2. Процессы горного производства

2.1. Подготовка горных пород к выемке

Выемка четвертичных отложений производится без предварительного рыхления. Выемка коренных вскрышных пород осуществляется с предварительным рыхлением буровзрывным способом.

Классификация пород по буримости приведена в табл. 2.1.1.

Таблица 2.1.1.

Классификация грунтов и пород по буримости

Описание грунтов и пород	Категория пород по буримости
Суглинки и супеси с мелкой галькой свыше 20%	III
Каменные угли средней твердости	IV
Углистые алевролиты	IV
Алевролит плотный, глинистый	IV
Алевролит с включением кварца	VI
Песчаники кварцевые, окварцованные, полевошпатовые	VII
Галечник изверженных и метаморфических пород (речник)	VII
Конгломераты с галькой (до 50%) изверженных пород на песчано-глинистом цементе	VII
Конгломераты изверженных пород на кремнистом цементе	IX

На бурении скважин при взрывной подготовке пород к выемке, исходя из физико-механических свойств разрабатываемых пород, применяются буровые станки Drilltech-D45KS, Atlas Copco Craelius. Характеристики бурового станка Drilltech-D45KS приведены в табл. 2.1.2.

Диаметр буримых скважин принимается исходя из закладываемого в проекте бурового оборудования, и составляет 216 мм.

При подготовке площадок уступов для бурения скважин и на других вспомогательных работах (при отвалообразовании, строительстве автодорог, зачистке площадок в забоях) используются бульдозеры САТ D-7R, САТ D -9R,

САТ D -10R и Komatsu D-275, Komatsu D -375; фронтальные колесные погрузчики САТ-950, САТ-992, САТ-966 , автогрейдер ДЗ-98.

Таблица 2.1.2.

Характеристики бурового станка Drilltech-D45KS

Наименование показателей	Значения
Диаметр долота, мм	152-269
Глубина скважины, м, не более	63
Длина штанги, м	12,6
Частота вращения долота, об/мин	130
Крутящий момент на вращателе, кH-м	9,8
Усилие подачи, кгс	20412
Скорость передвижения, км/ч	3,2
Масса станка, т	41,7

Для планомерного и бесперебойного обслуживания горного оборудования предусмотрены ремонтные осмотры Т₁, текущие ремонты Т₂ и Т₃ и капитальные ремонты с установленными сроками и продолжительностью ремонтов.

Основные показатели буровых работ и их организация приведены в табл. 2.1.3.

Таблица 2.1.3.

Показатели буровых работ с использованием бурового станка Drilltech-45KS

Показатели	Ед. изм.	Значения
Осевое усилие подачи	кН	204
Частота вращения долота	1/с	2,17
Диаметр долота	м	0,216
Относительный показатель трудности бурения породы	-	6
Теоретическая скорость бурения	м/с	0,009
Коэффициент технической скорости бурения	-	0,90
Техническая скорость бурения	м/с	0,008
Продолжительность смены	час	11,0
Время подготовительно-заключительных операций	час	0,5
Время на личные надобности	час	0,2
Коэфф. использования нормативного времени смены	-	0,7
Сменная производительность	м/см	236
Количество смен в сутки		2
Суточная производительность	м/сут	473
Количество рабочих дней	дн	325
Среднегодовое время ремонта и ТО	дн	30
Количество праздничных дней	дн	10
Количество дней простоя по климатическим условиям	дн	7
Количество дней на перегоны	дн	10
Среднегодовой температурный коэффициент	-	0,955
Годовая производительность	п.м/год	146 938

На данный момент работают три бурстанка Drilltech-D45KS и один Atlas Copco Craelius.

Ниже приведены технологические требования, указания и рекомендации, прописанные в паспорте на бурение взрывных скважин:

1. Работы вести согласно паспорта.

2. Не допускать движение техники по обуренному блоку.

3. Производить очистку устья скважин радиусом 0,7 м.

4. Вести контроль за сеткой скважин.

5. Скважины располагать от края бровки на расстоянии не менее 3м.

6. По границе блока должны быть выставлены аншлаги (скважины) (ответственный машинист бурового станка).

7. При бурении блока вести абрис, с указанием глубин скважин.

8. Разбивка сетки и бурение блока начинается с отбойного ряда, который выносит на блок маркшейдер.

9. Буровой станок должен быть установлен на спланированной площадке на безопасном расстоянии от верхней бровки уступа, а его продольная ось при бурении первого ряда скважин должна быть перпендикулярна бровке уступа.

10. Перемещение бурового станка с поднятой мачтой по уступу допускается по спланированной площадке. При перегоне бурового станка с уступа на уступ или под ЛЭП мачта должна быть уложена в транспортное положение, буровой инструмент – снят или надежно закреплен.

11. Возможны дополнения к паспорту.

Взрывные работы на участке открытых горных работ «Разрез Глуховский» ЗАО «Разрез Распадский» производит подрядная организация.

Производительность горно-транспортного оборудования напрямую зависит от качества взрывной подготовки массива. Качество взрывной подготовки вскрыши характеризуется степенью взрывного дробления, коэффициентом разрыхления и выходом негабарита. Исходя из типов принятых экскаваторов, максимальная величина рациональной степени взрывного дробления составляет 2,0. Куски взорванной породы с большими размерами считаются негабаритными кусками, требующими вторичного дробления.

Для производства взрывных работ используются взрывчатые материалы, оборудование, приборы, допущенные Ростехнадзором РФ.

Проектом для подготовки вскрышных пород приняты следующие типы взрывчатого вещества (ВВ):

• для взрывания сухих скважин – гранулотол;

• для взрывания обводненных скважин – эмульсолит П, эмульсолит .

Краткая характеристика ВВ приведена в табл. 2.1.4.

Таблица 2.1.4.

Краткая характеристика ВВ

№ п/п	Наименование ВВ	Теплота взрыва, кДж/кг	Плотность ВВ	Скорость детонации, км/с
1.	Гранулотол	3,5-3,71	0,85-0,95	3,6-4,2
2.	Эмульсолит А-20	3,3 (800)	1,25-1,35	4,8-5,0
3.	Эмульсолит П	2,71 (650)	1,30-1,35	3,6-4,0

Расчетные параметры БВР представлены в табл. 2.1.5.

Таблица 2.1.5.

Основные расчетные параметры БВР

Наименование показателей	Ед. изм.	Значения
1	2	3	4	5
Тип экскаватора	-	САТ-385
Емкость ковша экскаватора	м3	5,0	5,0	5,0
Рациональная степень взрывного дробления	-	1,9	1,9	1,9
Тип бурового станка	-	Drilltech-45KS
Диаметр скважины	м	0,216	0,216	0,216
Коэффициент крепости	-	8	8	8
Диаметр средней естественной отдельности в массиве	м	1,6	1,6	1,6
Удельный расход эталонного ВВ	кг/м3	0,64	0,61	0,61
Тип ВВ	-	Гранулотол	Эмульсолит П	Эмульсолит А-20
Плотность ВВ в скважине	т/м3	0,9	1,3	1,3
Переводной коэффициент эквивалентных зарядов	-	1,2	1,36	1,36
Удельный расход применяемого ВВ	кг/м3	0,77	0,82	0,82
Высота уступа	м	15	15	15
Угол наклона скважин к горизонту	град.	90	90	90
Длина перебура	м	1,0	1,0	1,0
Глубина скважины	м	16,0	16,0	16,0
Тип скважинного заряда	-	Сплошной
Длина заряжаемой части	м	12,3	11,8	11,8
Длина забойки	м	3,7	4,3	4,3
Коэффициент сближения скважин в ряду	-	1	1	1
Вместимость ВВ в 1 п.м. скважины	кг/м	33,0	47,6	47,6
Масса скважинного заряда	кг	405,9	560,5	560,5
Расчетное расстояние между скважинами в ряду	м	6,0	6,0	6,0
Расчетное расстояние между рядами скважин	м	6,0	6,0	6,0
Линия сопротивления по подошве уступа	м	8,5	8,5	8,5
Линия сопротивления по подошве уступа с учетом безопасного размещения бурстанка на уступе	м	8,5	8,5	8,5
Устойчивый угол откоса взрываемого уступа	град.	60	60	60
Рабочий угол откоса взрываемого уступа	град.	70	70	70
Ширина буровзрывной заходки	м	20,5	20,5	20,5
Количество рядов скважин	шт.	3	3	3
Объем взрываемой горной массы за 1 взрыв	м3	134 857	314 667	314 667
Расход ВВ на взрываемый блок	кг	103 749,0	258 984,8	258 984,8
Количество скважин взрываемых одновременно	шт.	3	3	3
Одновременно взрываемый объем ВВ	кг	1217,8	1681,6	1681,6
Схема короткозамедленного взрывания	-	Диагональная
Интервалы замедления	мс	35-50	35-50	35-50
Ширина развала взорванной горной массы	м	38,85	35,03	35,03

Проектом в расчете параметров БВР принята диагональная схема монтажа взрывной сети (рис. 2.1.1.), но также и возможно применение следующих схем монтажа (рис. 2.1.2 –2.1.10.).

Схемы монтажа взрывной сети при использовании детонирующего шнура.

Рис. 2.1.1. Диагональная схема

Рис. 2.1.2. Порядная схема

Рис. 2.1.3. Поперечная схема

Рис. 2.1.4. Врубовая с центральным врубом

Рис. 2.1.5. Блочная схема

Рис. 2.1.6. Врубовая с клиновым врубом

Рис. 2.1.7. Комбинированная схема

Рис. 2.1.8. Комбинированная поперечная схема

Схемы монтажа взрывной сети при использовании неэлектрических систем инициирования.

Рис. 2.1.9. Диагональная схема

Рис. 2.1.10. Комбинированная схема

Диаметр скважин составляет 216 мм. Сетка расположения скважин - прямоугольная. Объём взрываемой горной массы в год составляет 23 млн. м³.

Параметры буро-взрывных работ на уступах (количество взрываемых рядов скважин, расстояние между рядами и т.д.) выбраны с учетом обеспечения заданного качества дробления пород вскрыши. Буровзрывные работы ведутся по паспорту БВР. Ширина развала взорванной горной массы составляет 38,0 м.

Расчеты основных расстояний по разлету кусков породы, сейсмическому и воздушно-ударному действию волн при массовых взрывах выполнены в соответствии с «Едиными правилами безопасности при взрывных работах» и приведены в табл. 2.1.6.

Таблица 2.1.6.

Безопасные расстояния, м

Наименование расстояний	Формула	Значение
		Расчетное	Принимаемое
1	2	3	4
При использовании Гранулотола
Безопасное расстояние по разлету кусков		364	400
Безопасное расстояние по разлету кусков с учетом ведения БВР на косогоре		546	550
Безопасное расстояние по действию ударно воздушной волны		40	50
Безопасное расстояние по сейсмическому воздействию		85	100
При использовании Эмульсолита П и Эмульсолита А-20
Безопасное расстояние по разлету кусков		348	350
Безопасное расстояние по разлету кусков с учетом ведения БВР на косогоре		522	550
Безопасное расстояние по действию ударно воздушной волны		52	100
Безопасное расстояние по сейсмическому воздействию		95	100

Согласно требованиям «Единых правил безопасности при взрывных работах» радиус опасной зоны принят по наибольшему рассчитанному безопасному расстоянию. Расчетное значение опасного расстояния округляется в большую сторону до значения, кратного 50 м. Радиус опасной зоны составляет 550 м.

В качестве ВВ, применяемого для дробления негабаритов накладными зарядами, используется Эмульсолит-П, Аммонит 6ЖВ 90. Инициирование зарядов осуществляется от детонирующего шнура.

При дроблении негабаритов шпуровыми зарядами применяется Аммонит 6ЖВ 32.

Для снижения вредного воздействия массовых взрывов применяются следующие меры:

1. Взрывание скважинных зарядов ВВ осуществляется только с применением короткозамедленного способа взрывания.

2. Обязательно выполняется забойка скважин из плотного забоечного материала (буровой штыб, мелкий отсев дробленой породы, вода в качестве гидрозабойки) при формировании заряда ВВ в скважине.

3. В соответствии с требованиями «ЕПБ при взрывных работах» в период подготовки и проведения взрыва обозначается опасная зона, на границах которой выставляют посты, обеспечивающие ее охрану, а люди, не занятые взрывными работами, выводятся за пределы опасной зоны. По времени опасная зона вводится при взрывании с применением электродетонаторов – с начала укладки боевиков; при взрывании с использованием детонирующего шнура – до начала установки в сеть пиротехнических реле; а при использовании неэлектрических систем инициирования – с момента подсоединения взрывной сети участков к магистральной.

Взрывные работы выполняются в строгом соответствии с «Едиными правилами безопасности при взрывных работах» и производятся в светлое время суток. Основной технической документацией является паспорт проведения взрыва. С типовым паспортом БВР ознакамливаются под роспись инженерно-технические работники горного участка и участка БВР.

Затраты на взрывание, выполняемые сторонней организацией, осуществляются по тарифу 17,29 руб./м³ взрываемой горной массы.

В ходе прохождения практики были замечены бурение неровных рядов скважин, также глубина скважин не отвечала глубине, заложенной в паспорте.