1.3.3. Технології видобутку, збагачення та первинної переробки рудних корисних копалин
Найпоширенішим способом видобутку корисних копалин є вибухові роботи.
Вибухові роботи можуть здійснюватися одним з таких способів:
шпуровим,
з прострілом шпурів для отримання розширення їх нижньої частини (котловий метод),
накладними зарядами (без буріння шпуру або підготовки будь-якого простору для приміщення заряду),
глибокими свердловинами
мінними камерами.
Вибухові речовини. Загальна характеристика вибухових речовин.
Вибуховими речовинами (ВВ) називають хімічні сполуки або механічні суміші, яка під впливом зовнішнього імпульсу (нагрівання, іскра, поштовх) здатні до вибуху, тобто можуть з величезною швидкістю перетворюватися в інші хімічні сполуки з виділенням тепла та утворенням газів, здатних вироблятимеханічну роботу.
Вкрай швидке виділення енергії при хімічному перетворенні ВВ, що супроводжується виділенням тепла та утворенням стислих газів, які при високій температурі миттєво розширюються, виробляючи механічну роботу і утворюючи в навколишньому середовищі ударні (вибухові) хвилі, називається вибухом.
Залежно від швидкості вибухової розкладу одне і те ж вибухова речовина може бути бризантність (дробить) або фугасним (метальним); чим більше швидкість цього розкладу, тим більше бризантність.
Швидкість розкладання всередині заряду вимірюється в метрах за секунду. У залежності від її величини розрізняють вибухове горіння (поширення вибуху відбувається без проходження ударної хвилі і протікає зі швидкістю близько сотень метрів на секунду) і детонацію (поширення вибуху протікає з постійною надзвуковою швидкістю порядку декількох тисяч метрів в секунду).
Тільки деякі вибухові речовини вибухають при запалюванні (наприклад, гримуча ртуть та азид свинцю). Більшість застосовуваних вибухових речовин при запалюванні на відкритому повітрі згорає без вибуху.
При підземних роботах застосовують в основному шпуровий спосіб. Сутність вибухових робіт: у забої пробурюють свердловини з відносно незначною глибиною (до 4 - 6 м) і невеликого діаметра (25 - 27 мм) - так звані шпури, в які поміщають певну кількість вибухової речовини (заряд). Частину шпуру між зарядом і його гирлом заповнюють яким-небудь інертним матеріалом, не займистим від високої температури, що розвивається під час вибуху (зазвичай патронами із суміші піску з глиною). Таке заповнення вільної від заряду частини шпуру інертним матеріалом носить назву набійки.
Розташування шпурів у вибої, їхня глибина і число.
Метою застосування вибухових робіт є відділення породи від масиву і роздроблення її на шматки, найбільш зручні за розмірами для навантаження. Для отримання найбільшого ефекту при веденні вибухових робіт шпури слід розташовувати в забої з урахуванням цих природних властивостей порід. Крім того, на розташування шпурів у вибої впливають тип гірничої виробки і форма її поперечного перерізу.
Якщо у вибої виробки, яка проводиться за однорідної масивної породі, пробурити один шпур перпендикулярно площині забою (рис.3, а) і зарядити його вибуховою речовиною, то під час вибуху майже не відбудеться відривання породи, так як вся сила його буде спрямована на викидання з шпуру набійки і на деякий роздроблення і ущільнення породи навколо шпуру. Якщо ж шпур пробурити похило до площини вибою (А1О рис.3, б), то порода між шпурів і оголеною поверхнею забою виявиться в порівнянні з попереднім випадком в більш сприятливих для відриву від масиву умовах, так як в цьому напрямку опір породи відривання буде менше , ніж в інших.
При розташуванні шпурів під більш гострими кутами до площини вибою (А2О, А3О) обсяг породи, яка відривається одним шпуром, зростає. Максимальний ефект вибуху досягається при розташуванні шпуру паралельно площині (А4О), що можливо за наявності врубу.
Глибину шпурів визначають залежно від міцності порід, виходячи з часу, необхідного для виконання прохідницького циклу, в основному для буріння та прибирання породи.
Рис.3. Розташування шпурів відносно площини вибою .
Буріння шпурів здійснюється за допомогою бурів і може бути ударним або ударно-поворотним, обертальним і ударно-обертальним.
При обертальному бурінні руйнування породи, в результаті якого утворюється шпур, проводиться різцем, а при ударному - головкою бура. При обертальному бурінні лезо різця, притискаючись у вибої шпуру до породи, зрізує і сколює її частки. При ударному бурінні після кожного удару бур повертають на певний кут, і поглиблення шпуру здійснюється за рахунок роздроблення і сколювання породи.
При обертальному бурінні порода, руйнована різцем, видаляється з шпуру за рахунок просування її по виткам до стрижня бура. При ударному бурінні роздроблену породу необхідно зі шпуру видалити.
Вибухові роботи при проведенні підземних гірничих виробок виконуються у відповідності з паспортом буропідривних робіт, який складається з схеми розташування шпурів у вибої, табличних показників по шпуру, техніко-економічних показників вибуху і заходів з техніки безпеки.