Молодежная весна 2022

8. Шаяхметов Н. М. Поиск оптимального расстояния между скважинами для добычи методом подземного скважинного выщелачивания: доклад.2018.URL:https://www.kaznu.kz›content/files/pages(датаобращения: 11.04.2022). Текст: электронный.

9. Yussupov Kh., Jakupov D. The effect of the concentration of sulfuric acid on the distance between the wells in the uranium leaching // Горный журнал Казахстана. 2018. № 2. C. 13–14.

10. Технико-экономическое обоснование строительства предприятия по отработке Хиагдинского месторождения урана способом подземного выщелачивания. Т. 1. М.: ВНИПИпромтехнологии, 2004. 63 с.

11. Заключительный отчет по теме: «Выбор наиболее эффективного окислителя для литолого-геохимических условий Хиагдинского месторождения». М.: ОАО «ВНИИХТ», 2013. 30 с.

Научный руководитель В. А. Овсейчук, д-р техн. наук, профессор кафедры подземной разработки месторождений полезных ископаемых, Забайкальский государственный университет.

Современные методики расчета параметров буровзрывных работ при проведении горных выработок

Д. О. Павлов

студент гр. ГД(ГП)-17, горный факультет ЗабГУ, г. Чита

Перспективным направлением совершенствования технологии проведения горных выработок на рудниках, является внедрение новых технологических решений ведения проходческих работнаосновекомплексноймеханизациипроходческихпроцессов и совершенствовании буровзрывных работ. Цель совершенствованияпараметровбуровзрывныхработсостоитвповышении эффективности проведения горных выработок, снижение сто­ имости буровзрывных работ, увеличение величины уходки после взрывных работ.

Эффективность ведения буровзрывных работ в первую очередь зависит от метода определения параметров буровзрывных работ (БВР). Разработанные в России методики расчетов БВР условно можно разделить на две большие группы:

1. Методики, определения параметров ведения БВР основанные на первичном определении удельного расхода взрывчатого вещества.

261

2. Методики, определения параметров ведения БВР основанные на первоначальном определении зон разрушения по­ родного массива вокруг взрываемого заряда взрывчатого вещества.

В отечественной и зарубежной литературе представлено множество предлагаемых методик расчета параметров БВР, большинство которых основаны на определении удельного расхода взрывчатого вещества (ВВ) (Н. М. Покровского, М. М. Протодьяконова, О. Э. Миндели, А. Ф. Суханова, Ш. И. Ибраева), который определяют по данным практики, рассчитывают по упрощённым формулам или принимают по табличным справочным данным, что не учитывает все факторы, влияющие на работоспособность взрыва.

Наибольшее применение при расчёте параметров ведения буровзрывных работ при проведении горных выработок получила методика Н.М. Покровского. Эта методика основа на первоначальном определении удельного расхода ВВ по формуле, которая опре-

мерной характеристике пород);

е – коэффициент работоспособности BB.

Согласно методики А.Ф. Суханова для расчета удельного

расхода ВВ применяется формула, которая также базируются на определенииудельногорасходаВВсучётомкоэффициентовформы заряда, площади= сечения· горной выработки, кг/ми др, .

qвв Q1 · e kпл · kгл · kзар ·χ 3

где Q1 – удельный нормальный расход ВВ, кг/м3;

е – коэффициент работоспособности BB;

kпл– коэффициент влияния площади поперечного сечения выработки;

kгл – коэффициент, учитывающий глубину шпура; kзар – коэффициент, учитывающий форму заряда;

χ–коэффициент,учитывающийчислооткрытыхплоскостей.

262

Недостатком методик расчета по удельному расходу ВВ является, широкий диапазон изменения используемых в формулах коэффициентов, которые в основном берутся приближённо. В результате параметры зарядов и расположения шпуров в забое устанавливают по усреднённым значениям, что отрицательно сказывается на качестве взрывных работ.

На горных предприятиях также имеются методики, разработанные для конкретного рудника, в которых удельный расход ВВ принимают по табличным данным полученным в результате опытных взрывов и представленным в Регламенте по взрывным работам предприятия.

Принципиально от методов расчета количества и расположения зарядов по удельному расходу ВВ отличаются методики определения параметров зон разрушения породного массива зарядами ВВ. Проведенные по ним расчеты позволяют произвести распределение шпуров в забое с учетом горно–механиче- ских свойств породного массива и характеристики применяемого взрывчатого вещества.

Одной из первых методик по определению зон разрушения по радиусу зоны смятия, трещинообразования и зоны упругих деформаций была методика В. Н. Мосинеца и Н. П. Горбачева. Известны также методы определения зон разрушения М. Ф. Друкованого; В. Н. Тюпина; Б. Н. Кутузова и А. П. Андриевского [3].

Наиболее интересной с точки зрения равномерного взрывания зарядов в контуре выработки и простоты расчета параметров БВР при проведении горизонтальных выработок является методика, предложенная С. А. Вохминым, Г. С. Курчиным, А. К. Кирсановым основанная на определении параметров зон разрушения породного массива [1].

Пометодикесперваопределяютрадиусызонсмятия,трещинообразования и линия наименьшего сопротивления по следу­ ющим формулам­ :

W = Rmp · cos(0,5 · α), м

263

где Rсм – радиус смятия, м;

Rmp – радиус зоны трещинообразования, м; W – линия наименьшего сопротивления, м; db – диаметр заряжаемого шпура, м;

p – плотность ВВ в заряде, кг/м3;

σc – предел прочности пород на сжатие, Па;

Тср – предел прочности разрушаемого массива на срез

(0,1…0,02 σсж);

α – минимальный угол образующийся взрывной воронкой

α = 60°.

На основании полученных данных строят схему расположения шпуров. Сначала, по периметру, отстоящему от контура выработки на радиус смятия, на расстоянии Rтр по контуру располагают оконтуривающие шпуры (рис. 1). После этого через линию наименьшего сопротивления W от оконтуривающих шпуров располагают отбойные шпуры через расстояние W. Выбирается тип вруба и в зависимости от его конструкции располагается по центру выработки или смещается по отношению зоны вспомогательных шпуров (рис. 2).

Рис. 1. Схема расположения оконтуривающих шпуров

Рис. 2. Схема расположения первого ряда вспомогательных и врубовых шпуров

264

Для определения эффективности методики, на основании анализа проведения выработок в условиях рудников ПАО «ГМК Норильский никель» нами проведен расчет параметров буровзрывных работ и составлен паспорт БВР на проведение горных выработок по методике определения параметров зон разрушения зарядов.

Анализ применяемых на рудниках ПАО «ГМК Норильский никель» паспортов БВР на проведение горизонтальных горных выработок сечением вчерне 20,6…25,0 м2 показал, что в основном принимают прямой тип вруба с 3 компенсационными скважинами, диаметром 102 мм. Количество шпуров при проведении горизонтальных выработок 47…54, длина шпуров диаметра 43, 48 и 51 мм составляет 2,7…3,9 мм, действительный удельный расход ВВ составляет 1,74…3,80 кг/м3, удельный расход бурения шпуров 2,02…2,51 шп.м/м3 [4].

В результате проведенных расчетов показателей параметров БВР на проведение горных выработок по методике определения параметров зон разрушения, представленных в таблице 1 и на рис. 3, при сохранении контролируемых показателей разрушения горных пород была увеличена глубина уходки с 3,4 м до 3,5 м и сокращено количество шпуров на забой с 47 до 42.

Показатели БВР по сравниваемым методикам

265

266

Рис. 3. Предлагаемый паспорт БВР проходческого забоя

Как показывают выполненные исследования, на современном этапе развитие технологии проведения горных выработок связано с применением комплексов самоходного проходческого оборудования и совершенствованием расчетов паспортов БВР при проведении горизонтальных горных выработок на основе определения параметров воздействия взрыва заряда ВВ на породныймассив.Чтопозволяетконтролироватьпараметрывзрыва при снижении затрат на взрывные работы.

Список литературы

1. Вохмин С. А., Курчин Г. С., Кирсанов А. К., Дерягин П. А. Методика расчёта параметров буровзрывных работ при проходке горизонтальных и наклонных горных выработок // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2014. № 4. С. 5–9.

2. Покровский Н. М. Технология строительства подземных сооружений и шахт. Ч. 1. Технология сооружения горизонтальных горных выработок и тоннелей. 6-е изд. М.: Недра, 1977. 400 с.

3. Справочник по буровзрывным работам / М. Ф. Друкованый, Л. В. Дубнов, Э. О. Миндели и др. М.: Недра, 1976. 631 с.

4. РТПП-02-2019. Регламент технологических производственных процессов при проходке горизонтальных и наклонных горных выработок на рудниках ЗФ ПАО «ГМК «Норильский никель», 2019. 373 с.

Научный руководитель В. В. Медведев, канд. техн. наук, зав. кафедрой подземной разработки месторождений полезных ископаемых, Забайкальский государственный университет.

267