Короткозамедленное взрывание скважинных зарядов в на карьерах Жезказгана

Наиболее полное и рациональное извлечение оставленных запасов руд Жезказганского месторождения может быть обеспечено путем повторной его разработки малыми карьерами, расположенными в непосредственной близости от поверхностных и подземных сооружении. Ведение взрывных работ традиционными методами может вызвать обрушение кровли выработанного пространства, повреждении здании и сооружении – все это требует изыскания новых эффективных методов взрывания.

Применяемые на карьерах Жезказгана порядная и диагональная схемы короткозамедленного взрывания вследствие прямолинейного расположения серии зарядов, усиливают сейсмические волны в перпендикулярном направлении, поэтому сейсмическое действие взрыва в этом направлении не снижается.

Наиболее широко распространена трапециевидная схема короткозамедленного взрывания, при которой достигается более рациональное распределение времени и направления приложение взрывных нагрузок в разрушаемом массиве горных пород. Основные достоинства этой схемы – уменьшение количества мгновенно взрываемых зарядов в глубь массива, большая рассредоточенность зарядов и расхождение сейсмических волн, обусловленное конфигурацией взрываемых в серии зарядов, недостаток – образование зоны низкого дробления, возникающей в местах встречи взрывных направлении и обусловленной их взаимной компенсацией.

Напряжение, возникающее от взрыва серии зарядов, как и единичного, можно представить в виде убывающей экспоненты:

     , (1)

где  – напряжения, возникающее в среде, переменное во времени, ПА;

 – максимальное значение напряжения, то есть начальное давление продуктов детонации, ПА;

N – коэффициент, характеризующий уменьшение давления продуктов детонации на стенки зарядной полости со временем.

Как видно из формулы (1), длительность избыточного давления полностью определяется начальным давлением продуктов детонации  и коэффициентом N.

Среднее начальное давления продуктов детонации рассчитывают по формуле

D2

где  – плотность ВВ, кг/м3;

D – скорость детонации ВВ, м\с. Тогда формула (1) перепишется

Pcð  8 ,

(2)

   D2

t

8

exp

nt.

(3)

Отсюда можно заключить, что длительность взрывного напряжения также определяется плотностью и скоростью детонации ВВ.

На основе изучения механизма разрушение пород во времени авторами разработан метод взрывной отбойки горных пород, основанный на короткозамедленном взрывании зарядов из разно чувствительных ВВ. На взрываемом блоке выбуривают скважины, условно делят на две части. Одну часть скважин блока заряжают высокочувствительными ВВ, другую – низко чувствительными и коммутируют их по трапециевидной схеме, после чего производят короткозамедленное взрывание (рисунок). Такое размещение одинаковых по энергоемкости но различных по скорости детонации зарядов ВВ полностью исключает взаимную компенсацию напряжении от встречных зарядов ВВ в зоне низкого дробления.

При инициировании группы зарядов в каждом замедлении в отбиваемой части массива сначала возникнут взрывные напряжения от зарядов ВВ с большей скоростью детонации, которые

распространяются в сторону зарядов ВВ с меньшей скоростью детонации. Через определенный промежуток времени, который образуется за счет различия скоростей детонации зарядов ВВ, возникнут напряжения от взрыва зарядов ВВ с меньшей скоростью детонации, направленные навстречу зарядам ВВ с большой скоростью детонации. Они распространяются по уже нагруженной части массива и ослабляют на более далеких расстояниях, тем самым увеличивая время взрывного нагружения.

Использования описанного метода отбойки исключает зоны низкого дробления во встречных схемах короткозамедленного взрывания и способствует созданию эффекта повторяющихся взрывных нагрузок. Многократность нагружения среды взрывом обусловлена разновременностью возникновения взрывных напряжении и фронтов ударных волн, что и снижает сейсмическое действие взрыва в глубь массива из-за разделения взрывных волн во времени.

Таким образом, применение зарядов ВВ с различными временными характеристиками блоке и коммутация их по трапециевидной схеме короткозамедленного взрывания позволяют повысить эффективность взрыва.

При взрывной отбойке горных пород в качестве высокочувствительного ВВ используют граммонит 30\70, гранулотол, детонит М, в качестве низко чувствительного ВВ – интерит 20Э.

Для оценки эффективности разработанного метода короткозамедленного взрывания по сравнению с существующими были проведены промышленные взрывы на карьере Кипшакбай Северо-Жезказганского рудника ПО ЖЦМ. Скважины контрольного участка заряжали граммонитом и коммутировали по диагональной схеме.

На опытных участках одни скважины заряжали граммонитом, другие интеритом 20Э.

Эффективность метода оценивали по сравнительным показателям контрольного и опытного участков каждого взрыва и данным сейсмических инструментальных наблюдении на одинаковых расстояниях от места взрыва.

Параметры буровзрывных работ и результаты промышленных взрывов приведены в таблице.

Анализ результатов проведенных взрывов показывает, что применение метода короткозамедленного взрывания снижает сейсмическое действия взрыва в 1,4-3 раза и существенно улучшает качество дробления пород. Это позволяет проводить взрывы в стесненных условиях малых карьерах.

Параметры буровзрывных работ и результаты промышленных взрывов на карьере «Кипшакбай» Северо-Жезжазганского рудника ПО ЖЦМ

Схема, короткозамедленного взрывания равно-чувствительными ВВ:

а – скважины с высокочувствительными ВВ; б – скважины с низкочувствительными ВВ

Эффективен метод при обрушении блоков, сложенных разнопрочными породами. При этом ВВ одной и другой характеристик размещают по обе стороны от линии контакта, что дает возможность дифференцированного разрушения и извлечения горных пород взрывом.