Маркшейдерское обеспечение буровзрывных работ

При разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом отделение от массива и дробление скальных и полускальных пород, рудных тел осуществляют массовыми взрывами с помещением зарядов взрывчатых веществ в предварительно пробуренные скважины. Скважины располагаются сериями на верхней площадке уступа в 1-2 и более рядов.

Буровзрывные работы должны обеспечить:

- заданную (расчетную) степень дробления горных пород для последующей погрузки ее в транспортные средства и транспортировки;

- требуемые качество и сортность взорванного рудного тела, достижение в необходимых случаях избирательного дробления пород различной крепости;

- проектный контур и угол откоса уступа;

- заданные размеры и форму развала взорванных пород, удобные для их экскавации;

- минимальные (допустимые) отклонения от проектных высотных отметок площадок уступов, их размеров и формы поверхности;

- минимальное сейсмическое воздействие взрыва на породный массив вблизи проектных (граничных) контуров карьера и окружающих инженерных сооружений;

- высокие показатели экономичности, производительности и безопасности горных работ.

Маркшейдерские работы до и после взрыва включают (рис. 6.14):

- составление крупномасштабного плана участка взрыва по результатам детальной маркшейдерско-геологической съемки;

- составление проекта буровзрывных работ с указанием расположения взрывных скважин, их глубин, перебура и линии наименьшего сопротивления (ЛНС);

- создание на участке работ съемочного обоснования для перенесения проектного положения скважин в натуру и последующей съемки фактического положения пробуренных скважин с точным определением их глубин и перебуров;

- определение положения скважин относительно верхней и нижней бровок откоса уступов;

- проведение детальной маркшейдерской съемки уступа после взрыва с составлением графической и отчетной документации и заключение об эффективности взрыва.

Размеры и форма взрываемого участка, высота и угол откоса уступа, общий объем и степень дробления взрывом горных пород, сейсмическое воздействие взрыва каждый раз задаются проектом. На каждый очередной массовый взрыв выдается задание с указанием длины, ширины и объема участка взрыва с приложением выкопировки из маркшейдерского плана.

На участке уступа, намеченного к взрыву, производится детальная планово-высотная съемка, по результатам которой составляют план-проект (план-задание) на буровзрывные работы и план карьера участка в масштабе 1:200 – 1:500. При сложном геологическом строении участка одновременно с маркшейдерской съемкой производится и геологическая съемка. Составляются поперечные разрезы, по которым определяют ЛНС, рассчитывают оптимальный заряд взрывчатки, конструкцию заряда. Геологические особенности, частоту и элементы залегания трещин наносят на план.

На рис. 6.14 показаны два блока, подготавливаемые к взрыву.

Рис. 6.14. Элементы борта карьера и буровзрывных работ:

Б – берма безопасности , где j, g – углы обрушения и естественного откоса; Т – ширина бермы для транспорта; Р – ширина развала пород при взрыве; h_y – высота уступа; h_п – глубина перебура скважины; a – угол откоса уступа;

d – угол наклона скважины

Исходные данные:

1) план участка карьера;

2) пункты маркшейдерского съемочного обоснования (R_V, R_VI);

3) направление на пункт опорной сети R_VI..

На план участка карьера наносится проектная сеть буровзрывных скважин по сетке с параметрами a, б и в, значения которых определяются расчетом.

Первыми на расстоянии "a" от верхней бровки проектного контура уступа наносятся скважины 1-го ряда, на расстоянии "б" – между скважинами.

После этого со сдвигом 0,5 "б" на расстоянии "в" от первого ряда наносятся скважины 2-го ряда и т. д. до заполнения всей площади подготавливаемого блока.

На плане участка карьера определяются разбивочные элементы каждой скважины: горизонтальные углы b_i на пунктах съемочного обоснования R_V и R_VI, измеренные между направлениями на пункт R_IV и на данную скважину; расстоянием l_i от пункта R_V и R_VI до данной скважины (полярный метод).

Исходное направление (R_V - R_IV) и (R_VI - R_IV) указывается на плане участка карьера. Направление определяется решением обратной геодезической задачи:

.

Углы b_i и расстояния l_i определяются с плана и заносятся в таблицу.

Находится проектная глубина скважины h_cпо формуле

где d - угол наклона скважины к горизонту, град.; h_у- высота уступа, м; h_п - величина перебура скважины, м.

Высота уступа определяется как разность средней высотной отметки верхней бровки (Z_ср.в.) и средней высотной отметки нижней бровки уступа (Z_ср.н.):

.

Величина перебура скважины зависит от ее диаметра и физико-механических свойств пород взрываемого участка.

Определяется минимально допустимое значение линии сопротивления по подошве W из выражения

,

где с – коэффициент, зависящий от степени дробления породы взрывом; p – вместимость 1 м скважины, кг; q – удельный расход ВВ, кг/дм³.

По окончании бурения всех скважин производят съемку и определяют фактическое положение каждой скважины и каждого ряда относительно верхней бровки и откоса уступа. Измеряют глубину скважины и величину перебура. Несоответствующие проекту скважины бракуются.

После взрыва участка выполняют детальную съемку развала и линии вновь образовавшейся верхней бровки уступа. По результатам съемки определяют объем взорванной горной массы, ширину и угол откоса развала, линию бровки и угол откоса уступа, коэффициент разрыхления, выход негабаритов. Куски взорванной массы не должны превышать линейный размер (К):

,

где V – вместимость ковша экскаватора, м³.

После отгрузки взорванной горной массы выполняется детальная съемка уступа, по результатам которой определяются показатели взрыва: удельный расход взрывчатки, поверхность отрыва пород по почве уступа, производительность (эффективность) скважины.