книги из ГПНТБ / Совершенствование горных работ на карьерах Алмалыкского горно-металлургического комбината

замедления и др.), длина забойки и перебура, теплота взрыва применяемого ВВ.

Определялся выход среднего линейного куска в зависимости от радиуса разрушения и удельного расхода ВВ. Параметры взрывания и результаты дробления пород взрывом зарядов различного диаметра приведены в табл. 30, из которой видно, что при одинаковых усло­ виях взрывания зарядов ВВ разных диаметров более качественное дробление достигается при меньшем диаметре заряда только в труднодробимых породах крупноблочного строения. В этом случае средний

линейный размер куска горной массы уменьшается на 5—8%. В средне- и легкодробимых по­ родах уменьшение диаметра за­ ряда ВВ на качество дробле­ ния не оказывает влияния. Это указывает на то, что важным фактором, определяющим каче­ ство дробления пород является удельный расход ВВ (при при­ менении одного и того же типа ВВ) или удельная энергия за­ ряда при применении различ­ ных типов ВВ.

тически одинаков при одном и том же качестве дробления горных пород взрывом (рис. 23).

Эти данные подтверждают пропорциональность радиуса разру­ шения удлиненного заряда его диаметру, ранее предложенную Г. П. Демидюком [89].

Принимая во внимание указанное обстоятельство, при выборе рационального диаметра заряда следует исходить из экономической целесообразности, т. е. из стоимости обуривания 1 м3 горной массы.

Влияние длины колонки заряда на качество взрыва. В горнотехни­ ческой литературе сравнительно широко освещены исследования по влиянию длины колонкового заряда на эффективность действия ВВ. Анализ данных по этому вопросу, с позиции установленного влияния заряда на показатели взрывной отбойки, показал, что в предшеству­ ющих исследованиях допускалась недооценка влияния длины заряда.

80

Таб ли ца 30

Т а б л и ц а 31

Для установления влияния длины колонкового заряда на качество взрыва нами исследовалось три положения заряда ВВ по высоте уступа

табл. 32.

Графическое изображение зависимости качества дробления пород от длины колонки заряда показано на рис. 24.

Анализ экспериментальных взрывов показывает, что на качество дробления длина заряда оказывает существенное влияние особенно в трудно- и среднедробимых породах. Следует особо подчеркнуть,

82

Т а б л и ц а 32

что при дальнейшем увеличении длины заряда свыше 12 м сущест­ венного улучшения качества дробления не наблюдается. Это указывает на то, что лучшее качество дробления достигается при оптимальной длине колонки заряда.

§ 5. Номографический метод определения параметров буровзрывных работ, обеспечивающих заданную кусковатость горной массы при взрывании наклонных скважинных зарядов

Экспериментальные работы в промышленных условиях показали, что качество дробления пород взрывом наклонных зарядов зависит от трещиноватости пород, удельного расхода ВВ, сетки расположе­ ния зарядов, условий взрывания, диаметра и длины заряда.

Одним из наиболее важных факторов, определяющих качество дробления горной массы, является удельный расход ВВ. Для опре­ деления зависимости степени дробления от удельного расхода ВВ были проведены наблюдения за опытными взрывами в различных по дробимости породах. Удельный расход ВВ при этом колебался от 0,1 до 0,7 кг/м3.

Замер гранулометрического состава горной массы производился согласно принятой методике. В результате математической обра­ ботки данных экспериментальных взрывов методом наименьших квадратов установлены эмпирические зависимости среднего размера куска dcр от удельного расхода ВВ (рис. 25). Для средних значе­ ний dcр по трем категориям пород они выражаются следующими формулами:

А1

Из приведенных зависимостей видно, что с увеличением удель­ ного расхода ВВ интенсивность уменьшения среднего размера куска падает. Подобный характер зависимостей свидетельствует о наличии

предела эффективного влияния удельного расхода ВВ на качество дробления пород [90]. Следовательно, применение наклонных заря­ дов для улучшения качества дробления пород взрывом оправдыва­ ется при удельных расходах ВВ, меньших предела энергоемкости дробления, что подтверждается экспериментальными взрывами.

В процессе экспериментальных работ по дроблению наклонными зарядами установлено, что для каждой категории пород характерно

Поэтому при взрывании наклонных зарядов особое внимание было уделено этой части уступа. Полученные данные показали, что наилучшее дробление горной массы по высоте уступа достигается при оптимальном значении длины забойки.

Установленная в результате исследований зависимость предель­ ной энергоемкости от совокупности рассмотренных факторов, влия­ ющих на качество дробления, а также влияние последнего на про­ изводительность экскаватора положены в основу номографического метода расчета параметров буровзрывных работ, обеспечивающих заданную кусковатость горной массы (рис. 26).

Методика пользования номограммой заключается в следующем. Допустим, что из условий рационального применения погрузочно­ транспортного оборудования необходим средний линейный размер куска 16 см. Тогда для соответствующей категории пород находим удельный расход ВВ: для I категории — 0,18 для II — 0,24 и для III — 0,345 кг/м3 (на рис. 26 показано пунктирной линией). В соот­ ветствии с удельным расходом ВВ определяем параметры располо­ жения сетки скважин и выход горной массы с 1 м скважины. В част­ ности, для пород III категории сетка скважин (при w — а = Ь)

84

равняется 8,1 X 8,1 х 8,1 м; выход горной массы — 56 м3/м. При указанном размере куска горной массы производительность экска­ ваторов ЭКГ-4,6 и ЭКГ-8 соответственно составляет 400 и 510 м3/ч.

При взрывании наклонных зарядов на неубранную горную массу удельный расход ВВ следует увеличить на 10—12% против определенного по номограмме.

Рис. 26. Номограмма для определения рациональных параметров буровзрывных работ при достижении заданной кусковатостп горной массы в развале

В ы в о д ы . Исследования в производственных условиях пока­ зали:

1.Качество дробления горных пород взрывом, при прочих рав­ ных условиях, зависит от равномерности распределения энергии ВВ

вотбиваемом массиве.

2.Одним из методов улучшения качества дробления пород

является взрывание наклонных зарядов ВВ.

3. При однорядном взрывании наклонных зарядов можно регу­ лировать кусковатость горной массы изменением сетки скважин,

зывает меньшее влияние на качество дробления горной массы, чем при взрывании вертикальных зарядов, что является большим

85

преимуществом ведения буровзрывных работ при отсутствии боль­ ших площадок на уступах.

5.Применение наклонных зарядов позволяет уменьшить сред­ ний размер куска в среднем в 2 раза по сравнению с вертикальными зарядами в тех же условиях. Наиболее эффективны наклонные заряды при дроблении пород крупноблочного строения.

6.Уменьшение диаметра наклонных зарядов улучшает качество взрыва в труднодробимых породах. В средне- и легкодробимых породах уменьшение диаметра заряда ВВ на качество дробления не оказывает существенного влияния.

7.Применение наклонных зарядов в качестве метода улучшения кусковатости горной массы оправдывается при удельных расходах

ВВ, меньших предела энергоемкости дробления.

8.Исследования в производственных условиях подтвердили тео­ ретические предпосылки и лабораторные исследования об улучше­ нии качества дробления пород взрывом наклонных скважинных зарядов за счет лучшего распределения энергии ВВ в отбиваемом

массиве.

Влияние качества дробления пород на производительность экска­ ватора. Качество дробления пород в карьере оказывает существен­ ное влияние на технико-экономические показатели погрузочного оборудования. Неудовлетворительное дробление горной массы при­ водит к снижению производительности экскаватора, что обусло­ влено увеличением затрат времени на откидывание негабаритных кусков, уменьшением коэффициента экскавации и увеличением продолжительности цикла. Для установления влияния кусковатости взорванной горной массы на производительность погрузочного обору­ дования на карьерах Алмалыкского ГМК были проведены хронометражные наблюдения за работой экскаваторов ЭКГ-4,6 и ЭКГ-8(6) при погрузке в ж.-д. транспорт. Одновременно планиметрическим методом по поверхности думпкаров производили замер грануло­ метрического состава отгруженной горной массы.

Во время наблюдений из общего цикла погрузки выделяли эле­ менты, на которые непосредственно влияет кусковатость горной массы (коэффициент экскавации, продолжительность черпания, про­ должительность откидки негабарита, время рыхления и разборки забоя).

Анализ работы экскаваторов показал, что крупность кусков ока­ зывает значительное влияние на все элементы цикла погрузки, за исключением времени поворота. С увеличением среднего размера куска от 100 до 560 мм время копания возрастает от 6,8 до 14,3 с; время рыхления и разборки забоя достигает 15,7 с на один цикл, а время цикла изменяется почти в 2 раза. Учитывая, что с увеличе­ нием крупности кусков уменьшается коэффициент экскавации, сни­ жение производительности будет еще более интенсивным.

Коэффициент экскавации подсчитывали по числу ковшей, раз­ груженных в состав, и общей грузоподъемности думпкаров с учетом коэффициента загрузки. Последний определяли по объему вывезен­

86

ной горной массы, взорванной при 25 опытных и производственных взрывах, с учетом материалов маркшейдерской съемки участков взрывов и общей емкости загруженных думпкаров.

Математическая обработка данных хронометражных наблюдений и маркшейдерской съемки позволила установить прямолинейную зависимость коэффициента загрузки от среднего размера куска:

ЛГ9 = 0,98 — 0,0076^.

Коэффициент экскавации в зависимости от кусковатости горной массы с учетом коэффициента загрузки подсчитывали по формуле

экскавации, с.

Математическая обработка вычисленных случайных значений производительности экскаваторов позволила установить следующую зависимость часовой производительности от среднего размера куска:

1

<?ч a -J - bdcp f м3/ч,

где а и Ъ— эмпирические коэффициенты, определенные по методу наименьших квадратов, равные соответственно 0,00076 и 0,00011 — для ЭКГ-4,6 и 0,00084 и 0,00007 — для ЭКГ-8. Коэффициенты вариа­ ции при этом равны соответственно 13,6 и 12,9%. Графики

87

зависимости производительности экскаватора ЭКГ-4,6 за час чистого

легкодробимых пород. Для средне- и труднодробимых пород в сред­ нем соответственно 20 и 30 см. При взрывании наклонных зарядов по рекомендуемым параметрам для всех пород средний размер куска составляет 12,5 см. В связи с этим средневзвешенная производи­ тельность экскаваторов обеих марок за час чистого времени с учетом соотношения объемов пород по дроблению составит: при взрывании наклонных зарядов 520 и при взрывании вертикальных — 450 м3/ч, т. е. производительность экскаваторов за счет улучшения качества дробления пород наклонными зарядами повышается на 15%.

В связи с изменением производительности экскаваторов изменя­ ются и удельные затраты на 1 м3 горной массы, определяемые по формуле

руб/м3’

88

где Мэ — стоимость машиносмены экскаватора, руб.; Тс — про­ должительность смены, ч; Рч — производительность экскавато­ ров, м3/ч; г)э — коэффициент использования экскаваторов во вре­ мени.

Согласно расчету стоимость машиносмены экскаваторов обеих марок составляет 119,7 руб., следовательно, снижение затрат на 1 м3 горной массы при взрывании наклонными зарядами составит

Следовательно, за счет повышения производительности экска­ ваторов в результате улучшения качества дробления пород наклон­ ными зарядами затраты на 1 м3 горной массы по экскаваторным работам снижаются на 0,8 коп., что обеспечивает условный годовой

дробления пород, выход горной массы, производительность экска­ ваторов, снижение удельного расхода ВВ, за счет чего годовой эко­ номический эффект составляет 500 тыс. руб.

Оценка взрывов наклонных и вертикальных скважинных зарядов по стоимости. Затраты на разработку 1 м3 скальных пород при ка­ чественном дроблении горной массы состоят из затрат на обуривание массива Сб, на взрывные работы Св и экскавацию Сэ:

С — С(, Съ -)- Сэ, руб.

89