Контурное взрывание для повышения устойчивости высоких бортов и снижение обводненности последующего бурения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контурное взрывание для повышения устойчивости высоких бортов и снижение обводненности последующего бурения

А.И. Клименко

А.Р. Кабиров

Сохранение устойчивости бортов является одной из важнейших задач при ведении горных работ в глубоких карьерах. Наиболее эффективным методом повышения устойчивости бортов является контурное взрывание.

На карьере рудника Мурунтау при контурном взрывании используют метод предварительного щелеобразования и взрывание оконтуривающих сближенных скважин. Применение специальных методов ведения буровзрывных работ, при постановке уступов в предельное положение, производится при отработке последних 50-ти метров до проектного контура карьера.В результате исследований для горно-геологических условий месторождения Мурунтау разработано несколько схем качественной заоткоски уступов (Рис. 1).

При постановки 30-ти метровых уступов в предельное положение по схеме а), б), в), г) уступ разбивается на подуступы по 5, 7.5, 10 и 15 метров. Для предотвращения возникновения осыпей на каждом подуступе, при отработке приконтурного участка, оставляют предохранительную берму. Недостатками этих схем является: необходимость строить и содержать транспортные коммуникации на каждом подуступе, увеличение объема буровзрывных работ (БВР), что приводит к дополнительным эксплуатационным расходам и как следствие увеличивает стоимость подготовки горной массы к экскавации (Рис.2.). Как видно из графика, наиболее низкая стоимость при ведении БВР соответствует высоте уступа Ну= 15 м. Исходя из этого для применения на карьере был выбран метод контурного взрывания с предварительным щелеобразованием представленный на Рис.1. д), е).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2. График изменения стоимости подготовки горной массы к экскавации. (где f- коэффициент крепости по Протодьяконову М.М.)

Сущность метода предварительного щелеобразования заключается в образовании отрезной щели на всю высоту уступа путем применения расредоточенных зарядов, помещенных в сближенные скважины и взрываемые до взрыва зарядов рыхления.

Технология предварительного щелеобразования сводится к трем операциям: бурению, зарядке и взрыванию наклонных скважин. В соответствии с проектом разработки месторождения в предельном контуре карьера уступы объеденяются в ярус высотой 30 метров с углом откоса 40-65о, что определяет глубину скважины в 36-48 м. Специально для бурения наклонных скважин заоткоски был изготовлен и внедрен буровой станок СБШ-190/250-60 (Табл.1). Специфической особенностью станка является бурение скважин глубиной до 60 м, и диаметром 190-250 мм под углом от 0о до 60о к вертикали, а также возможность бурения скважин заоткоски с проектной бермы уступа.

контурное взрывание бурение

Основные технические параметры станка СБШ-190/250-60 Таблица 1.

Особенностью бурения наклонных скважин заоткоски заключается в необходимости соблюдения строгой параллельности как по взаимному расположению устьев скважин, так и по выдерживанию в одной плоскости. Естественно, что если расположение скважин будет иметь значительный разброс, то одна из основных задач - соблюдение заданного контура - не будет выполнена.

В результате экспериментальных исследований в условиях карьера Мурунтау были определенны оптимальные параметры БВР (Табл. 2) при образовании экранирующей щели с учетом того, что массив горных пород карьера характеризуется природной неоднородностью литологического состава, крепости, трещиноватости.

Оптимальные параметры БВР при образовании экранирующей щели. Таблица 2.

Сравнительные испытания различных конструкций зарядов взрывчатых веществ (ВВ) при заоткоски уступов методом предварительного щелеобразования позволили определить, что наиболее эффективной конструкцией заряда (Рис.3) являются: шланговые заряды ВВ; патронированный аммонит №6ЖВ или аммонит ПЖВ-20, помещенный в полиэтиленновую оболочку.

Рис. 3. Конструкция заряда ВВ в наклонной скважине.

Анализ деформаций в карьере Мурунтау показал, что взрывание наклонных скважин целесообразно применять в породах с не нарушенной структурой, когда по поверхностям трещин или напластованиям еще не утрачены силы сцепления. Если же в результате интенсивного выветривания пород или подвижек (тектонические процессы, сейсмическое и дробящее действие взрывов и т.д.) взаимосвязь между отдельными породными блоками нарушилось, то экранирование массива щелью теряет смысл. В этих условиях достаточно осуществить качественную заоткоску уступов с помощью оконтуривающих сближенных скважин 1-2 (Рис.4).При взрывании экскаваторного блока примыкающего к проектному борту карьера, для защиты от сейсмического действия взрыва на контур уступа, создают экранирующую зону путем предварительного взравания зарядов ВВ в скважинах 1-2 формирующие откос уступа. Удельный расход ВВ при взрывании скважин 1-2 на 10-15% меньше основных зарядов. Затем с интервалом замедления 35-50 мсек порядно взрываются остальные скважины, участвующие в рыхлении приконтурного участка. Расстояние между рядами и скважинами берется исходя из физических свойств пород, и составляет: в породах с крепостью f =IX-X - 6 м; f =X-XIV - 5,5 м.

Рис. 4. Заоткоска уступа с использованием оконтуривающих сближенных скважин.

Разработана технология заоткоски 30-ти метрового уступа, с отстройкой выпуклого профиля откоса уступа (Рис.5).Многочисленные визуальные наблюдения показали, что наибольшее разрушение массива происходит при оформлении верхней части уступа и предохранительной бермы. Экранирующую зону, при погашении верхнего подуступа, создают путем взрывания зарядов ВВ в скважинах 1-3. После этого производятся взрывные работы в оставшейся части блока. Взрывание осуществляется по диоганали с направлением отбойки на фланги уступа с замедлением между взрывами в рядах 35-50 мсек. Пологий угол откоса верхнего подуступа (30о) способствуют приданию ровной поверхности и “обтеканию” волнами сжатия при взрывании. Заоткоску среднего подуступа осуществляют под углом 40о. Экранирование откоса уступа производится также, как и на верхнем подуступе. На нижнем надбермовым горизонте взрывание скважин 6-7 осуществляется совместно со скважинами 50-ти метровой зоной.

Рис. 5. Заоткоска 30-ти метрового уступа с выпуклым профилем.

Применение специальных методов ведения БВР позволило сохранить естественную прочность пород, слагающих проектный борт карьера.

Еще один вопрос, который был решен с помощью применения контурного взрывания - это снижение обводненности последующего бурения (Рис. 6). Контурное взрывание позволило снизить приток воды к обуриваемому блоку на 40-50%. Понижение уровня подземных вод снизило долю водоустойчивых ВВ в конструкции скважинных зарядов. Это привело к

сокращению расходов на высокобризантные водоустойчивые ВВ и снижению доли БВР в себестоимости добычи руды.

Рис.6. Изменение уровня подземных вод после проведения взрывных работ

Таким образом применение контурного взрывания позволило увеличить углы наклона уступов на 5-10о, а бортов на 4-8о, что значительно сократило объем вскрышных работ, положительно отразилось на экономических показателях БВР и карьера в целом. При этом обеспечило устойчивость бортов карьера в течении длительного периода времени и безопасность ведения горных работ.

Размещено на Allbest.ru