Основные положения подготовки скальных пород взрывом.

Взрывание широко применяется в карьере для разрушения полускальных и скальных пород.

Взрывные работы должны обеспечить:

1. Требуемую степень дробления горных пород для следующих технологических процессов добычи и переработки.

Куски породы максимальных размеров должны свободно помещаться в ковше экскаватора, проходить через приемное отверстие бункера дробилки. Наибольший линейный размер кусков породы в зависимости от емкости ковша экскаватора определяется по формуле:

где - емкость ковша экскаватора, м³.

Куски, превышающие указанный размер, называются негабаритами и подвергаются вторичному дроблению.

2. Полнота проработки подошвы уступа без оставления порога.

Полнота проработки подошвы уступа зависит от ряда факторов, основными из которых являются:

• величина сопротивления массива по линии подошвы уступа;

• тип ВВ;

• наличие перебура и величина заряда в нем;

• местоположение точки инициирования удлиненного заряда.

3. Оптимальную форму и размеры отбитой горной массы.

По условиям безопасности работы экскаватора высота навала горной массы не должна превышать наибольшую высоту его черпания:

в сыпучих породах:

Ширина развала должна удовлетворять рабочим параметрам экскаватора и не превышать некоторой величины В , определяемой по формуле:

4. Сохранение относительной монолитности массива путем ослабления действия взрыва. Нарушенный заколами уступ представляет опасность для работы оборудования.

5. Минимальное сейсмическое действие взрыва на массив, технические и гражданские здания.

6. Создание в забое требуемого запаса разрыхленного материала, достаточного для бесперебойной работы экскаваторов.

7. Высокая экономичность и безопасность.

Выполнение перечисленных технических требований к взрывам обеспечивается правильным выбором метода, параметров, порядка взрывания и организации взрывных работ, т.е. рациональной технологией взрывных работ.

Обычно взрывные работы в карьере ведутся в две стадии: первичное и вторичное дробление.

Метод взрывания характеризуется размещением зарядов ВВ по отношению к объекту дробления, формой и размерами зарядов.

Буримость горных пород.

Цель бурения – создание в породном массиве скважин и шпуров.

Эффективность бурения взрывных скважин определяется скоростью бурения, которая зависит от:

1. Сопротивления породы разрушению под действием бурового инструмента (основной фактор).

2. Вида и формы бурового инструмента, способа его воздействия на забой скважины (вращательное, ударно-вращательное и др.).

3. Усилий и скорости воздействия бурового инструмента на забой скважины.

4. Диаметр скважины и, в ряде случаев, её глубина.

5. Способа, скорости и тщательности удаления из забоя скважины буровой мелочи, препятствующей разрушению породы.

6. Общей организации и масштаба производства.

Все перечисленные факторы определяют технологические параметры буровых станков, последние выбирают в соответствии с буримостью породы существенно зависит от вида бурового инструмента и других факторов, так как они определяют условия разрушения породы в забое:

• характер развиваемых сжимающих и скалывающих усилий;

• крупность и форму отделяемых от забоя частиц породы и т.п.

В качестве физико-технической основы сопоставления пород по буримости (зависящей только от свойств пород) применяется относительный показатель трудности бурения породы П_б устанавливаемый из следующих предпосылок:

1. Решающим при разрушении породы посредством бурения являются предельные значения сопротивления пород различным видам сопротивления при сжатии σ_сж и сдвиге σ_сдв. Сопротивление пород растягивающим усилиям σ_раст. Для бурения можно не учитывать.

2. При определении скорости бурения трещиноватость породного массива в первом приближении можно не учитывать.

3. Так как разрушение возможно только при постоянной очистке забоя скважины от буровой мелочи, необходимо учитывать при оценке буримости плотность породы γ.

При указанных предпосылках П_б может быть определен по эмпирическому выражению:

где и - эмпирические коэффициенты.

Все горные породы в соответствии с величиной П_б классифицируются по 25 категориям по буримости с подразделением их на 5 классов:

1-й класс – легкобуримые (П_б = 1 – 5);

2-й класс – средней трудности бурения (П_б = 6 – 10);

3-й класс – труднобуримые (П_б = 11 - 15);

4-й класс – весьма труднобуримые (П_б = 16 – 20);

5-й класс – исключительно труднобуримые (П_б = 21 – 25).

Породы с показателями П_б>25 относятся к внекатегорийным.

Эффективность термического (огневого) бурения горных пород определяется в первую очередь склонностью их к хрупкому термическому разрушению, зависящей от структуры, текстуры и физико-технических свойств пород. Они определяют необходимые для разрушения породы тепловой поток и температуру. Количественно термобуримость характеризуется показателями:

• термобуримости П_т.б. – это объем разрушенной породы, приходящийся на единицу количества тепла

- коэффициент линейного теплового расширения, 1/С˚;

- объемная теплоемкость породы, Дж/(см³С˚);

- модуль Юнга, МПа;

- коэффициент пластичности породы.

• температурой разрушения Т_р (С˚)

- коэффициент Пуассона.

Высокие показатели - и большая техническая скорость огневого бурения достигается в породах имеющих кристаллическую структуру.