книги из ГПНТБ / Дубынин, Н. Г. Совершенствование технологии выемки тонких наклонных жил

по А-А

Рис. 14. Положение жилы в забое блока 1-116 при секционной отбойке по простиранию.

а — положение до взрыва; б —после взрыва I секции; в—после взрыва

'II секции; г — после взрыва III секции.

проведена с подрывкой кровли и почвы на 20 см (рис. 14). Из буро­ вой выработки по простиранию жилы с углом заложения к гори­ зонту +5° было пробурено 36 скважин диаметром 40 мм, глубиной 10 м. Скважины бурили по двухрядной шахматной сетке с рас­ стоянием между ними в ряду 0,6 м. Все скважины оконтурили рудное тело, как показано на рис. 14 (позиция г). Жилу отбивали секциями длиной 1,7 м. Всего было отбито 6 секций.

Вес заряда одной скважины (на секцию) составил 0,6 кг.

40

Результаты опытных взрывов секций зарядов скважин пред­ ставлены в табл. 13 и на рис. 14.

Опытные данные показали, что после взрыва зарядов первой секции потери жильной массы составляли 15%, а после взрыва последующих секций они достигли 55—90%. Такие потери жиль­ ной массы являются следствием того, что большинство пробурен­ ных скважин, за исключением 1 и 2, не оконтурили рудное тело.

В результате взрыва зарядов секции скважин образуется кучный развал руды и относительно ровная поверхность кровли

Из изложенного видно, что секционная отбойка зарядами скважин, ориентируемых по простиранию рудного тела, техни­ чески выполнима и дает положительный эффект по некоторым показателям. Основным ее недостатком явились большие потери жильной массы и разубоживание руды.

Есть основания полагать, что при достаточно выдержанном азимуте простирания жил в сочетании с рациональной длиной скважин и хорошо освоенной технологией бурения данный способ отбойки может в дальнейшем иметь перспективу.

Для условий Смирновского месторождения вследствие невы­ держанности рудных тел по простиранию отбойка зарядами сква-

Рис. 15. Положение жилы в забое блока 1-116 при отбойке зарядами скважин, заданных по восстанию, при расстоянии между скважинами

вряду:

а— 0,6 м; б — 0,8 м; в — 1 м.

41

Т а б л и ц а 14

Данные опытов отбойки руды зарядами скважин, расположенных по восстанию рудного тела

жин длиной 10 м, ориентируемых по простиранию, из-за больших потерь жильной массы (50—80%) является неприемлемой.

Отбойка руды зарядами скважин, располагаемых по восстанию рудного тела. Опыты по отбойке руды зарядами скважин, распо­ лагаемых по восстанию (параллельно груди очистного забоя), для сопоставимости результатов производились в одном блоке. Для опытов было выделено три участка длиной по простиранию по 2,4 м|(рис. 15): на первом—расстояние между скважинами в ряду равнялось 0,6 м, на втором — 0,8 м и на третьем — 1,0 м.

Скважины диаметром 40 мм и глубиной не более 10 м бурили параллельно висячему и лежачему боку, для чего нижняя под­ сечка блока была выполнена с подрывкой кровли и почвы на 20—25 см. Располагались скважины по рациональной двухрядной шахматной сетке, заряжались на всю глубину патронированным аммонитом № 6. Для гарантированной детонации заряда в сква­ жине прокладывали в одну нитку ДІП. Вес заряда в каждой сква­ жине составил 7,6 кг. Результаты показаны в табл. 14 и на рис. 15.

В итоге взрывания 8 зарядов скважин на первом участке видно, что контур выемки жилы превысил проектный на 0,25 м. Отброс руды достиг 5,5 м, 15% стоек было выбито взрывом. Разубоживание руды составило 56%, т. е. весьма большое.

Посде взрывания зарядов скважин первого участка произво­ дили обуривание и взрывание 5 зарядов скважин второго участка с визуальной корректировкой направления скважин относи­ тельно контуров рудного тела. После опытного взрывания заря­ дов второго участка была образована относительно ровная по­ верхность кровли и почвы. Заданная выемочная мощность (1 м) в основном была выдержана по всей длине скважин. Разброс руды не превысил 4,7 м, т. е. по сравнению с предыдущим взрывом значительно сократился. Потери жильной массы были незначи­ тельными (3%). Разубоживание руды значительно снизилось (до 33%).

42

Последним обуривался и отбивался третий участок также с ви­ зуальной корректировкой направления 5 скважин относительно контуров рудного тела. Из опытов видно, что коэффициент ис­ пользования скважин составил только 0,8. Выемочная мощность сократилась до 0,9 м. Потери жильной массы увеличились до 6% (за счет снижения выемочной мощности), а разубоживание также

снизилось до 28%.

Таким образом, при расстоянии между зарядами скважин в ряду, равном 0,8 м, получены лучшие показатели отбойки. Следовательно, оно является наиболее рациональным.

Изложенное показывает, что отбойка руды зарядами скважин, ориентируемых по восстанию рудного тела, технически выпол­ нима и в условиях достаточно устойчивых пород кровли и при выдержанных элементах залегания рудного тела дает приемлемые результаты. Поэтому этот способ отбойки достаточно перспекти­ вен и рекомендуется при отработке маломощных р^ дных тел.

Определение рациональной глубины скважин. Глубина сква­ жин является одним из основных параметров, от которого в зна­ чительной степени зависят технико-экономические показатели отбойки руды. Очевидно, наиболее рациональной будет такая глубина скважин, при которой не происходит излишней присечки вмещающих пород, т. е. обеспечивается заданный контур выемки,

нет сверхнормативного разуооживания.

Для установления рациональной длины зарядов скважин в зависимости от выдержанности рудного тела по падению были пповедены исследования с использованием фактических (геоло­ гических) разрезов по 44 блокам. Длина разреза (в натуре) со­ ставляла 60—70 м. С учетом заданной выемочной мощности (по от­ дельным рудным телам) были в масштабе изготовлены шаблоны,

43

10 и 12 м. Поочередно накладывая их на проектный контур раз­ реза последовательно по всей его длине, устанавливали, какие шаблоны не вписываются в контуры выемки жилы. Всего «обме­

где N — показатель выдержанности, %; z — число замеров, где шаблон не вписывается в контуры выемки рудного тела; /ш— длина шаблона (скважины), м; Іѵ — длина разреза, м; п — число разрезов, по которым выполнены замеры.

Для условий рассматриваемого месторождения показатель выдержанности N (данные табл. 15) составляет:

незначительными, что составляет 60—70% потерь при существую­ щей технологии отбойки. Следовательно, эта глубина скважин для условий Смирновского месторождения может быть принята за оптимальную.

Разработанная методика расчета оптимальной глубины сква­ жин может быть применена и в условиях других месторождений.

§ о. РАЦИОНАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ ОТБОЙКИ РУДЫ

Как показано в § 2 гл. I, Смирновское и ряд аналогичных месторождений характеризуются широким диапазоном крепости руд и пород и изменчивостью элементов залегания рудных тел. На таких месторождениях можно выделить четыре характерные группы (участка) рудных тел.

44

Т а б л и ц а 16

Рекомендуемые области применения различных спосооов отбоики

тектонических нарушений. Рудное тело имеет относительно выдер­

жанное падение.

Вторая группа. Относительно слабая крепость руд и пород (/=^6—10). Наличие тектонических нарушений, невыдержанные

Р°ДЧетвертая группа. Крепкие руды и породы (/= 10-14). Жила имеет невыдержанный угол падения. Нарушенные боковые по­

роды.

Поскольку рудные тела первой и третьей групп имеют отно­ сительно выдержанные углы падения, приемлемым для данных условий (см.. § 4) будет способ отбойки зарядами скважин, ориен­ тированных по восстанию рудного тела (табл. 16).

Для второй и третьей групп рудных тел, где по условиям изучения полноты выемки скважинный способ отбойки еще недо­ статочно исследован, пока рекомендуется отбойка шпуровыми

зарядами (табл. 16).

45

Т а б л и ц а 17

Расчетные технико-экономические данные по способам отбойки

ные способы отбойки. Видно, что исследуемые способы отбойки ведут к увеличению производительности бурильщика на 120— 167% по сравнению с существующей практикой отбойки. За счет уменьшения трудовых и энергетических затрат обеспечивается снижение затрат на отбойку 1 м3 руды на 16—25%.

Как показано в § 3, отбойка руды уменьшенными зарядами шпуров при более частой сетке их расположения позволяет обеспе­ чить снижение себестоимости 1 т концентрата на 0,4—0,64 тыс. руб.

Таким образом, для внедрения на рудниках рекомендуется два способа отбойки руды:

1) при отработке шил с невыдержанными элементами залега­ ния и неустойчивыми породами кровли — мелкошпуровой умень­ шенными зарядами ВВ с более частой сеткой их расположения; 2) при обработке жил с относительно выдержанными элемен­ тами залегания и достаточно устойчивыми породами кровли — скважинный способ отбойки, зарядами скважин малого диаметра.

Внедрение этих рекомендаций позволит обеспечить:

1) высокую производительность бурильщика, до 20—25 м3/смену, при улучшенных санитарно-гигиенических условиях труда;

2)снижение себестоимости отбойки руды в среднем на 20 %;

3)снижение сверхнормативного разубоживания на 20— 25%;

4)благоприятные условия для проведения последующих опе­ раций технологического цикла.

46

Г л а в a III

ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДОСТАВКИ РУДЫ

Как показано в § 3 гл. I, наиболее рациональными способами доставки руды при разработке тонких жил являются скреперный и гидравлический. В связи с этим целесообразно было исследовать

способ доставки с применением разработанной сотрудниками ИГД СО АН СССР новой многоскребковой доставочной установки

(МСДУ).

С учетом сказанного были изучены следующие способы до­ ставки руды: 1) скреперный; 2) гидравлический; 3) с примене­

нием МСДУ.

§ 1. ПРИМЕНЯЕМЫЙ СПОСОБ ДОСТАВКИ ОТБИТОЙ РУДЫ

Наиболее распространен на рудниках способ доставки отбитой руды с применением скреперных установок.

С целью установления технико-экономических показателей скреперной доставки в условиях узкого очистного забоя непо­ средственно в действующих блоках рудника были выполнены наблюдения за работой скреперных установок 2ЛСЭ-28 и 2ЛСЭ-14 со скреперами гребкового типа емкостью 0,2 м®.

Руда доставлялась при углах наклона забоя от 22 до 45® на расстояние 20, 30, 50 и 60 м. Каждый опыт повторяли 3 раза, за окончательную величину принималось среднее из трех изме­ рений. Расход каната определялся на основе многосменных наблю­ дений и по отчетности рудника.

Результаты замеров производительности скреперных устано­

47

расстояния доставки производительность резко падает. При рас­ стоянии транспортирования 20 м она достигает 80—100 т/смену,

сувеличением до 60 м — падает до 30 т/смену, т. е. уменьшается

в2,3—3,3 раза, что является существенным недостатком скрепер­ ной доставки и объясняется тем, что с увеличением времени цикла

сокращается число циклов в единицу времени. Это подтверждается следующими данными:

Поскольку обычно расстояние транспортирования руды больше

20—30 м, то производительность скреперных установок считается низкой.

Из табл. 18 видно, что при доставке руды скреперными уста­ новками расходуется много каната (180 м на 1000 т руды) и энер­ гии (0,3—0,38 кВт-ч/т). Расход каната (особенно грузового)

вызван его истиранием в руде и частыми рывками при заклинива­ нии скрепера.

Таким образом, изложенное показывает:

1)скреперная установка в условиях узкого очистного забоя при его длине 30—40 м имеет невысокую производительность_ 20 т/ч, которая еще более падает с увеличением длины доставки;

2)при работе установок расходуется большое количество энергии и каната.

§2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ ДОСТАВКИ РУДЫ

ИЗАЧИСТКИ РУДНОЙ МЕЛОЧИ

Доставка отбитой руды гидравлическим способом может быть осуществлена свободным потоком воды либо напорными струями. В первом случае руда доставляется водой до откаточной выра­ ботки, т. е. часть руды увлекается потоком воды и постепенно переносится им к средствам погрузки. Для более эффективного перемещения руды по почве нужен большой поток воды — О Д - ОД м3/с (17], что увеличивает затраты по доставке и заилива­ ет выработки. Следовательно, этот способ доставки малоприемлем.

Наиболее рациональным является способ с использованием напорной струи, когда куски руды перемещаются за счет кинети­ ческой энергии струи, выходящей под давлением из насадки монитора. В этом случае расходы воды небольшие, т. е. состав­ ляют 15—30 м3/ч. Способ доставки руды напорными струями

как более рациональный был принят при исследовании гидро­ доставки руды.

Технологическая схема и условия гидравлической доставки руды

Для установления эффективности и определения рациональных параметров гидродоставки в блоке 1-116 были проведены опыты с использованием специально смонтированной установки.

48

Р и с . 16 . С хем а ги др одостав к и руды в б л ок е 1 — 116;

роновый рукав; 1 0 — ручной монитор.

Технологическая схема опытной гидродоставки руды показана на рис. 16. Тупиковая часть подэтажной выработки была отделена бетонной перемычкой 3, что образовало водосборник 1 емкостью около 100 м3. Вода в водосборник поступала из рудничной маги­ страли 5. Около перемычки смонтировали установку 4, состоящую из насоса МС-10-30 и электродвигателя мощностью 28 кВт. От на­ соса по выработке был проложен трубопровод 6 диаметром 05 мм, на конце которого вмонтировали манометр и расходомер 7. Для ре­ гулирования расхода и напора воды поставлен вентиль 8. К на­ порной магистрали подсоединили капроновый рукав 9 диаметром 70 мм, к концу которого закрепили ручной монитор 10, имеющий набор сменных конических насадок.

Блок 1-116 отрабатывался лавой по простиранию, начиная от восстающего 1 (рис. 16). Уборка отбитой руды за цикл произ­ водилась одним работающим монитором, отдельными участками, начиная снизу вверх. Длина участка соответствовала расстоянию эффективного действия струи. Для безопасности напор при входе в насадку не превышал 10 атм, а для удобства монитор был изго­ товлен длиной 0,9 м, что позволяло маневрировать им в забое. Обычно энергии струи было достаточно для разрушения и раз­ мыва образовавшихся заторов руды.