» » Буровзрывные работы на уступах карьеров

Буровзрывные работы на уступах карьеров

19.08.2016

При комбинированной разработке месторождения, когда открытые горные работы ведут в массивах, деформированных подземными разработками, бурение скважин производят с определенными затруднениями.
Деформированное состояние массивов пород проявляется в потере сплошности различной степени: от беспорядочного обрушения, сопровождающегося полной потерей связей между отдельными кусками, до плавных прогибов слоев с небольшим раскрытием естественных трещин.
В любом случае в таких массивах бурение скважин затрудняется. В свежеобрушенном массиве пород бурение скважин практически невозможно. Однако по прошествии некоторого времени (несколько месяцев, лет) после заполнения пустот между глыбами пород вторичным материалом (разрушение кусков под давлением, заполнение песчаноглинистым материалом и другие причины) бурение скважин в зоне обрушения возможно, но с определенными трудностями.
Во всех остальных зонах деформирования подработанного массива бурение скважин возможно.
Практика комбинированной разработки показывает, что бурение скважин с уступов карьера в указанных подработанных массивах пород станками ударно-вращательного действия неэффективно в связи с заклиниванием бурового инструмента и невысоким качеством пробуренных скважин.
Этим условиям в большей мере соответствуют станки вращательного действия (например, шарошечные).
Современные буровые станки для открытых горных разработок позволяют бурить скважины под различными углами наклона (от 0 до 90°).
Расчет величины заряда как при производстве взрывных работ на уступах в целике, так и при погашении пустот выполняют по общеизвестным формулам рыхления
Буровзрывные работы на уступах карьеров

где q — удельный расход BB, кг/м3 (как правило, в скальных породах qср = 0,4...0,5 кг/м3); W — линия наименьшего сопротивления
пород по подошве уступа или контура пустоты (см. рис. 13.7), м; а — расстояние между скважинами в ряду, м; b — расстояние между рядами скважин, м; Hу — длина погашающих скважин без учета величины перебура.
При разбуривании потолочин пустот погашающие скважины недобуривают до кровли пустот на 1—1,5 м. Если скважина вышла в пустоту, в нижней части делается забойка (пробка) высотой 1,5—2 м.
Взрывание скважин для погашения пустот производится по короткозамедленной схеме.
При ведении горных работ в карьере производят массовые взрывы с использованием больших количеств взрывчатых веществ. Вследствие каждого из них в массиве горных пород возникает и распространяется мощная упругая волна сжатия, которая, достигнув подземных выработок, вызывает отраженную волну и соответствующие напряжения разрушения σр и σсдв.
Это явление получило название сейсмического воздействия массовых взрывов. В результате такого воздействия могут возникнуть весьма серьезные, даже катастрофические разрушения горных выработок и сооружений.
Масштабы и последствия сейсмического воздействия взрывов зависят в основном от двух факторов: массы одновременно взрываемого заряда Q и расстояния от точки наблюдений до эпицентра взрыва r.
Существует множество предложений по аналитическому определению связи указанных параметров и количественных показателей воздействия взрыва на объект.
Однако при проектировании и в производственной практике получили распространение эмпирические зависимости, выведенные на основе результатов производственных наблюдений.
Например, специалистами ВНИМИ получены зависимости вида
Буровзрывные работы на уступах карьеров

где r — радиус условно безопасного сейсмического влияния массовых взрывов, м; Q — масса заряда, м.
Приведенные зависимости получены для условий комбинированной разработки Никитовского ртутного месторождения.
Здесь в качестве критерия вредного воздействия массовых взрывов принято разрушение стенок подземной выработки с вывалом куска породы определенного размера (0,5 м).
При производстве открытых горных работ над непогашенными подземными пустотами важным становится обеспечение безопасности их ведения.
В связи с этим возникает задача определения состояния потолочного целика над пустотой.
Первоначально безопасную толщину потолочины можно оценить аналитическими методами, приведенными в разд. 5 и 9 работы.
Буровзрывные работы на уступах карьеров

При приближении рабочих площадок карьера на расстояние, равное двухкратной расчетной толщине потолочины, определяют фактическую толщину целика посредством бурения контрольных скважин с уступов карьера.
С этого момента и до погашения пустоты проводится мониторинг состояния пород и толщины целика каким-либо геофизическим методом, например, звукометрическим.
Сущность этого метода основана на способности горных пород издавать шум (потрескивание) по мере развития деформаций и разрушения в них.
Если в массиве горных пород (в скважине) разместить датчики измерения звуков (геофоны), то можно зафиксировать микроразрушения и последующие макроразрушения пород.
Характер и частота появления звуков позволяют оценить степень разрушения пород в динамике. Это видно из рис. 13.8, где совмещены графики деформаций ε и звуковой активности (количество импульсов в минуту n) при различных нагрузках о.
Графики, аналогичные изображенным на рис. 13.8, называют также тарировочными.