Оцінка факторів, які впливають на ефективність видобування бутощебеневої сировини вибуховим методом в умовах діючих кар’єрів україни

На кар’єрах, які спеціалізуються на видобуванні бутощебеневої сировини, використовують вибухові методи подрібнення масиву, від ступеня обґрунтованості яких і від структурних гірничо-геологічних умов покладу, що розробляється, залежить якість сировини, що видобувається.

Родовища, які досліджувалися, відрізняються між собою гірничо-геологічними умовами, різною інтенсивністю вертикальної природної тріщинуватості, потужністю вивітреного й зачепленого вивітрюванням каменю, наявністю або відсутністю пластових тріщин окремості, мінералогічним складом і властивостями порід, які заповнювали тріщини.

Якість вибухового відокремлення гірських порід з урахуванням перерахованих вище умов залежить також від технологічних характеристик вибухових речовин (ВР) і засобів підривання, витрат вибухових речовин, параметрів вибухових свердловин (шпурів), розташування і порядку підривання зарядів, міцності порід, які підриваються, і висоти уступу.

Визначення вказаних вище параметрів виконувалося на основі узагальнення інформації про фактичні промислові вибухи та промислових експериментів, що проводилися компанією ЗАТ «Західукрвибухпром» на Бехівському, Каранському, Норинському, Мокрянському, Хлистунівському, Пенізевицькому, Адабаському, Плесецькому й інших кар’єрах та родовищах України.

Ефективність проведення вибухових робіт залежить також від чіткого контролю за виконанням поставлених завдань на всіх етапах виробництва, починаючи з вивчення підготовленого блока гірських порід, проектування схеми розташування бурових свердловин і розробки проекту масового вибуху й закінчуючи безпосередньо проведенням вибухових робіт.

Враховуючи наведене вище, першочерговим завданням є визначення оптимальних параметрів буріння, а саме вибір ефективної схеми буріння, діаметра свердловин, визначення оптимального значення «перебуру» та кутових параметрів свердловини, вивчення гідрогеологічних особливостей масиву гірських порід. Перераховані чинники впливають на вибір вибухової речовини, схеми комутації вибухової мережі й, як результат, майбутньої фрагментації подрібненої гірської маси та якості подрібнення по «підошві» уступу та зменшення виходу негабаритних шматків з гірської маси, що підривається першим рядом свердловин.

Отже, наступним етапом ефективного проведення буровибухових робіт є збір, систематизація і геологічний аналіз початкових даних, які характеризують особливості структурної будови об’єкта, а також опрацювання і створення моделі блока, що підривається із зазначеною фрагментацією. На цьому етапі проводяться такі роботи: обирається тип вибухової речовини, формується колонка заряду по кожній свердловині, приймається рішення про застосування спеціальних технічних засобів, визначається величина й матеріал набивки свердловин, обираються спосіб заряджання свердловин і схема комутації зарядів.

В

© О.О. Кісєль, А.В. Кісєль, 2011

ибір типу вибухової речовини має значний вплив як на ступінь подрібнення гірничої маси, так і на економічну ефективність вибуху в цілому. Вибухова речовина повинна мати необхідні технічні характеристики для отримання необхідної фрагментації гірської маси. Процес заряджання свердловин обраним типом ВР має бути технологічним, з високим ступенем безпеки для працюючого персоналу, з мінімальними витратами енергоносіїв і працевтратами. Формування колонки заряду ВР по кожній свердловині виконується, виходячи з характеристик гірської породи, наявності пустот та випуклостей у першому ряді свердловин. Виходячи з технічних можливостей, а також враховуючи специфіку блока, що заряджається, приймається рішення про застосування спеціальних технічних засобів для покращання фрагментації подрібненої маси. Спеціальні засоби застосовуються для вирішення ряду технологічних питань, а саме:

• зменшення питомої витрати вибухових речовин;

• формування колонки заряду з концентрацією в певних зонах масиву;

• формування технологічних проміжків (розосередження заряду ВР, покращання дії ВР на масив);

• підвищення ефективності набивки;

• контроль за формуванням потрібного рівня «підошви» уступу;

• отримання необхідної форми розвалу подрібненої гірської маси.

Важливим чинником при виконанні буровибухових робіт слугує набивка свердловин, а саме її величина та матеріал, з якого вона виконується. Занадто велика набивка призводить до погіршення дроблення гірської породи у верхніх шарах масиву. Мала її величина призводить до «прострілювання» свердловин і, як наслідок, втрати енергії вибуху. Матеріал, що використовується як набивка, повинен також відповідати певним вимогам у зв’язку з тим, що вона виконує функцію стопора для газів, які виникають під час вибуху, збільшує час впливу енергії газів на масив, що підривається, і тим самим покращує подрібнення гірської маси.

О сновні параметри, які впливають на якість виконання вибухових робіт, наведені на рисунку 1. Під ними ми розуміємо:

a – відстань між свердловинами в ряду;

c – відстань від устя свердловини до верхньої бровки уступу;

H – висота уступу;

n – величина перебуру;

W – опір по підошві;

l_заб – величина набивки;

l _з – величина заряду.

П

РРис. 1. Основні параметри розташування заряду в масиві

ід способом заряджання свердловин розуміють ручний або механізований спосіб виконання даної операції. Залежно від обраного типу ВР, геологічної будови масиву гірських порід, зовнішніх чинників (погодних умов, стану під’їзних доріг та ін.) обирається найбільш ефективний і економічно доцільний спосіб.

При виборі схеми комутації зарядів враховується багато факторів:

• обмеження за сейсмічним впливом на прилеглі до кар’єру території;

• діаметр та величина заряду на одне сповільнення та весь заряд у цілому;

• залягання пластів гірської породи в масиві;

• якість проведених бурових робіт;

• тип застосованої ВР;

• напрям підривання масиву;

• небезпека пошкодження вибухової мережі в процесі ініціювання свердловин;

• необхідний ступінь подрібнення гірської маси.

Після виконання всіх підготовчих робіт і з дотриманням безпеки проведення масового вибуху проводиться підривання масиву гірської породи.

Важливим значенням для ефективного планування буровибухових робіт, розробки нових технологій та методів їх ведення є залучення новітніх інформаційно-комп’ютерних технологій, а саме геоінформаційних систем дослідження масиву, що видобувається, фотограметричної обробки даних, сканування масиву. Все це дозволить розробити методологічні вказівки щодо покращання ведення буровибухових робіт, економічного керування втратами сировини і, як наслідок, – раціонального використання надр.

УДК 622.1:528

О.М. Клеван, аспір.

В.В. Котенко, к.т.н., доц.