Сравнительная оценка скреперной доставки руды.

Скреперная выемка и доставка выполняются с помощью рудничной скреперной

Установки. Таким агрегатом можно перемешать различные сыпучие массы на расстояние нескольких десятков метров по прямой линии, под углом, а также по площади.

В рудниках в основном используются двухбарабанные лебёдки с электрическим

приводом, мощностью от 10 до 130кВт. При этом вместимость скреперных ковшей

составляет 0,2-2,0 м3.

Скреперование руды производится по выработанному пространству, а также по

специальным горным выработкам — скреперным штрекам (ортам), куда рудная масса

поступает под действием силы тяжести из выпускных горных выработок.

Основной недостаток скреперных

установок, по сравнению с самоходными машинами, заключается в относительно

небольшой дальности доставки (15-50 м), что на практике предопределяет необходимость

иметь большое количество рудоспусков. Кроме того, между горизонтом скреперования и

устьем внутриблокового рудоспуска часто возникает необходимость создавать горные

выработки для вторичного дробления руды. Как результат, с применением скреперов

имеет место относительно больший удельный расход подготовительных и нарезных

горных выработок и сравнительно невысокая производительность труда.

Вместе с тем в силу несложности и надёжности конструкции, невысокой стоимости

скреперного оборудования и простоты эксплуатации этот способ доставки руды ещё

довольно часто встречается в отечественных рудниках. Его применение нередко

оказывается выгодным при разработке маломощных залежей со сложной формой и в

условиях относительно малого фронта горных работ при небольшой производительности

забоев. Скреперная доставка с успехом может применяться также для доработки запасов

руды в местах со сложной гипсометрией залежи, при использовании старых горных

выработок, в условиях эксплуатационно-разведочных работ и пр.

Поскольку дальность перемещения рудной массы скрепером обычно равна первым

десяткам метров, то и расстояние между соседними рудоспусками в очистном блоке

составляет от 20-30 до 50-60 м, что значительно меньше, чем при применении

самоходного оборудования. Для увеличения длины доставки в этих условиях применяют

2-3 скреперные установки, располагаемые последовательно.

Показатели отбойки

Показатели отбойки:

- производительность труда бурильщика, выраженная количеством отбитой руды, т/смену или м³/смену;

- удельный расход ВВ, кг/м³ или кг/т отбиваемой руды (обычно обозначается буквой q);

- выход руды с 1 м шпура или скважины, м³/м (м³ - в пере­счете на массив) или т/м; либо обратная величина - удельный расход бурения, м/м³, м/т;

- выход негабарита в процентах по весу.

Показатели шпуровой отбойки

Технико-экономические показатели шпуровой отбойки:

Производительность труда бурильщика изменяется от 5 - 50 мЗ/смену при использовании перфораторов, до 400 - 600 мЗ/смену при применении самоходных бурильных установок, имеющих 2-3 манипулятора с бурильными машинами (большие величины - в рудах средней крепости и забоях достаточной площади);

удельный расход ВВ на отбойку - 0,6 - 3 кг/мЗ;

выход отбитой руды на 1 м шпура - 0,3 - 1.5 мЗ/м;

выход негабарита - от 0 до 3 - 5 %.

37.Расположение скважин в блоке. По углу наклона можно выделить отбойку слоями: вертикальными (крутонаклонными) и горизонтальными (слабонаклонными).

При вертикальных слоях разбуривают блок с одного или двух-трех ярусов, тогда как при горизонтальных слоях необходимо гораздо большее число ярусов.

При вертикальных слоях различают этажную и подэтажную скважинную отбойку.

В первом случае отбивают всю руду в камере или блоке из выработок, пройденных на уровнях только верхней и (или) нижней границ; во втором случае буровые выработки имеются также на промежуточных уровнях (подэтажах).

Соблюдать с достаточной точностью проектное расположение скважин проще всего при вертикальном положении отбиваемых слоев. Однако иногда целесообразно наклонять слои под углом 45-800. Выбор угла наклона слоев может зависеть от слоистости руды, если она явно выражена, а также от угла падения залежи. При большом расстоянии между плоскостями ослабления целесообразно располагать скважины перпендикулярно к плоскости основной системы трещин, с тем чтобы исключить отделение взрывом крупных частей массива и уменьшить утечку газов взрыва по трещинам. При мелкослоистой руде, наоборот, целесообразно бурить скважины наоборот параллельно плоскости преобладающей трещиноватости: это позволяет отделять большие объемы руды каждой скважиной при удовлетворительном дроблении.

При обычных типах ВВ наибольшее число отказов происходит в обводненных скважинах. Поэтому, в обводненных породах, скважины стараются бурить снизу вверх, а нисходящие скважины пробуривать до подсечного горизонта.

Расположение скважин по отношению к проектным контурам отбойки. Наиболее ровная стенка получается при оконтуривании скважинами, расположенными в плоскости проектной границы или, при большом диаметре скважины, параллельно этой плоскости на расстоянии от нее около 0,1 л.н.с. Если же очистное пространство оконтуривают торцами скважин, то во избежание сужения его необходим перебур на 0,2 – 0,4 л.н.с.

В случае отбойки до контактов залежи расположение буровых выработок и скважин зависит от характера контактов. Так при четких ослабленных контактах почва буровой выработки может быть совмещена с почвой залежи, что обеспечит отбойку до контакта без дополнительного разубоживания руды и ослабления боковых пород по сравнению с заглублением выработки в лежачий бок. Торцы скважин не должны доходить до контакта висячего бока приблизительно на 0,1 л.н.с. во избежание подрыва пустых пород. При нечетком контакте буровая выработка может быть заглублена в лежачий бок на 0,5 – 1,0 м с тем, чтобы оконтуривающие скважины располагались в плоскости контакта или близ него, как и при отбойке внутри рудного массива; торцы скважин должны иметь перебур в породы висячего бока.

38.Диаметр скважин. Преимущественное применение имеют скважины диаметром 60-90 мм при средней крепости руды и 100-150 мм при крепкой руде.

С увеличением диаметра скважин объемная производительность бурения, как правило, возрастает, например, в 2-3 раза при увеличении диаметра от 70 до 150-200 мм.

Вместе с тем, необходимый для определенного качества удельный расход ВВ на отбойку при увеличении диаметра изменяется по разному в зависимости от трещиноватости руды: почти не возрастает при густой сетке трещин, возрастает до 2-3 раз при монолитной руде, еще более при редкой сетке трещин в рудном массиве.

При малой мощности рудных тел с неправильной конфигурацией, а также при отбойке руды в выработках небольшой ширины (до 2-5 м) достаточную точность выемочных контуров обеспечивает лишь уменьшенный диаметр скважин. Приближенно можно считать, что для крепких руд d≤М/30, а для пород средней крепости d≤М/50 (М – мощность залежи или ширина очистного пространства).

С уменьшением диаметра скважин уменьшается законтурные разрушения массива.

Также, предполагается, что в крупноблочной руде исключить или почти исключить выход негабарита можно только при малом диаметре скважин. В связи с более равномерным дроблением и более точной отбойкой по контурам снижаются потери и разубоживание руды. Все это говорит в пользу малого диаметра.

Однако, при одновременном обрушении крупных массивов и уменьшенном диаметре скважин требуется слишком большое их число. Это очень усложняет взрывные коммуникации, увеличивает продолжительность заряжания, снижает надежность взрыва, в итоге возрастает число отказов, уменьшается безопасность работ.

Скважины большого диаметра целесообразно применять при одновременном обрушении больших масс руды, близких к объему блока, а также при густой сети трещин.

39.Ударно-вращательное бурение применяют для бурения скважин диаметром 100…200 мм, глубиной до 30 м. При ударно-вращательном бурении породоразрушающий инструмент одновременно с усилиями, характерными для вращательного способа, испытывает динамические нагрузки, которые периодически и с большей частотой воздействуют на буровую коронку, что способствует повышению эффективности разрушения породы и резко уменьшает износ коронки по сравнению с вращательным бурением.

Особенность его состоит в том, что ударное действие и вращение бурового инструмента выполняются двумя независимо работающими механизмами – вращателем и погружным пневмоударником.

Порода удаляется из скважины отработанным в пневмоударнике сжатым воздухом или потоком воды, нагнетаемой в скважину. Ударно-вращательный способ применяется при бурении крепких и трудноразрушаемых пород со значительной трещиноватостью.

К механизмам ударно-вращательного бурения относятся также пневматические бурильные молотки-перфораторы, используемые для бурения шпуров в породах любой крепости.

Для разрушения породы вращательным бурением применяют буровые наконечники, снабженные специальными коронками: алмазными, из твердых сплавов и др. Буровой наконечник приводится во вращение колонной штанг или труб, по которым на забой подается промывочная жидкость (рис. 7.2).

Основные виды вращательного способа бурения – роторное и шнековое, выполняемые с помощью самоходных установок (преимущественно) или станков. Применяют также электрические сверлильные машины.

41-Взрывание в зажатой среде

Взрывание в зажатой среде - это метод ведения взрывных работ, при котором благодаря наличию преград (взорванная гор­ная масса или целик) уменьшается боковое смещение взрываемого массива в период разрушения, что способствует увеличению продолжительности действия взрыва на массив и, как следствие, улучшению дробления пород.

Метод взрывания в зажатой среде имеет несколько вариантов, различающихся между собой числом открытых поверхностей и их расположением, характером подпорной стенки и последова­тельностью взрывания отдельных зарядов, схемы которых приведены на рис.15.2

42- Особенности взрывной отбойки руды

08.08.2016

Взрывной отбойкой называется отбойка взрыванием зарядов BB, помещенных в образованные в массиве полости (шпуры, скважины, выработки).

Взрывной способ остается основным для отбойки руд крепких и средней крепости. Эффективность его, помимо свойств пород, зависит в первую очередь от способа бурения и типа ВВ.

Основным способом бурения на ближайшие десятилетия остается механический. Отметим, что если рассматривать одно только бурение, то его удельная энергоемкость при механическом, струйно-гидравлическом и термическом способах бурения будет находиться и соотношении 1:9:100. Особенно энергоемок электро-термо-механический способ.

BB используются химические с нормальной энергетической характеристикой (теплота взрыва 800—1300 ккал/кг). Вместе с тем есть попытки значительно расширить диапазон мощности зарядов. Так, для резкого увеличения мощности зарядов технически возможно применение ядерных зарядов в определенных, весьма ограниченных условиях: очень большая мощность залежи, невысокая ценность руды, а также малая населенность района и изолированность грунтовых вод, что необходимо в связи с сейсмическим действием и радиацией.

С другой стороны, исследуется возможность создать BB с уменьшенной (примерно в 10 раз против нормальных химических BB) разрушающей силой и выделением только неядовитых газов с целью практически исключить сейсмическое действие и перерывы в работах по проветриванию.

В обозримом будущем следует рассчитывать на применение BB главным образом с нормальной энергетической характерастикой.

Удельные значения элементов затрат на взрывную отбойку составляют: при средней крепости руд — бурение 20—30 %, BB 40—60 %, заряжание и взрывание 20—40 %; при крепких рудах — бурение 60—70 %, BB 20—30 %, заряжание и взрывание 10—20%, Эти величины полезно знать для того, чтобы можно было судить о главных путях снижения затрат на отбойку.

Очевидно, в первую очередь необходимо снижать расходы по наиболее высоким статьям затрат. В породах средней крепости целесообразно применять более дешевые BB, даже если это несколько увеличит расходы на бурение. В крепких же породах главное удешевить бурение, a BB должны применяться такие, которые дают наибольший дробящий эффект и позволяют уменьшить расходы на бурение за счет расширения сетки скважин, даже если это будет связано с некоторым увеличением стоимости израсходованного количества ВВ.

Показатели отбойки. Для технико-экономической оценки отбойки используют следующие показатели:

- производительность труда бурильщика, выраженная количеством отбитой руды, т/смену или м3/смену;

- удельный расход BB, кг/м3 или кг/т отбиваемой руды (обычно обозначается буквой q);

- выход руды с I м шпура или скважины, м3/м (в пересчете на массив) или т/м; либо обратная величина — удельный расход бурения, м/м3, м/т;

- выход негабарита в процентах по массе.

Основные факторы, влияющие на показатели отбойки руды. Крепость руды. Ориентировочно удельный расход BB и удельный расход бурения зависят от крепости руды почти в прямой пропорции. Это же относится и к трудоемкости бурения 1 м скважины. Поэтому трудоемкость буровых работ на 1 т отбитой руды пропорциональна коэффициенту крепости руды в степени, близкой к 2.

Трещиноватость руды. Массив расчленяется по естественным трещинам даже при уменьшенном расходе ВВ. Вместе с тем трещины ограничивают распространение энергии взрыва, поэтому участок руды, заключенный между трещинами, чаще остается неразрушенным, если не будет взорван заряд именно в кем.

Благоприятна густая сеть трещин с расстоянием между ними меньше кондиционного куска. В этом случае обеспечивается хорошее дробление руды при относительно небольшом объеме буровзрывных работ.

При редкой сети трещин необходим увеличенный объем буровзрывных работ с тем, чтобы минимальное число рудных участков, ограниченных трещинами, оказалось в интервалах между зарядами ВВ. Ho даже при этом возможен значительный выход негабаритных кусков руды.

43- Бурение шпуров при проведении выработок по крепким породам — одна из самых трудоемких операций, на которую приходится 25—40% общих трудовых затрат и до 60% стоимости проходческих работ.

Технологический процесс бурения шпуров представляет собой соединенные в неразрывное целое последовательное разрушение породы на забое шпура и удаление из него продуктов разрушения.

Все способы разрушения породы при бурении шпуров и скважин делят на механические и немеханические. Соответственно различают механические и немеханические способы бурения. Последние промышленного использования не получили.

На практике при проведении горных выработок применяют следующие механические способы бурения шпуров и скважин: вращательный, ударно-поворотный, ударно-вращательный, вращательно-ударный и шарошечный.

При вращательном бурении порода разрушается под действием осевой нагрузки и вращающего момента, передаваемого бурильной машиной породоразрушающему инструменту в виде резцов или шарошечных долот. При использовании резцов осевая нагрузка должна превышать сопротивление породы внедрению режущих лезвий, а вращающий момент — сопротивление сколу (сдвигу) участков породы, прилегающих к передним режущим граням резца. В результате непрерывного вращения под действием момента Мвр и поступательного перемещения под действием осевой нагрузки, или усилия подачи Рос, все точки породоразрушающего инструмента в пространстве движутся по винтовой траектории.

При вращательном бурении порода разрушается в одном из трех режимов: 1) усталостном; 2) поверхностном или 3) объемном. Режим разрушения зависит от соотношения между осевой нагрузкой Рос и прочностью породы на вдавливание. Условия разрушения для всех трех режимов могут быть записаны следующим образом:

44- Шпуровая отбойка применяется при мощности залежей до 6-10 м, при невозможности одновременного взрывания больших зарядов из-за опасности нарушения рудных целиков или крепления и при необходимости нахождения людей в очистном пространстве.

Выход горной массы и удельный расход ВВ зависят от коэффициента крепости руды, мощности рудного тела, глубины и диаметра шпуров и изменяются соответственно от 0,3 до 1,5 м3/м и от 0,7 до 2,5 кг/м3. Производительность труда бурильщика составляет 5-40 м3/смену при бурении перфораторами и до 400-500 м3/смену при применении самоходных буровых кареток. В последнем случае она приближается к производительности труда при скважинной отбойка.

Эффективность шпуровой отбойки зависит также от уровня механизации заряжания шпуров. Заряжание гранулированными ВВ производят простыми по конструкции эжекторными пневматическими зарядчиками «Курама-7М» (для горизонтальных и наклонных шпуров) и «Курама-8» (для вертикальных шпуров).

Перспективным является применение для бурения шпуров гидравлических перфораторов, обеспечивающих большую скорость бурения, меньший расход энергии и более благоприятные санитарно-гигиенические условия труда — отсутствие пыли и малый шум.

Параметры и схемы расположения шпуров рассматриваются при описании систем разработки.

Скважинная отбойка. Подземная отбойка взрывными скважинами получила широкое распространение при разработке мощных месторождений. Она обеспечивает высокую производительность труда буровых рабочих, более безопасные и здоровые условия их труда, так как бурение скважин осуществляется из выработок небольших размеров и при бурении образуется значительно меньше пыли, чем при перфораторном бурении. Применение глубоких скважин позволяет уменьшить объем подготовительно-нарезных работ и снизить себестоимость добычи.

Недостатки ее: неравномерное дробление и повышенный выход негабарита, более высокий сейсмический эффект, большие потери и разубоживание руды. Поэтому для скважинной отбойки благоприятны невысокая ценность руд, правильные элементы залегания рудного тела, применение мощного погрузочно-транспортного оборудования и сейсмически прочных конструкций.

45. ПНЕВМОУДАРНОЕ — разновидность ударно-вращательного бурения с использованием погружного бурильного молотка (пневмоударника). Поршень-боёк пневмоударника за счёт поступательно-возвратного движения наносит удары по хвостовику, который является частью долота (сплошное бурение), или входит в состав пневмоударника и передаёт удары колонковому снаряду (керновое бурение). Вращение пневмоударника осуществляется вместе с долотом и буровым ставом вращателем, установленным на станке; частота 30-70 об/мин. Буровой став наращивается по мере углубления скважины.

Пневмоударник и коронка буровая составляют рабочий орган буровой машины. Долото буровое для ударно-вращательного бурения имеет ударный профиль выпуклой формы и штыри из твердого сплава, вделанные во переднюю часть инструмента.

Принцип работы пневмоударника основан на преобразовании энергии сжатого воздуха в кинетическую энергию возвратно-поступательных движений поршня. Поршень ударника снабжен штоком с бойком, который в ходе работы воздействует непосредственно на породоразрушающий инструмент. Современные модели пневмоударников имеют встроенные обратные клапаны, предотвращающие зашламление.

Выхлоп отработанного воздуха производится через буровое долото, имеющее специальное центральное отверстие. Мощный воздушный поток используется для продувки скважины и эффективно удаляет шлам параллельно с разрушением породы

46. Под отбойкой руды понимается отделение части руды от массива с одновременным дроблением ее на куски. Отбойка должна обеспечивать полное отделение руды от массива в пределах проектного контура, минимальное законтурное обрушение массива, хорошее качество дробления со снижением выхода крупных кусков, требующих вторичного дробления.

Отбойка руды производится с применением буровзрывных работ, механических средств и самообрушения. Выбор способа отбойки зависит от горно-геологических условий, физико-математических свойств руды и принятой системы разработки.

При шпуровой отбойке шпуры в рудном теле бурят на глубину не более 5 м и диаметром до 75 мм. Для бурения применяют перфораторы или самоходные буровые каретки на пневматическом или гусеничном ходу. В зависимости от направления перемещения очистного забоя шпуры располагают горизонтально, вертикально или наклонно снизу вверх или сверху вниз (рис. 4.6). Глубина, диаметр, число шпуров и масса заряда взрывчатого вещества устанавливается специальными расчетами

При скважинной отбойке скважины бурят глубиной 5–50 м и более и диаметром от 60 до 150 мм. Отбойка руды взрыванием зарядов в скважинах широко распространена при разработке мощных рудных тел. Для их бурения применяют различное оборудование: перфораторы, погружные пневмоударники, буровые агрегаты и станки.

Скважины располагают параллельно или под углом к поверхности массива, на которую производят послойную отбойку руды. Если эта поверхность граничит со свободным пространством, то происходит отбойка на свободное компенсационное пространство. Если поверхность граничит с раздробленной на куски горной массой, то происходитотбойка в зажиме (рис. 4.7). Отбойка в зажиме рекомендуется в мощных и средней мощности залежах с любым углом падения при крепких и средней крепости рудах. Ее применение исключается в слабых рудах, склонных к слеживанию, так как при взрывании шпуров происходит ее уплотнение, что затрудняет или делает невозможным последующий ее выпуск.

Параллельное расположение скважин применяют при крепкой и очень крепкой руде, равномерность дробления которой имеет важное значение, а также при бурении скважин из очистного пространства.

Скважинная отбойка по сравнению со шпуровой позволяет увеличить производительность труда по отбойке в 2–3 раза, повысить безопасность работ, снизить запыленность рудничного воздуха. Скважинная отбойка руды применяется при мощности месторождения не менее 6–8 м и устойчивой руде.

47.Габаритный (кондиционный) размер кусков руды. Отбитая руда при перемещении ее проходит, например, через перепускные выработки в выемочном блоке, размещается в рабочем органе погрузочной машины, в скреперном ковше, на питателе или конвейере, пропускается через люк, размещается в вагоне, проходит через капитальный рудоспуск, бункер и дозирующее устройство (питатели и затворы) скипового подъема, размещается в скипе.
Минимально допустимое отношение ширины выпускной выработки к поперечному размеру куска руды изменяется приблизительно от 1,8:1 до 5:1, Меньшие величины относятся к легкодоступным местам горных выработок, в которых затор ликвидировать легко и пропускная способность которых не лимитирует производительности рудника в целом или крупных его участков. Значения от 4:1 и выше относятся к особенно ответственным и труднодоступным местам, например к капитальным рудоспускам, Размеры выработок в сечении обычно выбираются такие, какие необходимы при данном габарите кусков, и потому не являются ограничительным фактором.

48. Сравнительная оценка шпуровой отбойки (по сравнению со скважинной). Преимущества:
- возможность применения при любой мощности залежи;
- возможность работы людей в очистном пространстве;
- наиболее полная выемка руды у контактов залежи и относительно меньшее засорение пустой породой;
- достаточно мелкое дробление руды.
Недостатки:
- более высокие материально-трудовые затраты;
- работа бурильщика в непосредственной близости к разрушаемой части блока, что менее безопасно, чем бурение из специальных выработок.
- сложность или практическая невозможность одновременного обрушения больших объемов руды в виде целиков;
- повышенная запыленность рудничной атмосферы (при пневматическом бурении).