Классификация производственных процессов
Подземных горных работ.
Производственные процессы подземных горных работ в соответствии с классификацией проф. В.Р. Именитова. делятся на основные и вспомогательные.
|
|
|
|
Таблица 1. Основные производственные процессы
Подземной добычи руд (по классификации проф. В.Р. Именитова)
 |
Таблица 2. Вспомогательные производственные процессы
Подземной добычи руд (по классификации проф. В.Р. Именитова)
Отбойка руды
Отбойка руды — отделение руды от массива с последующим ее дроблением, необходимым для беспрепятственного перемещения ее по предусмотренной технологической цепочке.
Виды отбойки руды, область их применения
Различают следующие способы отбойки: механический (при крепости руды до 4-5 по шкале проф. М.М.Протодъяконова); взрывной (при крепости 5 и более), гидравлический (весьма редкий для подземных рудников) и находящийся в стадии теоретических и экспериментальных исследований электрофизический.
Механическая отбойка
Механический способ отбойки применяется при разработке угольных месторождений, калийных солей и марганцевых руд, при добыче строительного камня. При этом используется следующая механизация отбойки: отбойный молоток, врубовая машина, шнековая проходческая машина (комплекс), струговый агрегат, очистной механизированный комплекс на основе очистного комбайна и механизированной крепи. При указанных видах механической отбойки, экономически выгодно применение конвейерной доставки, конвейерного транспорта и подъема (при глубине до 400-500м) руды. Важнейшими характерными особенностями механической отбойки руды являются:
- малый размер куска отбиваемой руды (до 50-70 мм);
- малые крепость и абразивность отбитой руды;
- сравнительно низкая энергоемкость процесса отбойки;
- возможность применения высокопроизводительного отбойного, доставочного, транспортного и подъемного оборудования непрерывного действия.
Взрывная отбойка руды
Для взрывной отбойки руды используется взрывчатое вещество (ВВ), которое размещается в специальных полостях, образуемых в массиве горных пород. Это - шпуры или скважины. При минной отбойке ВВ располагается в специальных выработках или камерах.
ШПУР — цилиндрическая полость, пройденная в массиве горных пород механическим способом для размещения в ней взрывчатых веществ с целью последующей отбойки. Диаметр шпура – до 70 мм, длина шпура – до 5 м.
СКВАЖИНА - то же, диаметр - более 70 мм или длина – более 5 м.
Процесс образования шпуров или скважин механическим способом называется бурением. Бурение осуществляется специальными буровыми механизмами (агрегатами), работающими от энергии сжатого (около 0,65 МПа) воздуха (пневмопривод), технологической воды под определенным давлением (гидропривод), от электроэнергии (электропривод) или от их сочетания. Основные методы бурения: ударно-поворотный, вращательно-ударный и вращательный.
В связи с недопустимостью образования рудничной пыли бурение шпуров и скважин необходимо предусматривать с промывкой водой [6, §302].
Буровой агрегат состоит из 4-х важнейших элементов:
1. Устройство для поддерживания, перемещения и направления силовой установки (пневмоподдержка, колонка, стрела и направляющая);
2. Силовая установка в виде: пневмо- , электро- или гидроударника; пневмо-, электро- или гидроперфоратора; вращающего устройства;
3. Буровые штанги (буровой став), по внутренней части которых по специальному каналу в процессе бурения к забою шпура (скважины) под давлением подается технологическая вода с целью пылеподавления и вымывания из шпура (скважины) бурового шлама, образующегося в процессе бурения. Буровые штанги в поперечном сечении бывают круглые или шестигранные. Длина целиковой штанги может достигать 5-6 м. Для бурения шпуров или скважин большей длины, а также в стесненных условиях, исключающих размещение длинномерных конструкций, используются сравнительно короткие (0,9-1,8м) штанги с резьбовыми соединениями, из которых свинчиваются буровые ставы длиной до 50-60м. Стойкость буровой штанги при крепости массива от 6 до 20 составляет приблизительно от 200 до 50 м соответственно;
4. Буровая коронка, армированная прочными сплавами и материалами, также имеет технологические отверстия-каналы для подачи технологической воды к забою шпура или скважины, т.е. непосредственно к месту разрушения горной породы в процессе бурения (стойкость от 200 до 6м соответственно)
Механизмы, применяемые для бурения шпуров и скважин:
- ручной перфоратор (рис.5);
- ручной перфоратор с пневмоподдержкой - для бурения горизонтальных и наклонных шпуров (рис.6);
-телескопный перфоратор - для бурения вертикальных и крутонаклонных шпуров (рис.7);
- колонковый перфоратор (смонтированный на распорной колонке) или переносный буровой станок – для бурения шпуров и скважин любого направления (рис.8);
- самоходный буровой станок (каретка) - для бурения скважин (шпуров) любого направления (рис.10);
При бурении скважин используются [6: §235, §237, §240, §242-§244]:
-телескопные перфораторы (диаметр 52-85мм, длина – до 12 м);
-колонковые перфораторы (диаметр 52-85мм, длина – до 25м);
-станки ударно-вращательного бурения (диаметр 85-105мм, длина – до 60 м);
-станки вращательно-ударного бурения (диаметр 60-85мм, длина – до 50 м);
-станки шарошечного бурения (диаметр 97-145мм, длина – до 60 м);
-станки алмазного бурения (диаметр 60-85мм; длина – до 50 м)
Взрывчатые вещества (ВВ), которыми наполняются шпуры и скважины, бывают патронированными или гранулированными (россыпными). При незначительной длине и диаметре шпуров и скважин применяются патронированные ВВ, которые размещаются в шпурах и скважинах с помощью
механических приспособлений. Гранулированные ВВ засыпаются в шпуры или скважины по специальному шлангу с помощью сжатого воздуха пневмозарядчиками.
Для инициирования взрыва в каждый шпур или скважину закладывается патрон-боевик, т.е. штатный патрон ВВ, в который вставлен электродетонатор с парой проводов для инициирования взрыва от взрывной машинки.
Шпуры и скважины, располагаемые в один ряд в одной плоскости, взрываются, как правило, одновременно. При многорядном взрывании между рядами обязательно осуществляется замедление для образования обнаженной поверхности для каждого последующего взрываемого комплекта шпуров или скважин. Это достигается применением специальных электродетонаторов короткозамедленного взрывания (ЭДКЗ) с замедлениями от 15 до 500 мсек.
Шпуры и скважины при очистной выемке располагаются, как правило, в плоскости, параллельной обнаженной плоскости, которая может быть вертикальной, наклонной или горизонтальной (рис.10).
Обнаженная плоскость, на которую производится отбойка руды, и ближайшее окружающее ее пространство называется забоем. Кратчайшее расстояние от заряда до обнаженной плоскости (до плоскости забоя) называется линией наименьшего сопротивления (Л.Н.С) и обозначается « W ». Значения этих параметров рассчитываются по специальным формулам в зависимости от:
-- крепости руды;
- диаметра шпура;
- работоспособности применяемой взрывчатки;
- числа обнаженных плоскостей взрываемого массива;
- ширины отбиваемой части массива и ряда других факторов.
Шпуры в плоскости отбойки располагаются в основном параллельно друг другу, а расстояние между ними обозначается «а».
Скважины в плоскости отбойки могут располагаться не только параллельно, но и в виде веера (рис.11). Комплект вееров, пробуренных из одной точки, называют пучком скважин.
Очистная выемка в ряде случаев представляет собой проходку заходок, камер, имеющих только одну обнаженную плоскость – грудь забоя. В этом случае отбойка осуществляется с первоначальным образованием вруба различных конструкций. Вруб, образующийся в результате первоочередного взрывания врубовых шпуров, создает дополнительную обнаженную плоскость, на которую производится отбойка основных шпуров или скважин.
Дополнительную обнаженную плоскость могут создавать и специальные компенсационные шпуры или скважины увеличенного диаметра, пробуренные в центральной части забоя, но не используемые для размещения в них ВВ.
