книги из ГПНТБ / Миндели, Э. О. Разрушение горных пород учебное пособие

§ 122. Гранулометрический состав породы и его влияние на производительность погрузки

Гранулометрический состав породы, получаемый после взрыва, имеет большое практическое значение.

Ченг мельче и чем равномернее раздроблена порода после взрыва шпуровых зарядов, тем более высокая производительность погрузки и меньшая возможность повреждения крепи и горнотехнического оборудования.

•Z

Рис. 280. Схема установки для грохочения (ситового анализа) породы:

1 — фермы; 2 — решетка; 3 — наклонный желоб; 4 — наклонные решетки; 5 — бункера; д — вагонетки с породой

Однако гранулометрический состав породы при проходке горных выработок и очистной отбойке полезного ископаемого во многом за­ висит от таких параметров буровзрывного комплекса, как тип при­ меняемого ВВ, глубина и число шпуров, площадь поперечного сече­ ния выработки, коэффициент заполнения шпура и др.

Для оценки кусковатости принято считать усредненный показа­ тель как для отдельных классов, так и внутри одной фракции.

Существующие методы оценки кусковатости могут быть охаракте­ ризованы следующим образом:

методы, основанные на изучении всего объема разрушенной гор­ ной массы;

методы, основанные на изучении поверхности развала разрушеииой горной массы;

523

фракций в каждой полосе с отнесением кусков к той или иной фрак­ ции по максимальной длине ребра. Масштабом служит размер ячейки перспективной сетки, соответствующий в натуре средней длине наибольшего ребра самой крупной фракции. Сетку наклады­ вают только на один снимок стереомодели.

Для относительной оценки выхода негабарита предложен линейно­ диагональный метод, который основан на допущении пропорциональ­ ности объемов кусков разрушенной породы их линейным размерам и постоянстве соотношения негабаритных кусков к габаритным, на поверхности развала горной массы.

Рис. 282. Схема определения выхода фракций по методу П. Э. Зуркова:

I — длина ленты; г,, i„, i3t . . i — длина отдельных кусков па ленте

Суть метода заключается в измерении с помощью мерной ленты суммарной длины, занимаемой кусками породы по двум диагональ­ ным линиям на поверхности развала. Выход фракций подсчитывают как отношение суммарной длины данного класса ко всей длине ленты, на которой производят замер кусков (рис. 282).

К статистическому методу оценки кусковатости относятся: опре­ деление выхода негабарита по общему объему вторичного бурения; определение гранулометрического состава отбитой взрывом породы при взрывании шпуровых зарядов по расходу капсюлей детона­ торов на вторичное дробление.

В табл. 94 приведены результаты подсчета значений среднего диаметра куска по данным ситового анализа опытных взрывов в шахт­ ных условиях.

Рассмотренные методы расчета отражают одинаковый характер зависимости выхода средней кусковатости от процентного содержа­ ния кусков различных фракций. Однако все эти формулы не лишены недостатков, которые могут привести к ошибочному выводу. Так, на основании расчетов можно сделать вывод об удовлетворительной дробимости породы, но фактически кусковатость породы при взрыве не обеспечит высокой производительности механизированной по­ грузки породы. Так, например, средний диаметр кусков породы dcp = 121 мм может быть получен при разных выходах по классам крупности.

525

удовлетворительные показатели погрузки, а во втором условия погрузки неблагоприятные, так как крупные фракции достигают 20 %.

526

Исследования при взрывных работах на проходке горных выра­ боток показывают, что основными факторами, влияющими на изме­ нение гранулометрического состава, являются: сечение горной вы­ работки; глубина шпуров; удельный расход ВВ.

С е ч е н и е г о р н о й в ы р а б о т к и. С увеличением сече­ ния горной выработки (от 4 до 18 м2) гранулометрический состав

кусковатость вновь начинает увеличиваться (рис. 284). Это объ­ ясняется тем, что увеличение расхода ВВ обуренной породы вле­ чет за собой увеличение числа шпуров, а следовательно, и умень­ шение расстояния между ними. При взрывании зарядов в соседних шпурах образуются трещины, по которым может выходить боль­

Г л а в а XXIX

МЕХАНИЗАЦИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ НА ОТКРЫТЫХ РАЗРАБОТКАХ

§123. Общие сведения о механизации взрывных работ

Спомощью ВВ, взрываемых в шпурах и скважинах, на открытых разработках ежегодно добывается десятки миллионов кубических метров горной массы. Общий расход ВВ при этом исчисляется сот­ нями тысяч тонн в год. При таких масштабах применения ВВ весьма

527

важно обеспечить высокую эффективность и полную безопасность пх использования при минимальных трудовых и материальных за­ тратах. Эта задача может решаться по линии создания машин и ме­ ханизмов, обеспечивающих сокращение ручного труда и механиза­ цию основных трудоемких операций с ВВ — погрузки, транспорти­ рования разгрузки, складирования, заряжания шпуров и скважин и т. д. Однако наибольший эффект может быть достигнут при ком­ плексной механизации всего процесса взрывных работ, включая под­ готовительные и вспомогательные операции.

Важно отметить, что при механизации процесса заряжания представляется возможным надежно управлять действием взрыва путем изменения конструкции заряда, степени заполнения шпуров п скважин ВВ, т. е. менять объемную концентрацию энергии заряда, плотность заряжания п другие его характеристики. Так, например, при пневматическом заряжании плотность игданита может соста­ вить до 1,2 г/см3 вместо 0,9 г/см3 при ручном заполнении скважин, а гранулитов и зериогранулитов 1,1—1,3 вместо 0,9 г/см3. Таким образом, комплексная механизация взрывных работ является не только средством сокращения пх трудоемкости, но и позволяет увеличить эффективность действия взрыва и сократить расходы на бурение шпуров п скважин.

Особо важное значение приобретает комплексная механизация взрывных работ на крупных карьерах, производственная мощность которых достигает в настоящее время несколько десятков м и л л и о н о в кубических метров в год, а расход ВВ — свыше 10—20 тыс. т.

Механические воздействия на ВВ в различных зарядных устрой­ ствах предъявляют ряд дополнительных требований к ВВ. Поэтому пз имеющегося ассортимента ВВ к мехаппзированному использова­ нию в установленном порядке могут быть допущены лишь ВВ с со­ ответствующими физико-механическими свойствами. С другой сто­ роны, это определяет и ряд условий, которые должны быть соблю­ дены при конструировании средств механизации взрывных работ.

На рис. 285 показана одна пз схем комплексной механизации взрывных работ. ВВ или его компоненты в любой таре на заводепзготовителе укладывают в контейнеры, устанавливаемые в железно­ дорожных вагонах, и доставляют па склады ВМ горных предприя­ тий и в хранилища.

ВВ или его компоненты автотранспортом перевозят на пункт подготовкп ВВ и далее с помощью транспортно-зарядных машин доставляют на карьер, где производят механизированное заряжание скважин.

Все погрузочно-разгрузочные операции осуществляют с помощью погрузчиков. Имеются также и другие схемы, в частности можно назвать как одно из перспективных решений бестарную перевозку ВМ и их компонентов в специальных вагонах или железнодорожных цистернах с применением пневмотранспорта при погрузке или раз­ грузке, при подготовке ВМ к применению и доставке на карьер. Известны также и комбинированные схемы с использованием уста­

523

новок для растариваиия ВМ на складах, пневмотранспорта виутрпскладского и на пунктах подготовки ВМ и транспортно-зарядных машин для доставки ВВ иа карьер и заряжания скважин.

Комплексную механизацию взрывных работ применяют и вне­ дряют в настоящее время на ряде крупных горных предприятий, а также предусматривают на строящихся и проектируемых. Так, например, на Северном ГОКе в Кривом Роге с 1969 г. эксплуати­ руется механизированный комплекс «Кривбасс» производительностью 6 тыс. т игданита в год. Он включает механизацию складских работ,

Рис. 285. Схема комплексной механизацпп взрывных работ на карьерах:

1 — химический завод; 2 — электропогрузчик; 3 — железнодорожный вагон; 4 — хранили­ ще; 5 — погрузчик; 6 — автомашина; 7 — пункт подготовки ВВ; S — транспортно-зарядная

машина; 9 — карьер

пункт загрузки смесительно-зарядных машин селитрой и дизельным топливом, водоотливные машины для осушения скважин, забоечные

машины и т. д.

На некоторых горных комбинатах осуществлена частичная меха­ низация наиболее трудоемких процессов. Так, на Агаракском и Каджаранском комбинатах в Армении находятся в эксплуатации стационарные установки для приготовления игданита с производи­

Для механизированного применения пригодны различные сыпу­ чие и льющиеся ВВ, к которым предъявляют специфические требо­ вания.. В частности, они должны отличаться достаточной прочностью частиц и отсутствием склонности к пылению. Определенное значение имеют их вязкость, коэффициент трения, теплопроводность, влаж­ ность и т. д.

При мехаиизированиом применении запрещается использовать ВВ, содержащие в составе высокочувствительные сенсибилизаторы, такие, как нитроэфиры, гексоген, тэн.

В табл. 95 приведены характеристики ВВ, применяемых при мехаиизированиом заряжании на открытых работах. Как видно из табл. 95, эти ВВ но своим характеристикам обеспечивают требу­ емую высокую эффективность действия взрывов и возможность широ­ кого применения в разнообразных условиях.

§125. Пункты подготовки ВВ

ВВ, приготавливаемые непосредственно на горных предприя­ тиях — игданиты, водонаполненные и другие, предварительно обра­ батывают на специальных пунктах подготовки ВВ.

Рис. 286. Схема универсального пункта подготовки ВВ при массовом изгото­

влении простейших водонаполненных металлизированных ВВ:

машина СУЗН-5; 12 — отделение для водонаполненных ВВ; 13 — отделение для подготовки раствора аммиачной селитры; 14 — бункера для сухих компонентов (селитры, тротила, алю­ миниевой пудры и загустителя); 15 — загрузочный конвейер; Ю — зарядный агрегат («Акватол-1»)

При комплексной механизации взрывных работ на крупных предприятиях с годовым расходом свыше 10 тыс. т ВВ на базисном складе ВМ или вблизи него функционируют универсальные пункты подготовки ВВ, в которых производят растаривание (из мешков) и при необходимости дробление (измельчение) компонентов ВВ, подачу их в бункера-питатели, смешивание, водонаполнение и т. и. Подача компонентов от одного устройства к другому производится

ленточными конвейерами, пневмотранспортом и другими средствами. Доставку готового продукта иа карьер и заряжание скважин произ­ водят транспортно-зарядными машинами обычно на автомобильном шасси. На рис. 286 показана схема подготовки ВВ и механизации взрывных работ с использованием зарядных машин СУЗН-5 и «Аква-

тол-1».

На менее крупных предприятиях смешивание составов и приго­ товление ВВ производят в самоходных смесительно-зарядных уста­ новках.

При взрывных работах с сухими ВВ на пункте механизированной подготовки производят растарпванпе, подачу в бункер и загрузку ВВ в транспортно-зарядные машины для доставки иа карьер и заряжа­ ния' скважин.

в связи с разнообразием условий их ведения п различием свойств используемых ВВ, создан ряд зарядных устройств, отличающихся по конструкции и принципу действия, размерам, производительности п другим технико-эксплуатационным характеристикам. Известные зарядчики позволяют использовать россыпные, лыощпеся и натре­ нированные ВВ, имеют пневматический, механический или гидра­ влический привод, осуществляют подачу ВВ за счет эжекции, при­ нудительного нагнетания, шнековых устройств, движущегося поршня.

Зарядчики для использования патропированиых ВВ обеспечивают прерывистый процесс подачи. Они могут быть разделены на три группы — пневматические, механические и гидравлические.

Комплексная механизация взрывных работ с применением натре­ нированных зарядов ВВ до настоящего времени не получила еще своего решения в связи с трудностями механизации погрузки и раз­ грузки патронов, подачи их в бункера и питатели, транспортирова­ ния и т. д. В этой связи применение этих зарядных устройств не дает существенного эффекта.

Большинство зарядчиков создано для использования грану­ лированных ВВ как на открытых, так и на подземных разработках. Известные конструкции зарядчиков но способу подачи ВВ из бункера в зарядный шланг можно разделить на две основные группы — пневматические и механические. Первые из них наиболее полно отвечают требованиям комплексной механизации взрывных работ, поскольку они обеспечивают доставку ВВ по трубопроводам на зна­ чительные расстояния, характеризуются высокой производитель­ ностью и непрерывностью процесса и позволяют вести заряжание скважин любого направления и практически любого диаметра.

Пневматические зарядчики бывают прерывного н непрерывного действия. Первые из них помимо основного бункера имеют проме­ жуточный питатель (дозатор), периодически заполняемый некоторым объемом ВВ, расходуемым за определенный цикл работы. Вторые

532