Спосіб керування буро-вибуховими роботами

1. Спосіб керування буро-вибуховими роботами (БВР), що включає визначення фізикомеханічних характеристик видобувного кар'єрного блока: щільності та показника міцності породи; розрахування питомих витрат на видобуток 1 т руди за такими технологічними процесами, як буріння свердловин та заряджання їх вибухівкою, дроблення негабаритних шматків гірської породи у кар'єрі, екскавація, транспортування та крупне механічне дроблення, розрахування сумарних питомих витрат, визначення розміру середнього шматка, який відрізняється тим, що після кожного U 1 3 вич, Н.Д. Бевз и др.]. - М.: Недра, 1982. - С. 196203] передбачає послідовне вирішення таких задач: визначення річних об'ємів БВР, які забезпечують виконання планових показників; визначення числа бурових станків для досягнення потрібної якості гірської маси. При цьому у якості критерію оптимальнос-ті річного плану БВР в кар'єрі застосовується економічна функція, що мінімізує експлуатаційні витрати на вибурювання річного об'єму скальної породи. Однак такий спосіб планування БВР має суттєві недоліки оскільки розглядає технологічні процеси ГЗК окремо один від одного. Завдяки цьому оптимальний режим роботи окремих процесів не завжди є економічно вигідним підприємству в цілому. Відомий також, вибраний як найближчий аналог, спосіб керування БВР на залізорудних кар'єрах [Влияние дробления пород на эффективность технологических процессов открытой разработки / [Друкованый М.Ф., Тартаковский Б.Н., Вишняков B.C., Ефремов Э.И.]. - К.: Наукова думка, 1974. - С. 57-60], який включає визначення фізикомеханічних характеристик видобувного кар'єрного блоку: щільність та показник міцності породи; розрахування питомих витрат на видобуток 1 т руди за такими технологічними процесами як буріння свердловин та заряджання їх вибухівкою, дроблення негабаритних шматків гірської породи в кар'єрі, екскавацію, транспортування та крупне механічне дроблення, розрахування сумарних питомих витрат та визначення розміру середнього шматка. Такий спосіб не враховує коливання фізикомеханічних властивостей породи у межах кар'єру: показник міцності руди та ступінь її обводненості. Це призводить до зростання виходу фракції негабариту, збільшення розміру середнього шматка, зниження експлуатаційної надійності гірничого обладнання та підвищення сумарних витрат на видобуток руди. В основу корисної моделі поставлена задача: у способі керування буровибуховими роботами шляхом урахування показника міцності руди, ступеня обводненостІ та застосування засобів обчислювальної техніки для всіх сортів руди в кар'єрі отримати оптимальний розмір середнього шматка, що призведе до зниження собівартості продукції ГЗК. Поставлена задача вирішується тим, що в способі керування буровибуховими роботами, який включає визначення фізико-механІчних характеристик видобувного кар'єрного блоку: щільність та показник міцності породи; розрахування питомих витрат на видобуток 1 т руди за такими технологічними процесами як буріння свердловин та заряджання їх вибухівкою, дроблення негабаритних шматків гірської породи в кар'єрі, екскавація, транспортування та крупне механічне дроблення, розрахування сумарних питомих витрат, визначення розміру середнього шматка, згідно з корисною моделлю, після кожного вибуху в кар'єрі технологічні показники (щільність, міцність, ступінь обводненості, середній розмір шматка) записують у пристрій довготривалого зберігання інформації 66425 4 електронно-обчислювальної машини, після класифікації накопичених статистичних технологічних показників їх візуалізують, при цьому для кожного сорту руди родовища встановлюють залежність сумарних питомих витрат від середнього розміру шматка гірської породи в кар'єрі і визначають його оптимальний середній розмір шматка, який забезпечує мінімальні витрати на видобуток руди, розраховують параметри БВР, енергетичну насиченість гірського масиву, за рахунок яких отримують обвалену гірничу масу, яка має середній розмір шматка, що відповідає оптимальному. При визначенні оптимальних параметрів БВР додатково враховують ступінь обводненості свердловин та показник міцності порід, що дозволяє мінімізувати вплив цих факторів на розмір середнього шматка в кар'єрі ГЗК. Заявлений спосіб здійснюється таким чином. ФІзико-механічні характеристики видобувного кар'єрного блоку визначаються геологомаркшейдерським відділом ГЗК. Ступінь обводненостІ породи встановлюють за рівнем води в свердловинах згідно з виразом h  , h де hB - висота стовпа води у свердловині, м; h - глибина свердловини, м. Після проведення вибуху в кар'єрі та переробки руди вся техніко-економічна інформація збирається планово-економічним відділом ГЗК та розраховуються питомі витрати на видобуток 1 т руди за окремими технологічними процесами. Після цього визначають сумарні питомі витрати за формулою S   SБВР  S   S   S   S ДР [грн./т], де SБВР - питомі витрати на проведення буровибухових робіт; SH - дроблення не габаритних шматків середнім діаметром більше 1000 mm; SЕ екскаваторні роботи; SА - транспортування за допомогою автосамоскидів; SДР - крупне механічне дроблення на фабриці, грн./т. Для кожного вибуху фотопланіметричним способом визначають розмір середнього шматка гірської маси за таким виразом: n  d i i D CP  i1 n  i1 i   1d1   2 d 2  ...   n dn  1   2  ... n i [мм]; де - масова частка і-го класу; dі - розмір шматків і-то класу, мм. Протягом роботи кар'єру (10-20 вибухів) вся статистична інформація (щільність, міцність, ступінь обводненості, середній розмір шматка руди в кар'єрі, сумарні питомі витрати) записується до пристрою довготривалого зберігання інформації електронно-обчислювальної машини. Після класифікації за всіма різновидами руди, які є у родовищі, дані візуалізують та встановлюють залежність сумарних питомих витрат від середнього розміру шматка гірської породи в кар'єрі. На фіг. 1 представлені залежності сумарних питомих витрат S на видобуток руди від середньо 5 го розміру шматка DСР для різних типів руд: середньої міцності (крива 1), міцних порід (крива 2), дуже міцних породи (крива 3) та надзвичайно міцних (крива 4). Також на графіку наведено тренд оптимуму в залежності від міцності порід (крива 5). Витрати на проведення БВР зростають при підвищенні інтенсивності дроблення, оскільки потребують збільшення витрат вибухівки і більшої кількості свердловин. Неякісне дроблення призводить до збільшення виходу крупних шматків, які потрібно руйнувати вторинним вибухом, а це також збільшує собівартість продукції. Крупніша гірська маса знижує продуктивність екскаваторів, підвищує зношення обладнання. За аналогічними причинами продуктивність автотранспорту зростає в міру підвищення ступеня дроблення порід. Крупність вхідної руди дробарки в значній мірі визначає її продуктивність роботи, а також величину витрат футерувальної сталі. Різний характер цих залежностей зумовлює наявність області мінімуму на графіку сумарних питомих витрат. На фіг. 2 представлені залежності сумарних питомих витрат S на видобуток руди від середнього розміру шматка DCP для різного ступеню обводненості  : сухі свердловини (  = 0; крива 6), малообводнені (   0,4; крива 7), сильнообводнені (   0,6; крива 8) та повністю залиті водою (   1,0; крива 9). Також на графіку наведено тренд оптимуму в залежності від параметру а (крива 10). Витрати на проведення БВР зростають при підвищенні обводненості, оскільки вода знижує теплоту вибуху, поглинаючи частину енергії. Наявність води в свердловинах призводить до зниження продуктивності бурових станків, які працюють в Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 66425 6 умовах густого шламу. Крім того, при значній обводненості потрібно застосовувати додаткові заходи щодо захисту вибухівки від вимивання та зволоження. Сутність запропонованого авторами способу керування БВР полягає в тому, що оптимальний середній розмір шматків породи в кар'єрі ГЗК, який забезпечує мінімум сумарних питомих витрат на видобуток 1 т руди, визначається на підставі лінійного тренду  D CP f,      bf  c [мм], (1) де a, b, с - коефіцієнти, які отримані методом найменших квадратів для даного родовища шляхом аналізу техніко-економічної статистики; f - міцність руди за шкалою М.М. Протод'яконова;  ступінь обводненості свердловин. Після визначення оптимального середнього D   f ,   розміру шматка CP встановлюють відповідні параметри БВР (енергонасиченість масиву, густину заряджання, відстань між свердловинами, величину перебуру, забивки та ін.) за відомим способом [Кононов И.П. О методике расчета параметров БВР, обеспечивающих управляемое дробление горных пород на карьерах / И.П. Кононов // Сб. Металлургическая и горнорудная промышленность. -Днепропетровск, 1981. - №2. - С. 66-68]. Аналіз залежності (1) показав, що впровадження запропонованого способу керування БВР на ГЗК дозволить знизити загальні витрати на видобуток 1 т руди в середньому на 5-10%. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601