6.3.2Подготовка горных пород к выемке

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 — l_max ≤ 0,8 (q)^1/3;

• для транспортных средств — l_max ≤ 0,5 (Q)^1/3;

• для конвейерного транспорта — l_max ≤ 0,5 В_л – 0,1;

• для дробилок — l_max ≤ 0,75 B_д,

г де 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 (рис. 6.4).

Рис 6.4. 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 (рис. 6.5).

Рис. 6.5. Параметры взрывных скважин:

а — наклонных со сплошным зарядом; б — вертикальных с рассредоточенным зарядом при многорядном расположении; 1—заряд ВВ; 2 —забойка; 3—воздушный промежуток

Глубина скважины l_с определяется высотой взрываемого уступа Н_у, углом наклона скважины к горизонту α 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 l_з — 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.

Параметрами взрываемых зарядов при их однорядном расположении являются: расстояние между скважинами в ряду а, а при многорядном — расстояние между скважинами а, между рядами b и 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 (рис. 6.6) 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-25ОК 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.

Б

Рис. 6.6. Схема станка вращательного бурения типа СБШ-СБР:

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

урение 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.