Лекция №12

Отбойка скважинными зарядами диаметром 40-150 мм

Различают:

• Параллельное

• Ярусное

• Пучковое

расположение скважинных зарядов в объеме отбиваемой горной массы (угля, руды).

Параллельные скважины – применяют при низкой стоимости подготовительно-нарезных работ, высоких требованиях качеству отбитой горной массы необходимости четкого оконтуривания массива, высокой стоимости бурения скважин.

Веерное расположение скважин – по сравнению с параллельными скважинами эта схема характеризуется снижением выхода горной массы с 1 метра скважины и большим выходом негабарит. Однако затраты на подготовку и нарезку блока или камеры, а так же на операции по перестановке и транспортированию бурового оборудования значительно ниже, чем при параллельном расположении.

Ярусное расположение – характеризуется значительным выходом негабарита, в связи с чем оно не получило широкого распространения. Обычно эта схема расположения зарядов применяется при выемке трещиноватых хорошо дробимых руд, и при использовании тяжелых буровых машин с минимальным числом их перестановок и при высокой стоимости подготовительно-нарезных работ.

Пучковое расположение – предпочтительно при применении многошпиндельных буровых агрегатов, позволяющих снизить трудоемкость бурения. Эта схема расположения позволяет сконцентрировать энергию разрушения в отдельных участках отбиваемого массива., что в ряде случаев улучшает качество его дробления.

По направлению действия взрыва в пространстве различают отбойку руды горизонтальными, вертикальными, наклонными и радиальными прирезками.

Выбор рациональной схемы производится с учетом преобладающей трещиноватости массива и принятой системы разработки.

По условиям действия взрыва применяют отбойку горной массы( руды):

• На открытое выработанное пространство;

1. С одной обнаженной поверхностью (отработка основных запасов в камерах);

2. С несколькими обнаженными поверхностями (отработка целиков);

3. На зажатую среду.

При начале работ в камере проходят восстающий, в результате расширения которого образуется отрезная щель и на нее ведется отбойка. В процессе отбойки руды в камере образуется пустое пространство, которое в дальнейшем заполняется обрушенной с боков и потолка камеры породы.

При отбойке горной массы в камерах массив обуривают из буровых выработок имеющих следующее сечение:

1. При бурении скважин машинами с погружным пневмоударником 2,5*2,5 метров;

2. При шарошечном бурении 3*3 метра;

3. При бурении выносными пневмоударниками облегченного типа 2*2 метра.

Следует рекомендовать следующую глубину скважин:

• 10-15 метров при бурении мощными перфораторами КС-50; ПТ-55; ПТ-65;

• 10-20 метров станками БУ-70;

• 20-40 метров станками с погружными перфораторами НКР-100 м; НКР-85;

• 30 метров станками шарошечного бурения.

Расход вв на отбойку

Основным фактором определяющим качество дробления, является расход ВВ на отбойку. Он определяется на основе экономико-математического моделирования очистной выемки единицы объема (веса) с учетом затрат на подготовительно-нарезные работы, потерь и разубоживания горной массы.

Удельный расход ВВ на отбойку, обеспечивающей качественное дробление определяется по формуле:

; кг/т

где:

q_т – теоретический удельный расход ВВ на дробление руды; кг/т

K₁ – коэффициент учитывает работоспособность ВВ;

k₂ – коэффициент учитывает трещиноватости массива и требуемый размер кондиционного куска горной массы;

k3 – коэффициент учитывает схему расположения зарядов;

k₄ – коэффициент учитывает условие действия зарядов;

k₅ – коэффициент учитывает плотность заряда;

k₆– коэффициент учитывает диаметр заряда;

При теоретическом расходе ВВ на дробление обеспечивается отбойка массива средней трещиноватости патроном аммонита №6ЖВ в параллельных скважинах диаметр=105 мм. при одной обнаженной поверхности.

Значение теоретического расхода на дробление руды зависит от коэффициента крепости пород.

f	6-8	8-10	10-12	12-14	14-16	16-18	18-20	>20
qт	0,4-0,5	0,5-0,6	0,6-0,7	0,7-0,9	0,9-1	1-1,2	0,2-1,3	1,3-1,5

;

– среднее расстояние между видимыми трещинами , замеренное по стенкам выработок в объеме отбиваемого массива.

= 0.01-0.1 м;

– размер кондиционного куска;м

k₃ = 1 при параллельном расположении скважин;

k₃ = 1,2 при веерном расположении скважин;

k₃ = 1,3-1,5 при ярусном расположении скважин.

k₄ = 1 при отбойке на 1 обнаженную поверхность ;

k₄ = 0,7-0,9 при отбойке на 2 обнаженные поверхности;

k₄ = 1,3-1,4 при отбойке на зажатую среду.

Δ - плотность ВВ в заряде, г/см3

k₅ = 1 при заряжании шпуров или скважин вручную патронированными порошкообразными ВВ;

k₅ = 0.9-0.95 при пневматическом заряжании шпуров или скважин россыпными ВВ;

k_{5 =} 0.8-0.9 при заряжании шпуров или скважин водонаполненными ВВ;

k₅ = 0.8-0.95 при заряжании шпуров или скважин прессованными патронированными ВВ.

k₆ = 1 при заряжании скважин d = 105 мм;

при взрывании скважин другого диаметра.

Определив по формуле удельный расход ВВ на отбойку горной массы , задаются коэффициентом сближения скважинных зарядов ,

Рационально выбирать в пределах от 1 до 2 .

Исходя из вместимости скважин, определяем выход горной массы с 1 м скважины.

Где:

d² - диаметр скважины, мм

Δ - плотность ВВ в заряде, г/см3

k₇ – коэффициент учитывающий неполное заряжание скважин ,

k₇ = 0.8-0.9 – при параллельном расположении скважин,

k₇ = 0.7 -0.8 - при веерном расположении скважин,

k₇ = 0.5-0.7 – при ярусном расположении скважин.

Параметры параллельного расположения скважин определяют по формуле:

где:

τ - коэффициент заполнения скважины ВВ.

Параметры при веерном расположении скважин определяют по формулам:

;

;

где:

W - линия наименьшего сопротивления, м

d – расстояние между скважинами, м

γ – объемный вес горной массы (руда), т/м³

Параметры при верном или ярусном расположении между концами скважин определяют по формулам:

где:

L ср – средняя длина скважины, м

Отбойка руды камерными зарядами

Их применяют в основном при отработке месторождений мощных и крутого залегания. На ряде предприятий этот способ получил название «минной отбойки». Широко применяется при обрушении МКЦ и междуэтажных целиков, а так же для погашения пустот. Сущность способа камерных зарядов в том, что отрабатываемый массив подготавливают к отбойке рядом вертикальных и горизонтальных выработок. Из них проходят выработки небольшого сечения 1*1 м. и протяженности – минные камер, в которых и размещают сосредоточенные заряды ВВ. Иногда из этих карманов для размещения зарядов ВВ проходят углубления так же небольшого сечения – минные колодцы. После укладки ВВ и монтажа взрывной сети их заполняют забойкой. Применяют 2 варианта отбойки массива камерными зарядами на вертикальное и горизонтальное компенсационное пространство. Удельный расход на отбойку массива камерными зарядами определяют из выражения:

q=1,35q_т*k₁*k₂*k₃*k_4; кг/м³

где,

q_т – теоретический удельный расход ВВ на дробление руды; кг/т

K₁ – коэффициент учитывает работоспособность ВВ;

k₂ – коэффициент учитывает трещиноватости массива и требуемый размер кондиционного куска горной массы;

k3 – коэффициент показателя действия взрыва:

• для ликвидации пустот =0,42

• для отбойки руды=1;

k₄ – коэффициент учитывает забойку зарядов ВВ.

• при полной забойке =1

• при отсутствии забойки =2,25

Вес 1 камерного заряда от 0,5-3 т определяется по формуле:

Q=q*W³; кг.

W ^– ЛНС изменяется от 6-10 метров, зависит от системы разработки и физико-механических свойств горных пород.

Преимущество отбойки камерными зарядами заключается в простоте технологии.

Недостатки отбойки камерными зарядами:

• большой выход негабарита,

• увеличенный расход ВВ на отбойку,

• повышенная сейсмическое воздействие взрыва,

• большой объем подготовительно-нарезных работ.