Розробка ресурсозберігаючої технології підземної відбійки міцних і надто міцних залізних руд

Для ведення нарізних робіт, доставки матеріалів і устаткування на горизонті, необхідно пройти один або два похилих з'їзди. Для здійснення нарізних робіт у блоці проходиться блоковий рудозвальний підняттєвий і збійки з похилим з'їздом. Випуск руди доцільно проводити за допомогою вібродоставочної техніки з вантаженням у вагони.

Підняттєві для формування заряду ВКЗ заввишки більше 20 м необхідно проходити за технологіями, що виключають присутність людей у вибої: секційне висадження або проходка за один вибух на компенсаційну порожнину.

У розділі 8 наведена техніко-економічна ефективність розробленої технології, яка визначалась методом порівняння її з відомими технологіями для шахти ім. Орджонікідзе в поверсі 447-527 м, у якому знаходиться поклад “Південно-Магнетитовий”. Враховуючи гірничо-геологічні умови залягання покладу “Південно-Магнетитовий”, для його відпрацювання доцільно застосувати поверхово-камерну систему розробки з відбиванням ВКЗ і оконтурюванням екранами.

Параметри системи розробки: ширина камери за простяганням 40 м; довжина камери (рівна потужності покладу) 80 м; ширина МКЦ 40 м, товщина стелини 24 м; запас руди в блоці 1669,1 тис. т.

Блок готується за допомогою ортів-заїздів, які проходять з польового штреку лежачого боку через 20 м; віброустановки для випуску обваленої руди розташовують в ортах-заїздах через 20 м з одного боку.

Як базовий приймаємо варіант поверхово-камерної системи розробки з перерахованими вище параметрами і з обваленням руди глибокими свердловинами вертикальних шарів руди на компенсаційну камеру.

Техніко-економічні показники для порівнюваних варіантів наведені в табл. 4, 5.

Таблиця 4. Технологічні показники поверхово-камерної системи розробки для порівнюваних варіантів

Питома економічна ефективність застосування запропонованої системи розробки буде дорівнювати

ДЭ = П_п -П_б = з(Ц_п-С_п)-з( Ц_б-С_б) = 0,95(46,64-26,85)-0,95(46,64-31,07) = 4,09 грн./т.

Оскільки шахта ім. Орджонікідзе входить до складу Центрального ГЗК, то руда на збагачувальну фабрику поступає за шахтною собівартістю 31,07 грн. У розрахунку ціни Ц_п і Ц_б приймемо рівними допустимій ціні 1 т руди без перевезення 46,64 грн./т.

Виконані розрахунки відображають умови відпрацювання запасів магнетитових кварцитів у поверсі 300-447 м, а для поверху 447-527 м, згідно з дослідженням НДГРІ, установлено, що за інших рівних умов опускання гірничих робіт на 100 м призводить до збільшення собівартості видобутку руди на 13-17%. Для нашого випадку, ураховуючи відсутність водовідливу, приймаємо 13%. Тоді при збільшенні глибини з 447 до 527 м собівартість збільшується на 10,4%.

Таблиця 5. Питомі витрати на 1 т руди за основними процесами видобутку для порівнюваних варіантів

Оскільки збільшення собівартості торкається як базового, так і запропонованого варіантів, то на 10,4 % зростає і питомий економічний ефект (з 4,09 грн. до 4,54 грн.).

Сумарний економічний ефект при відпрацюванні блоку із запасом, який дорівнює 1,5633 млн. т, складе 7,097 млн. грн.

Рентабельність роботи шахти при переході на видобуток руди за розробленою технологією складе

R = .

Висновки

Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, у якій на підставі досліджень вирішена актуальна науково-технічна проблема - розроблена технологія видобутку магнетитових кварцитів, при якій собівартість не перевищує граничну ціну, що дозволяє рентабельно збагачувати кварцити на ГЗК Кривбасу.

Основні наукові й практичні результати роботи полягають у наступному:

1. Шляхом аналізу доведено, що розвиток гірничих робіт на підземних рудниках Кривбасу приведе до повсюдного переходу гірничих робіт на підземний видобуток магнетитових кварцитів.

2. Теоретично встановлені залежності, які дозволяють обґрунтувати конструктивні параметри вертикального концентрованого заряду ВР, висоту породної подушки й повітряної порожнини, а також параметри відбивання масиву вертикальними концентрованими зарядами ВР.

3. Максимальна ефективність дії вибуху може бути досягнута за рахунок об'ємного (за всіма шістьма площинами) екранування хвиль напружень, що генеруються зарядом ВР, розташованому в “центрі рівноефективної дії вибуху” обвалюваного масиву та використання їх енергії для додаткового подрібнення масиву блока.

4. Уперше встановлені параметри екрану, за наявності якого ефективно використовуються хвилі напружень, і розроблена технологія утворення екрану методом прострілювання віял глибоких свердловин.

5. Уперше встановлено, що екран з оптимальним параметром (завтовшки 0,2-0,3 ЛНО) локалізує хвилі напружень в масиві обвалюваного блоку, при цьому 18 % енергії вибуху відбивається, 74 % гаситься, 8 % проходить у позаконтурний масив.

6. Експериментально доведено, що при вибуху ВКЗ в масиві, оконтуренному екранами, ширина зони руйнування породи углиб масиву дорівнює 0,7 ЛНО.

7. Розроблена нова технологія виробництва ігданіту високого тиску (ІВТ-5), яка включає нові технологічні процеси: сушку й нагрівання селітри до температури модифікаційного переходу 32,3-33єС та витримку готової суміші під тиском стиснутого повітря 0,5 МПа 15-20 хв. у закритій ємності. Ігданіт, вироблений за такою технологією, має практично необмежений час фізичної стабільності, високу швидкість детонації (4,4 км/с для заряду діаметром 200 мм) і невеликий критичний діаметр відкритого заряду - 60-70 мм.

8. Експериментально в промислових умовах доведено, що застосування ігданіту ІВТ-5, при проходженні гірничих виробок і висадженні глибоких свердловин на відбиванні міцних гірських порід за ефективністю вибуху він не поступається грамоніту 79/21. У той же час собівартість його у 2,5 разу нижча собівартості грамоніту 79/21, що робить цю ВР найбільш прийнятною для застосування в розробленій технології.

9. Розроблені рекомендації із застосування нової технології відпрацювання покладів міцних руд й магнетитових кварцитів з відбиванням масиву вертикальними концентрованими зарядами ВР і попереднім екрануванням обвалюваного блоку.

10. Застосування розробленої технології забезпечує виробничу собівартість підземного видобутку магнетитових кварцитів, зіставну із собівартістю їх відкритого видобутку, а ціна руди по шахті знаходиться в межах ціни, при якій економічно доцільно збагачувати кварцити на ГЗК Кривбасу.

11. Промислова перевірка розробленої технології на ВАТ ”Суха Балка” і в кар'єрі ВАТ ”ІнГЗК” показала її високу ефективність: якість дроблення руди в блоці, оконтуреному екранами, вища, ніж при обваленні за звичайною технологією. Установлено, що руйнування в бік екрану, розташованого вглибині масиву, розповсюджується на величину ЛНО (експеримент на ВАТ ”ІнГЗК”) або 0,7 ЛНО (експеримент на ВАТ “Суха Балка”).

12. Упровадження технології та її елементів дозволили отримати загальний економічний ефект у розмірі 1205,5 тис. грн., зокрема по ВАТ “Суха Балка” - 940,8 тис. грн., по кар'єру ВАТ ”ІнГЗК” - 264,7 тис. грн.

Основні положення і результати дисертації викладено в таких публікаціях

1. Дробин Г. Ф., Римарчук Б. И., Андрющенко А. В., Корчагин Н. В. О путях выхода из кризиса железорудной промышленности Украины // Основные направления развития горнопромышленного комплекса (ГПК) Украины в условиях перехода к рыночной экономике: Сб. научн. тр. - Кривой Рог, НИГРИ, 1998. - С. 5-6.

2. Дробин Г. Ф., Яценко Л. М., Римарчук Б. И., Корниенко В. Г. Пути повышения эффективности использования сырьевой базы железорудных месторождений Украины // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2002. - № 3. - С. 73-75.

3. Коваленко И. А., Домничев В. Н., Дробин Г. Ф., Римарчук Б. И., Прилипенко Е. Д. Добыча минерального сырья для черной металлургии в Украине // Горный журнал. - 1998. - № 11-12. - С. 8-11.

4. Римарчук Б. И., Грицина А. Е., Драгун Б. Т. О перспективе перехода шахт Криворожского бассейна к подземной добыче магнетитовых кварцитов “Разработка рудных месторождений” // Вісник КТУ. - Вип. 13. - Кривий Ріг, 2006. - С. 20-24.

5. Римарчук Б. И. Об эффективности технологии взрывного разрушения напряженных горных пород сосредоточенными концентрированными зарядами ВВ // Высокоэнергетическая обработка материалов: Сб. научн. тр. -Т. 1. - Днепропетровск, 1995. - С. 116-117.

6. Римарчук Б. И. Отбойка руд вертикальными концентрированными зарядами ВВ // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 1998. - № 1. - С. 71-73.

7. Римарчук Б. И. Опыт применения технологии отбойки магнетитовых кварцитов с помощью вертикальных концентрированных зарядов (ВКЗ) на шахтах ПО “Кривбассруда” // Проблемы горнодобывающей промышленности металлургического комплекса Украины: Сб. научн. тр. - Кривой Рог, НИГРИ, 1994 - С. 25-30.

8. Римарчук Б. И. Определение рациональных параметров конструкций верти-кальных концентрированных зарядов (ВКЗ) // Придніпровський науковий вісник (технічні науки). - № 44 (111). - 1998. - С. 1-11.

9. Римарчук Б. И. Выбор формы крупномасштабного заряда ВВ и места его расположения во взрывном блоке // Геотехническая механика. - № 57. - Днепропетровск: ИГТМ, 2005. - С. 203-209.

10. Римарчук Б. И. Параметры отбойки залежей крепких руд и магнетитовых кварцитов крупномасштабными зарядами ВВ // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2006. - № 2. - С. 72-75.

11. Римарчук Б. И. Определение параметров экранирующего слоя при взрывном дроблении породных блоков // Придніпровський науковий вісник (технічні науки) - 1998. - № 36 (103). - С. 86-95.

12. Римарчук Б. И. Экспериментальные исследования процессов отбойки массива вертикальными концентрированными зарядами // Придніпровський науковий вісник (технічні науки). - 1998. - № 55 (122). - С. 7-14.

13. Римарчук Б. И., Ефремов Э. И., Лисицын Н. В., Шварцер В. Я., Никитенко Р. А. О перспективе применения игданита високого давления ИВД-5 при отбойке обводненных массивов // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2003. - № 7. - С. 8-12.

14. Ефремов Э. И., Римарчук Б. И., Шварцер В. Я., Коростельов М. Н., Корнет В. В., Яровинский В. Е. Совершенствование простейших взрывчатых смесей на основе аммиачной селитры и нефтепродуктов // Вісник КДПУ. - Кременчук: КДПУ, 2006. - Вип. 2/2006 (37). - Ч. 2. - С. 81-84.

15. Римарчук Б. И., Шварцер В. Я., Быков Е. К. Сравнительная оценка дробящего действия некоторых промышленных ВВ // Вестник КТУ. - 2005. - № 9. -С.10-13.

16. Ефремов Э. И., Римарчук Б. И., Дробин Г. Ф., Шварцер В. Я., Мартыненко В. П., Моргун О. В., Прилипенко В. Д., Коростелев М. Н. Новое простейшее ВВ - игданит высокого давления (ИВД-5) // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2001. - № 6. - С. 70-72.

17. Римарчук Б. И., Дробин Г. Ф., Ефремов Э. И., Пивень В. А., Бережецкий А. Я., Киковка О. В., Шварцер В. Я. Перспектива применения игданита высокого давления ИВД-5 на карьере Ингулецкого ГОКа // Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: КТУ. - Вып. 85. - 2004. - С. 22-26.

18. Римарчук Б. И., Ефремов Э. И., Лисицин Н. В., Никитенко Р. А. О перспективе применения игданита при отбойке обводненных массивов // Горный журнал. - 2004. - № 10. - С. 32-33.

19. Римарчук Б. И. Наиболее эффективная система разработки при добыче креп-ких руд // Основные направления развития горнопромышленного комплекса (ГПК) Украины в условиях перехода к рыночной экономике. - Кривой Рог: НИГРИ, 1998. - С. 16-17.

20. Филиппов М. Ф., Прилипенко Е. Д., Римарчук Б. И. Добыча гранита на железорудных шахтах // Проблемы разработки руд черных металлов. - Кривой Рог: НИГРИ, 1991. - С. 40-43.

21. Римарчук Б. И. Новая эффективная технология подземной добычи магнетитовых кварцитов // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2006. - № 3. - С . 71-75.

22. Римарчук Б. И., Власенко Ю. Я. О перспективе развития подземного Крив-басса // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2003. - № 7. - С. 72-76.

23. Ефремов Э. И., Римарчук Б. И., Дробин Г. Ф., Шварцер В. Я. Особенности формирования скважинных зарядов горячельющимися ВВ // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2001. - № 5. - С. 75-78.

24. Николенко Е. М., Римарчук Б. И., Павленок Ф. Л. Хвосты переработки руд шахтной добычи - потенциальное железорудное сырье // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2005. - № 2. - С. 74-76.

25. Патент № 28734А. Україна, МКВ 6 Е21С 37/00. Спосіб формування укосу уступу при вибуховій відбійці гірничих порід / Римарчук Б. І., Шварцер В. Я., Дробін Г. Ф., Домнічев В. М., Кривошеєв О. В., Літвінов С. В. (Україна). - № 97094519; замовл. 17.12.97; надрук. 16.10.2000. - Бюл. № 5.

26. Дек. патент № 29862А. Україна, МКВ 6Е21С 37/00, F42 D1/102. Спосіб дробіння гірничих порід вибухом / Єфремов Е. І., Римарчук Б. І., Дробін Г. Ф., Коваленко І. А., Шварцер В. Я., Мартиненко В. П., Станков О. П., Півень В. О., Лісіцин М. В., Лотоус К. В., Биков Є. К., Кривошеєв О. В. (Україна); замовл. 08.09.97; надрук. 15.11.2000. - Бюл. № 6-11.

27. Патент № 33544. Україна. МКВ 7 СО6В 25/00. Спосіб виготовлення двокомпонентних вибухових речовин із аміачної селітри і нафтопродукту, наприклад, дизельного палива / Римарчук Б. І., Шварцер В. Я., Дробін Г. Ф., Єфремов Е. І., Мартиненко В. П., Сторчак А. С., Прилипенко В. Д., Коваленко І. А., Півень В. О., Лісицін М. В., Биков Є. К., Козак Л. Г., Моргун О. В., Шевченко С. В., Суковач О. О., Колодезнев О. С. (Україна). - № 99031272; замовл. 09.03.99; надрук. 15.10.03. - Бюл. №10.

28. Патент № 31537 А.Україна, МКВ 6 СО6В 21/00. Спосіб виготовлення вибу-хової суміші / Римарчук Б. І., Шварцер В. Я., Дробін Г. Ф., Єфремов Е. І., Мартиненко В. П., Сторчак А. С., Прилипенко В. Д., Коваленко І. А., Півень В. О., Лісицін М. В., Биков Є. К., Козак Л. Г., Моргун О. В. (Україна): - № 98094984; замовл. 23.09.98; надрук. 15.12.2000. - Бюл. № 7.

29. Патент № 71743 А. Україна, МКВ 6 СО6В 21/00. Спосіб виготовлення найпростішої суміші з великою густиною / Єфремов Е. І., Бережецький А. Я., Римарчук Б. І., Шварцер В. Я., Корнет В. В., Кішкін П. І., Півень В. О., Шпірок Д. М., Кіковка О. В., Малюта О. Д, Лісицін М. В., Коростельов М. Н. (Україна): № 2003119948; замовл. 04.11.03; надрук. 15.12.04. - Бюл. № 12.

30. Патент № 33978 А. Україна, МКВ 6 F42 D 3/04. Спосіб заряджання обвод-нених свердловин водонестійкими гранульованими речовинами / Римарчук Б. І., Шварцер В. Я., Дробин Г. Ф., Єфремов Е. І., Мартиненко В. П., Сторчак А. С., Прилипенко В. Д., Коваленко І. А., Півень В. О., Лісицін М. В., Биков Є. К., Козак Л. Г., Шевченко С. В., Кривошеєв О. В., Вілкул Ю. Г., Власенко Ю. Я. (Україна). - № 99052565; замовл. 06.05.99; надрук. 15.02.2001. - Бюл. № 1.

31. Патент № 36381 А. Україна, МКВ 6F42 D 3/00. Спосіб підготовки обводнених свердловин для заряджання водонестійкими вибуховими речовинами в тріщинуватих гірських породах / Римарчук Б. І., Шварцер В. Я., Дробін Г. Ф., Єфремов Е. І., Мартиненко В. П., Сторчак О. С., Прилипенко В. Д., Півень В. О., Лісицін М. В., Биков Є. К., Козак Л. Г., Кривошеєв О. В. (Україна). - № 99126768; замовл. 13.12.99; надрук. 16.04.2001. - Бюл. № 3.

32. Патент № 35704 А. Україна, МКВ 6 F42 D 7/100, E21C 37/00. Спосіб вибухового дробіння породних блоків / Дробін Г. Ф., Римарчук Б. І., Шварцер В. Я., Колодезнєв О. С., Мінаєв М. Л. (Україна). - № 980210225; замовл. 26.02.98; надрук. 16.04.01. - Бюл. № 3.

33. Патент № 15315 Україна, МКВ 6F21C 37/00. Спосіб вибухового руйнування породного масиву / Римарчук Б. І., Чирва А. Г., Колосов В. О., Колодезнєв О. С., Хивренко В. А., Караманиць Ф. І. (Україна). - №94127840; замовл. 02.12.94; надрук. 16.10.200. - Бюл. № 5.

34. Патент 25595А Україна, МКВ 6 Е21D 9/00. Спосіб проходки підняткових виробок / Мінаєв М. Л., Солганік В. А., Дробін Г. Ф., Римарчук Б. І., (Україна). - № 97105296; замовл. 30.10.97; надрук. 30.10.98 - Бюл. № 6.

35. Дробін Г. Ф., Римарчук Б. І., Андрущенко А. В., Корчагин М. В. Проблеми розвитку гірничорудної підгалузі України // Відомості Академії гірничих наук України. - 1998. - № 2. - С. 12-17.

36. Римарчук Б. І. Визначення параметрів вибухової відбійки вертикальними концентрованими зарядами (ВКЗ) // Відомості Академії гірничих наук України. - 1998. - № 2. - С. 29-32.

37. Римарчук Б. И. Вдосконалення методів вибухового роздроблення уступів с попереднім відділенням їх від масиву гірничих порід // Відомості Академії гірничих наук України. - 1997. - № 3. - С. 98-103.

Анотація

Римарчук Б. І. Розробка ресурсозберігаючої технології підземної відбійки міцних і надто міцних залізних руд. - Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.02 - підземна розробка родовищ корисних копалин. - Криворізький технічний університет, Кривий Ріг, 2007.

Дисертація присвячена вирішенню проблеми технології підземної відбійки міцних і надто міцних залізних руд із застосуванням на відбійці вертикальних концентрованих зарядів з найпростішої безтротилової ВР - ігданіту високого тиску (ІВТ-5). Знайдені оптимальні конструктивні параметри вертикального концентрованого заряду ВР (відношення висоти заряду до діаметру) відносна висота повітряної порожнини й породної подушки. Визначені параметри технології утворення екрану пристрілюванням віял глибоких свердловин. Знайдені параметри екрану: товщина й відстань до заряду, - що забезпечують максимальний відбиваючий ефект енергії хвиль напружень у бік обвалюваного масиву. Знайдено раціональне місце розташування заряду в блоці - “центр рівноефективної дії вибуху”, у якому вибух заряду забезпечує рівну напругу на всіх поверхнях оголення й відповідно високу якість дроблення.

Розроблена технологія виробництва найпростішої ВР (ігданіт високого тиску ІВТ-5), яка має належну фізичну стабільність і високі вибухові характеристики.

Розроблена технологія відпрацювання покладів з відбиванням масиву зарядами ВКЗ і попереднім оконтурюванням блоку екранами.

Ключові слова: вертикальний концентрований заряд ВР, екран, породна подушка, повітряна порожнина, ігданіт ІВТ-5, центр рівноефективної дії вибуху.

Аннотация

Римарчук Б. И. Разработка ресурсосберегающей технологии подземной отбойки крепких и весьма крепких железных руд. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.02 - подземная разработка месторождений полезных ископаемых. - Криворожский технический университет, Кривой Рог, 2007.

Диссертация посвящена решению проблемы подземной отбойки крепких и весьма крепких руд с применением вертикальных концентрированных зарядов из простейшего бестротилового ВВ - игданита высокого давления (ИВД-5).

Выполнен анализ состояния сырьевой базы железных руд подземного Кривбасса и обосновано сделан вывод о переходе в ближайшее время (10-15 лет) бассейна на подземную добычу магнетитовых кварцитов.

Установлена предельно-допустимая себестоимость подземной добычи магнетитовых кварцитов, при минимальной (10 %) рентабельности их обогащения на ГОКах Кривбасса. Исходя из анализа существующих технологий отбойки, сделан вывод, что наиболее приемлемой технологией при добыче крепких руд и магнетитовых кварцитов является технология с применением вертикальных концентрированных зарядов ВКЗ при устранении недостатков, присущих этому методу отбойки: неконтролируемое законтурное разрушение и большой сейсмический эффект.

Учитывая необходимость снижения затрат на отбойку - основной статьи затрат при добыче руды, - сделан вывод о необходимости разработки технологии производства простейшего бестротилового ВВ типа игданит, обладающего высокой физической стабильностью и высокими взрывными характеристиками на уровне граммонита 79/21. Для решения данной задачи разработан единый концептуальный подход, заключающийся в том, что отбойку массива необходимо осуществлять зарядами ВКЗ диаметром 1,5-2 м и весом 10-30 т и более, расположенными в центре “равноэффективного действия взрыва” блока оконтуренного по всем пяти граням (шестая грань - обнаженная поверхность) экранами. Доказано, что наиболее эффективной формой ВКЗ является псевдосферическая с отношением длины заряда к его диаметру 5-8. Высота породной подушки ВКЗ зависит от скорости ударной волны в породной подушке, скорости продольных волн в породе и величине ЛНС. Для ЛНС = 20_24 м высота породной подушки составляет 6-7 м. Высота воздушной полости над зарядом зависит от типа ВВ и прочностных свойств разрушаемых пород. Оптимальная высота воздушной полости для зарядов с высокой скоростью детонации (скальный аммонит) равна 1,18 длины, а для менее мощных ВВ (граммонит 79/21) - 0,7 длины заряда. Оптимальное время замедления взрывания зарядов составляет 100-150 мс.

Определены параметры экрана, обеспечивающие отражение волн напряжений. Наиболее приемлемой технологией образования экрана является технология простреливания вееров скважин, выбуренных в массиве по расчетным параметрам. Расстояние между скважинами при образовании экрана зависит от наличия забойки и интервала замедления взрывания зарядов. При наличии забойки расстояние между скважинами можно увеличить на 30 %. Если заряды взрываются с замедлением, то расстояние между скважинами следует уменьшить на 10-15 %. Максимально эффективное отражение волн напряжения от экрана будет в том случае если ширина его будет находиться в пределах 0,20_0,26 ЛНС для удлиненного заряда и 0,23-0,30 ЛНС для сосредоточенного заряда. При увеличении ширины экрана напряжения интенсивно убывают и при ее ширине Д = 0,4 расстояния до экрана достигают всего 15-20 % от максимальных напряжений. Граница зоны разрушения вглубь массива от взрыва ВКЗ при наличии экрана находится на расстоянии от заряда 0,7 ЛНС.

Результаты теоретических исследований подтверждены лабораторными и промышленными экспериментами. Лабораторными экспериментами доказано, что высота забойки, место расположения заряда по высоте скважины, а также высота воздушной полости над зарядом взаимозависимы и оказывают существенное влияние на полезную работу взрыва. С увеличением высоты воздушной полости уменьшается размер диаметра среднего куска во взорванной массе, достигая своего минимума при величине воздушной полости составляющей 0,7-0,9 высоты заряда. С увеличением ширины экрана отражение и поглощение волн напряжений повышается и при достижении его ширины, равном 0,4 расстояния до экрана, остается практически неизменным. Экраны в промышленных условиях целесообразно образовывать простреливанием нескольких (2 и более) вееров скважин, что может обеспечить требуемую ширину экрана. Наиболее эффективная технология образований экрана заключается в простреливании двух вееров скважин, расположенных друг относительно друга в шахматном порядке.

Установлено, что для достижения высокого качества дробления отбиваемого массива блока ВКЗ необходимо располагать в “центре равноэффективного действия взрыва” при этом расстояние от заряда до экрана, оконтуривающего блок, будет равно 0,7 ЛНС. Проведенные промышленные эксперименты по экранированию волн напряжений при отбойке руды на карьере Ингулецкого ГОКа подтверждает вывод о том, что ударная волна отражается от экрана вглубь отбиваемого массива и улучшает качество дробления, а слой руды, расположенный между последними рядом скважин и экраном, разрушается при взрыве последнего ряда скважин. Проведенный промышленный эксперимент на ОАО “Сухая Балка” шахты им. Фрунзе в блоке 39-49 в этаже 900-985 м (залежи “V-VIIІ Северная”) по отбойке массива зарядами ВКЗ и предварительныму отделению блока экранами подтверждает высокую эффективность разработанной технологии, правильность рассчитанных параметров: зарядов ВКЗ, экрана и параметров отбойки массива.

Разработана технология производства игданита высокого давления (ИВД-5), заключающаяся в том, что обычную селитру нагревают до температуры модификационного перехода 32,3^оС и выше, смешивают с дизельным топливом и выдерживают под давлением сжатого воздуха 0,5-0,7 МПа в течение 15-20 мин. Эта технология позволяет получать игданит оптимального состава (9,4±0,1 % АС и 5,9±0,1 % ДТ) с высокой физической стабильностью (6 месяцев и более) высокой скоростью детонации, достигающей 4,4 км/с и небольшим критическим диаметром открытого заряда 60-70 мм. Этот игданит разрешен Госгортехнадзором Украины к постоянному применению и внедрен на ОАО “Сухая Балка” (построена опытная установка по его производству). Игданит эффективно используется в подземных условиях, в основном на проходке горных выработок и отбойке руды глубокими скважинами диаметром 105 мм.

Разработанная технология отработки залежей магнетитовых кварцитов, на основании которой создано пять типовых паспортов систем разработки. Технико-экономические показатели разработанной технологии показывают ее высокую эффективность. Экономический эффект на 1 т руды составит 4,54 грн./т, а экономический эффект работы шахты им. Орджоникидзе при отработке залежи “Южная-Магнетитовая” в этаже 447-527 м по предлагаемой технологии составит 7,097 млн. грн. в ценах 2005 г.

Ключевые слова: вертикальный концентрированный заряд ВВ, экран, породная подушка, воздушная полость, игданит ИВД-5, “центр равноэффективного действия взрыва”.

Annotation

Rymarchuck B. I. Development of resource saving technology of underground blasting of hard and extremely hard iron ores. - Manuscript.

Dissertation on gaining a graduate degree of Doctor of Engineering Science on speciality 05.15.02 - underground mining of deposits of minerals. - Kryvyj Rih Technical University, Kryvyj Rih, 2007.

Dissertation is devoted to the solving of the problem of underground brekage of hard and extremely hard ores using during the breakage vertical concentrate charges and the simplest without trilita Explosive - igdanite of high pressure (IHP-5). Optimum structural parameters of the vertical concentrate charge of Explosive (attitude of charge height toward the diameter) relative height of air bag and rock cushion were found. Parameters of technology of formation of the screen by the shooting of the sheaves of deep mining holes were defined. The parameters of screen were found: thickness and distance to the charge, which secure a maximal reflecting effect of waves of tension to the side of the breaking massif. An effective location of the charge in the block was found - “the center of equal effective action of explosion”, in which the explosion of charge secures equal tension on all bared surfaces and accordingly high quality of crushing.

The technology of production of the simplest Explosive (igdanite of high pressure IHP-5) was developed, that provided with the high physical stability and explosive properties.

The technology of working off the deposits with the breaking of the massif by the Explosives HCE and preliminary delineation of the screen block was developed.

Keywords: vertical concentrate charge of Explosive, screen, rock cushion, air bag, igdanite IHP-5, center of equal effective action of the explosion.

Размещено на Allbest.ru