10. Регулирование степени дробления горных пород взрывом

10.1. Требования к качеству массовых взрывов на карьерах

Результаты взрывов на карьерах должны удовлетворять сле­дующим основным требованиям:

1. Порода при взрыве должна быть раздроблена на куски, не превышающие определенных размеров по крупности, а выход крупных негабаритных кусков и мелочи должен быть минималь­ным ≤ 5 %).

2. После взрыва не должно быть завышений подошвы уступа (порогов), а также заколов массива за последний ряд скважины. Выброс породы за линию скважин на верхнюю бровку уступа должен быть минимальным.

3. Развал взорванной породы должен быть заданной ширины и высоты, обеспечивающих высокопроизводительную и безопас­ную работу экскаваторов.

4. Запас взорванной горной массы в забое должен обеспечи­вать бесперебойную и высокопроизводительную работу погрузоч­ного и транспортного оборудования.

5. Схема взрывной цепи и конструкция зарядов должны обеспе­чивать полноту детонации всей заряженной массы ВВ в наиболее благоприятном для разрушения массива режиме.

6. При взрыве не должно происходить не предусмотренных проектом разрушений или повреждений окружающих объектов сейсмическим действием, действием воздушных ударных волн, разлетающимися кусками породы.

Наличие во взорванной горной массе большого количества (> 10 %) крупных негабаритных кусков (в 1,5—2 раза) снижает производительность погрузочно-транспортного оборудования и срок его службы. Вторичное дробление негабаритов, кроме того, нарушает ритм работы карьера.

Необходимое дробление породы обеспечивается выбором пра­вильного метода ведения взрывных работ для конкретных усло­вий, а также правильным сочетанием и использованием факторов, влияющих на степень дробления породы при взрыве (удельный расход ВВ, диаметр заряда и т. д.).

В настоящее время разработаны технико-экономические ме­тоды оценки качества взрыва на основе достижения суммарной минимальной стоимости добычи и переработки минерального сырья.

10.2. Общая характеристика качества карьерных массовых взрывов

В настоящее время на карьерах для дробления скальных мас­сивов применяются скважинные, шпуровые, накладные, реже котловые и, как исключение, камерные заряды.

Скважинные заряды диаметром 100—320 мм применяют при отработке запасов минерального сырья уступами высотой 5—15 м. При расположении зарядов в один или несколько рядов в верти­кальных или наклонных скважинах, глубина которых прини­мается больше высоты уступа на длину перебура (обычно 1—3м), заряды ВВ величиной 50—500 кг с боевиками размещают в пере­буре и нижней части скважины, а верхнюю часть скважины ча­стично или до устья заполняют забойкой из породной или буровой мелочи.

На карьерах по добыче железистых кварцитов заряжаемую часть скважины расширяют до диаметра 400—500 мм. При взрыве применяются расчетные расходы ВВ 0,5—1,5кг/м³, в основном диагональные схемы КЗВ. В любых породах при правильном вы­боре расхода ВВ, диаметра скважин, схемы КЗВ можно достиг­нуть интенсивности дробления, при которой средний размер куска на взрыве составит 0,25—0,35 м, а выход негабарита раз­мером более 1,0 м будет не более 3—5 %. Необходимо учитывать при этом сейсмическую опасность воздействия на окружающие сооружения, а также принимать во внимание опасность от разлета кусков, особенно при взрывании без забойки. В случае получения других отрицательных результатов массового взрыва параметры его должны корректироваться с учетом рекомендаций, изложен­ных в подразделе 12.22. Это основной метод отбойки скального минерального сырья и пород на карьерах, в гидротехническом и дорожном строительстве.

Для размещения котловых зарядов скважины (очень редко шпуры) предварительно простреливают путем взрывания на их дне небольших зарядов. В результате в скважине образуется кот­ловое расширение, в котором размещается заряд в несколько раз (в 2—10 и более) больший, чем в обычной скважине. С точки зре­ния равномерности получаемого дробления пород, образования заколов в глубь массива метод хуже, чем скважинный. И, главное, практически невозможно из-за изменчивости свойств пород полу­чить при простреливании котел, в котором можно разместить рас­четную величину заряда. Ненадежен метод из-за частых обвалов стенок котловой полости. Применяется редко, когда не удается достичь хорошей проработки подошвы уступа по первому ряду скважин. Требования по сейсмике такие же, как для скважинных зарядов.

Шпуровые заряды величиной 2—6 кг размещают в шпурах диаметром до 70 мм и глубиной до 5,0 м на уступах высотой 2—4 м при мелкомасштабной добыче минерального сырья, ликви­дации завышений подошвы уступов или козырьков на верхней бровке. Достигается мелкое дробление горной массы со средним размером куска 0,15—0,18 м, выход негабарита при его размере свыше 400 м не более 5 %. Шпуровая отбойка малопроизводительна и дорога, применяется для добычи редко. Широко используется для дробления негабарита и отбойки штучного камня.

Камерные заряды размещают в подземных камерах вместимо­стью от нескольких до десятков тысяч тонн ВВ. Дробление при взрывах камерных зарядов наихудшее, в основном происходит разделение массива на естественные отдельности и некоторое их додрабливание за счет соударений. На карьерах не применяют. Камерные заряды используются в гидротехническом и дорожном строительстве для выброса или обрушения больших масс горных пород.