Опыт взрывания скважинных зарядов переменного диаметра по высоте уступа

Размещено на http://www.allbest.ru/

Опыт взрывания скважинных зарядов переменного диаметра по высоте уступа

Белоконь М.П., Николенко Е.В.

Совершенствование конструкции скважинного заряда является одним из способов повышения коэффициента использования энергии взрыва и снижения стоимости взрывной отбойки горных пород.

Механические способы бурения скважин позволяют создавать, получившие наибольшее распространение, цилиндрические полости постоянного диаметра по всей длине скважины. При этом в зоне торцов цилиндрического заряда такая форма взрывных скважин из-за малых радиусов разрушения массива не является оптимальной.

Целью работы. Повышение эффективности взрывного разрушения горных пород с учетом перераспределения энергии взрыва по высоте уступа.

Методика и результаты исследований. Для уменьшения максимального давления продуктов детонации на контакте «заряд ВВ-порода», была поставлена задача разработки наиболее рациональной конструкции скважинного заряда, позволяющей уменьшить переизмельчение горной массы.

Известно, что при определении рациональной степени дробления флюсовых известняков и доломитов, наряду с выходом негабаритных фракций необходимо учитывать объем переизмельченного продукта (фракций < 5 мм), отрицательно влияющего на выход товарной продукции и её себестоимость. В работе [1] показано, что при использовании высокобризантных ВВ, создающих высокие давления в зарядной полости, процентный выход переизмельченной породы выше на 8-10 %, чем при использовании низкобризантных ВВ, за счет увеличения максимального давления в зарядной камере и скорости его нарастания.

Проблема уменьшения выхода мелких фракций при отбойке нерудных ископаемых за счет использования низкобризантных ВВ простейшего состава была решена в условиях ОАО «ДФДК» [2]. При этом была достигнута оптимальная эффективность взрывных работ как за счет уменьшения потерь полезных ископаемых из-за переизмельчения, так и за счет снижения затрат на взрывную отбойку. Снизить затраты на взрывные работы и потери полезных ископаемых за счет уменьшения объема переизмельченных фракций и удельного расхода ВВ можно и за счет усовершенствования конструкции скважинного заряда, осуществляемое размещением ВВ в полиэтиленовые рукава переменного диаметра [3,4]. Разработанная технология формирования скважинных зарядов с использованием полиэтиленовых рукавов переменного диаметра предварительно была апробирована в 2004 г. на всех четырех карьерах ОАО «ДФДК». На предприятии «ТОРЭЛАСТ» (г. Славянск) была изготовлена опытная партия полиэтиленовых рукавов переменного диаметра, которые соответствовали техническим требованиям, разработанным ИГТМ НАН Украины и ОАО «ДФДК». При этом:

- размеры и форма полиэтиленового рукава переменного диаметра по высоте уступа выбирались из условия обеспечения нормальной проработки подошвы уступа (без завышения) и качественного дробления пород в целом;

- толщина одного слоя пленки - 0,250 мм (из соображений прочности на разрыв и возможных порезов);

- длина рукава выбиралась исходя из средней длины взрывных скважин на карьерах комбината (16 м);

- диаметр полиэтиленового рукава должен изменяться по длине через каждые 0,5 м в пределах от 180 до 220 мм;

- нижняя и верхняя части рукава до и после чередующихся сужений должны составлять соответственно 4,0 и 6,5 м;

- каждый рукав должен паковаться в рулон для удобства использования в процессе заряжания скважин ВВ.

Рукава должны соответствовать определенным требованиям надежности, а именно:

- сохранение целостности рукава в процессе его размещения в скважине;

- проварочный шов должен обеспечивать прочность рукава в местах сопряжения большего и меньшего диаметров;

- условия эксплуатации - возможность круглогодичного использования изделия на открытом воздухе в карьерах.

Полномасштабные испытания технологии формирования зарядов ВВ в рукава переменного диаметра были проведены в промышленных условиях карьеров ОАО «Докучаевский флюсо-доломитный комбинат». Целью проведенных в 2005 г. испытаний являлось отработка технологических приемов заряжания ВВ простейшего состава типа ПВС-1У в рукава и определение эффективности дробления необводненных горных пород зарядами ВВ переменного диаметра по высоте уступа.

Испытания в 2005 г. проводились на Доломитном. Центральном и Стыльском карьерах комбината. Взрываемые блоки пород условно были разделены на экспериментальные и контрольные участки.

На контрольных участках заряжание производилось обычным способом без использования полиэтиленовых рукавов. На экспериментальных участках заряжание скважин осуществлялось в рукава переменного диаметра с применением специального зарядного устройства - треноги с «лейкой». взрывной горная порода ископаемый

Технология формирования скважинного заряда в полиэтиленовый рукав переменного диаметра предусматривает следующие операции. Около скважин, которые подлежали заряжанию, раскладывали полиэтиленовые рукава, длина которых была несколько большей глубины скважины. Над скважиной устанавливали треногу с «лейкой». В полиэтиленовом рукаве, нижний отрезок которого перевязывали в «чуб», размещали кусок породы. После этого рукав опускали в скважину до самого дна. Верхний конец рукава закрепляли на «лейке» специальным приспособлением на треноге. После завершения подготовительных операций на скважину наезжала зарядная машина МЗ-4 и осуществляла заполнение рукава взрывчатым веществом. Согласно принятой технологии, по мере заполнения 2,0-2,5 м рукава взрывчатым веществом, в него опускали на детонирующих шнурах по две тротиловые шашки Т-400Г (нижний промежуточный детонатор), а в верхней части заряда - верхний промежуточный детонатор. В дальнейшем продолжали засыпку ВВ в полиэтиленовый рукав до проектной величины заряда.

В каждую экспериментальную скважину засыпалось на 40 кг меньше ВВ от расчетного значения. По окончании заряжания в неё засыпали забоечный материал.Как на контрольных, так и на экспериментальных участках в качестве ВВ использовали простейшую неводоустойчивую взрывчатую смесь ПВС-1У.

Всего на карьерах ОАО «ДФДК» в 2005 г. было проведено 10 экспериментальных взрывов и использовано 198 шт. рукавов. Качество дробления пород и проработка подошвы уступов на экспериментальных и контрольных участках были хорошими и практически не отличались, несмотря на уменьшение удельного расхода ВВ на экспериментальных участках. Установлено, что экономия ВВ на 10 взрывах составила 8100 кг или в среднем 12 %. Это означает, что при стоимости 1 кг ВВ типа ПВС-1У 1,05 грн. и полиэтиленового рукава переменного диаметра 27,18 грн, применение таких конструкций скважинных зарядов обеспечило экономию средств в сумме 315 грн. или 15,8 грн. на одну скважину. Данные по экспериментальным взрывам приведены в табл.1.

Таблица 1 -

Данные по экспериментальным взрывам с использованием рукавов
с переменным диаметром по высоте уступа при отбойке необводненных пород

С целью установления эффективности взрывной отбойки горных пород с использованием зарядов переменного диаметра в обводненных условиях было решено продолжить промышленные испытания в условиях ОАО «ДФДК».

В мае 2006 г. на Центральном и Доломитном карьерах были проведены 2 взрыва на обводненных блоках.

Высота столба воды на экспериментальных участках составляла 5-11 м.

Взрываемый блок на Центральном карьере был весь обводнен.

На контрольном участке скважины заряжались в полиэтиленовые рукава постоянного диаметра по отработанной технологии. На экспериментальном участке заряжание велось по специально разработанной методике. Суть её состоит в следующем.

Над скважиной устанавливается тренога с «лейкой». Верхний отрезок рукава переменного диаметра собирается гармошкой на «лейке» и крепится тормозным устройством, расположенным на треноге. В нижней части рукава, перевязанной в «чуб» с размещенным грузом, про-делываются отверстия для поступления воды в рукав с ВВ с целью по-вышения плотности заряда. При заряжании рукав с грузом опускался до уровня воды в скважине, после чего начиналось наполнение его через «лейку» взрывчатым веществом. Засыпка ВВ производилась непрерывно для улучшения потопляемости заряда.

На контрольном и экспериментальном участках применялось ВВ граммонит 50/50 и граммонит 79/21. На 10 скважинах было сэкономлено 400 кг граммонита 50/50.

На взрыве, проводимом на Доломитном карьере, было заряжено 8 экспериментальных скважин граммонитом 79/21. При этом было сэкономлено 320 кг ВВ.

Данные этих взрывов приведены в табл. 2.

Таблица 2 -

Данные по экспериментальным взрывами с использованием рукавов
с переменным диаметром по высоте уступа при отбойке обводненных пород

Выводы

Использование скважинных зарядов переменного диаметра по высоте уступа при отбойке пород на нерудных карьерах позволяют без ухудшения качества дробления и проработки подошвы уступа уменьшить в среднем на 12,5 % расход ВВ, а также снизить потери полезных ископаемых.

Максимальная эффективность предложенной технологии формирования скважинных зарядов ВВ достигается при отбойке обводненных горных пород.

Литература

1. Ефремов Э.И., Пастухов А.И., Грибовода А.Ф. О повышении выхода готовой продукции на флюсовых карьерах // Металлург. и горнорудная промышленность. - 1989. - № 1. - С. 48-50.

2. Баранник В.В. Разработка средств и способов подготовки и взрывания обводненных горных пород неводоустойчивыми ВВ простейшего состава. Автореферат канд. дисс… - Днепропетровск, 2005. - 20 с.

3. Декларацій патент № 37722 А. Україна. Спосіб руйнування тріщинуватих гірських порід вибуховими речовинами. Авт.: Єфремов Е.І., Петренко В.Д., Білоконь М.П. та інш. - Бюл. № 4. - 2001.

4. Деклараційний патент на корисну модель № 6518. Україна. Спосіб формування свердловинного заряду вибуховими речовинами. Авт.: Єфремов Е.І., Пономарьов А.В., Баранник В.В. та інш. - Бюл. № 5. - 2005.

Размещено на Allbest.ru