Общая характеристика качества карьерных массовых взрывов

В настоящее время на карьерах для дробления скальных мас­сивов применяются скважинные, шпуровые, накладные, реже котловые и, как исключение, камерные заряды.

Скважинные заряды диаметром 100—320 мм применяют при отработке запасов минерального сырья уступами высотой 5—15 м. При расположении зарядов в один или несколько рядов в верти­кальных или наклонных скважинах, глубина которых прини­мается больше высоты уступа на длину перебура (обычно 1—3м), заряды ВВ величиной 50—500 кг с боевиками размещают в пере­буре и нижней части скважины, а верхнюю часть скважины ча­стично или до устья заполняют забойкой из породной или буровой мелочи.

На карьерах по добыче железистых кварцитов заряжаемую часть скважины расширяют до диаметра 400—500 мм. При взрыве применяются расчетные расходы ВВ 0,5—1,5кг/м³, в основном диагональные схемы КЗВ. В любых породах при правильном вы­боре расхода ВВ, диаметра скважин, схемы КЗВ можно достиг­нуть интенсивности дробления, при которой средний размер куска на взрыве составит 0,25—0,35 м, а выход негабарита раз­мером более 1,0 м будет не более 3—5 %. Необходимо учитывать при этом сейсмическую опасность воздействия на окружающие сооружения, а также принимать во внимание опасность от разлета кусков, особенно при взрывании без забойки. В случае получения других отрицательных результатов массового взрыва параметры его должны корректироваться с учетом рекомендаций, изложен­ных в подразделе 12.22. Это основной метод отбойки скального минерального сырья и пород на карьерах, в гидротехническом и дорожном строительстве.

Для размещения котловых зарядов скважины (очень редко шпуры) предварительно простреливают путем взрывания на их дне небольших зарядов. В результате в скважине образуется кот­ловое расширение, в котором размещается заряд в несколько раз (в 2—10 и более) больший, чем в обычной скважине. С точки зре­ния равномерности получаемого дробления пород, образования заколов в глубь массива метод хуже, чем скважинный. И, главное, практически невозможно из-за изменчивости свойств пород полу­чить при простреливании котел, в котором можно разместить рас­четную величину заряда. Ненадежен метод из-за частых обвалов стенок котловой полости. Применяется редко, когда не удается достичь хорошей проработки подошвы уступа по первому ряду скважин. Требования по сейсмике такие же, как для скважинных зарядов.

Шпуровые заряды величиной 2—6 кг размещают в шпурах диаметром до 70 мм и глубиной до 5,0 м на уступах высотой 2—4 м при мелкомасштабной добыче минерального сырья, ликви­дации завышений подошвы уступов или козырьков на верхней бровке. Достигается мелкое дробление горной массы со средним размером куска 0,15—0,18 м, выход негабарита при его размере свыше 400 м не более 5 %. Шпуровая отбойка малопроизводительна и дорога, применяется для добычи редко. Широко используется для дробления негабарита и отбойки штучного камня.

Камерные заряды размещают в подземных камерах вместимо­стью от нескольких до десятков тысяч тонн ВВ. Дробление при взрывах камерных зарядов наихудшее, в основном происходит разделение массива на естественные отдельности и некоторое их додрабливание за счет соударений. На карьерах не применяют. Камерные заряды используются в гидротехническом и дорожном строительстве для выброса или обрушения больших масс горных пород.

СТЕПЕНЬ ДРОБЛЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ВЗРЫВОМ И МЕТОДЫ ЕЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Наиболее полно степень дробления (кусковатость) характери­зуется гранулометрическим составом взорванной горной массы, определение которого на практике весьма трудоемко. Поэтому на карьерах для оценки качества взрыва применяют следующие ха­рактеристики: выход негабаритных кусков (по объему и по числу) и их гранулометрический состав; число негабаритных кусков на 1 м³ горной массы; выход мелких кусков (мелочи); средний диа­метр куска горной массы.

Опыт работы карьеров показывает, что наиболее существенно на качество взрыва влияет выход крупных негабаритных кусков пород, от которых зависят производительность и надежность работы погрузочного и транспортного оборудования, расходы на вторичное дробление.

Поэтому на практике качество взрыва принято оценивать прежде всего процентом выхода негабаритных кусков породы при взрыве.

В ряде случаев завышение подошвы уступа, оставление козырь­ков, плохая проработка массива по линии скважин также сущест­венно влияют на производительность погрузочных машин, однако эти дополнительные критерии оценки качества взрыва не имеют количественного значения. При хорошем взрыве их не должно быть.

На карьерах применяются следующие методы определения выхода крупной негабаритной фракции породы.

1. Поштучный учет (обмер) всего негабарита, подлежащего вторичному взрыванию.

2. Планиметрические методы измерения, при которых выход негабарита определяется как отношение суммарной площади не­габаритных кусков в плане к общей площади, на которой произ­водятся измерения. Удобнее вместо замеров на развале фотогра­фировать его и делать последующий анализ фотографий. В этом случае метод называют фотопланиметрическим.

Разработан прибор для фотопланиметрического измерения кусковатости, который состоит из остова 4, двух направляющих трубок 2, масштабной рамки и устройства, позволяющего при любых углах наклона оптической оси фиксировать рамку в строго определенном положении (рис. 10.1). К остову прибора с помощью

винта укрепляется фотоаппарат 3. Направляющие трубки, имею­щие шкалу расстояний, крепятся к остову хомутами. Вра­щение масштабной рамки вокруг горизонтальной оси и переме­щение вдоль направляющих обеспечиваются благодаря наличию ползунов, в которые вмонтированы подшипники качения.

В углу рамки расположена металлическая пластина, на кото­рой магнитными буквами накладывается шифр кадра. В нижней части рамки закрепляется металлическая пластина, весом кото­рой создается вращательный момент, позволяющий иметь постоян­ное натяжение тяги.

На негатив фотографируемого участка накладывается масштаб­ная сетка. Площадь поверхности, фотографируемой через масштаб­ную сетку, составляет 16м², а размеры сетки 250x250 мм.

Порядок работы для определения кусковатости горной массы.

На фотографируемый участок накладывают рейку или дере­вянный брусок длиной 2 или 4 мм. Угол наклона рейки должен соответствовать углу наклона поверхности фотографируемого участка.

Дальномером фотоаппарата или рулеткой измеряют расстоя­ние от объектива до середины рейки, уложенной на фотографи­руемый участок, и устанавливают масштабную рамку на соответ­ствующие деления шкалы расстояний.

Направив устройство на фотографи­руемый участок, через окуляр фотоап­парата изменяют угол наклона масштабной рамки до совмещения соответствую­щих нитей масштабной рамки с концами рейки.

При длине рейки 2 м с ее концами совмещают четвертые нити по обе сто­роны от центральной осевой нити, а при длине рейки 4 м совмещают восьмые нити, т. е. расстояние между нитями в «нало­жении» на участок должно быть равно длине рейки. Обработка полученных фотопланограмм сводится к подсчету площади отдельностей, размеры которых разбиваются на соот­ветствующие классы. При этом линейные размеры отдельностей устанавливаются по расстоянию между индикатриссами, которые пересекают данную отдельность.

3. Количественный методу при котором подсчитывается число негабаритных кусков, находящихся на анализируемой площади. Число штук негабарита на 1 м³ горной массы вычисляется по фор­муле

N=n√n/S√S

где п — число негабаритных кусков на площади замера S м^а. Выход негабарита

Vн=NV_ср

4. Линейный метод. По развалу взорванной горной массы на равных интервалах через 8—10 м натягивают ленты и измеряют длину всех крупных кусков, попавших на ленту. Выход негаба­рита (%) определяется как отношение суммарной длины крупных негабаритных кусков ∑lн к общей длине линии ∑L

и выражается в процентах:

Vн=∑l_н/(∑L100)

5. Ситовой анализ применяется для оценки гранулометриче­ского состава взорванной породы. Средний диаметр (размер) куска горной массы определяется по формуле

D_ср=∑γ_id_i/100

где γ_i— выход кусков данной фракции, %;

d_i—диаметр сред­него куска данной фракции (середина класса), см.