Спосіб відроблення приконтурної зони залізорудних кар’єрів

Спосіб відроблення приконтурної зони залізорудних кар'єрів, який включає формування і завідкошування уступів, вибурювання вертикальних вибухових свердловин завідкошування з наступним вибуховим підриванням, виймання розпушеної породи кар'єрною мехлопатою, який відрізняється тим, що у процесі завідкошування уздовж проектної площини укосу групи уступів в смузі щілиноутворення вибурюють останній ряд вертикальних контурних свердловин на відстані bk (м) від верхньої брівки непорушеного масиву, яку визначають за формулою: 2 3 на законтурну частину масиву. Тому в області укосів уступів утворюються зони заколів і залишкових деформацій. Глибокі тріщини проникають у масив на 40...60м. Особливо порушеною виявляється верхня третина висоти уступів. Завдяки цьому кути укосів окремих уступів і бортів з часом осипаються і в цілому мають тенденцію до виположення протягом усього терміну експлуатації кар'єру. Слід визначити, що значення результуючих кутів укосів неробочих бортів суттєво впливає на граничний коефіцієнт розкриття, за величиною якого встановлюють границі кар'єрів і ефективність їх розробки. Зі збільшенням кутів укосу неробочих бортів і окремих уступів значно зменшується об'єм порід розкриття у межах кар'єрного поля та підвищується економічність добування залізної руди. Для забезпечення цього проводиться спеціальне завідкошення уступів при постановці їх у граничне положення та оборка заколів по площині відриву екскаваторами. Відомий спосіб відробки приконтурної зони кар'єру методом попереднього щілиноутворення, коли уздовж кінцевого контуру уступу вибурюють паралельно куту нахилу проектної площини його укосу свердловини завідкошення зменшеного діаметру (60...100мм) на усю глибину з перебуром, споряджають їх розсередженими зарядами вибухівки і підривають з випередженням не меншим за 70...100мс до підривання технологічних вибухових свердловин руйнування порід у останній екскаваторній західці [Проектирование взрывных работ в промышленности / под общ. ред. проф. Б.Н.Кутузова, 2 изд. М.: Недра, 1983. с.106-108]. Недоліком такого способу є те, що вибурювання свердловин завідкошення під кутами 60...75° потребує використання спеціальних бурових верстатів. Продуктивність їх при вибурюванні круто нахилених свердловин у декілька разів знижується порівняно з проведенням вертикальних свердловин. Обсяг робіт при вибурюванні свердловин малого діаметру занадто великий. Спорядження таких свердловин розосередженими вибуховими зарядами нетехнологічне і виконується ручним способом. Попереднє щілиноутворення при розробці уступів висотою 30...45м за таким методом неефективне як з економічних показників, так і технічних. Найбільш близьким за технологічною суттю та результатом відробки при контурної зони залізорудних кар'єрів, що досягаються, є спосіб попереднього щілиноутворення, коли крутонахилені контурні свердловини завіткоски вибурюють по проектній площині укосу на одну третину висоти уступу, а вертикальні свердловини проводять на встановлених аналітично відстанях, попереду та ззаду від його верхньої брівки та підривають їх при підробці вище лежачого уступу. Свердловини завідкошення вибурюють технологічними буровими верстами. [Авт.с. СССР №1254155 МКИ Е 21 С 41/00/ Поморко А.А., Дриженко А.Ю., Базарний В.Д. и Савицький В.Г. №3880507/22-03; заявлено 04.04.85. опубл. 30.08.86. бюл. №32]. Недоліком такого способу є те, що використання технологічних бурових верстатів для вибурювання свердловини завідкошення великого діа 76884 4 метру (250...269мм) призводить до значного порушення масиву порід при підриванні вибухових зарядів. Проведення завідкошення нижчележачого уступу тільки після відробки вищележачого з підриванням уздовж брівки граничного контуру двох рядів свердловин не дає змоги одночасно формувати стійкий укіс для групи уступів у процесі їх почергового відпрацьовування. До того ж між уступами зостається площадка безпеки, яка призначена для механізованого прибирання осипу порід з укосів уступів і має ширину не меншу за 10м. При спорядженні крутонахилених свердловин завідкошення розосередженими вибуховими зарядами також використовують ручний спосіб. Завдяки цьому трудомісткість способу відробки приконтурної зони кар'єру завелика, а якість завідкошення його уступів погіршена. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу відробки приконтурної зони залізорудних кар'єрів, у якому шляхом запровадження нової технологічної схеми вибурювання вертикальних свердловин завідкошують під потрібним кутом загальний укіс для групи уступів, що виключає необхідність почергової постановки уступів у граничне положення та потребу у ручному оснащенні розосередженими вибуховими зарядами приконтурних свердловин і за рахунок цього зменшення об'ємів і трудомісткості виймання порід розкриття та економію матеріальних і грошових ресурсів. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі відробки приконтурної зони залізорудних кар'єрів, що включає формування і завідкошення уступів, вибурювання вертикальних вибухових свердловин завідкошення з наступним вибуховим підриванням, виймання розпушеної породи кар'єрною мехлопатою, який відрізняється тим, що у процесі завідкошення уздовж проектної площини укосу групи уступів в смузі щілиноутворення вибурюють останній ряд вертикальних контурних свердловин на відстані bк (м) від верхньої брівки непорушеного масиву, яку визначають за формулою bк Hч. max ctg npdc , де Нч.mах - максимальна висота черпання кар'єрної мехлопати, м; - проектний кут укосу для групи уступів, що ставляться у граничне положення, градуси; nр - показник зони руйнування у напрямку до площини укосу уступу, у діаметрах свердловин, dc - діаметр свердловин завідкошення, м; поряд з останнім рядом контурних свердловин у напрямку до виробленого простору формують ряди вертикальних свердловин у смузі шириною bш (м), яку визначають за формулою bш (Нy Hч. max )ctg , де Н - висота групи уступів, яку завідкошують, м; причому відстань між рядами свердловин завідкошення і свердловинами у кожному ряд і приймають у межах bр=bс=(21 32)dc, а відстань між дном усіх свердловин та проектною площиною укосу групи уступів у горизонтальному (м) і вертикальному с (м) перерізах відповідно вибирають за формулами =npdc,с=npdctg ; a після їх підривання подрібнену вибухом породу виймають окре 5 мими уступами, причому в процесі виймання мехлопатою проводять заглиблення першого з верху уступу по площині завідкошування з урахуванням можливої глибини копання екскаватора, а послідуючі уступи формують висотою не більшою за 1,5Нч.mах. При цьому технічний результат можливо здобути за рахунок формування потрібного куга укосу для групи вироблюваних уступів, механізації спорядження контурних свердловин вибуховими зарядами та відробки розвалу подрібнених порід з додатковим обиранням укосів кар'єрною механічною лопатою у наведеній послідовності. На Фіг. показана технологічна схема відробки приконтурної зони залізорудних кар'єрів у поперечному перерізі. На Фіг. позначено: 1 - законтурний масив для групи уступів, які завідкошують; 2 - проектна площина укосу для групи уступів; 3 - верхня брівка групи уступів; 4 - останній ряд вертикальних контурних свердловин; 5 - висота першого зверху уступу; 6 - допоміжна контурна свердловина; 7 - допоміжна вертикальна свердловина; 8 - останній ряд вертикальних свердловин; 9 - підошва останнього уступу з групи, яку завідкошують; 10 - нижня площадка першого уступу; 11 - вісь пересування екскаватора при підробці останньої західки у блоці; 12 - висота нижчележачих уступів; 13 - заглиблення підошви першого зверху уступу по контуру з проектною площиною укосу. Спосіб відробки приконтурної зони залізорудних кар'єрів може бути реалізований наступним чином. Попередньо для гірських порід, які розробляють групою уступів, встановлюють фізикомеханічні характеристики та їх вплив на показники руйнування вибухом законтурного масиву 1, проектне положення площадки укосу 2 для групи уступів та кут її нахилу до горизонту , а також значення прийнятого діаметру вибурювання свердловин завідкошення, її глибину, відстань між рядами bр і окремими свердловинами bс у кожному ряді. Завдяки цьому визначається напрямок і місце знаходження верхньої брівки 3 для групи уступів 1, які завідкошують. Положення останнього ряду вертикальних контурних свердловин 4 приймають з урахуванням вибурювання їх до підошви першого зверху уступу висотою 5. За встановленими параметрами bр і bc, при потребі, між верхньою брівкою 3 та останнім рядом контурних свердловин 4 вибурюють ряд допоміжних контурних свердловин 6. У такій же послідовності вибурюють і ряд допоміжних свердловин 7, а останній їх ряд 8 проходять до підошви 9 останнього уступу із групи з необхідним перебуром. На протягу екскаваторного блока вибурюють також технологічні свердловини, які призначені для руйнування масиву порід при підході гірничих робіт до граничного положення у перерізі на кожному із уступів. Свердловини завідкошення опоряджують вибуховими зарядами механізовано за спеціальною 76884 6 технологією і якістю. Підривають їх почергово поперед технологічних свердловин не менше ніж за 35...70мс. Кар'єрну механічну лопату, яку використовують у кар'єрі для виймання подрібнених вибухом порід у екскаваторних блоках, застосовують також і для оббирання укосу уступів від заколів і навису окремих шматків порід. Для цього екскаватор при відробці останньої західки у блоці розміщують на відстані максимального радіусу черпання на рівні стояння Rч.у. від лінії перехрещення проектної площини укосу 2 і нижньої площадки 10 першого зверху уступу 5 та пересувають його по осі 11 у процесі обирання укосу 2. При цьому висота першого зверху уступу 5 не перевищує максимальну висоту черпання екскаватора Нч.у. Для збільшення ж висоти нижчележачих уступів 12, екскаватором проводять заглиблення 13 по підошві першого зверху уступу 5 і наступних за ним на контакті з проектною площиною укосу 2 з урахуванням можливої глибини його копання нижче рівня стояння Нк. Завдяки цьому нижчележачі уступи 9 при відробці можуть мати висоту у півтора рази більше за Нч.mах, що відповідає існуючим Правилам безпеки. Запропонована технологія відробки приконтурної зони дозволяє отримати у сукупності велику економію матеріальних і грошових ресурсів, а також значно покращити умови праці обслуговуючого персоналу при проведенні буропідривних робіт. Так, на кар'єрі №2 - біс гірничо-збагачувального комплексу комбінату „Криворіжсталь" заявлена нова технологія відробки приконтурної зони використовується з початку 2004 року. У кар'єрі висота уступів у цілику становить 15м. Відробляють їх після подрібнення порід екскаваторами ЕКГ8І, у яких Нч.mах=13,5м; Нк=2,5м; Rч.у.=12м. Висота уступу, укіс якого обирає екскаватор Ну=13,5+2,5=16м. Свердловини завідкошення вибурюють буровим верстатом з dc=0,165м. Максимальна міцність порід розкриву f=17...20. Згідно із розробленим на кар'єрі паспортом буропідривних робіт, при постановці здвоєних уступів у граничне положення з кутом нахилу проектної площини укосу а=60° відстань між верхньою брівкою і проміжним рядом контурних свердловин становить 4м. Така ж відстань і до останнього ряду контурних свердловин - 4м. Відстань до першого ряду проміжних щадливих свердловин 5м, до останнього 5,2м. Сітка свердловин завідкошення квадратна. Відповідно до названих свердловин глибина їх становить 5; 12; 20 і 31м. Відстань від дна свердловин до проектної площини укосу групи уступив по горизонталі дорівнює а=0,9м, по вертикалі с=1,5м. Перехід на нову технологію відробки приконтурної зони і постановку одразу двох уступів у граничне положення із загальним кутом укосу 60° дозволив ліквідувати площадку безпеки між ними шириною bв=10м. Завдяки цьому у межах екскаваторного блоку довжиною Iб=600м попереджено від додаткового виймання об'єму порід V (м3) у розмірі V=НуbсІб=15 10 600=90000, м3. Щорічно передбачається постановка двох таких блоків у проектне положення. Річна економія 7 76884 грошових витрат Е (тис.грн.) завдяки впровадженню нової технології становить E=2 V c=2 90 13.6=2448, тис.грн. де с - собівартість виймання 1м3 породи розкриття на кар'єрі №2 - біс у 2003р., грн. Аналогічні паспорти розроблені і для кар'єру №3 цього ж комплексу. Крім того, обґрунтовані Комп’ютерна верстка М. Ломалова 8 показники буропідривних робіт і для постановки групи уступів у граничне положення з укосом під кутом 75°. Широке впровадження нової технологи дає змогу вивільнити з експлуатації суттєві матеріальні ресурси та покращити умови праці обслуговуючого персоналу. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601