14. Вторичное дробление негабарита

14.1. Классификация способов вторичного дробления

При существующей технике и технологии отбойки пород скважинными зарядами на карьерах выход негабаритных кусков, особенно в трудновзрываемых породах, достигает 10 % и более. Высокий выход негабарита ухудшает технико-экономические пока­затели работы карьеров, усложняет технологический процесс, снижает производительность погрузки, транспорта, повышает себестоимость добычи полезного ископаемого. Для вторичного дробления негабарита в настоящее время разработано много способов и средств разрушения.

По характеру физических и механических процессов, проис­ходящих в породе при ее разрушении, основные способы дробле­ния могут быть разделены на взрывные, механические, термические,

электрофизические и комбинированные. Их можно класси­фицировать следующим образом.

Взрывные способы: без бурения шпуров в негабарите обычными накладными зарядами (рис. 14.1, а), кумулятивными зарядами (рис. 14.1, б) и с гидроэкранированием (рис. 14.1, д) и с бурением шпуров в негабарите для зарядов ВВ (рис. 14.1, в); микрозарядами ВВ в воде (рис. 14.1, г).

Механические способы: статические с помощью гидроклина, динамические — пневмо- и гидробутобоями и падающим грузом.

Термические способы: разрушение термитом, огнеструйными горелками.

Электрофизические способы: электрогидравлическое разруше­ние, разрушение токами высокой частоты, токами промышленной частоты;

Комбинированные способы: ударное и электротермическое воз­действие на породу; механическое воздействие на породу в высо­кочастотном электромагнитном поле; сочетание воздействия вы­сокотемпературных газовых струй и механического.

Термические, электрофизические и комбинированные способы разрушения негабаритов избирательны, и их эффективность при­менения зависит от электрических и тепловых свойств горных пород. Взрывные и механические способы применяются в любых горных породах.

Ниже рассмотрены основные способы дробления негабарита, применяемые в карьерах.

14.2. Взрывные способы вторичного дробления

Дробление негабарита взрывом шпуровых зарядов. При этом способе бурят шпуры глубиной 0,3—0,5 толщины негабарита. Бурение производится легкими бурильными молотками или легкими буровыми каретками на гусеничном или пневмошинном ходу.

Шпуры обычно заряжают во время подготовки массового взрыва и взрывают одновременно с ним. В шпур помещается за­ряд россыпного или патронированного ВВ и вводится узел дето­нирующего шнура, вставляется зажигательная трубка или элек­тродетонатор. Детонирующие шнуры от негабаритов подсоеди­няются к магистрали, которая в свою очередь подсоединяется к основной магистрали ДШ, идущей от массового взрыва. Расчет­ный удельный расход ВВ для взрывания негабарита шпуровыми зарядами принимается 0,2—0,5 кг/м³. С увеличением размера негабарита расчетный удельный расход ВВ уменьшается.

К недостаткам данного способа разрушения негабаритов от­носятся: высокая его себестоимость, вредные и тяжелые условия работы при бурении (вибрация, пыль, шум).

Заслуживает внимания опыт применения вращательного бу­рения шпуров в негабаритах (Восточный карьер Докучаевского флюсодоломитного завода). При этом электросверлом типа СЭР-19Д бурят шпуры малого диаметра (16—22 мм) со скоростью 200—250 мм/мин в малоабразивных породах с /<! 10.

Разрушение негабарита взрывами микрозарядов. Вместо обыч­ных шпуровых зарядов величиной до 200 г в шпуры можно поме­щать микрозаряды массой 20—50 г в водоустойчивых оболочках, В качестве ВВ рекомендуется использовать аммонит 6ЖВ. За­ряд, обычно в резиновой оболочке, приготовленный на складе ВМ, вводится в шпур, который заполняется водой. При этом способе взрывания разлет кусков весьма незначителен, и безопас­ное расстояние по согласованию с органами Госгортехнадзора составляет не более 50 м.

При взрывании микрозарядами на негабарит объемом в 20 м³ требуются три шпура глубиной 1,2 м с массой заряда в шпуре 50 г. На негабариты объемом до б м³ требуется один шпур глуби­ной от 0,5 до 1 м, чтобы зарядить в него 20—40 г ВВ. Данный способ разрушения негабаритов сокращает расход ВВ на 1 м³ негабарита более чем в 10 раз.

Глубина шпуров при гидровзрывании принимается больше двукратной величины уровня жидкости в шпуре, но меньше поло­вины толщины негабарита. Расстояние между шпурами при гидро­взрывании принимается равным 0,5—0,7 толщины куска, шпуры необходимо располагать равномерно в центральной части нега­барита. Минимальное расстояние от шпура до ближайшей боко­вой поверхности негабарита не должно быть более глубины шпура.

Разновидностью гидровзрывания является способ, при кото­ром шпур на 90 % его глубины заполняется труднозамерзающей горючей смесью, состоящей из солярового масла или отработан­ного автомобильного или дизельного масла (ДСП-8 или АКЗП-8). В шпур вводится заряд ВВ либо с двумя нитями детонирующего шнура (для трудноразрушаемых пород), либо с одной нитью (для легковзрываемых пород). Разрушающий эффект данного способа взрывания обеспечивается гидравлическим ударом при

Таблица 14.1

Характеристика кумулятивных наружных зарядов, рекомендуемых для дробления негабарита на карьерах

Тип заряда	Тип тро-тиловой шашки	ВВ узла де­тонации	Общая масса ВВ,г	Основные размеры, мм		Стальная об­лицовка в ку­мулятивной выемке	Предельная толщина дробимого куска, м
				Диаметр	высота
ЗКН-КЗ-180	Литая	Гексоген	180	90	35	Отсутствует	0,55
ЗКН-КЗ-260	»	»	260	100	40	»	0,75
ЗКН-КЗ-500	»	»	500	130	50	»	1.0
ЗКН-КЗ-1000	»	»	1000	150	75	»	1,2
ЗКН-КЗ-2000	»	»	2000	190	90	»	1,6
ЗКН-КЗ-4000	»	»	4000	230	115	»	2,0
ЗКП-25	Прессо­ванная	»	48	48	24	Имеется	0,13
ЗКП-50	То же	»	76	58	29	»	0,25
ЗКП-100	»	»	125	90	36	»	0,5
ЗКП-200	»	»	247	100	41	»	0,8
ЗКП-400	»	»	475	125	57	»	2,0
ЗКП-ЮОО	Литая	Гексоген, тротил прессован­ный	1229	172	72		1.4
ЗКП-2000	»	То же	2179	200	82	»	2,2
ЗКП-4000	»	»	4000	251	105	»	2,8

совместном воздействии продуктов взрыва заряда ВВ или дето­нирующего шнура и газов, образованных от вспышки горючей смеси. Экспериментальные исследования данного способа взры­вания на одном из месторождений слюды показали, что разлет кусков не превышает 10—12 м, оптимальная глубина шпуров при толщине негабарита до 1 м составляет 1/2 толщины, а при толщине негабарита более 1 м — 2/3 его толщины.

Данный способ целесообразно применять взамен гидровзры­вания в условиях отрицательных температур. Он позволяет вести дробление негабарита вблизи оборудования и механизмов без длительной их остановки. Окончательно параметры взрывания должны подбираться на основе результатов опытных взрывов.

Разрушение негабарита накладными зарядами. На кусок не­габарита накладывается ВВ, и производится его взрывание с помощью детонирующего шнура или детонатора. Негабарит разрушается в основном под действием ударной волны, газообраз­ные продукты взрыва почти не участвуют в разрушении негаба­рита. Этот способ характеризуется высоким удельным расходом ВВ, в десятки раз превышающим удельный расход ВВ при дроблении шпуровыми зарядами и достигающим 2 кг/м³. При этом наблюдаются чрезвычайно сильный звуковой эффект и сильная

воздушная волна. Опасная зона при взрывании накладных заря­дов составляет не менее 300 м, а масса заряда не должна превы­шать 20 кг. На предприятиях, где преобладают крепкие, но хруп­кие породы, этот способ широко применяют.

Применение наружной забойки из глины или полиэтиленовых пакетов с водой сокращает расход ВВ в 2—3 раза при одинаковом эффекте разрушения.

Разрушение негабарита кумулятивными зарядами (табл. 14.1). Применение кумулятивных зарядов типа ЗКП и ЗКН позволяет в 8—9 раз снизить удельный расход ВВ на вторичное дробление 1 м³ негабарита. В прессованном заряде ЗКП имеются кумулятив­ная выемка, облицованная сталью, промежуточный детонатор ДП-1 и проволочная скоба для крепления детонирующего шнура.

Применение кумулятивных зарядов для разрушения негаба­ритов позволяет уменьшить разлет осколков породы и снизить силу воздушной взрывной волны.