.

18. Марченко JI.H. Увеличение эффективности взрыва при добывании полезных ископаемых. - М.: изд. «Наука», 1965.

19. Мосинец В.Н. Дробящее и сейсмическое действие взрыва в горных породах. М.: Недра, 1976. - 271 с.

20. Мосинец В.Н., Абрамов A.B. Разрушение трещиноватых и нарушенных горных пород. М.: Недра, 1982. - 248 с.

21. Валаханович Е.М. Исследование влияния схем инициирования скважин-ных зарядов на разрушение разнопрочных слоистых пород: Дис. канд. техн. наук. М.: ВНИПИпромтехнологии, 1980. - 212 с.

22. Мосинец В.Н., Котенко Е.А., Рубцов С.К., Штейнберг А.Б. и др. Отчет о НИР. А-78426. Фонды ВНИПИпромтехнологии, 1973. 248 с.

23. Ефремов Э.И. Взрывание с внутрискважинными замедлениями. Наукова думка. Киев, 1971. - 170 с.

24. Сеинов Н.П., Марченко JI.H., Жариков И.Ф. и др. Исследование эффективности действия взрыва при многоточечном инициировании удлинённых зарядов. - В кн.: Взрывное дело, № 71/28. М. Недра. 1972, с. 102- 108.

25. Валиев Б.С. Исследование и разработка оптимальных параметров эффективного дробления крупноблочных пород Кузбасса при циклично-поточной технологии. Дис. на соиск. учён. степ. канд. тех. наук. М., ИГД им. Сокчинского, 1977, с. 120-122.

26. Мосинец В.Н., Валаханович Е.М. Повышение эффективности взрыва в разнопрочном горном массиве // Горно-металлургическая промышленность. М.: ОНТИ ВНИПИпромтехнологии, 1974. №10 (198). С.6-8.

27. Мосинец В.Н., Рубцов С.К., Валаханович Е.М. Новая технология взрывного разрушения разнопрочных горных пород. Тез. докл. на Всесоюзной научной конференции вузов с участием НИИ // Физика горных пород и процессов. М.: МГИ. 1974. С. 217.

28. Мосинец В.Н., Валаханович Е.М., Рубцов С.К. Способ разрушения разнопрочных горных пород. Авт. свид. № 618991 от 20.04.1973.

29. Камолов Ш.А. Обоснование способов взрывного рыхления разнопроч-ных слоев вскрышных пород при разработке пластовых месторождений. Канд. дисс. Москва.2011. С. 148.

30. Гончаров С.А., Вяткин Н.Л., Фурсов A.A. Обоснование оптимальных параметров скважин при их термическом расширении. - Горный журнал. -№9.-1998.~С.21-23.

31. Гончаров С.А., Дугарцыренов A.B., Клюка О.Ф., Фурсов A.A. Оценка времени истечения продуктов детонации ВВ из зарядной полости. -Горный журнал. - 2003. - №9. - С. 34-36.

32. Фурсов A.A. Обоснование оптимальных параметров термического расширения взрывных скважин на карьерах железистых кварцитов, автореферат дисс.канд.тех.наук. Москва 2003. С.- 22.

33. Мосинец В.Н., Валаханович Е.М., Рубцов С.К. Способ разрушения раз-нопрочных горных пород. Авт. свид. № 618991 от 20.04.1973.

34. Мосинец В.Н., Абрамов A.B., Рубцов С.К. Способ отбойки полезных ископаемых. Авт. свид. № 300619 // Бюллетень изобретений. 1971. № 3.

35. Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом. Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп.-М.:1992, с.463.

36. Мосинец В.Н., A.B. Абрамов. Разрушение трещиноватых и нарушенных горных пород. М.: Недра. 1982. С. 248.

37. Бибик И.П., Ершов В.П., Кустиков Т.П. Технологические схемы буровзрывных раб в условиях Джерой-Сардаринского месторождения фосфоритов // Горный вестник Узбекистана. 2006. №4. С. 36-37,

38. Цэдэнбат А. Обоснование и разработка способа взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах. Канд. дисс. Москва.2010. С. 119.

39. Цэдэнбат А. Оптимизация основных параметров буровзрывных работ с дополнительным воздействием на мерзлые включения. Взрывное дело:

Сборник научных трудов. Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: Изд-во МГГУ, - 2009. - № 10. - С. 37 - 42.

40. Белин В. А., Трусов А. А., Батсуурь Л., Цэдэнбат А., Гомбосурен П. Способ взрывания горных пород с включениями мерзлоты. Патент Российской Федерации на изобретение № 2263877. Опубликовано: 10. 11. 2005 Бюллетень изобретений.

41. Белин В.А., Крюков Г.М., Трусов A.A., Камолов Ш.А., Насиров У.Ф., Норов Ю.Д., Шеметов П.А., Рахманов P.A. Способ взрывания разно-прочных массивов горных пород // Патент Российской Федерации на изобретение № 2478913. Опубликовано: 10.04.2013 Бюллетень изобретений № 10.

42. Методическое руководство по составлению паспортов БВР при проведении горных выработок с применением самоходного оборудования на рудниках и цветной металлургии. Усть-Каменогорск, изд. ВНИИ цвет-мет.- 1987. С.-96.

43. Демидюк Г.П., Ведутин В.Ф. Эффективность взрыва при проведении выработок. - М.: Недра. -1973. С.-152.

44. Данилин О.П., Дерзян А. С., и др. Опыт применения ярусного вруба на проходке горизонтальной выработки // Информационный листок НИГРИ. - Кривой рог.1963.-№ 16.-С.2.

45. Синицын И.Ю. Разработка способа проходки восстающих выработок с отбойкой породы скважинными зарядами увеличенными заходками. Канд.дисс. Москва 1987. С.-245.

46. Русаков В.Л. Разработка способа проходки восстающих выработок увеличенными заходками взрывом скважинных зарядов, канд.дисс. Москва 1989. С-211.

47. Баранов И.М. Разработка рациональных параметров забойки с учетом времени ее движения по шпуру и истечения продуктов детонации. Канд.дисс., Москва 1994. С-200.

48. Жариков И.Ф. Рациональные конструкции зарядов при дроблении горных пород взрывом // Взрывное дело - 88/46, М: Недра. 1986. С. 121-135.

49. Victorov S.D., Kachanov A.N., Odintsev V.N. Study of Conditions for Generation of Superfine Patricles at Explosive rosk Destruction. In «New Development on engineering Blasting» - Beijing, (China). -2007.-P. 156-160.

50. Мельников H.B, Марченко Л.Н., Сеинов Н.П. и др. Устройство для рассредоточения заряда взрывчатого вещества воздушным промежутком Авт. свид, № 614658. // Опубл. в Б.И. 1979, № 39.

51. Жариков И.Ф. Эффективность разрушения горных пород зарядами различных конструкций. В сб. Взрывное дело, № 89/46, М., Недра, 1987, С. 121-126.

52. Мальгин О.Н., Сытенков В.Н., Рубцов С.К. Физические основы метода взрывания скважинными зарядами, рассредоточенными воздушными промежутками и целесообразность его применения на карьере. В сб. Технический прогресс в атомной промышленности. Серия: Горнометаллургическое производство, Вып. 7, ЦНИИато-минформ, 1987, С. 14-17.

53. Михайленко Е.В., Пазынич A.B. Исследование величины разлета кусков горной породы и формирование развала при отбойке асимметричными зарядами. Геотехническая механика. 2009. Вып. № 81.

54. Сеинов Н.П., Жариков И.Ф., Валиев Б.С., Удачин В.Г. Об эффективности применения активной забойки // Взрывное дело. - М.: Недра, 1971. -№71(28).-С.134-139.

55. Чакветадзе P.A. Разработка активной забойки скважинных зарядов ВВ и определение её параметров с целыо повышения эффективности разрушения горных пород // Дисс. канд. техн. наук. - М., 1985. - 126 с.

56. Морозов В.В., Бибик И.П., Шомирзаев У.А. Метод ведения взрывных работ при наличии твёрдых пропластков в горном массиве // Горный вестник Узбекистана. 2010. № 3. С. 23-26.

57. Мосинец В.Н. Дробящее и сейсмическое действие взрыва в горных породах. М.: Недра, 1976. - 271 с.

58. Родионов В.Н. О некоторых качественных соотношениях параметров действия взрыва в твердой среде // Взрывное дело. М.: Недра, 1974. № 13/30. С. 66-75.

59. Родионов В.Н. К вопросу о повышении эффективности взрыва в твердой среде. М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 1962. - 70 с.

60. Ляхов Г.М. Основы динамики взрывных волн в грунтах и горных породах. М.: Недра, 1974. - 192 с.

61. Мосинец В.Н., Рубцов С.К., Климов Ю.В. Пути повышения эффективности действия взрыва в разнопрочных горных породах // Горнометаллургическая промышленность (ГМП). (217). Ташкент: ОНТИ ВНИПИПТ. 1976. № 5. С. 17-22.

62. Мосинец В.Н., Рубцов С.К., Климов Ю.В. Основные направления повышения эффективности действия взрыва в разнопрочных горных породах со скальными включениями // Вопросы атомной науки и техники. Сер: «Геология и горное дело». М.: ЦНИИатоминформ, 1978. Вып. 3 (28). С. 28-40.

63. Мосинец В.Н., Котенко Е.А., Рубцов С.К. и др. Подготовка буровзрывным способом вскрышных пород со скальными пропластками для экскавации и транспортирования роторным комплексом // Физика горных пород и процессов. Тез. докл. на Всесоюзной научной конференции ВУЗов СССР с участием научно-исследовательских институтов. М.: МГГУ, 1974. С. 169.

64. Мосинец В.Н., Котенко Е.А., Рубцов С.К. и др. Экспериментальное исследование разработки роторным комплексом вскрышных пород со скальными пропластками // ГМП № Ю. М.: ОНТИ ВНИПИПТ. 1974. С. 9-12.

65. Мосинец В.Н., Котенко Е.А., Рубцов С.К. и др. Разработка роторным

комплексом мягких вскрышных пород с включением твердых пропласт-ков // Горный журнал. 1976. № 1. С. 25-28.

66. Рубцов С.К., Климов Ю.В. Буровзрывная подготовка разнопрочных осадочных пород для выемки роторным комплексом // Технический прогресс в атомной промышленности. Сер. «Горно-металлургическое производство». М.: ЦНИИатоминформ, 1987. Вып. 4. С. 913.

67. Чедвик П., Кокс А., Гопкинсон Г. Механика глубинных подземных взрывов. - М.: Мир, 1966.

68. Механический эффект подземного взрыва // В.Н.Родионов, В.В.Адуш-кин, В.Н.Костюченко и др. М.: Недра, 1971.

69. Григорян С.С. Некоторые вопросы математической теории деформирования и разрушения твердых горных пород // ПММ. - 1967. — Т.31. -Вып. 4.

70. Кузнецов В.М. Математические модели взрывного дела. - Новосибирск: Наука, 1977.-263 с.

71. Родионов В.Н., Адушкин В.В., Костюченко В.Н. и др.: Под общей ред. Садовского М.А. Механический эффект подземного взрыва. - М.: Наука, 1971.-224 с.

72. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. - М.: Наука, 1974. - 64 с.

73. Дугарцыренов A.B. О равновесном состоянии упругой среды при каму-флетном взрыве в ней сосредоточенного и удлиненного зарядов // Обозрение прикладной и промышленной математики. - 2005.-Т.14, вып. 1.-С. 106-107.

74. Крюков Г.М., Глазков Ю.В. Феноменологическая квазистатическо-волновая теория деформирования и разрушения материалов взрывом зарядов промышленных ВВ. Отдельные статьи горного Информационного бюллетеня 2003, № 11 -М.: МГГУ. С-67.

75. Рахманов P.A. Обоснование параметров комбинированной конструкции скважинного заряда для разнопрочного горного массива // Горный ин-

формационно-аналитический бюллетень. - 2013. № 8. - С. 207 - 209.

76. Белин В.А., Дугарцыренов A.B., Рахманов P.A., Камолов Ш.А., Ким С.И. Взрывное разрушение разнопрочных слоев горного массива зарядами с изменяющейся по высоте скважины энергетикой. Депонированная рукопись (987/12-13 от 18.10.13г) // Горный информационно-аналитический бюллетень.-2013. № 12.-131с.

77. Рахманов P.A. Разработка и обоснование параметров конструкции сква-жинного заряда для дробления разнопрочного горного массива // Горный вестник Узбекистана. - Навои, 2013. - № 2. - С. 72-76.

78. Белин В.А., Крюков Г.М., Трусов A.A., Камолов Ш.А., Насиров У.Ф., Норов Ю.Д., Шеметов П.А., Рахманов P.A. Способ взрывания разно-прочных массивов горных пород // Патент Российской Федерации на изобретение № 2478912. Опубликовано: 10.04.2013 Бюллетень изобретений № 10.

79. Крюков Г.М.; Косаргин А.П. Закономерности формирования зон мелкодисперсного дробления и радиального трещинообразования при камуф-летном взрыве сосредоточенного заряда в квазиоднородной среде//Рб. Взрывное дело № 91/48-м.: МВК по взрывному делу при А.Г.И, 1998 г. С.75-81.

80. Крюков Г.М. Закономерности деформирования и разрушения горных пород камуфлетным взрывом сосредоточенного заряда//Рб. «Физические проблемы взрывного разрушения массива горных пород» - М.: ИПКОН РАН, 1999. С.89-93.

81. Крюков Г.М., Дрозд И.И., Никандров В.И. Обобщающие взаимосвязи для дробления и трещинообразования горных пород взрывом. Горный информационно - аналитический бюллетень. 2002 № 12 -М.: МГГУ, С.27-30.

82. Крюков Г.М., Смитер И.В., Дрозд И.И. Закономерность формировании зон мелкодисперсного дробления и радиального трещинообразования

при разрушении пород взрывом удлиненных зарядов//Записки горного института. -С-Пб.: 2001, т.148, 4.1. С. 131-134.

83. Крюков Г.М. Модель взрывного рыхления горных пород на карьерах. Выход негабарита. Средний размер кусков породы в развале. Отдельные статьи Горного информационного бюллетеня. 2005. № 2.-М.: МГГУ. С.-ЗО.

84. Крюков Г.М., Каширский С.Н., Жаворонко С.Н., Глазков Ю.В. Развитие одномерной волновой теории Сен-Венана на случай камуфлетного взрыва сосредоточенного и удлиненного зарядов ПВВ. Взрывное де-ло.//Сб. Научных трудов, П 78, Отдельный выпуск ГИАБ. 2007. № 087. 304 С -М.: «Мир горной книги» С. 215-233.

85. Белин В.А., Крюков Г.М., Стадник В.В. Закономерности разрушения трещиноватых сред при взрывах зарядов промышленных ВВ. //Научные школы московского государственного горного и университета. В 2-х томах. - М.: МГГУ, 2008, т. 2, С. 131-136.

86. Крюков Г.М. Физика и момент разных видов разрушения горной породы при взрыве в ней удлиненного заряда ПВВ. Отдельные статьи ГИАБ, 2009, № 3-М. «Мир горной книги». С-48.

87. Крюков Г. М., Белин В. А., Стадник В. В., Вавер П. А., Жаворонко С. Н. Закономерности формирования грансостава при взрывном дроблении отдельных блоков твердых материалов. Отдельные статьи ГИАБ 2009, № 8. - М.: Из-во «Горная книга», С-73.

88. Крюков Г.М., Вавер П.А. Оценка применения взрывных скважин разного диаметра. Сб. Научных докладов. Научно - практическая конференция - Научно - техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях. М.: 2009. С. 177-180.

89. Гончаров С.А., Вяткин H.JL, Фурсов A.A. Обоснование оптимальных параметров скважин при их термическом расширении. - Горный журнал. - №9. -1998. - С.21-23.

90. Дугарцыренов А. В. Физическая природа и механизм разрушения горной породы при камуфлетном взрыве. Взрывное дело. Выпуск №106/63. -М.: ЗАО «МВК по взрывному делу при АГН», 2011. - с.112-126.

91. Дугарцыренов А. В. Механизм разрушения пластичных горных пород при камуфлетном взрыве. Взрывное дело. Выпуск №108/65. - М. 2012. -с.134-138.

92. Дугарцыренов А. В. К механизму разрушения упругой среды (горной породы) при взрыве сосредоточенного и удлинённого зарядов. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2008 №3. - М.: МГГУ, С.12-17.

93. Рахманов P.A. Оптимизация параметров буровзрывных работ при разработке месторождения Джерой-Сардара // Горный вестник Узбекистана. -Навои, 2011. -№ 3. - С. 45-49.

94. http://geomining.ru/text/5.6/page/4 Современные технологии при освоении коренных месторождений

95. Оксанич И.Ф., Миронов П.С. «Закономерности дробления горных пород взрывом и прогнозирование гранулометрического состава». Москва «Недра», 1982. С. 166.

96. Рахманов P.A. Управление энергией взрыва скважинного заряда путём короткозамедленного воздействия на разнопрочные слои горного массива // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2013. № 8. -С. 210-2012.

97. Кучерский Н.И., Мальгин О.Н., Силизнёв A.B., Рубцов С.К., Иоффе A.M. Разработка, исследование, научно-техническое обоснование и внедрение технологических процессов и решений, обеспечивающих эффективное функционирование горнодобывающих комплексов с учётом стратегии развития сырьевой базы, перерабатывающего производства и возможности вовлечения в переработку перспективных участков. М.: ВНИПИпром-техологии, 2004. - 400с.

98. Беляев А.Ф., Азбукина Л.И. Влияние свойств заряда ВВ на разрушение блоков цементного раствора. В сб.: Вопросы дробления горных пород взрывом. М., Госстройиздат. 1960.

99. Демидюк Г.П. К вопросу о критериях оценки взрывных совйств ВВ для горных работ. «Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых». 1967, № 1.

100. Бибик И.П., Рубцов С.К., Сытенков Д.В. Управление взрывной подготовкой пород в технологических потоках карьеров. Ташкент: «Фан», 2008. - 400 с.

Ю1.Фугзан М.М., Шамонин В.А. Теоретические предпосылки регулирования степени взрывного разрушения породы удлинённым зарядом ВВ. - в кн.: Основные направления развития техники и технологии обогащения полезных ископаемых. Л., изд. Механобр, 1983, с. 115-123.

102. Кантор В.Х. Влияние длины заряда на эффективность взрывания сква-жинных зарядов рыхления // Направленные взрывы на склонах. Фрунзе: Илим, 1980. С. 84-95.

103. Сорокин В.Т. Рациональная длина зарядов // Повышение эффективности разработки месторождений полезных ископаемых Восточной Сибири. Иркутск, 1986. С. 77-80.

104. Викторов С.Д., Кутузов Б.Н., Закалинский В.М. Взрывчатые вещества без взрывчатых компонентов - основа прогресса в горном деле // Горный журнал - Москва, 2008. - № 8. - С. 47-50.

105. Рахманов P.A. Конструкции скважинного заряда с изменяющимися диаметрами в верхней части уступа // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2013. № 8. - С. 205 - 207.

106. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. -М.: Наука, 1969. - С. 139-141.

107. Математическая статистика. Под ред. Длина А.Н. - М.: Высшая школа, 1975.-398 с.

108. Методическое руководство по применению программ обработки данных на ЭЦВМ. - М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 1985. - 53 с.

109. Ефимов Э.И. Подготовка горной массы на карьерах. - М.: Недра, 1980. -127 с.

110. Методика определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений, рационализаторских предложений. - М.: ВИНИТИ, 1977. - 72 с.

fjptsAoxrmfl

MARKAZ1Y KON BOSIIKARMASI

KON-MHTAI.LURGIYA

DAVI.A I KOKXONASI

"MURIIN ГОС." KONI

KOMBINAT!

NAVOIV

УТВЕРЖДАЮ:

/

Начальник рудника «Мурунтау» ,.«,..( Ф.Л. Кравченко

« 2013i.

2013i.

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРЕДГИ'ПЯ I III: НАВОИМСКПИ

горно-металлургическим

КОМПИПАГ I u:i 11 РАЛ Ы ЮЕ РУДОУ11РАВЛЕ1 II IE РУДНИК «МУРУНТАУ» DALOLATNOMA

«Омы 1ШЫфОМЬППЛСННОП) IICIII.U niIIISI нового

способа вфывапин юрпы\ пород с шёрдмми

НК.'ПОЧСНШШП»

В рамках выполнения paooi по сонершенспюванию взрывной юхнолопш. разрабоиси и обоснования ноною способа взрывания, специалистами НГМК еовмесшо с кафедрой «Вфывное дело» Московскою i осударсгвепиого юрного уипверешеки в карьере Ташкура п 2012 году проведены оиыпю-промышлепные испытания нового способа трывания юрных пород.

Для проведения опытно-промышленных pa6oi были выделеш.1 участи буровых блоков на юризонге вскрышною yciyna первого фосфопласш. При -лом. для сравнения регулы ai он ош.пно-нромышлениых взрывов с принятой технолотей взрывной подютвки юрного массива к выемке, буровые блока были разделены на опытные и кон (рольные учас(ки. Бурение производилось буровым стыком CBIII-250 МП с диамефом скважин 250 мм. При бурении взрывных скважин по выходу буровою шлама, производилось утчпение мощности крепкого пронлаегка из гравелита в массиве, при ном ею мощное и» на обуриваемых блоках сос(авила oí 3,7 до 4,7 Meipoa. при средней 1Л)бине скважин К.5 MeipoB.

Оиыгно-иромышленные работы производились в два -лапа. Па нервом -лапе производилась оценка применения разновременного взрывания комбинированною заряда. При бурении учааков опышых блоков, согласно предлагаемой конструкции заряда, блока были забурены по сот и 8x8 метров. Подгоювка кон (рольного блока произведена по сеш 7 х 7 мсфов. согласно применяемой в карьере Ташкура 1ехнологии использовании комбинированных зарядов. При заряжании зарядов на опышых и кош рольных учаечках взрываемых блоков в качесше ВВ для слабой част глинистою массива иснольювался -игдашп. а для крепкого пронлаегка из гравелша более мощное ВВ - нобелап 2080. Инициирование ¡арядов па опышых и кон (рольных участках, прои (водилось нромежу(очными деюнаюрами из Победита 216 Z массой но 2 кг. Монтаж взрывной сеш выполнялся системой неэлекфнческою инициирования СИПИ. Для исключения подбоя поверхносшой взрывной сети, в скважпнных дегонаюрах ударно-волновых (рубок CIIIIB. использовалось вну1рпскважиниое замедление в 500 мс. При мошаже иовермюешой сеш псполыонались ударно-волновые i рубки СПИВ с замедлениями в магиарали 42 мс, но рядам - 25 мс.

11а oiii.iiHi.ix участках для рассредоючения верхнего и нижнс! о зарядов использовался породный промежуток нз бурового шлама высоюй 0,3 - 0,5 м. Инициирование верхнего и нижнею (арядов производилось с замедлением в 25, 42 мс с применением нолекфической сис|емы инициирования СИ11В, при этом сначала взрывался верхний заряд, а за ¡им нижний. Инициирование зарядов на кош рольных участках производилось одновременно.

Параметры скважннных зарядов, которые применялись при проведении опышо-нромышленпых pa6oi, приведены в габл.1.

Таблица 1

Параметры скважшшых зарядов па контрольных и опытных участках взрываемых блоков

Комбинированная конструкция заряда ВВ

№ п/п Показатели Ед. изм. сплошная с одновременным инициированием верхнего и нижнего зарядов рассредоточенная с разновременным инициированием верхнего и нижнего зарядов

1. Диаметр скважин мм 250 250

2. Сетка скважин м 7x7 8x8

3. Глубина скважины м 8,5 8,5

4. Длина забойки: м 2,7 1,5

5. Выход взорванной горной массы с 1 п.м. м3/п.м. 49 64

6. Удельный расход ВВ кг/м3 0,73 0,61

7. Тип и масса заряда ВВ в скважине: кг 300 330

8. - основного Игданит 220 кг Игданит 250 кг

9. - дополнительного Нобелан 2080 80 кг Нобелан 2080 80 кг

10. - патрон боевик Нобелит21бг 4 кг Нобелит 21бг 4 кг

В ходе проведения опытно-промышленных работ было проведено 9 массовых взрывов, при этом с использованием предложенного и применявшегося ранее способах взрывания было взорвано соответственно 585 и 750 тыс.м3 горной массы.

Опытные взрывы показали, что отличий по качеству дробления массива при применении замедлений между верхним и нижним зарядами в 25 или 42 мс не выявлено.

При визуальном осмотре «шапки» из взорванной горной массы на контрольных и опытных блоках были отмечены следующие особенности гранулометрического состава взорванной горной массы:

1) На опытных участках, имеет место однородный гранулометрический состав взорванной горной массы, при значениях максимального куска горной массы не превышающего размера ковша применяемого экскаватора ЭКГ-8И. Высота «шапки» взрыва достигает 2-4 м.

2) На контрольных участках, наблюдалась более крупная кусковатостъ горной массы, значение максимального куска превышало размеры ковша применяемого экскаватора ЭКГ-8И. Высота «шапки» взрыва не превышает 2 м.

При отработке взорванных блоков экскаваторами ЭКГ-8И производивших погрузку горной массы в автосамосвалы САТ-785 выявлено следующее:

1) Взорванная горная масса опытного блока имеет более качественную проработку массива в сравнении с контрольными блоками и поддаётся экскавации без затруднений в силу отсутствия негабаритных кусков и однородности развала. При черпании взорванной массы на контрольном участке взорванного блока черпание экскаватором происходит с нагрузкой на привода ЭКГ.

2) На контрольных блоках местами в верхней части уступа образуются негабаритные

куски горной массы, из-за которых в забое образуются козырьки и они обрушаются при черпании экскаватором. На опытных участках забой имеет равномерно проработанную взрывом и самообрушающуюся при черпании экскаватором взорванную горную массу, без образования козырьков и нависей.

3) Производительность горнотранспортного оборудования на опытных участках в сравнении с контрольными, в связи с повышением качества проработки массива, повысилась на 5-10%.

В ходе проведения первого этапа опытно-промышленных работ, сравнение результатов опытных блоков с контрольными, показало, на вскрышных уступах с крепкими включениями карьера Ташкура, достигнуто повышение эффективности рыхления разнопрочного горного массива: уменьшен средний размер взорванного куска горной массы, снижен удельный расход ВВ с 0,72 до 0,61 кг/м3 и разряжена сеть бурения, что позволяет увеличить выход горной массы с одного погонного метра скважины.

Второй этап опытно-промышленных работ был направлен на сопоставление результатов взрыва комбинированных конструкций зарядов ВВ с сплошным и изменяющимися диаметрами. Опытные блока были разделены и забурены по сети 8x8 метров для зарядов с сплошным диаметром, и 9 х 9 для зарядов с изменяющимися диаметрами. При этом в первом случае в верхней части заряда использовался нобелан 2080, во втором патронированный заряд из нобелита 2162 обвязанный в гирлянду ударно-волновой трубкой. Параметры применявшихся екважинных зарядов на опытных участках взорванных блоков приведены в табл. 2.

Таблица 2

№ п/п Показатели Ед. изм. Комбинированная конструкция заряда ВВ с разновременным инициированием верхнего и нижнего зарядов

С сплошными диаметрами С изменяющимися диаметрами

1. Диаметр скважин мм 250 250

2. Сетка скважин м 8x8 9x9

3. Глубина скважины м 8,5 8,5

4. Длина забойки: м 1,5 1

5. Выход взорванной горной массы с 1 п.м. м3/п.м. 64 81

6. Удельный расход ВВ кг/м^ 0,61 0,39

7. Тип и масса заряда ВВ в скважине: кг 330 272

8. - основного Игданит 250 кг Игданит 240 кг

9. - дополнительного Нобелан 2080 80 кг Нобелит 216Z 30 кг

10. - патрон боевик Нобелит 216Z 4 кг Нобелит 216Z 2 кг

В ходе проведения второго этапа опытно-промышленных работ было произведено 3 массовых взрыва и взорвано в целом 165 тыс.м3 горной массы. При сопоставлении результатов взрыва зарядов с сплошным и изменяющимся диаметрами зарядов выявлено, что применение патронированного заряда ВВ из нобелита 2162, позволяет повысить эффективность рыхления разнопрочного массива. На опытном участке с применением патронированного заряда в сравнении с зарядом из нобелана 2080 подъём «шапки» взорванной горной массы увеличился в 1,3-1,5 раза, что свидетельствует о более высокой степени взрывного рыхления горного массива такими конструкциями зарядов. Удельный

*

расход ВВ при применении патронированного ВВ в данной конструкции заряда в сравнении с применением нобелана 2080 снижается с 0,61 до 0,38 кг/м3, сеть бурения разряжается и достигается увеличение выхода взорванной горной массы. В то же время, необходимо отметить высокую трудоёмкость работ при подготовке и заряжании патронированных конструкций заряда. Для их эффективного применения требуется разработка и внедрение более технологичного способа изготовления и заряжания таких зарядов.

Таким образом, опытно-промышленные испытания разработанного нового способа взрывного разрушения массивов из разнопрочных горных пород с крепким включением показали, что разработанный способ эффективен в горно-геологических условиях карьера Ташкура, его применение позволяет повысить эффективность проводимых буровзрывных и выемочных работ.

Составлен комиссией в составе:

Председатель

Главный инженер рудника «Мурунтау»

/

С.В. Лунин

Члены комиссии

Зам. гл. инженера по БВР рудника «Мурунтау

Начальник НТО рудника «Мурунтау»

Зам. начальника ПТО рудника «Мурунтау»

Н.Р. Баширов

Составлен в 3-х экземплярах;

1-й экз. - ПТО рудника «М»

2-й экз. - МГГУ

3-0 экз. - канцелярия рудника «М»

*