Способ взрывной отбойки маломощных рудных тел

 

Изобретение относится к горному делу, а именно к технологии выемки рудных тел (РТ) небольшой мощности, крутого или наклонного падения при открытой разработке рудных месторождений. Цель изобретения снижение разубоживания руды. Бурят сближенные скважины (С) по контуру РТ и ряды С по пустым породам. При этом С ближайшего к контуру РТ бурят параллельно плоскости контакта. Заряжают сближенные С равномерно рассредоточенными зарядами ВВ и дополнительными в нижней части С зарядами, равными по массе основным. Массу последних определяют из выражения Q=[q·H·(0,2_m+0,55m²)]:2, где q - удельная масса заряда нормального рыхления, кг/м³, H высота уступа, м; m горизонтальная мощность РТ, м. Одновременно взрывают заряды в сближенных С по обоим контактам. При этом производится дробление РТ и отделение его от вмещающих пустых пород. Взрывание С по пустым породам производят с замедлением во времени, равном времени достижения максимального давления продуктов детонации в разрушенном слое руды. 4 ил.

Изобретение относится к области горного дела, а именно к технологии выемки рудных тел при открытой разработке рудных месторождений, и может быть использовано при обработке рудных тел небольшой мощности, крутого или наклонного падения. Цель изобретения снижение разубоживания руды. В предлагаемом способе экраном при взрывании пустых пород является слой раздробленной руды на всю мощность рудного тела, полученный в результате одновременного взрывания двух экранирующих рядов сближенных скважин, в то время как в известном способе экранирующий слой создают только по контакту рудного тела взрыванием одного ряда сближенных скважин. Заряды в сближенных скважинах в предлагаемом способе работают на дробление рудного материала и на оконтуривание рудного тела, в известном же способе заряды сближенных скважин работают только на оконтуривание рудного тела, а для дробления рудного материала проходятся скважины непосредственно по рудному телу. При одновременном взрывании зарядов в сближенных скважинах по обоим контактам за счет взаимодействия зарядов сближенных скважин по линии контакта происходит оконтуривание руды от вмещающих пород, а в результате взаимодействия разрядов экранирующих рядов дробление рудного материала, т.е. заряды сближенных скважин работают на дробление рудного материала и отделение его от вмещающих пустых пород. При этом со стороны вмещающих пород наблюдается небольшое трещинообразование, которое не оказывает влияние на показатели потерь и разубоживание руды. Взрывание зарядов в скважинах, пройденных по пустым породам, производят с замедлением во времени, чтобы исключить перемешивание в зоне контакта (со стороны висячего бока рудного тела). Взрывание примыкающего к рудному телу ряда скважин по пустым породам производят с замедлением во времени, позволяющим избежать перемешивания со стороны висячего бока рудного тела и наброса пустых пород на руду. Критическое время замедления рассчитывают из условия, при котором давление в газовой полости пpи взрывании экранирующих рядов и динамический напор вытесняемой среды способны предотвратить наброс в полость экранирующего ряда пустой породы со стороны висячего бока рудного тела. С точки зрения наилучшего разделения руды и породы по контакту висячего бока этот интервал замедления составляет время, в течение которого взорванная зарядами экранирующих рядов рудная масса находится в напряженном состоянии и создает упругую среду, пpепятствующую прохождению сейсмических волн от взрыва примыкающего ряда скважин по пустым породам. Расстояние между скважинами экранирующего ряда, линейный расход равномерно рассредоточенных гирляндных зарядов взрывчатых веществ (ВВ) в скважинах экранирующих рядов и величину дополнительного заряда определяют из зависимостей l_мс 0,2 + 0,55 m; q_л Q_y q_л˙l_кс, где l_мс расстояние между скважинами экранирующего ряда; 0,2 и 0,55 эмпирические коэффициенты; m горизонтальная мощность рудного тела, м; q_л линейная плотность равномерно рассредоточенных зарядов ВВ, кг/м; q удельная масса зарядов нормального рыхления, кг/м³; Н высота уступа, м; l_кс глубина скважин экранирующих рядов, м;
Q_y величина дополнительного заряда, кг. Эмпирические коэффициенты определяют из условия использования метода "гладкого взрывания", при котором рудное тело отбивается зарядами в одном ряду сближенных скважин, пройденных по контакту лежащего бока рудного тела. При использовании этого метода расстояние между скважинами в контурном ряду (l_мс) рассчитывают в зависимости от линии наименьшего сопротивления (л. н. с. ), и оно составляет при л.н.с. (W, м) равной 2, 3 и 4 м соответственно 1,3; 1,85 и 2,4 м. Принимаем, что пpи отбойке маломощных рудных тел л.н.с. (W) соответствует мощности рудного тела (m). Аппроксимация зависимости расстояния между скважинами в контурном ряду от мощности рудного тела [(l_мс f(m)] дает уравнение прямой с коэффициентами а 0,2, b 0,55. Получаем формулу для определения расстояния между скважинами в экранирующем ряду
l_мс 0,2 + 0,55 m
Величину зарядов рассчитывают из условия необходимости нормального рыхления рудной массы. Линейная плотность равномерно рассредоточенных зарядов ВВ в скважинах экранирующего ряда равна
q_л подставляя l_мс 0,2 + 0,55 m, получаем
q_л
Величина дополнительного заряда в скважине экранирующего ряда
Q_y q_л ˙l_кс. При просмотре известных технических решений не обнаружено сходных признаков с предлагаемым способом. На фиг.1 изображен блок до взрыва, план (скважины экранирующих рядов по обеим контактам рудного тела и скважины по пустым породам); на фиг.2 блок после проведения взрывных работ, план; на фиг. 3 разрез А-А на фиг.1 (расположение скважин в разрезе); на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.2. П р и м е р. На одном из месторождений высокоценных руд отрабатывали рудное тело горизонтальной мощностью 3 м. В отрабатываемом блоке длина рудного тела 50 м, угол падения 75^о. Объемная масса руды 2,6 т/м³; крепость руды и пород 14-16 по шкале М.М.Протодьяконова; высота уступа в блоке 10 м; объем руды в блоке 1520 м³ (3900 т). По линии контактов рудного тела осуществляли бурение экранирующих рядов наклонных скважин (угол наклона 75^о) в плоскости лежачего и висячего боков глубиной 12 м станками СБШ-250 МН, диаметром 243 мм. Расстояние между скважинами экранирующего ряда (l_мс) определяли из зависимости
l_мс 0,2 + 0,55 m, где 0,2 и 0,55 эмпирические коэффициенты;
m горизонтальная мощность рудного тела, м. При мощности рудного тела равной 3 м
l_мс 0,2 + 0,55 ˙3 1,85 м
По пустым породам со стороны висячего бока рудного тела производили бурение одного ряда наклонных скважин (под углом 75^о) и двух рядов вертикальных скважин диаметром 243 мм и глубиной 12 м, по стеке 6 х 6 м. Заряжание скважин экранирующих рядов производили гирляндными зарядами, изготовленными из патронов аммонита N 6ЖВ, диаметром 90 мм на двойной нити детонирующего шнура. В нижней части скважин размещался дополнительный заряд. Линейный расход равномерно рассредоточенных зарядов ВВ в скважинах экранирующих рядов определяли из зависимости
q где q удельный расход ВВ зарядов нормального рыхления, кг/м³;
Н высота уступа, м;
m горизонтальная мощность рудного тела, м;
l_кс глубина скважин экранирующих рядов, м. Подставляя числовые значения,
q_л 2,3 кг/м
Величина дополнительного заряда
Q_y q_л˙l_кс 2,3 кг/м ˙12 27,6 кг
Скважины по пустым породам заряжали сыпучими ВВ, концентрация заряда 0,83 кг/м³, масса заряда в скважине 300 кг. Производили одновременное взрывание зарядов экранирующих рядов по обоим контактам рудного тела, в результате которого создавался экранирующий слой оконтуренной с обеих сторон и раздробленной руды (на всю мощность рудного тела). Затем с замедлением во времени равным 50 мс взрывали первый ряд скважин по пустым породам (в направлении от выемки), затем второй (с замедлением 70 мс) и третий. Время замедления взрывания третьего ряда, ближайшего к экранирующему ряду скважин по пустым породам, составляло 90 мс. Ближайшим к экранирующему ряд скважин по пустым породам выполняют параллельно плоскости контакта рудного тела с вмещающими породами, экранирующие ряды заряжаются гирляндными зарядами, усиленными в нижней части дополнительным зарядом, а скважины по пустым породам рассредоточенными зарядами (см. фиг.3). Со стороны лежачего бока рудного тела после взрыва законтуренных разрушений массива не отмечается, в зоне контакта висячего бока не отмечается перемешивания руды и пустой породы (см. фиг.4). После взрывной отбойки рудного тела отмечалось: со стороны лежачего бока рудного тела небольшое трещинообразование во вмещающих породах; со стороны висячего бока отсутствовало перемешивание и взаимное проникновение руды и породы в зоне контакта; дробление рудного материала удовлетворительное выход негабаритной фракции размером плюс 400 мм составлял 14% (при применении известного способа выход негабаритной фракции 48%); отсутствовала трансформация контактных зон в горизонтальном направлении; ширина развала взорванной массы составляла 40 м (при применении известного способа ширина развала 70 м). Показатели разубоживания руды при выемке в предлагаемом способе составляли 25,2% при применении известного способа 47,5% (за счет нарушения контактных зон взрывами отбойных скважин по рудному телу).

Формула изобретения

СПОСОБ ВЗРЫВНОЙ ОТБОЙКИ МАЛОМОЩНЫХ РУДНЫХ ТЕЛ, включающий бурение сближенных скважин по контуру рудного тела и рядов скважин по пустым породам, заряжание сближенных скважин равномерно рассредоточенными зарядами ВВ, взрывание зарядов в пустых породах с замедлением во времени по отношению к зарядам в сближенных скважинах, взрываемых одновременно, отличающийся тем, что, с целью снижения разубоживания руды, скважины ряда, ближайшего к контуру рудного тела, бурят параллельно плоскости контакта и взрывают их в последнюю очередь с замедлением, равным времени достижения максимального давления продуктов детонации в разрушенном слое руды, а снабженные скважины заряжают с дополнительными в нижней части скважины зарядами, равными по массе равномерно рассредоточенному заряду, величину которого определяют из выражения

где q удельная масса заряда нормального рыхления, кг/м³;
H высота уступа, м;
m горизонтальная мощность рудного тела, м.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4