Карта взрываемости горных пород и автоматизация проектирования буровзрывных работ на карьерах

Наиболее распространенный способ разрушения скальных горных пород сегодня и в обозримой перспективе – буровзрывной. При добыче полезного ископаемого открытым способом основная доля затрат ложится на буровзрывные работы (БВР). От качества подготовки взрывом горной массы зависит также производительность работы экскаваторов и энергозатраты на первой стадии дробления руды в процессе ее обогащения. Принятые параметры взрывания должны быть адекватны сопротивляемости горных пород разрушению, которая определяется главным образом двумя факторами (крепостью пород, прямо связанной с их петрогенезисом, и трещиноватостью). В противном случае, либо получается повышенный выход негабаритов, требующих дополнительных затрат на вторичное взрывание, либо порода переизмельчается и разбрасывается взрывом по берме. Для того чтобы при проектировании БВР соблюдалась указанная адекватность, необходима превентивная оценка взрываемости горных пород.

Существующие методы такой оценки можно разделить на геологические, непосредственно учитывающие упомянутые выше природные факторы, влияющие на разрушение пород взрывом, и физико-технические, основанные на корреляции скорости прохождения упругих волн (сейсмоакустический метод) или величины удельной энергоемкости бурения взрывных скважин, фиксируемых приборами, с указанными факторами. С известным допущением геологические методы можно назвать прямыми, а физико-технические – косвенными. Косвенные методы не получили сколько-нибудь широкого распространения; их использование ограничивалось отдельными экспериментами. Причины этого подробно изложены в монографии И.А. Тангаева [12]. Основные из них: большая сложность и трудоемкость, неоднозначность интерпретации полученных результатов и самое главное – косвенные методы применимы на уже обуриваемом блоке, что резко ограничивает время на проектирование БВР и возможности маневрирования их параметрами.

Анализ практики применения прямых методов оценки взрываемости пород в массиве показал отсутствие в этом плане единого подхода и выявил ряд существенных недостатков в конкретной их реализации. Во-первых, зачастую учитывается только один из главных факторов (трещиноватость или крепость пород), причем преимущество отдается первому из них [ 6 ]. Это объясняется с одной стороны во многих случаях действительно доминирующей ролью трещиноватости, а с другой – тем, что ее параметры количественно оцениваются гораздо проще, быстрее и точнее, чем прочность пород в массиве. Однако как бы то ни было, пренебрегая одним из основных факторов нельзя добиться оптимальных параметров взрывания. Во-вторых, обычно применяемая шкала трещиноватости пород Междуведомственной комиссии по взрывному делу [ 1 ], включающая 5 категорий, выделенных с шагом 0,5 м, является слишком грубой. Более приемлема шкала Б.Н. Кутузова с соавторами [ 6 ], в соответствии с которой различаются 10 таких категорий с шагом 0,15-0,3 м, причем смежные категории значимо контрастны по взрываемости. Вместе с тем каждое месторождение индивидуально по характеру развития трещиноватости и распределению в массиве естественных блоков различного размера. Поэтому на горнорудном предприятии необходимо разработать свою местную шкалу пород по трещиноватости.

В третьих, как правило, ограничиваются созданием классификации горных пород месторождения по взрываемости, без геометризации карьерного поля по категориям взрываемости пород. Это приводит к тому, что в каждом блоке, подготавливаемом к взрыву, необходимо в соответствии с классификацией выделить участки пород различной категории взрываемости, т.е. дифференцированно оценить степень трещиноватости и крепость пород, а это сопряжено с дополнительными затратами труда и сокращает время на проектирование взрывного блока. Только на единичных предприятиях (в частности, на Ковдорском ГОКе) выделенные в местной классификации категории пород по взрываемости геометризованы на сводном плане карьера в виде карты взрываемости пород. Преимущества такой карты очевидны. Достаточно нанести на нее контур проектируемого блока, чтобы разграничить его на категории взрываемости, а затем, используя местную классификацию, в которой указаны оптимальные для каждой категории параметры взрывания (сетка скважин и удельный расход ВВ при заданном диаметре скважины, величина перебура и забойки) произвести расчеты, предусмотренные технологической инструкцией на производство БВР.

Полезные статьи

Транспортировка газа.
Как сказано выше, в России действует Единая система газоснабжения, которая включает разрабатываемые месторождения, сеть газопроводов и компрессорных ...

Формы внешнеэкономических связей:
Российская Федерация в своей внешнеэкономической деятельности использует многообразие форм внешнеэкономических связей: торговлю лицензиями, лизинг, ...

Развитие и размещение газовой промышленности России.
За последние полвека система газоснабжения прошла несколько фаз развития. В бывшем СССР она представляла собой общесоюзный народнохозяйственный комп ...