Способ определения рационального удельного расхода взрывчатого вещества



 


Владельцы патента RU 2563894:

Федотенко Виктор Сергеевич (RU)
Ташкинов Игорь Александрович (RU)

Изобретение относится к горной промышленности. Способ определения рационального удельного расхода ВВ включает производство массового взрыва, размещение экскаватора на блоке, определение рационального значения удельного расхода ВВ по формуле qp=f·Δq, кг/м3, выполнение черпания и разгрузки горной массы в транспортный сосуд. Перед определением рационального значения удельного расхода ВВ по формуле производят определение емкости ковша экскаватора, значение параметра Δq уточняют по формулам с учетом: рационального значения удельного расхода ВВ, qp; геометрической емкости ковша экскаватора, Е, м3; коэффициента f крепости пород по Протодьяконову; шага изменения qp, приходящегося на единицу коэффициента крепости пород, Δq, кг/м3; относительной эффективности удельного расхода ВВ, Эвв; диаметра куска взорванной горной массы, d, м, и далее выполняют черпание и разгрузку горной массы в транспортный сосуд в нормальном режиме. Изобретение позволяет улучшить качество буровзрывной подготовки, снизить затраты на буровую подготовку горной массы к выемке и выемочно-погрузочные работы.

 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к открытой разработке месторождений полезных ископаемых.

При разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом более 70% всего объема добычи скальных и полускальных пород на карьерах черной, цветной металлургии и карьерах строительных материалов производится с применением буровзрывных работ.

Выбор параметров буровзрывной подготовки производят с учетом конкретных горно-геологических и производственных условий разработки месторождения. При этом выбор осуществляют таким образом, чтобы параметры развала максимально соответствовали проектным значениям, которые в свою очередь выбираются таким образом, чтобы максимизировать производительность выемочно-погрузочного оборудования при минимизации совокупных затрат. Иными словами, рассматривают комплекс сопряженных процессов - буровзрывную подготовку пород к выемке и выемочно-погрузочные работы, и стремятся минимизировать суммарные затраты.

Одним из основных параметров буровзрывной подготовки, определяющих, насколько полно выемочно-погрузочное оборудование может использовать паспортную производительность, является крупность взорванной горной массы, которая характеризуется средним диаметром взорванного куска и коэффициентом разрыхления. То есть для каждого типа экскаваторов существует определенная рациональная величина взорванного куска породы для того, чтобы экскаватор мог работать с запроектированной производительностью. В этой связи стоит особо отметить, что при оценке производительности выемочно-погрузочной техники учитывается объем погруженной породы в твердом теле. Для этого используется коэффициент экскавации, равный отношению коэффициента наполнения ковша к коэффициенту разрыхления породы в ковше. Очевидно, что при неизменном объеме ковша экскаватора ковш может быть от цикла к циклу заполнен в разной степени и, что более важно, один и тот же объем разрыхленной породы может в твердом теле быть различным - это в свою очередь и определяет коэффициент разрыхления.

Одним из основных параметров, который оказывает существенное влияние на результат проведения буровзрывных работ, является удельный расход взрывчатых веществ (ВВ). Выбор рациональной величины удельного расхода ВВ во многом определяет качество буровзрывной подготовки. Под качеством буровзрывной подготовки авторы понимают степень соответствия параметров взорванной горной массы тем параметрам, при которых обеспечивается минимум затрат на выполнение двух процессов открытых горных работ: подготовки горной массы к выемке и выемочно-погрузочных работ. Поэтому задача управления качеством взрывной подготовки горной массы за счет определения рационального удельного расхода ВВ является актуальной.

Известен способ определения рационального удельного расхода ВВ (Методическое руководство по выбору схем ведения взрывных работ на угольных разрезах с учетом физико-технических свойств пород и использования средств механизации. Челябинск: 1981. - 97 с.), включающий аналитическое определение рационального удельного расхода в явном виде, при этом рациональный удельный расход является функцией следующих аргументов: диаметр средней естественной отдельности, высота уступа, диаметр скважинного заряда, коэффициент, учитывающий влияние угла наклона скважин.

Недостаток известной методики заключается в том, что, используя ее, невозможно обеспечить качественное дробление горной массы для всего диапазона горно-геологических и производственных условий, имеющихся на настоящий момент на горнодобывающих предприятиях. Это выражается в том, что при отработке горной массы, взорванной согласно известной методике, производительность экскаваторов большой единичной мощности (20 и более м3) в реальных производственных условиях оказывается меньше паспортной на 15-20%. Так, например, экскаватор Н&Р-2800 с емкостью ковша 33 м3, работая на Бачатском угольном разрезе, обеспечивает только 800 тыс. м3/мес вместо 1000 тыс. м3/мес, т.е. на 20% меньше.

Для того чтобы раскрыть природу описанного недостатка, необходимо коснуться одной из важнейших конструктивных характеристик экскаватора - удельной массы экскаватора на единицу объема ковша, и оценить ее изменение, а также степень влияния на работу экскаватора, его производительность. В 60-х годах прошлого столетия Н.Г. Домбровским было отмечено, что при некотором состоянии разрыхленного буровзрывными работами массива горной массы экскаватор работает в «стопорном режиме». Согласно определению, которое дает Н.Г. Домбровский, стопорный режим работы - это такой режим, при котором во время черпания ковш останавливается, и машинист должен принять решение - пытаться продолжить черпание и подвергнуть экскаватор риску серьезной поломки или прекратить черпание и выгрузить в транспортный сосуд не полностью заполненный ковш. Именно работой в стопорном режиме объясняется снижение фактической производительности мощных экскаваторов относительно паспортной, наблюдаемое в настоящее время на предприятиях, ведущих разработку полезных ископаемых открытым способом. Стоит отметить, что при разработке горной массы, подготовленной по известной методике, с использованием экскаваторов с объемом ковша менее 20 м3 подобной проблемы не возникает. Подобное различие обусловлено конструктивными различиями, которые заключаются в том, что удельный показатель массы на единицу вместимости ковша экскаваторов с емкостью ковша менее 20 м3 в два раза превосходит аналогичный показатель экскаваторов с емкостью ковша более 20 м3. Иными словами, с увеличением единичной мощности экскаватора темп прироста емкости ковша в два и более раза превосходит темп прироста массы экскаватора. В описанном выше кратном различии массы экскаватора, приходящейся на единицу вместимости ковша экскаватора, которое обусловлено присущими конструктивными особенностями экскаваторов с емкостью ковша менее 20 м3 и более 20 м3, заключается природа невозможности эффективно использовать известный способ расчета рационального удельного расхода.

Известен также способ определения рационального удельного расхода ВВ (Комплексная оценка эффективности буровзрывных работ при выемке взорванных пород экскаваторами типа ЭКГ / Ташкинов А.С., Сысоев А.А., Ташкинов И.А., Зорина Л.А. 2010. №2. С. 59 65), включающий производство массового взрыва, размещение экскаватора на блоке, определение рационального значения удельного расхода ВВ по формуле qp=f·Δq, кг/м3, выполнение черпания и разгрузки горной массы в транспортный сосуд.

Недостатком этого известного способа является то, что параметр Δq определяют графически, причем используют единую зависимость для всего диапазона емкости ковша. То есть интервал вместимости объема ковша экскаваторов ЭКГ, ЭГО, ЭШ от 5 до 56 м3 рассматривается в известном способе как однородный, для которого справедлива единая зависимость, представленная графически в указанной выше статье. Кроме того, точность расчета рационального удельного расхода ВВ варьируется, в силу субъективных причин, таких как точность инструментов, которыми происходит снятие данных с известной зависимости, описывающей Δq, а также персональный навык пользователя графического материала. Таким образом, опираясь на раскрытые в описании принципиальные различия между экскаваторами с емкостью ковша больше 20 м3 и меньше 20 м3, очевидно, что использование известной общей зависимости для определения параметра Δq при расчете рационального удельного расхода ВВ не обеспечивает качественной подготовки горной массы к выемке. При этом дополнительным фактором, отрицательно сказывающимся на точности расчета и, соответственно, мультиплицирующим негативный эффект от применения зависимостей, неадекватно описывающих параметр Δq, является представление этих зависимостей графически.

Технический результат заявляемого изобретения - снижение суммарных затрат на буровзрывную подготовку горной массы к выемке и выемочно-погрузочные работы, улучшение качества буровзрывной подготовки горной массы к выемке за счет уточнения значения рационального удельного расхода ВВ.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения рационального удельного расхода ВВ, включающем определение рационального значения удельного расхода ВВ по формуле qp=f·Δq, кг/м3, производство массового взрыва, размещение экскаватора на блоке, выполнение черпания и разгрузки горной массы в транспортный сосуд, согласно заявляемому изобретению перед определением рационального значения удельного расхода ВВ по формуле производят определение емкости ковша экскаватора, значение параметра Aq уточняют по формулам:

при

при

где qp - рациональное значение удельного расхода ВВ;

Е - геометрическая емкость ковша экскаватора, м3;

f - коэффициент крепости пород по Протодьяконову;

Δq - шаг изменения qp, приходящегося на единицу коэффициента крепости пород, кг/м3;

Эвв - относительная эффективность удельного расхода ВВ;

d - диаметр куска взорванной горной массы, м,

и далее выполняют черпание и разгрузку горной массы в транспортный сосуд в нормальном режиме.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

Перед определением рационального значения удельного расхода ВВ определяют геометрическую емкость ковша экскаватора, которым планируют отработать взорванную горную массу. Согласно полученному значению (для Е ≤20 м3 или Е >20 м3) выбирают формулу для расчета, в которую подставляют следующие значения: диаметр бурения, геометрическую емкость ковша экскаватора, относительную эффективность удельного расхода ВВ. Значение параметра Δq уточняют по формулам:

при

при

где qp - рациональное значение удельного расхода ВВ;

Е - геометрическая емкость ковша экскаватора, м3;

f - коэффициент крепости пород по Протодьяконову;

Δq - шаг изменения qp, приходящегося на единицу коэффициента крепости пород, кг/м3;

Эвв - относительная эффективность удельного расхода ВВ;

d - диаметр куска взорванной горной массы, м,

и далее выполняют черпание и разгрузку горной массы в транспортный сосуд в нормальном режиме.

Затем определяют рациональное значение удельного расхода ВВ по формуле qp=f·Δq, кг/м3.

Производят массовый взрыв. Размещают экскаватор на блоке. Выполняют черпание и разгрузку горной массы в транспортный сосуд в нормальном режиме.

Пример конкретного выполнения способа

Способ был испытан на филиале ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» «Бачатский угольный разрез».

Срок испытаний 1 месяц: с апреля по май 2014 г. Отрабатывались песчаники крепостью 9 по шкале проф. Протодьяконова М.М. Диаметр бурения 0,216 м.

По истечении месяца работы экскаватор, работа которого анализировалась - РН-2800 ХРС, с емкостью ковша 33 м3 отработал 915,81 тыс. м3 породы, что на 134,06 тыс. м3 или на 17,15% больше по сравнению с базовым периодом (за базовый период был выбран 1 месяц работы: с марта по апрель 2014 г.). При этом увеличение производительности в апреле-мае повлекло за собой ожидаемое снижение удельных эксплуатационных затрат, которые составили 7,4 руб./м3, что на 1,3 руб./м3 меньше удельных эксплуатационных затрат в марте-апреле.

Для экскаватора РН-2800 ХРС базовый удельный расход, рассчитанный согласно известному способу, который ранее применялся на разрезе до испытания заявляемого способа, составляет 0,657 кг/м3. Удельный же расход, рассчитанный согласно заявляемому способу, который использовался при подготовке горной породы к отработке экскаватором РН-2800 ХРС, составил 0,688 кг/м3, что больше на 0,031 кг/м3. При средней цене 1 кг ВВ 14 руб./кг удорожание составило 0,434 руб./м3.

Итогом месяца работы стало результирующее снижение удельных эксплуатационных затрат по двум сопряженным процессам - БВР и выемочно-погрузочные работы - на 0,866 руб./м3, что в абсолютном выражении составляет 793091,46 руб. При годовой производительности рассматриваемого экскаватора 10 млн м3 эффект составит 8660000 руб./год.

Таким образом, заявляемый способ позволяет снизить суммарные затраты на буровзрывную подготовку горной массы к выемке и выемочно-погрузочные работы за счет повышения производительности экскаваторов с емкостью ковша более 20 м3, достигаемого посредством улучшения качества буровзрывной подготовки горной массы к выемке путем уточнения значения рационального удельного расхода ВВ, и снизить затраты на буровзрывную подготовку горной массы для ее последующей отработки экскаваторами с емкостью ковша менее 20 м3 путем уточнения значения рационального удельного расхода ВВ.

Способ определения рационального удельного расхода ВВ, включающий производство массового взрыва, размещение экскаватора на блоке, определение рационального значения удельного расхода ВВ по формуле qp=f·Δq, кг/м3, выполнение черпания и разгрузки горной массы в транспортный сосуд, отличающийся тем, что перед определением рационального значения удельного расхода ВВ по формуле производят определение емкости ковша экскаватора, значение параметра Δq уточняют по формулам:
при
при
где qp - рациональное значение удельного расхода ВВ;
Е - геометрическая емкость ковша экскаватора, м3;
f - коэффициент крепости пород по Протодьяконову;
Δq - шаг изменения qp, приходящегося на единицу коэффициента крепости пород, кг/м3;
Эвв - относительная эффективность удельного расхода ВВ;
d - диаметр куска взорванной горной массы, м,
и далее выполняют черпание и разгрузку горной массы в транспортный сосуд в нормальном режиме.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности и строительству, а именно к способам взрывания на открытых разработках слоистых массивов горных пород с нижним менее прочным слоем породы и верхним более прочным слоем.

Изобретение относится к области буровзрывных работ. Способ формирования короткой комбинированной забойки включает формирование нижней засыпной части из инертных мелкодисперсных материалов высотой 1,5-2 диаметра над воздушным промежутком и формирование на нижнюю засыпную часть верхней части из элементов каменного материала на высоту 0,5-1,5 диаметра скважины.

Изобретение относится к области буровзрывных работ. Способ формирования короткой комбинированной забойки взрывных скважин включает формирование нижней засыпной части из инертных мелкодисперсных материалов высотой 1,0-1,5 диаметра скважины над воздушным промежутком и формирование на неё верхней части - слоя из элементов каменного материала, на высоту 0,5-1,5 диаметра скважины, для чего на нижнюю засыпную часть опускают транспортный контейнер с элементами каменного материала размером 0,2-0,7 диаметра скважины, разгружают его и удаляют из скважины.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для механизированного заряжания шпуров и скважин непатронированными взрывчатыми веществами, преимущественно в подземных горных работах.

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано при формировании шпуровых зарядов взрывчатых материалов. Забойный пыж шпурового заряда включает твердое тело цилиндрической формы, на боковой поверхности которого в плоскости, перпендикулярной оси пыжа, выполнены кольцевые канавки.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при пневматическом заряжании шпуров и скважин гранулированными взрывчатыми веществами. Способ включает прием акустического сигнала, его усиление, фильтрацию, регистрацию и сравнение.
Изобретение относится к горному делу, в частности к взрывным работам на горячих массивах, и может быть использовано в отраслях промышленности, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых.

Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ, и предназначено для запирания продуктов взрыва в зарядной полости скважин. Изобретение может быть использовано в отраслях промышленности, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых.

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к открытой разработке угольных пластов со скальными вскрышными породами. Способ включает удаление покрывающих скальных вскрышных пород взрывным рыхлением зарядами с воздушной подушкой в нижнем торце заряда, механическое рыхление и бульдозирование пород пласта, их штабелирование, погрузку в транспортные средства экскаватором.

Изобретение относится к горной и горно-химической промышленности, используется для ограждения и охраны трещиноватого горного массива от возможного проникновения за пределы создаваемого экрана жидких растворов.

Изобретение относится к области буровзрывных работ. Способ формирования в рукав короткой комбинированной забойки взрывных скважин послойно, включающий формирование нижней засыпной части из инертных мелкодисперсных материалов высотой 1-2 диаметра скважины над воздушным промежутком и верхней комбинированной части, заполненной элементами каменного материала размером 0,2-0,6 диаметра скважины. В опорную воронку рукава вводят вставленный в мягкий мешок транспортный контейнер с каменным материалом и отпускают мягкий мешок, который плавно соскальзывает по натянутому рукаву до слоя инертного мелкодисперсного материала. Транспортный контейнер удаляют из опорной воронки и снова засыпают слой инертного мелкодисперсного материала высотой 0,5-1,5 диаметра скважины. Опять разгружают каменный материал из транспортного контейнера. Процесс повторяют до полного формирования комбинированной забойки. Транспортный контейнер выполнен из металла или пластических масс в виде снабженного несущим шнуром верхнего кольца размером 0,8-0,9 внутреннего диаметра опорной воронки рукава, в котором равномерно закреплены прутки с шагом, исключающим выпадение мелких кусков каменного материала. Транспортный контейнер вставлен в мягкий мешок размером на 20-30% большим диаметра скважины. Изобретение позволяет повысить эффективность запирания продуктов детонации в зарядной полости. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при заряжании вертикальных или крутонаклонных сухих и обводненных скважин взрывчатым веществом, а также при необходимости размещения в скважинах каких-либо сыпучих или жидких веществ, упакованных в рукава. Устройство для заполнения скважин веществом в рукаве содержит пустотелую направляющую, охватывающий ее пакетированный рукав и тормозные приспособления. Пакет рукава разделен на секции, а тормозные приспособления размещены в нижней части каждой секции. Пустотелая направляющая снабжена наружными кольцевыми выступами. Кольцевые выступы выполнены парными. Тормозные приспособления размещены между парами выступов. Рукав снабжен внешним дополнительным рукавом. Дополнительный рукав собран в пакет. Изобретение обеспечивает повышение надёжности формирования столба ВВ в рукаве и качество заряда ВВ. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области буровзрывных работ и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывное рыхление скальных массивов горных пород. Конструкция заряжаемой скважины включает воздушную полость и сформированный над ней заряд переменного диаметра. Заряд содержит два закрытых с нижнего конца рукава из эластичного материала разной длины, размещенных один в другом, выполненные на заданную высоту ВВ. Внешний рукав выполнен размером, большим диаметра скважины, внутренний-верхний рукав выполнен размером, меньшим диаметра скважины, нижняя часть внутреннего рукава с зарядом лежит на верхней части нижнего заряда. Между внешним и внутренним рукавами формируется воздушная оболочка. Боевик размещают в верхней части нижнего заряда либо в нижней части верхнего заряда. Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является снижение высоты развала горной массы и уменьшение затрат при дроблении горных пород средней крепости. 4 ил.
Изобретение относится к области горного дела, в частности к способам заряжания взрывных скважин, и может быть использовано на подземных горных работах при разработке месторождений полезных ископаемых. Способ заряжания эмульсионным взрывчатым веществом (ЭВВ) заключается в том, что ЭВВ изготавливают в процессе заряжания путем смешивания эмульсии с газогенерирующей добавкой (ГГД) перед подачей смеси в скважину. При этом эмульсию и газогенерирующую добавку подают без смешения к смесителю по одному зарядному шлангу в виде коаксиального потока, в котором наружный кольцевой слой формируют из газогенерирующей добавки и используют для снижения внутреннего сопротивления центрально формируемого потока эмульсии при его движении в зарядном шланге. Смеситель, предназначенный для смешивания эмульсии и ГГД, размещают в непосредственной близости от устья заряжаемой скважины. Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого способа, заключается в повышении эффективности использования ЭВВ за счет исключения разбавления эмульсии в процессе ее транспортирования по зарядному шлангу, проложенному по горным выработкам к смесителю.

Изобретение относится к строительству и горному делу, может быть использовано при разделке негабаритов, разборке сооружений, отделении каменных блоков от массива при добыче строительного камня и кристаллического сырья и т.д. Способ невзрывного разрушения горных пород включает заполнение скважин невзрывчатым разрушающим средством с оставлением в устье скважины свободного пространства для размещения запирающего устройства, включение в состав невзрывчатого разрушающего средства ускорителя действия. Высота оставленного в устье скважины свободного пространства - три диаметра скважины. Затем в скважину засыпают пенополистирол на высоту 0,5 диаметра скважины, а на него устанавливают запирающее устройство высотой 2.5 диаметра скважины, выполненное в виде полого цилиндра. Внутрь цилиндра и в зазор между цилиндром и стенками скважины заливают суспензию невзрывчатого разрушающего средства с ускорителем действия. Запирающее устройство выполнено в виде металлического цилиндра с несколькими рядами выступов снаружи в нижней части и продольными прорезями. Металлический полый цилиндр в верхней части на длине 0,1 диаметра и в нижней части на длине 0,3 диаметра имеет толщину стенок, втрое большую, чем по остальной длине. Цилиндр разрезан снизу на 80% длины вдоль образующих цилиндра не менее чем на четыре лепестка одинакового размера. Изобретение позволяет повысить эффективность невзрывного разрушения горных пород за счет запирания НРС в скважине запирающим устройством многоразового использования. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к производству патронов предохранительных взрывчатых веществ. Способ изготовления патрона взрывчатого вещества с герметичным устройством ввода капсюля-детонатора заключается в герметизации одного из торцов трубчатой оболочки из полимерного материала, заполнении ее полости со стороны открытого торца эмульсионным или водногелевым промышленным взрывчатым веществом с последующей герметизацией открытого торца, а затем закрепляют капсюль-детонатор. Для трубчатой оболочки используют гибкий полимерный материал. Перед заполнением полости трубчатой оболочки из гибкого материала в эту оболочку со стороны открытого торца вводят штуцер дозирующего устройства и размещают оболочку со стороны ее герметизированного торца в стаканообразном элементе с упиранием этого торца в закрепленный на донной части этого элемента трубчатый шток. Затем производят заполнение полости трубчатой оболочки эмульсионным или водногелевым промышленным взрывчатым веществом, при котором происходит обхват стенкой трубчатой оболочки трубчатого штока для образования втянутой в полость оболочки выемки для последующего размещения в ней капсюля-детонатора. Изобретение позволяет повысить долговечность и надёжность сохранения свойств патрона. 3 н.п. ф-лы, 14 ил.
Наверх