Файл: Модернизация технологического процесса ведения горных работ в условиях подземного рудника по заданным параметрам.docx

Для проведения подэтажных выработок большого сечения с использованием самоходного оборудования для подземных рудников наиболее отработанным является вруб с четырьмя холостыми скважинами диаметром 76 мм. Скважины расположены в углах ромба, а в его центре располагается центральный врубовый шпур. Остальные врубовые шпуры отстраиваются по углам квадрата от компенсационных скважин (рис.4.2). Расстояние от центрального врубового шпура до холостых скважин по диагонали ромба (D/2) определяется радиусом интенсивного дробления шпурового заряда R_Р. Радиус интенсивного дробления шпурового заряда диаметром 43 мм (получен по результатам теоретических и экспериментальных исследований по развитию зон разрушения от взрыва зарядов ВВ) принимается равным и составляет:

- при применении патронированного аммонита 6ЖВ: R_Р = 0,25-0,30 м.

- при применении эмульсионного ВВ «Сабтэк» для шпурового заряда диаметром 45мм: R_Р = 0,25-0,35м.



Рисунок 1 - Рекомендуемый тип прямого вруба и очередность взрывания шпуров
Построение остальных врубовых (вспомогательных) шпуров осуществляется по принципу квадрата. Второй квадрат отстраивается на расстоянии от первого квадрата (t) t= 0-20см. Остальные квадраты отстраиваются без отступа от предыдущего квадрата. Такие параметры расположения врубовой полости при указанной очередности взрывания позволяют обеспечить отрыв руды (породы) на всю глубину врубовых шпуров (рисунок 6).


Рисунок 2 - Образовавшаяся врубовая полость
Для проведения откаточных выработок небольшого сечения с использованием оборудования на колесно-рельсовом ходу для расчета и выбора вруба.

Глубина шпуров

Рациональное значение глубины шпуров следует устанавливать с учетом всех операций проходческого цикла, используя для этой цели один из трех основных критериев: минимальную стоимость проведения 1 м выработки, минимальную трудоемкость проведения 1 м выработки или максимальную скорость проходки.

---

Выбор критерия должен быть обоснован, исходя из конкретных условий и задач проведения выработок. Если горные работы требуется проводить при минимальной их стоимости и трудоемкости, то глубину шпуров следует принимать соответственно по критерию минимальной стоимости или трудоемкости. Если скорость проходки является решающим фактором, то рациональная глубина обосновывается критерием максимальной скорости.

Для условий подземных рудников АО «Апатит» наиболее целесообразно с целью улучшения показателей отбойки, обеспечения ровной поверхности забоя и условий забуривания, снижения отклонения шпуров от проектного положения принимать глубину шпуров при использовании аммонита 6ЖВ не более 3,5-3,8 м в зависимости от крепости пород. При использовании эмульсионного ВВ «Сабтэк» глубина шпуров может быть увеличена до 4,5, а врубовых – 4,7 м.

При использовании прямолинейного вруба с холостыми скважинами диаметром более 70 мм, как правило, обеспечивается полная проработка врубовой полости.

Устья оконтуривающих шпуров необходимо размещать не далее 150 - 200 мм от стенок выработки с выводом дна шпура за проектный контур не более чем на 80-100 мм. Концы оконтуривающих шпуров в слабых породах следует располагать на проектном контуре выработки. Оконтуривающие шпуры должны буриться в одной плоскости, также как и концы их должны располагаться в одной плоскости. Особенно тщательно следует выдерживать направления шпуров по кровле выработки. Угол их наклона от горизонтальной плоскости не должен превышать 5°. Нарушение этого требования приводит не только к необоснованному завышению высоты выработки, но и к образованию опасных заколов в законтурной части массива горных пород.

Бурение отбойных шпуров предконтурного ряда в целях сохранения постоянной ЛНС по всей глубине шпуров необходимо производить параллельно оконтуривающим шпурам. При наличии второго ряда отбойных шпуров их также необходимо обуривать параллельно оконтуривающим шпурам и шпурам предконтурного ряда.

Бурение врубовых и вспомогательных шпуров для образования врубовой полости необходимо бурить параллельно оси выработки.

Величина недозаряда.

Величина недозаряда определяется эквивалентным зарядом, участвующим в формировании воронки выброса и углом раскрытия воронки выброса (рисунок 7). Центр эквивалентного заряда находится от груди забоя на расстоянии равном ЛНС, а угол раскрытия воронки выброса составляет 110º. Тогда для принятых параметров БВР величина недозаряда должна составлять: для врубовых, почвенных и надпочвенных шпуров с целью обеспечения лучшей проработки вруба и подошвы выработки – 0,2-0,3 м; для контурных, предконтурных и отбойных шпуров - 0,6-0,8 м. При применении эмульсионных ВВ, ввиду их более бризантного действия величина недозаряда во всех шпурах, кроме врубовых, может быть принята равной 0,8 м. Конкретное значение принимается после проведения опытных взрываний.

---

---

Рисунок 3 - К определению величины недозаряда

Конструкция контурных зарядов

При применении патронированных ВВ.

На практике для уменьшения нарушений законтурного массива при контурном взрывании применяют взрывчатые вещества пониженной мощности, уменьшают диаметр контурных шпуров, оставляют большой радиальный зазор (15-20 мм) между патронами ВВ и стенкой шпура, формируют заряд с демпфирующими прокладками по всей его длине, которые направляют в сторону законтурного массива. Из указанных способов наибольшее распространение в российской практике получило применение зарядов контурного взрывания (ЗКВК).

При контурном взрывании с последующим оконтуриванием для шпуров 4,5 м целесообразно применять следующую конструкцию заряда (рисунок 4).



Рисунок 4 - Конструкция контурных зарядов для последующего оконтуривания
При контурном взрывании с предварительным оконтуриванием целесообразно применять следующую конструкцию заряда (рисунок 9).



Рисунок 5 - Конструкция контурных зарядов для предварительного оконтуривания

При применении эмульсионных ВВ.

В мировой практике при применении эмульсионных ВВ при проходке горных выработок, для контурного взрывания используют в основном два способа заряжания контурных шпуров: 1) на неполное сечение и 2) на полное сечение.

Способ заряжания шпуров на полное сечение применяется в основном для выработок с небольшим сроком эксплуатации. Основное условие: плотность заряжания в контурных зарядах должна быть не более 0,6-0,8 г/см³, при которой имеют место минимальные законтурные нарушения.

При применении эмульсионного ВВ в контурных зарядах, в случае, когда конечная плотность заряда не может быть обеспечена в пределах 0,6-0,8 г/см³ и во всех шпурах забоя применяется одинаковая плотность заряжания (1,05 г/см³) возможен следующий вариант заряжания шпуров контурного ряда: начиная от пяты свода производить по схеме полный шпур (с учетом недозаряда)-пол шпура-полный шпур-пол шпура и т.д. (см. рисунок 6). При этом шпуры контурного ряда должны взрываться на одно замедление.

---

Рисунок 6 - Контурное взрывание с разной длиной заряда в контурных шпурах
При заряжании шпуров на неполное сечение применяются два варианта. При первом, позволяющем минимизировать законтурные нарушения, предусматривается заряжание контурных шпуров на 25% сечения, предконтурных - на 50% сечения и остальных - на полное сечение (рисунок 11). Второй вариант предусматривает заряжание контурных шпуров на половину сечения, а всех остальных – на полное сечение. В этом случае законтурные нарушения будут несколько большими, чем в первом варианте. Данный способ на зарубежных рудниках является основным.


Рисунок 7 - Заполнение шпуров эмульсионными ВВ с механизированным вытягиванием шланга и вид контурного заряда ВВ в шпуре
Способ заряжания шпуров на неполное сечение осуществляется с использованием специальной зарядной техники: смесительно-зарядной машины «MCU» дополнительно оснащенной устройством «Отводчик зарядного шланга», позволяющим равномерно производить зарядку шпура.

Масса ЭВВ на погонный метр шпура для предконтурного ряда должна быть 1,2-1,6 кг/п.м, для контурных зарядов 0,6-1,2 кг/п.м.

Определение суммарной длины шпуров

Учитывая небольшое число и трудную работу зарядов врубовых шпуров, рекомендуется увеличить расчетную длину шпура во врубе на 0,2 м.

Суммарная длина врубовых шпуров:

l_в = n_в (l_ш + 0,2)=5(4,5+0,2)=23,5 м (43)

где, n_в - число врубовых шпуров

Суммарная длина отбойных и вспомогательных шпуров:

l₀ = (n₀ + n_в) l_ш=(29+7)4,5=162 м (44)

Суммарная длина оконтуривающих шпуров:

l_ок = n_ок (l_ш/sin85)=19(4,5/sin(85))=85,8 м (45)

Тогда суммарная длина всех шпуров:

l_ш = l_в + l_о + l_ок=23,5+162+76,8=262,3 _М (46)

Также следует учитывать, что глубина врубовых шпуров больше остальных шпуров в забое выработки, на 0,2 м

Массу заряда патронированного ВВ в шпуре находим по формуле:

кг (47)

---