Технология подготовки горных пород к выемке
Цель занятия: рассчитать параметры взрывной подготовки вскрышных пород.
Параметры БВР
3.1. Общие сведения
Вскрышные породы, подлежащие разрушению буровзрывным способом, можно разделить на три группы: легковзрываемые с пределом прочности на одноосное сжатие до sСЖ=40 МПа, средней взрываемости с пределом прочности на одноосное сжатие sСЖ=40–80 МПа и трудновзрываемые при sСЖ=80–100 МПа. Предел прочности на сжатие является одним из важных показателей технологических свойств пород.
При производстве буровзрывных работ необходимо соблюдение следующих требований:
§ разрушение пород уступа на куски, не превышающие нужных размеров;
§ получение развала взорванной породы уступа необходимой ширины и высоты;
§ создание определенного запаса разрыхленной породы, обеспечивающего длительную работу погрузочных средств;
§ обеспечение безопасности и экономичности работ.
Удельный расход ВВ
Удельный расход ВВ (взрывчатого вещества) является одним из главных показателей разрушения вскрышных пород взрывом и характеризуется величиной ВВ (кг), которое требуется для разрушения 1 м3 породы с заданной степенью дробления.
В табл. 3.1–3.4 приведены необходимые показатели для расчета величины удельного расхода ВВ.
Таблица 3.1
Классификация вскрышных пород по блочности
Категория пород по блочности | Временное сопротивление сжатию sСЖ, МПа | Сопротивляемость пород взрыву | Блочность пород |
I | до 40 | легковзрываемые | мелкоблочные |
II | 40-60 | средней взрываемости | среднеблочные |
III | 60-80 | крупноблочные | |
IV | 80-100 | трудно-взрываемые | весьма крупноблочные |
V | более 100 | исключительно крупноблочные |
Средний диаметр естественной отдельности, м:
, (3.1)
где sСЖ – временное сопротивление сжатию, МПа.
Средний диаметр куска взорванной породы, м:
, (3.2)
где d – диаметр скважинного заряда (табл. 3.2), м; de – диаметр средней естественной отдельности, м; q – удельный расход ВВ, кг/м3.
Степень взрывного дробления породы:
, (3.3)
где E – вместимость ковша экскаватора (табл. 4.5–4.6), м3; КВВ – переводной коэффициент эквивалентных зарядов
(табл. 3.4).
Удельный расход ВВ, кг/м3:
, (3.4)
где КВ – коэффициент влияния обводнённости породы (КВ=1, скважины сухие); Z – рациональная степень взрывного дробления пород; b – угол наклона скважин к горизонту (табл. 3.3), град; НУ – высота уступа (формула (4.2)), м.
Таблица 3.2
Рациональные значения диаметров скважин, м
Временное сопротивление сжатию sСЖ, МПа | Вместимость ковша экскаватора, м3 | |||
8 – 10 | 12 – 15 | 20 – 30 | ||
до 40 | 0,216-0,269 | 0,244-0,269 | 0,269-0,320 | 0,320-0,380 |
40-60 | 0,216-0,269 | 0,244-0,269 | 0,269-0,320 | 0,320-0,380 |
60-80 | 0,160-0,244 | 0,244-0,269 | 0,244-0,320 | 0,269-0,320 |
80-100 | 0,160-0,244 | 0,216-0,269 | 0,244-0,269 | 0,269-0,320 |
более 100 | 0,160-0,244 | 0,216-0,269 | 0,244-0,269 | 0,269-0,320 |
Указанные диаметры скважин могут быть пробурены следующими типами буровых станков (табл. 3.3).
Таблица 3.3
Основные технологические характеристики
станков буровых шарошечных
Показатели | 2СБШ-200-32 | 5СБШ-200-36 | СБШ-250-55 | СБШ-320-36 |
Диаметр долота, м | 215,9; 244,5 | 215,9 | 244,5; 269,9 | |
Прочность буримых пород, МПа | 50-120 | 50-120 | 50-120 | 50-120 |
Глубина скважины, м | ||||
Длина штанги, м | 9,6 | 17,5 | ||
Угол наклона скважин к горизонту b, град | 60; 75; 90 | 60; 75; 90 | 60; 75; 90 |
Типы взрывчатых веществ применяемых на открытых горных работах приведены в табл. 3.4.
Таблица 3.4
Взрывчатые вещества, рекомендованные
на открытых горных работах
Условия размещения ВВ | Временное сопротивление сжатию, МПа | Способ приготовления | |||||
заводской | на прикарьерных пунктах и передвижных установках | ||||||
наименование | rВВ, кг/м3 | КВВ | наименование | rВВ, кг/м3 | КВВ | ||
Сухие скважины | до 120 | Гранулит М | 1,12 | Игданит | 1,13 | ||
Гранулит АС-4 | 0,98 | Сибирит-1000 | 1,29 | ||||
Гранулит АС-8 | 0,89 | Сибирит-1200 | 1,30 | ||||
Гранулит С-6М | 1,11 | Порэмит 1-МК | 1,25 | ||||
Граммонит 79/21* | 1,00 | ||||||
Гранулит 82/18 | 0,99 | ||||||
более 120 | Граммонит 50/50 | 1,01 | Ифзанит Т-20 | 1,20 | |||
Граммонит 30/70 | 1,13 | Ифзанит Т-60 | 1,10 | ||||
Гранулотол | 1,20 | Ифзанит Т-80 | 1,08 | ||||
Алюмотол | 0,83 | Акватол Т-20Г | 1,20 | ||||
Обводнённые скважины | до 120 | Гранулит АСД-М | Порэмит 4-A | 1,28 | |||
Гранулит АС-4В | Порэмит 1-МК | 1,25 | |||||
Гранулит АС-8В | 0,89 | Сибирит-1000 | 1,29 | ||||
Гранулотол | 1,20 | Сибирит-1200 | 1,30 | ||||
более 120 | Гранулотол | 1,20 | Карбатол 10-В | 1,39 | |||
Алюмотол | 0,83 | Карбатол 15-Т | 1,42 | ||||
Ифзанит Т-20 | 1,20 | ||||||
Ифзанит Т-60 | 1,10 | ||||||
Ифзанит Т-80 | 1,08 |
Примечание: * – эталонное ВВ; rВВ – плотность ВВ, кг/м3; КВВ – переводной коэффициент эквивалентных зарядов.
После установления величины удельного расхода ВВ для разрушения вскрышных пород в конкретных горно-геологических условиях и с известными прочностными свойствами (sСЖ) определяют параметры сетки скважин и величину заряда ВВ.