Устойчивость бортов и уступов

Вскрышные породы представлены мелкозернистыми слабосцементированными песчаниками с прослойками глин, алевролитов, аргиллитов, суглинками, супесями, песком. Все породы вскрыши относятся к категории слабо льдистых, твердомерзлых грунтов. При глинистом, суглинистом и пылеватом составах грунты, в оттаявшем состоянии, приобретают тугопластичную и полутвердую консистенцию. Сводная инженерно-геологическая классификация пород следующая: - палеогеновые и нижнемеловые дезинтегрированные песчанистые отложения являются наиболее неустойчивыми породами. В талом состоянии они практически не сцементированы (прочность на сжатие не более 5 кг/см2). В мерзлом состоянии прочность на сжатие – 10 кг/см2, на растяжение – 0,3 кг/см2. По классификации ВНИМИ (1967 г.) породы относятся к III группе, подгруппе наиболее слабых разностей. - глинистые нижнемеловые отложения и песчаники на глинистом цементе характеризуются средней прочностью на сжатие в талом состоянии 0÷35 кг/см2, - на растяжение – 5 кг/см2. В мерзлом состоянии прочность составит при сжатии – 60 кг/см2 – на растяжение 10 кг/ см2.

Данные породы относятся к III группе, подгруппе средних и крепких разностей. - угли месторождения являются наиболее прочными породами. Средняя прочность на сжатие в талом состоянии 110 кг/см2. При замораживании прочность возрастает до 140 кг/см2. Угли месторождения, по классификации ВНИМИ, соответствуют II группе, подгруппе мягких. В подошве пласта "Нижний" залегают плотные массивные, аргиллиты, алевролиты, песчаники. Средние показатели физико-механических свойств углевмещающих пород приведены в таблице 3.5-1. Гидрогеологические условия - простые. В пределах рассматриваемой площади в разрезе угленосных осадков выделяется преимущественно два типа вод: а) надмерзлотные воды сезонно-талого слоя; б) подмерзлотные воды.

Надмерзлотные воды деятельность слоя функционируют не более 4-5 месяцев в году, в период летней оттайки, зимой полностью промерзают. Основным источником питания являются атмосферные осадки. Мощность горизонта составляет 0,3 – 3,0 м. Подмерзлотные воды ввиду их глубокого залегания на эксплуатацию разреза никакого влияния оказывать не будут. За поведением пород в бортах разреза проведены длительные натурные наблюдения. Наблюдениями изучались формы откосов и процессы их образования. В соответствии с результатами наблюдений рекомендуются: - угол рабочего уступа по вскрыше - 75°; - угол откоса отвалов на мерзлом основании - 45°; - угол откоса угольного уступа - 80°. Предельная высота внутреннего отвала, с учетом последующего размещения в выработанном пространстве участка первоочередной отработки пород автотранспортной вскрыши с Западной площади – 60 м. Общие углы откосов рабочего и нерабочего бортов заходки (за счет создания берм определенной ширины между уступами и ярусами отвалов) не должны превышать величин, рекомендованных Сибирским филиалом ВНИМИ в 2010 году.

Буровзрывные работы

Настоящий раздел из Проекта реконструкции разреза "Кангаласский" ГУП "Якутуголь" (пересмотр 2001 г.) выполненный ОАО "Востсибгипрошахт" в 2001 - с корректировкой объемов по вскрыше и добычным работам принятых в настоящем проекте. Физико-механические свойства пород вскрыши и угля подробно освещен в книге 1 "Геологическое строения поля разреза". Распределение пород по категориям на средние условия трудности экскавации, буримости, взрываемости приведено в таблице 3.6-1.

Породы вскрыши и уголь находятся в зоне сплошного распространения многолетней мерзлоты. Анализ физико-механических свойств показывает, что породы вскрыши и уголь требует предварительного рыхления буровзрывным способом. Для бурения скважин на действующем поле разреза используются станки СБР160 и ЗСБШ-200-60. Рекомендуется использовать: - на угле и междупластии - станок СБР-160; - на внешней вскрыше ЗСБШ-200-60. Выбор оборудования для буровых работ, удельный расход ВВ и расчет параметров буровзрывных работ выполнен на основании: - "Временной методики расчета параметров взрывной отбойки пород на угольных разрезах" изд. ИГД имени Скочинского, 1976 года; - "Инструкции по расчету норм расхода взрывчатых материалов", утвержденной Минуглепромом СССР 26.11.1980 г.; - Методического руководства по выбору схем ведения взрывных работ на угольных разрезах с учетом физико-механических свойств пород и использования средств механизации, утвержденного Минуглепромом СССР 26.11.1981 г. В проекте использованы "Рекомендации по выбору схемы взрывания многолетнемерзлых пород вскрыши на сброс на разрезе "Кангаласский", выполненные МП "Агрикола" в 1993 г. Предусматривается применение на вскрышных работах скважин наклонного бурения применяются вертикальное бурение. Применение скважин наклонного бурения на вскрыше позволяет перемещать в выработанное пространство значительно больший объем взрывной породы, обеспечивает более качественное и равномерное дробление породы и улучшает качество заоткостки откосов уступов рабочего борта по сравнению с применением вертикальных скважин. Взрывные работы производятся методом скважинных зарядов. Взрывание-бескапсюльное, производится с помощью детонирующего шнура, короткозамедленное. В качестве заземлителя используются пиротехнические реле типа КЗДШ-69 и другие, допущенные к применению Ростехнадзором. В качестве ВВ на вскрыше применяется граммонит – 79/21. Для детонации граммонита, а также для рыхления угля рекомендуется аммонит №6 ЖВ. Зарядка и забойка скважин предусматривается как вручную, так и механизировано, с применением зарядной машины типа МЗ-3 (на базе КрАЗ – 256 Б), грузоподъемностью – 12 т. Забойка скважин производится штыбом от бурения. Расчет производительности зарядной машины МЗ-3 приведен в Приложении 8. Величина удельного расхода ВВ принята с учетом свойств разрушаемого массива, диаметра скважин, высоты уступа, типа применяемого экскаваторного оборудования, а также в соответствии с фактическим удельным расходом. Важнейшей технологической характеристикой породного массива является его блочность. В таблице 3.6-2 представлено долевое участие литологических разностей пород вскрыши, а также классификация блочности. Данные в таблице 3.6-2. показывают, что все породы вскрыши и уголь относятся к мелкоблочным.

Согласно "Инструкции по расчету норм расхода взрывчатых материалов" и фактических данных по удельному расходу ВВ, в таблице 3.6-3 приведен принятый удельный расход ВВ по видам работ.

Расчет параметров буровзрывных работ выполнен по методике института "Сибгипрошахт", разработанной в 1974 году на основании "Временной методики расчета параметров взрывной отбойки пород на угольных разреза" изд. 1976 г. Данные расчета представлены в таблице 3.6-4.

По данной методике рассчитаны параметры буровзрывных работ на транспортной вскрыше и добычных работах. Расчет параметров буровзрывных работ на бестранспортной вскрыше выполнен на основе рекомендаций МП "Агрикола". Суть рекомендаций МП "Агрикола" сводится в основном к тому, чтобы за счет увеличения удельного расхода бурения, получить наиболее качественную подготовку горной массы, увеличить коэффициент сброса пород в выработанное пространство, уменьшить переэкскавацию, снизить воздействие взрыва на поверхность откоса уступа смежной заходки. Для этого используются: - наклонное бурение под углом 75° или 60° к вертикали; - система плоских зарядов (один иди два); - контурный ряд скважин. Типовой паспорт буровзрывных работ для рекомендуемой схемы взрывания на сброс приведен в "Рекомендациях по схеме взрывания многолетнемерзлых пород вскрыши на сброс на разрезе "Кангаласский", выполненных МП "Агрикола" в 1993г. Расчет годовой производительности бурстанков приводится в Приложении.