14.4. Степень дробления горных пород взрывом, способы ее определения и регулирования

Неоднородность размера кусков породы – серьезный недостаток, присущий взрывным работам. Поэтому большое значение имеет гранулометрический состав взорванной породы – количественное соотношение содержания кусков (частиц) различной крупности в отбитой массе. Исходя из этого, работы необходимо вести так, чтобы в результате первичного взрывания горный массив был равномерно раздроблен на транспортабельные куски породы, а выход негабаритных блоков сведен к минимуму, т. е. степень дробления породы соответствовала параметрам погрузочных и транспортных машин.

Допускаемые размеры кусков взорванной горной массы определяют по рабочим параметрам погрузочного, транспортного и дробильного оборудования, а именно

вместимости ковша экскаватора, Е, м³

, (14.27)

где d – максимальный размер куска горной породы, м

размеров, м, приемного отверстия дробильной установки или перегрузочного бункера

, (14.28)

где b– меньшая сторона приемного отверстия дробильной установки или перегрузочного бункера, м.

Процент выхода негабаритной фракции представляет особый интерес для горных предприятий, потому что от выхода негабаритной фракции зависят производительность и продолжительность срока службы погрузочного и транспортного оборудования и надежность его работы: затраты времени на вторичное дробление, нарушающие ритмичность работы предприятия, а также связанные с дополнительным расходом ВВ и средств инициирования.

Так, увеличение выхода негабарита с 2,5 до 5% вызывает снижение производительности экскаватора на 20…30%. При 20% выхода негабарита его производительность снижается в 2…2,5 раза.

14.4.1. Способы определения выхода негабарита. На предприятиях применяют прямые и косвенные методы определения выхода негабаритной фракции породы:

а) поштучный учет (обмер) негабарита, подлежащего вторичному взрыванию;

б)планиметрический метод измерения – выход негабарита определяется как отношение суммарной площади негабаритных кусков в плане к общей площади, на которой проводятся измерения. Целесообразно вместо трудоемких замеров на развале породы фотографировать его, а затем делать анализ фотографий, выполненных в определенном масштабе. Этот метод называютфотопланиметрическим.

в) количественный метод – подсчитывается количество негабаритных кусковn, находящихся на анализируемой площадиS. При этом число негабаритных кусков на 1 м³горной массы подсчитывают по формуле

N = (n / S)^3/2. (14.29)

Выход негабарита, м³

V_н = NV_ср, (14.30)

где V_ср– средний объем взорванной горной массы, м³.

г) линейный метод – по развалу взорванной породы через 8…10 м натягиваются ленты и замеряется длина крупных кусков, попавших на них. Выход негабарита определяется как отношение суммарной длины крупных негабаритных кусковl_нк общей длине линииL

V_н = Σ (l_н/L); (14.31)

д) ситовый анализ – горная масса просеивается через сита с уменьшающимися размерами ячеек, в результате устанавливается ее гранулометрический состав.

Различают взрывание первичное, при котором производят взрывные работы в целях разрушения горного массива, и вторичное – дробления негабаритных блоков. Поэтому в производственных условиях выход негабарита оценивают также по расходу детонаторов и ВВ на вторичное дробление (косвенный метод).

Для исследовательских работ применют: поштучный обмер, количественный и фотопланиметрический методы; в лабораторных опытах – ситовой анализ.

14.4.2. Регулирование степени дробления горных пород взрывом. Для получения горной массы с кусками породы заданного размера на практике применяется ряд способов, основанных на регулировании степени воздействия взрыва на массив горных пород за счет изменения плотности заряжания, способа инициирования зарядов, короткозамедленного взрывания, схемы разрушения горного массива и т.д.

Один из способов регулирования качества дробления горной массы – это применение рассредоточенных зарядов с воздушными промежутками протяженностью 0,8…1W – основной способ повышения полезной работы взрыва. Его авторы академик Н.В. Мельников и профессор Л.Н. Марченко впервые создали теорию разрушения горных пород этим способом и разработали конструкции заряда для ее практической ее реализации.

Кроме того, используются способы: увеличения удельного расхода ВВ (эффективно до определенной величины), рассредоточения зарядов с короткозамедленным взрыванием (инициированием) отдельных его частей (ярусов), обратного инициирования сплошных скважинных зарядов; изменения сетки расположения скважин, взрывания парно сближенных скважин, применения комбинации зарядов различной длины и диаметра, предварительного схлопывания трещин опережающим взрыванием скважинных зарядов по конуру взрываемого (разрушаемого) блока, взрывания в зажатой среде (на подпорную стенку).