Данные о кусковатости руды по некоторым рудникам

Предприятие	Диаметр скважины, мм	Уд. расход на отбойку г/т	Размер кондиц. куска, мм	Выход негабарита, %
1. Таштагол 1978 г.	100-110			3-4
2. Шерегеш 1978	100-110			3-6
3. Шахта им. Губкина				5-10
4. Лениногорский, 1974
5. Р-к Зыряновского комбината		600-700	400-600

Об управлении кусковатостью руды

Куски, размеры которых больше габаритного принято называть негабаритами. Отношение массы негабаритов к массе всей отбитой руды называют выходом негабарита (в %).

Дробление негабаритов осуществляется преимущественно взрывным способом в течение смены, что снижает производительность забоев.

Все это сказывается отрицательно на работе шахты. Уже много десятилетий стремятся исключить выход негабарита.

Для этого идут по 2 встречным направлениям:

1. Улучшения дробления при отбойке

2. Увеличение размеров кондиционного куска на основе разработки различных мероприятий, в т.ч.:

- сооружение подземных дробильных установок перед скиповым подъемом;

- применение механических устройств для дробления негабарита на горизонте выпуска.

В общем случае увеличение удельного расхода ВВ при отбойке (q₁) снижает выход негабарита, что в свою очередь уменьшает удельный расход ВВ на вторичное дробление (q₂).

I. При отбойке шпурами удельный расход на дробление негабаритов уменьшается до 0 %. Такое же происходит при отбойке скважинами уменьшенного диаметра, глубиной до 10-20 м.

II. При большой глубине скважин или их большом диаметре выход негабарита снижается до известного предела.

С увеличением удельного расхода на отбойку увеличивается трещиноватость, тем самым, вызывая искривление и обвал скважин (т.е. скважины теряются).

Для увеличения габаритов куска повышают размеры, мощность и прочность оборудования на доставке и транспортировке руды, увеличивают сечение рудоспусков, устанавливают дробилку перед скиповым подъемником.

С увеличением размера кондиционного куска от 400 до 800-1000 мм на ряде рудников выход негабарита сократился в 15-20 раз.

Так как мы работаем в условиях многолетней мерзлоты, то должны знать, что в условиях отрицательных температур удельный расход ВВ снижается.

Уменьшение q объясняется тем, что мерзлые породы при понижении t⁰ принимают хрупкое состояние.

Требования к кондиционному размеру кусков транспортируемой рудной массы.

При взрывной отбойке часть кусков может иметь размер 1-2 м и более.

Путь отбитой руды: проходит через перепускные выработки в блоке, размещается в рабочем органе погрузочной машины, в ковше скрепера, на конвейере, пропускается через капитальный рудоспуск, бункер и дозирующее устройство, размещается в скипе.

Min допустимое отношение ширины выпускной выработки к поперечному размеру куска изменяется от 1,8:1 до 5:1. Меньшие величины относятся к легкодоступным местам, где затор можно легко ликвидировать. Значение 4:1 и выше относятся к труднодоступным и ответственным местам. (Например: капитальные рудоспуски).

Ограничения размера куска с точки зрения подъема руды:

Скиповой подъем возможен при размере куска не более 400-500 мм. На некоторых рудниках перед скипом дробят до 200 мм с 900÷1500 мм (особенно для крупных рудников).

При вскрытии с концентрационными горизонтами и устройством капитальных рудоспусков большие куски разбиваются при падении. Здесь также можно увеличивать размер кондиционного куска.

При разработке маломощных жил max размер ограничивается тем, что в узких магазинах крупные глыбы застревают и образуют своды, опасные для горнорабочих. Большой размер кусков может снизить производительность погрузочных машин, в связи с трудностью черпания.

Классификация методов взрывной отбойки

Отбойка с помощью ВВ разделяется на:

1. Шпуровую

2. Скважинную

3. Камерными зарядами (минная отбойка)

4. Накладными зарядами

Метод отбойки определяется горно-геологическими условиями, применяемой системой разработки с учетом физико-механических свойств полезных ископаемых (буримость, взрываемость, крепость).

Для технико-экономической оценки взрывной отбойки используют следующие показатели:

- производительность труда бурильщика выражается количеством отбитой руды; т/смену или м³/ смену.

- удельный расход ВВ, кг/м³, кг/т отбиваемой руды (q)

- выход руды с 1 м шпура или скважины, м³/м (либо обратная величина м/м³) – удельный расход бурения.

- выход негабарита, в % по весу;

Факторы, влияющие на показатели отбойки руды.

Крепость руды:

Удельный расход ВВ и удельный расход бурения зависят от крепости руды в прямо пропорциональной зависимости. Это же относится и к трудоемкости бурения 1 м скважины, поэтому трудоемкость буровых работ на 1 т руды пропорциональна коэффициенту крепости руды в степени, близкой к 2.

Трещиноватость руды. При взрыве массив расчленятся по естественным трещинам. Вместе с тем, трещины ограничивают распространение энергии взрыва, участок, заключенный между трещинами, часто остается не разрушенным. Благоприятна густая сеть трещин с расстоянием меньше кондиционного куска. В этом случае обеспечивается хорошее дробление руды. При редкой сети трещин необходим увеличенный объем БВР.

Мощность рудного тела: Влияние m на эффективность отбойки связано тем, что на крайние скважинные ряды приходится уменьшенный объем руды. Чем меньше ширина забоя, тем меньше число остальных скважин, работающих в нормальных условиях, а следовательно меньше средний выход руды с 1 пог.м скважины.

Для учета в расчетах влияния мощности рудного тела за базисные условия принимается неограниченно большая ширина забоя.

Удельный расход ВВ в базисных условиях равен:

где: n – число скважин по ширине забоя.

i – индекс примера, давшего удовлетворительные результаты.

Тогда для расчетного случая:

В свою очередь:

где: М – мощность рудного тела;

а – расстояние между скважинами

Отсюда (подставляем):

Согласно этому выражению при М=2а увеличение q составляет 50%, а при М = 7а увеличение q~14%.

Т.о. можно сделать вывод, что мощность рудного тела оказывает существенное влияние на q, если М < 7а.

Тогда при шпуровой отбойке (а =0,4÷0,8 м), М = 3÷5 м.

При скважинной отбойке (а=1,5÷3 м), М=10÷20 м.

При минной отбойке (а =5-7), М =30÷50 м.

Минимальная выемочная мощность достигается при шпуровой отбойке. В этом случае из практики:

В конечном итоге:

Для скважинной и минной отбойки минимальная мощность залежи определится из условия свободного размещения по мощности залежи хотя бы трех зарядов, т.е. М≥2а. Для скважин – 3-5 м, минной отбойки 10-15 м.

Число обнаженных плоскостей:

В отличие от проходческих работ при очистной выемке забой часто имеет 2, 3 иногда больше обнаженные плоскости. Они увеличивают объем руды, отбиваемой крайними зарядами, что снижает необходимое число шпуров и скважин и следовательно удельный расход ВВ.

При квадратной форме забоя, получаются отношение:

где q- удельный расход ВВ; 2п, 3п, 4п – индексы, обозначающие число обнаженных плоскостей; b – ширина забоя; a – расстояние между шпурами или скважинами.

Чем шире забой, тем меньше влияет на эффективность отбойки число обнаженных плоскостей.

при

при

Удельный расход ВВ и S подготовительно-нарезных выработок.

Из сказанного ясно, что отбойка наименее эффективна в узких выработках с 1 обнаженной плоскостью.

Поэтому проходка нарезных выработок обходится дорого.