Запитання для самоперевірки до розділу

1. Дайте класифікацію типів родовищ залежно від різноманітних гірничо-геологічних чинників.

2. Назвіть і покажіть на рисунку кар’єру його елементи і виробки.

3. Які основні періоди діяльності кар’єру розрізняють під час його

існування?

4. Які основні процеси відбуваються при відкритих розробках?

5. Що таке коефіцієнт розкриття і як його визначають?

9. Підготовка гірських порід до виймання

9.1. Способи підготовки

Відповідно до фізико-механічних властивостей розроблюваних порід існує кілька способів підготовки їх до виймання, що забезпечує необхідну кількість сировини, безпеку гірничих робіт, а також найкращі умови застосування засобів механізації наступних процесів.

Способи підготовки гірських порід до виймання можна розділити на дві основні групи: без попереднього розпушування і з попереднім розпушуванням. До першої групи відносяться: механічний спосіб (за допомогою виконавчих органів гірничих машин); фізичний (електромагнітним і термічним впливом); гідравлічний (нагнітанням, насиченням водою, розчиненням); хімічний спосіб; комбінований спосіб керованого обвалення. До другої групи відносяться вибуховий спосіб підготовки гірських порід (руйнування масиву за допомогою

енергії вибуху).

Застосування кожного з зазначених способів визначається багатьма гірничо-геологічними і гірничотехнічними чинниками, основними з яких є: вид, агрегатний стан і властивість гірських порід у

масиві, потужність підприємства, наявні технічні засоби, а також вимоги щодо якості сировини, що добувається, і природні умови ведення гірничих робіт. Це визначає взаємозв'язок основних

технологічних процесів і необхідну послідовність виконання в часі і просторі визначених видів робіт. До особливостей роботи основного і допоміжного устаткування в комплексі варто віднести відносну незалежність буровибухових і екскаваторних робіт та жорсткий зв’язок останніх з роботою транспорту.

Підготовка м’яких і середньої щільності піщаних і глинистих порід пов’язана в часі і просторі з вийманням і здійснюється усіма видами устаткування. Ці породи при невеликих від’ємних температурах можна розробляти виймальними машинами з підвищеними зусиллями

різання. Напівскельні і скельні породи з коефіцієнтом міцності (за М. М. Протод’яконовим) f > 3,5...4 підготовляють до виймання вибуховим способом.

9.2. Сутність розпушення порід вибухом

Підготовка напівскельних і скельних порід на кар’єрах ведеться з допомогою вибухових (підривних) робіт, внаслідок чого здійснюється відділення порід від масиву, подрібнення до кусків заданих розмірів і часткове їх переміщення (якщо це необхідно). Підривний спосіб підготовки гірських порід до виймання застосовують переважно при підготуванні напівскельних і скельних порід.

На багатьох кар’єрах, у тому числі й на кар’єрах нерудних будівельних порід, буріння і вибух є основними процесами складного технологічного циклу отримання матеріалу, тому ефективність подальших технологічних процесів – виймання, транспортування і переробка, залежить, переважно, від організації і якості вибухових робіт.

Підривні роботи мають забезпечити достатній об’єм порід і задану ступінь подріблення, потрібну якість і сортність (якщо розробляється корисна копалина), максимальну відповідність параметрів уступу паспортним значенням, необхідну кускуватість порід після вибуху, високу економічність, продуктивність і безпеку робіт.

Існує декілька методів підривних робіт.

Метод накладних зарядів (рис. 9.1, а) застосовують при вторинному подрібненні, в першу чергу негабаритів.

Метод камерних зарядів (рис. 9.1, б, в) застосовують при масовому підриванні в гористій місцевості для утворення котлованів, гребель, насипів.

Метод котлових зарядів (рис. 9.1, г) застосовують порівняно рідко, переважно, при струсному вибуху або для посилення вибуху в нижній частині уступу.

Метод шпурових зарядів (рис. 9.1. е) полягає в розташуванні набоїв ВР в шпурах – циліндричних каналах діаметром до 75 мм і глибиною до 5 м. Цей метод широко застосовують на відкритих розробках при роздільному вийманні і при вийманні нерудних корисних копалин, при розробці покладів незначної потужності, при розпушуванні сезонної мерзлоти, при комбайновому вийманні зруйнованих порід, при подрібненні негабаритів і т.ін.

Метод свердловинних зарядів (рис. 9.1 ж) полягає в розміщенні зарядів ВР в свердловинах діаметром 105...400 мм (частіше до 270 мм) і глибиною більше 5 м. Його застосовують досить часто в різних природних умовах і при різноманітному порядку проведення гірничих робіт.

Малокамерні заряди (рис. 9.1 б) застосовують епізодично при

відсутності бурової техніки. Заряд розміщують у горизонтальній чи

малонахиленій виробці (у “рукавах”).

Іноді застосовують комбіновані методи підривних робіт.

Для ефективного виконання буропідривних робіт необхідне взаємне ув’язування продуктивності бурових станків і екскаваторів.

Для буріння свердловин спочатку використовували станки ударного буріння, пізніше – обертального. Порівняння роботи станків ударного і обертального буріння показало, що собівартість проходки 1 м свердловини станками другого типу буріння знизилася в два рази і різко зросла їхня продуктивність. Пізніше для буріння міцних і абразивних порід були створенні шарошкові станки з очищенням свердловини від продуктів руйнування стисненим повітрям та станки з заглибними пневмомолотками.

Ефективність буріння вибухових свердловин визначається швидкістю буріння, яка залежить від міцності порід, параметрів свердловини, режиму буріння, способу видалення продуктів

руйнування зі свердловин та інше.

В залежності від межі міцності порід на стискання, зсув і щільності встановлено показник буримості П б згідно з яким усі породи по буримості поділять на 5 класів (табл. 9.1).

Породи з П б > 25 відносяться до позакатегорійних, для їх буріння застосовують вогневий спосіб. Ефективність вогневого (термічного) буріння гірських порід визначається схильністю їх до крихкого термічного руйнування.