CC BY
67
бульдозер на профилактическом ремонте. Экскаватору необходимо обеспечить объем работ 5 рабочих дней. При применении на отработке уступа экскаватора ЭКГ-5, как установлено расчетами, для карьеров комбината минимальное расстояние от откоса 10 до обособленного забоя 5 составляет 50 м. Одновременно с разработкой пород уступа 1 в заход-ке 2 экскаватором 3 при допустимой высоте черпания Лд вдоль ширины А заходки 2 формируют временную рабочую площадку 11 с подъемом относительно уровня горизонтальной рабочей площадки 4 на высоту АЛ. Например, при применении экскаватора ЭКГ-5 при допустимой высоте черпания Лд = 10 м, высоте уступа на участке Л = 13 м, ширине заходки 70 м, временную рабочую площадку необходимо сформировать под углом к горизонту в = 2°30'. В таких условиях работа экскаватора ЭКГ-5 возможна. Минимальную ширину временной рабочей
площадки выбирают по условию удовлетворительной работы экскаватора ЭКГ-5 и транспортного оборудования, например, автомобилей БелАЗ-540. Для этих условий минимальная ширина временной рабочей площадки может быть принятой 30 м. Вслед за перемещением откоса 10 вдоль заходки 2 разрабатывают породы 12, которые расположены под временной рабочей площадкой 11, оставляя при этом возле откоса 7 уступа 1 целик 13. Целик 13 оставляют для того, чтобы обеспечить устойчивость откоса 7 с учетом того, что высота уступа превышает допустимую высоту черпания экскаватора, а это в некоторых случаях обязывает уменьшить угол откоса. Следовательно, целик 13 оставляют только в тех случаях, когда при увеличении высоты уступа устойчивость откоса не обеспечивается. Например, при допустимой высоте черпания Лд = 10 м устойчивым является угол откоса а1 = 70°, а при увеличении высо-
ты уступа на АЛ = 3 м угол откоса необходимо уменьшить до а2 = 65°. В этом случае необходимо оставить целик шириной А1 понизу, которую определяют по выражению:
А1 = (к д + Ак)- (ctga2 - ).
Для приведенных условий достаточно оставлять целик шириной А1 = 1,6 м. Породы 12 уступа, которые расположены под временной рабочей площадкой 11, разрабатывают также экскаватором 3, для чего его перемещают с временной рабочей площадки 11 на горизонтальную рабочую площадку 4.
Расчеты показывают, что внедрение изложенного способа разработки высоких уступов на карьерах комбината позволит получить значительный экономический эффект за счет возможности увеличения высот уступов на карьерах с мягкими вскрыш -ными породами и слабой устойчивостью.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Гуменик М.Л. - профессор, доктор технических наук, Национальная горная академия Украины. Шпортько В.П. - доктор технических наук, Национальная горная академия Украины. Пономорев А.В. - Докучаевский флюсо-доломитный комбинат.
© Ю.В. Волков, В.Л. Камаев,
Ю.Г. Антипин, И.В. Соколов, 2003
Ю.В. Волков, В.Л. Камаев, Ю.Г. Антипин,
И.В. Соколов
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОТБОЙКИ РУЛЫ НА ГАЙСКОМ ПОЛЗЕМНОМ РУЛНИКЕ
Гайское медно-колчеданное месторождение представлено несколькими рудными залежами, имеющими сложную линзообразную форму. Рудовмещающая толща представлена вторичными кварцитами, туфами, туфобрекчиями диабазового состава, лавами дацитового и андезитового состава. На контактах со сплошными и вкрапленными рудами вмещающие породы мощностью от 2-5 до 15-20 м
превращены в кварцево-серицитовые или хлоритовые сланцы низкой крепости и слабой устойчивости. Многие участки рудных тел разбиты трещинами, заполненными хлорито-серицитовыми сланцами. Массив руды в камерах 2 и 3 очереди нарушен взрывными работами при отбойке руды в камерах первой очереди. Кроме того, рудные целики (камеры 3 очереди), особенно в центре рудных тел, воспринимают большие нагрузки от налегающего массива, что часто приводит к потере скважин. В этих условиях наблюдается повышенный выход негабарита (16-18 %) при отбойке руды и снижение производительности погрузочно-доставочных машин.
Анализ себестоимости показал, что расходы на отбойку руды составляют 12,5 %, а на выпуск и доставку (в т.ч. вторичное дробление) — 18,1 % от об-
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ СХЕМ ОТБОЙКИ РУЛЫ
Наименование показателей Отбойка веерами со сгущенной сеткой, к.67-11 Отбойка сдвоенными веерами, к.67-11 Отбойка диагональными веерами, к.67-43 Средние данные по руднику
Линия наименьшего сопротивления, м 2,2 3,5 2,5 2,5
Расстояние между концами скважин, м 2,2 3,0 ,5 2,5
Выход руды с 1 м скважины, м3/пог. м 3,2 3,54 3,6 3,8
Удельный расход ВВ на первичную отбойку, кг/м3 2,13 2,0 1,83 1,6
Удельный расход ВВ на вторичное дробление, кг/м3 0,132 0,136 0,089 0,52
Общий удельный расход ВВ на отбойку, кг/м3 2,26 2,14 1,92 2,12
Выход негабарита, рассчитанный по расходу ВВ на вторичное дробление, % 4,9 5,0 3,3 19,3
Средняя сменная производительность ПДМ, т/смену 765 (длина доставки 50 м) 448 (длина доставки 130м) 519 (длина доставки 190м) 380
Экономический эффект, руб./т 0,1 0,7 1,55
щих затрат на добычу руды. Наиболее эффективный путь повышения производительности погрузочно-доставочных машин и снижения затрат на выпуск и доставку руды — улучшение качества дробления руды.
Отработку Гайского месторождения осуществляют по этажно-камерной системе разработки с твердеющей закладкой и применением импортного самоходного оборудования на выпуске и доставке руды. Высота этажа составляет 80 м, длина камер — 30-50 м, ширина — 20 м, для бурения скважин проходят два подэтажных горизонта.
На первых этапах отработки месторождения на подземном руднике отбивали руду параллельными скважинами диаметром 105 мм. Однако в связи с неустойчивостью выработок, пройденных по простиранию залежей, вывалами рудных кусков, приводивших к несчастным случаям, перешли на схемы отбойки, предусматривающие бурение вееров скважин из буровых выработок, расположенных вкрест простирания месторождения.
После перехода на веерное расположение скважин средний выход негабарита возрос до 16-18 %. Перспективным направлением улучшения качества дробления руды явилось применение встречной отбойки вееров скважин, при которой происходит дополнительное дробление сталкивающихся кусков руды. Но этот метод эффективен при расстоянии между плоскостями обнажения не более 10-15 м.
Известно, что при взаимодействии двух и более одновременно взрываемых удлиненных зарядов происходит сложение их полей напряжений в плоскости расположения зарядов. Согласно теории разрушения твердого тела начало и скорость трешинообра-
зования зависит от величины прилагаемых напряжений, поэтому время образования трещин в плоскости расположения зарядов будет значительно меньше, чем в других частях отбиваемого массива. Это приводит к отрыву массива в плоскости веера без интенсивного дробления. Качество дробления можно улучшить замедлением трещино-образования в плоскости веера путем разновременного взрывания соседних зарядов или увеличением расстояния между скважинами при уменьшении линии наименьшего сопротивления (л.н.с.) между веерами. Для определения рациональных параметров сетки скважин была проведена серия опытных взрывов. Было установлено, что выход негабарита в пределах 4-5 % можно получить при взрывании вееров скважин с коэффициентом сближения равным 2,02,4. Такая величина коэффициента сближения скважин была получена путем введения замедлений в скважины первого веера 25 и 50 мс, второго веера 75 и 100 мс. Испытана также схема отбойки веерами с увеличенным вдвое расстоянием между концами скважин и соответственно уменьшенной л.н.с. Скважины располагали в шахматном порядке. Однако эти схемы не нашли широкого применения из-за сложности строгого соблюдения порядка замедлений и довольно частой перестановки станка.
Для дальнейших исследований и промышленных испытаний были приняты следующие схемы отбойки руды:
— веерами со сгущенной сеткой скважины (2,2х2,2 м);
— сдвоенными или парносближенными веерами скважин, которые бурят на расстоянии 0,5 м друг от друга с расположением скважин в шахматном порядке;
— диагональными веерами скважин, расположенными в разных плоскостях и образующими забой клиновидной формы с углом между плоскостями 901100 (рис. 1);
— встречным взрыванием вееров скважин на продольную отрезную щель (рис. 2).
Схемы отбойки с диагональным расположением вееров скважин и встречным взрыванием вееров на продольную отрезную щель позволяют осуществить дополнительное дробление кусков руды при их соударении независимо от длины очистных камер. Сдвоенные веера скважин дают возможность сохранять скважины в соседних веерах при массовых
Рис.1. Отбойка руды в камере диагональными веерами
Рис. 2. Отбойка руды на продольную отрезную щель
Рис. 3. Зависимость производительности ПДМ Т0Р0-400 (1) и времени погрузки ковша (2) от выхода негабарита (расстоя ние доставки 150-200 м)
взрывах за счет увеличения л.н.с., бурить оба веера с одной установки станка, более равномерно размещать ВВ в массиве. Сравнение предложенных схем отбойки руды и исследование влияния качества дробления руды на производительность самоходного погрузочно-доставочного оборудования были проведены во время промышленных испытаний. Выход негабарита оценивали двумя методами: непосредственным обмером негабаритных кусков руды и по расходу ВВ на вторичное дробление (по данным рудника). Результаты хронометражных наблюдений приведены в таблице.
Промышленные испытания показали эффективность отбойки руды сдвоенными и диагональными веерами. Сгущенная сетка скважин обеспечивает улучшение дробления руды, но требует резкого увеличения затрат на бурение скважин. Наибольшее распространение на руднике получила схема отбойки руды сдвоенными веерами, как наиболее технологичная. Промышленные испытания встречной отбойки вееров скважин на продольную отрезную щель будут проведены при отработке очистной камеры № 75-123.
Исследования подтвердили, что качество дробления руды, которое может быть отражено выходом негабарита, прямо влияет на время погрузки руды в забое и производительность погрузочно-доставоч-ных машин (рис. 3). Поскольку время погрузки руды составляет значительную часть продолжительности цикла и в этот момент происходит основной износ шин и других агрегатов ПДМ, очень важно обеспечить хорошее дробление руды с минимальным выходом негабарита.
Следует также учитывать, что негабаритные куски руды приходится доставлять в камеру дробления негабарита, а в дальнейшем эту же руду транспортировать в рудоспуск, что также снижает производительность ПДМ. Снижение выхода негабарита с 16 % до 5 % увеличивает сменную производительность погрузочно-доставочной машины Т0Р0-400 в 1,5 раза
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ------------------------------------------------------------------------------
Волков Юрий Владимирович - профессор, доктор технических наук, зав. Лабораторией, Институт горного дела УрО РАН.
Камаев Владимир Дмитриевич - горный инженер, ст. научный сотрудник, Институт горного дела УрО РАН . Антипин Ю.Г. - горный инженер, Институт горного дела УрО РАН
Соколов Игорь Владимирович- кандидат технических наук, ст. научный сотрудник, Институт горного дела УрО РАН.
