Подготовка горных пород к выемке на открытых горных работах

Подготовка горных пород к выемке заключается в разрушении массива различными способами на куски, удобные для последующей выемки, погрузки и транспортирования. Рыхлые и мягкие породы могут разрабатываться непосредственно из массива экскаваторами или другими выемочными машинами. Подготовка полускальных пород ведется обычно навесными рыхлителями на тракторах тяжелого типа. Подготовка к выем­ке скальных пород осуществляется посредством буровзрывных работ, при этом кусковатость взорванных пород должна быть оптимальной.

Размеры максимально допустимого куска во взорванной гор­ной массе определяются параметрами транспортных средств, дробилок и других приемных устройств, а также условиями ра­боты оборудования.

Максимально допустимый линейный размер куска породы, м, равен:

• для одноковшовых экскаваторов — lmax ≤ 0,8 q)^1/3;

• для транспортных средств — lmax≤ 0,5 Q^1/3;

• для конвейерного транспорта — lmax ≤ 0,5 В_л - 0,1;

• для дробилок - lmax ≤ 0,75 В_д

где q — вместимость ковша экскаватора,м³; Q — вместимость ку­зова автосамосвала или думпкара,м³; В_л - ширина конвей­ерной ленты,м; В_д— ширина приемного отверстия дробилки,м.

Куски, имеющие размеры больше допустимых, называют негабаритными и подвергают дополнительному дроблению. При­меняют различные методы разрушения пород (рисунок 32).

Рисунок 32 Методы взрыв­ного разрушения по­род:

а - накладной; б, в - ка­мерный в шурфе и штольне; г - котловой;

д - скважинный; 1 - заряд; 2 - за­бойка

На большинстве карьеров и в разнообразных условиях при­меняют скважинные заряды. К основным параметрам взрыв­ных скважин относятся глубина, диаметр и угол наклона (рисунок 33).

Глубина скважины l_с определяется высотой взрываемого ус­тупа Ну, углом наклона скважины к горизонту а и величиной пе­ребура скважины l_п ниже отметки подошвы уступа. Перебур не­обходим для качественного разрушения пород в подошве уступа.

Забойка скважины должна быть плотной, а ее длина l₃ - достаточной для предотвращения утечек продуктов взрыва, вы­броса породы и образования сильной ударной воздушной вол­ны. Для забойки используют буровую мелочь, песок с разме­рами частиц до 50 мм.

Различают горизонтальные, наклонные и вертикальные сква­жины. В основном в настоящее время применяют вертикальные скважины. Заряд ВВ в скважине может быть сплошным или рас­средоточенным, а расположение скважин в пределах взрывае­мого блока - однорядным и многорядным.

Рисунок 33 - Параметры взрывных скважин:

а - наклонных со сплошным зарядом; б - вертикальных с рассредоточенным зарядом при многорядном расположении; 1 - заряд ВВ;

2 -забойка; 3 - воздушный промежуток

Параметрами взрываемых зарядов при их однорядном рас­положении являются: расстояние между скважинами в ряду а, а при многорядном - расстояние между скважинами а, между рядами bи число рядов n.

Горизонтальное расстояние от оси скважин до нижней бровки уступа W называется линией сопротивления по подошве уступа.

Буровзрывные работы - это комплекс бурения и взрыва­ния скважинных зарядов. Бурение скважин на уступе осуще­ствляется в один, два или три ряда при помощи станков враща­тельного или ударно-вращательного действия, которые подраз­деляются на шнековые и шарошечные. Станки шнекового бу­рения типа СБШ-СБР-125 и СБР-160 (рисунок 34) применяют для бурения наклонных и вертикальных скважин по углю диамет­ром 125—160 мм и глубиной до 25 м. Станки шарошечного бу­рения используются на крепких скальных породах и имеют в качестве рабочего органа вращающиеся долота — шарошки с зубьями из твердого сплава. Станки подразделяются на легкие, средние и тяжелые. К легким (до 40 т) относятся станки СБШ-200 (d_скв = 150—200 мм); к средним (до 60 т) — 2СБШ-200Н, СБШ-250МН, СБШ-250К d_скв = 220—270 мм); к тяжелым (до 120 т) — СБШ-320 и СБШ-400 для бу­рения скважин диаметром до 400 мм. Станки имеют гусе­ничный ход.

Рисунок 34 - Схема станка вращатель­ного бурения типа СБШ-СБР:

1 — платформа; 2 — гусеничная ходовая часть; 3 — кабина с пультом управле­ния; 4 — поворотный редуктор; 5 — электрооборудование

Бурение скважин осуществляется вертикально или наклонно глубиной до 60 м.

Для ведения взрывных работ в качестве взрывчатого веще­ства применяют в основном гранулированные ВВ (гранулиты, игданиты), реже — порошкообразные ВВ (аммониты, аммона­лы). Взрывают заряды главным образом при помощи детони­рующего шнура или электрическим способом.

К вспомогательным процессам при взрывном разрушении относятся погрузочно-разгрузочные работы, транспортирова­ние ВВ к месту заряжания, заряжание и забойка скважин. Дос­тавка ВВ в карьер и заряжание скважин осуществляются с по­мощью зарядных машин МЗ-3, МЗ-4 и др. Сменная производи­тельность машин по зарядке составляет 15—20 т. Забойка сква­жин производится буровой мелочью или с помощью забоечных машин-бункеров ЗС-2 и ЗС-1Б, транспортирующих и засы­пающих в скважину забоечный материал. Производительность их до 150 скважин в смену.