Короткозамедленное взрывание зарядов

При взрывании пород III—V категорий трещиноватости сте­пень дробления при короткозамедленном взрывании улучшается по сравнению с мгновенным, в качестве дробления пород I—II категорий существенной разницы нет. Лучший результат дробле­ния достигается в тех схемах короткозамедленного взрывания, в которых наибольшее число зарядов взрывается разновременно, а действие их направлено навстречу друг другу, обеспечивая максимум соударения кусков.

На степень дробления оказывают влияние схема и интервал короткозамедленного взрывания, ориентирование зарядов от­носительно господствующих систем трещин и другие факторы. В конкретных условиях карьера при выборе их следует исходить не только из степени дробления, но также из условий технической возможности реализации схемы взрывания, безопасности и др.

Короткозамедленное взрывание при диагональной схеме ини­циирования зарядов, при квадратной сетке их расположения поз­воляет значительно уменьшить фактическую величину СПП для каждого заряда и увеличить расстояние между скважинами. Фак­тический коэффициент сближения скважин при этом может уве­личиваться с 1 до 8, СПП уменьшаться в 2 и более раз, а каждый заряд в скважине работает как одиночный. Схема, показанная на рис. 10.15, а дает увеличение т_ф = а_ф/W_ф до 2, а схема на рис. 10.15, б — до 4,5. При таких схемах взрывания обеспечива­ется равномерность дробления пород.

 

 

Короткозамедленное взрывание позволяет реализовать еще один эффективный способ управления дроблением трещиноватого массива путем опережающего взрывания скважин по контуру взрываемого массива, а затем с небольшим интервалом иницииро­вание зарядов внутри блока, в котором за счет опережающего взрыва по контуру произошло смыкание (схлопывание) трещин (рис. 10.16). Разрушение массива с сомкнутыми трещинами про­исходит более интенсивно за счет снижения потерь энергии при переходе через плоскости трещин, если правильно подобран интервал замедления между контурным рядом и основными за­рядами. Этот метод позволяет значительно снизить сейсмическое действие взрыва на окружающие объекты.

ВЫСОТА УСТУПОВ

Сущность этого метода регулирования дробления состоит в том, что несколько рядов скважин бурят сразу на величину двух или трех уступов и взрывают с помощью средств КЗВ

(рис. 10.17).

Основанием для применения данного метода взрывания явля­ются следующие факторы: при высоте уступа 10—15 м, перебуре 2—3 м и забойке 6—7 м коэффициент использования глубины выбуренной скважины для размещения заряда ЕВ, разрушаю-

 

 

щего массив, не превышает 50 %. С увеличением высоты уступа заполнение скважин взрывчатым веществом растет.

Работа экскаватора на контакте с массивом малоэффективна. При большей высоте уступа относительная величина этого кон­такта уменьшается.

Очевидно, при взрывании одной скважиной n-го числа усту­пов число (длина) перебуров и забойки уменьшается (на п — 1) и увеличивается коэффициент использования скважин для разме­щения зарядов, разрушающих массив (см. рис. 10.17).

Расчетами установлено, что при увеличении высоты уступа с 15 до 75 м время действия взрыва на массив увеличивается в 1,7—2 раза и, следовательно, увеличивается работа взрыва, рас­ходуемая на дробление.

На основе взрывания высоких уступов можно реализовать сле­дующую технологическую схему добычи:

бурение 5—10 рядов скважин глубиной 25—60 м, исходя из возможной длины фронта погрузки и допустимой величины за­ряда по сейсмическому действию;

заряжание скважин сплошными или рассредоточенными за­рядами на всю длину с оставлением под забойку 6—7 м и взрывание отдельных частей зарядов с замедлениями 25—50 мс снизу вверх. Величины отдельных зарядов и мощность применяемого ВВ уве­личиваются с увеличением глубины скважин;

взрывание на подпорную стенку из породы, разрушенной предыдущим взрывом;

погрузочные машины на всех горизонтах, кроме нижнего, ра­ботают на взорванной горной массе, не имея контактов с невзорванным массивом;

при достижении высокой интенсивности дробления при такой технологии возможно применение роторных экскаваторов и лен­точных конвейеров.

Опыт карьеров Кривбасса показал, что рациональная высота высоких уступов составляет 30 м. После взрывания уступов вы­сотой 45 м при сетке расположения скважин 9x9 и 10X 10 в про­цессе уборки породы установлено, что нижняя часть (10—12 м) высокого уступа разрушается плохо, в связи с чем требовались повторное обуривание и взрывание нижних подуступов. Это на-

 

Рис. 10.18. Схема взрывания высоких уступов наклонными скважинами небольшого диаметра с дополнительными зарядами 1, 2в подошве

блюдалось особенно часто при расширен­ной сетке скважин. В настоящее время, несмотря на некоторые преимущества взрывания высоких уступов, из-за дли- тельного замораживания капиталовло­жений на буровзрывные работы, а также уменьшения ширины рабочих площадок объем их применения на карьерах мал.

Существенным недостатком применения высоких уступов является также то, что применяемые экскава­торы с вместимостью ковша 8 и 12,5 м³ имеют максимальную высоту черпания в пределах 10 м, т. е. образованный при взрыве навал необходимо разделять на подуступы. Это приводит даже при нормальной взрывной проработке нижней части уступа к сильному уплотнению нижнего подуступа перемещающимися по нему экскаватором и большегрузными самосвалами. Кроме того, передвижение автосамосвалов по неровному навалу взорванной горной массы неблагоприятно сказывается на надежности их ра­боты. Переход на высокие уступы 30 и 45 при существующем в на­стоящее время на большинстве глубоких карьеров значительном отставании вскрышных работ (например, на карьерах Кривбасса более 350 млн. м³) может создать временное улучшение горных работ за счет возможности уменьшения суммарной ширины ра­бочих площадок в рабочей зоне карьера. Однако через 10—15 лет карьеры, используя это временное, кажущееся улучшение с вскрышными работами, попадут в еще более тяжелое положение, увеличив еще больше отставание вскрышных работ. Кроме того, на ряде карьеров будет затруднена работа по усреднению добывае­мых руд. Поэтому перевод карьеров на работу с использованием высоких уступов при имеющемся буровом и погрузочном обору­довании нецелесообразен из-за еще более существенных трудностей для перспектив продолжения открытой разработки на все увели­чивающихся глубинах.

Применимость высоких уступов ограничена породами I—II категорий трещиноватости, где хорошее дробление горной массы и удовлетворительная проработка подошвы предопределяются интенсивной трещиноватостью пород. В средне- и крупноблочных породах этот метод пока недостаточно опробован.

Основное условие качественного разрушения пород — смещение разрушаемого массива в пространстве — достигается взрыванием на открытую поверхность либо применением специальных методов взрывания.

Для взрывания высоких уступов разработан ряд мероприятий, обеспечивающих определенное пространственное смещение мас-

 

сива. Это взрывание на врубовые ряды скважин 2,6 (рис. 10.17, б), заряды в которых на 20—25 % больше по величине зарядов в ос­тальных скважинах. Врубовые ряды взрывают мгновенно, а за­тем на созданную щель взрывают ряды скважин /, 3, 4, 5, 7, 8. Такое взрывание особенно распространено при траншейных взры­вах. Расчетный удельный расход ВВ — 0,8—1 кг/м³.

Практика некоторых зарубежных карьеров небольшой мощ­ности подтверждает целесообразность применения для улучшения степени дробления большой (60—70 м) высоты уступа. При этом используются скважины небольшого (до 100 мм) диаметра, про­буренные параллельно откосу уступа, заряжаемые часто рас­средоточенными зарядами патронированных ВВ повышенной мощ­ности. Улучшение дробления достигается как в результате рас­средоточенных зарядов небольшого диаметра, так и вследствие падения породы при взрыве с большой высоты. У подошвы уступа иногда бурят дополнительные горизонтальные и наклонные сква­жины для хорошей проработки подошвы уступа и повышенной интенсивности дробления нижней части массива (рис. 10.18).