CC BY
21
- © В.Н. Колтышев, 2014
УДК 622.831
В.Н. Колтышев
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МАССЫ ЗАРЯДОВ ВВ НА СЕЙСМИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ ДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ ПРИ ВЗРЫВАНИИ
Рассмотрен процесс влияния массы зарядов взрывчатых веществ на сейсмическую энергию динамических явлений при взрывании. Установлены зоны концентрации динамических явлений в массиве горных пород. Показано изменение энергетического класса взрывов при обрушении блоков с различной массой взрывчатых веществ на участках Восточный и Юго-Восточный за период с 2009 по 2013 гг. Дана оценка геомеханического состояния массива горных пород при ведении горных работ на Восточном и Юго-Восточном участках Таштагольского месторождения для снижения риска и уменьшения последствий динамических явлений. Установлены зависимости между массой зарядов взрывчатых веществ и энергетическим классом взрывов.
Ключевые слова: взрыв, напряжение, блок, динамические явления.
Проведен анализ параметров при взрывании ряда блоков и экспериментальные исследования по установлению влияния массы зарядов ВВ по интервалам замедления на сейсмическую энергию динамических явлений при отработке Восточного и Юго-Восточного участков на Ташта-гольском месторождении за период с 2009 по 2013 гг. Регистрация сейсмических событий осуществлялась микросейсмическим методом на базе сейсмостанции «Таштагол».
Блоки отрабатывались на Восточном участке №№ 19, 4, 5 (восточная секция); 4, 5 (западная секция); 33, 2021, 7, 34, 13-14 в этажах (-210Ы-140), (-280Ы-210) и (-350Ы-280) м. Масса сближенных скважин зарядов ВВ колеблется от 45 до 227 т. Удельный расход ВВ на вторичное дробление составляет от 0,5 до 0,685 кг/г, и более, сейсмическая энергия взрывов от 1,16-107 до 3,0-108 Дж.
На Юго-Восточном участке отрабатываются блоки №№ 1 (секция 1); 2 (секция 1); 2 (секция 2); 1-1'; 3 (секция 1); 3 (секция 2); 1 (секция 2) и 4 в этажах (±0)^(350) м (рис. 1) этаж-но-камерной системой разработки и ее магазинированием на гор. ±0 м для дальнейшего выпуска руды на гор. -70 м. Рудное тело слепое без
Рис. 1. План бурового горизонта в блоке № 01 (секция 1): 1 - дайки; 2 - камеры; 3 - пучки скважин
Кв
7,5
6,5
\г \ шшт — К
О 25 50 75 100 125 150 175 200 225 150
двв
Рис. 2. Изменение энергетического класса взрывов (КВ) при обрушении блоков с различной массой ВВ ЮВ на участках Восточный (1) и Юго-Восточный (2) за период с 2009 по 2013 гг.
Рис. 3. Зависимость удельного расхода ВВ на вторичное дробление руды (ц^ от удельного расхода ВВ на отбойку (ц^ при взрывании на участках Восточный (1) и Юго-восточный (2)
выхода на поверхность. С начала отработки за период 2004-2013 гг. на Юго-Восточном участке добыто более 3 300 000 т сырой руды. Масса сближенных скважин зарядов ВВ колебалась от 29 до 234 т. Удельный расход ВВ на вторичное дробление составлял от 0,498 до 0,6 кг/г и более, сейсмическая энергия взрывов - от 3,8-106 до 1,02-108 Дж.
На рис. 2 представлены зависимости между массой зарядов ВВ и энер-
гетическим классом взрывов. Установлено, что при взрывании блоков на Восточном участке с увеличением массы зарядов ВВ от 45 до 227 т наблюдается рост показателя энергетического класса в два периода от 7,1 до 7,5 (45-100 т) и от 7,2 до 8,3 (144-167 т); снижение энергетического класса происходило тоже в два периода от 7,5 до 7,2 и от 8,3 до 7,2. Наибольшая сейсмическая энергия взрыва зарегистрирована при обрушении блоков № 13-14 на глубоком горизонте - 350 м.
На Юго-Восточном участке при изменении массы зарядов ВВ в блоках от 29 до 192 т наблюдался рост энергетического класса взрывов от 6,3 до 8 со снижением до 7,7 при массе ВВ 234 т. Максимальная сейсмическая энергия взрывов зарегистрирована при обрушении блоков № 2 (секция 1 и 2) на горизонтах ±0 и +70 м. Массовые взрывы по обрушению блоков на различных участках проводились с удельным расходом ВВ на отбойку (дп), равным 0,50,685 кг/т, при этом удельный расход ВВ на вторичное дробление составлял (цв) 0,02-0,055 кг/т.
Из рис. 3 видно, что обрушение блоков на Восточном участке с цп, равным 0,5-0,58 кг/т позволяет снизить цв от 0,03 до 0,02 кг/т, в дальнейшем с ростом цп до 0,685 цв увеличивается до 0,033 кг/т.
На Юго-Восточном участке отмечен рост цв от 0,028 до 0,04 кг/т в интервале д от 0,5 до 0,55 и д от 0,018 до
Kmp 9
6.J------1------
Ml 100 120 MO 160 180 200 220 MtJQHB.T
Рис. 4. Обобщенные графики изменения энергетического класса взрывов (Квзр) при обрушении блоков с различной массой ВВ (QBB): 1 - на Юго-Восточном участке; 2 - на Восточном участке; 3 - блок № 1 (секция 2); 4 - блок № 4; 5 - блоки № 13-14
0,055 кг/т в интервале от 0,58 до 0,675 кг/т. Минимальный цв, равный 0,018 кг/т, достигнут при взрывании блоков № 1-1', 2 (секция 2) на горизонтах (±0)^(-140) м. В рассматриваемых блоках линия наименьшего сопротивления (Щ изменялась на зажатую среду и компенсационные камеры от 5,0 до 6,0. Расстояние между рядами сближенных скважинных зарядов ВВ колебалось от 3,5 до 7,0 м.
При проведении массовых взрывов на Юго-Восточном участке по
блокам № 7 (секция 2) и № 4 масса ВВ изменялась от 107 до 161 т ЮВВ), при этом энергетический класс (Квзр) колебался от 7,4 до 7,8; на Восточном участке при обрушении блоков № 13, 14 масса ВВ равнялась 167 т, а энергетический класс взрыва составил 8,3. Полученные ранее обобщенные зависимости между Квзр и QВВ с учетом полученных данных за 2013 г. не оказали влияние на их изменение (рис. 4-5) в части уменьшения заряда ВВ на Юго-Восточном участке, что
KjS
10
f
> 7 2
иГ i А
i fj 4
4 < i u
100
120
140
ICO
180
гоо
220
240
г оо QBB,T
Рис. 5. График зависимости энергетического класса взрывов (Квзр) от массы ВВ при обрушении блоков на Восточном и Юго-Восточном участках (обобщенный за 2010-2013 гг.): 3 - блок № 1 (секция 2); 4 - блок № 4; 5 - блок № 13-14
свидетельствует о том, что протекающие в массиве горных пород процессы и в целом геомеханическая обстановка не изменяются на протяжении последних 3-4 лет.
Таким образом дана оценка геомеханического состояния массива горных пород при ведении горных работ на Восточном и Юго-Восточном участках Таштагольского месторождения для снижения риска и уменьшения последствий динамических явлений.
Установлены зависимости между массой зарядов ВВ и энергетическим классом взрывов. При взрывании блоков на Восточном участке с увеличением массы зарядов ВВ от 45 до 227 т наблюдается рост показателя энергетического класса в два периода от 7,1 до 7,5 (45-100 т) и от 7,2 до
8,3 (144-167 т) снижение энергетического класса происходило тоже в два периода от 7,5 до 7,2 и от 8,3 до 7,2. Наибольшая сейсмическая энергия взрыва зарегистрировала при обрушении блоков № 13-14 на глубоком горизонте -350 м. На Юго-Восточном участке при изменении массы зарядов ВВ в блоках от 29 до 192 т наблюдался рост энергетического класса взрывов от 6,3 до 8 со снижением до 7,7 при массе ВВ 234 т. Максимальная сейсмическая энергия взрывов зарегистрирована при обрушении блоков № 2 (секция 1 и 2) на горизонтах ±0 и +70 м. Следует отметить, что протекающие в породном массиве процессы и в целом геомеханическая обстановка не изменяются на протяжении последних 3-4 лет.
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ_
Колтышев Виталий Николаевич - младший научный сотрудник, Институт горного дела СО РАН, e-mail: [email protected].
UDC 622.831
ANALYSIS OF THE EFFECT OF AN EXPLOSIVE CHARGE WEIGHT ON SEISMIC EVENT ENERGY UNDER BLASTING
Koltyshev V.N., Junior Researcher,
Institute of Mining of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, e-mail: [email protected].
The analysis of parameters at detonation of a number of blocks is carried out and pilot studies on establishment of influence of mass of charges of explosives on delay intervals on seismic energy of the dynamic phenomena at working off of East and Southeast sites on the Tashtagolsky field from 2009 for 2013. Process of influence of mass of charges of explosives on seismic energy of the dynamic phenomena at detonation is considered. Zones of concentration of the dynamic phenomena in the massif of rocks are established. Change of a power class of explosions at a collapse of blocks with various mass of explosives on sites is shown East and Southeast from 2009 for 2013. The assessment of a geomechanical condition of the massif of rocks when conducting mining operations on East and Southeast sites of the Tashtagolsky field for decrease in risk and reduction of consequences of the dynamic phenomena is given. Dependences between the mass of charges of explosives and a power class of explosions are established.
Key words: explosion, voltage, power, dynamic phenomena.
A
