Скважинная отбойка руды

Скважины имеют глубину 5-60 м и более, диаметр – от 30-40 до 150-200 мм. Диаметр скважин принято подразделять на малый (уменьшенный) – до 90 мм и большой (увеличенный) – 100 мм и более.

Схемы отбойки . Скважинами обычно отбивают руду послойно, располагая их веерами или рядами, параллельными поверхности массива, на которую производится отбойка.

Эта поверхность может граничить как с о значительным свободным пространством, достаточным для увеличения объема взорванной руды в 1,3-1,5 раза (отбойка на свободное пространство), так и с раздробленной на куски горной массой (отбойка в зажиме).

Обычно применяют многорядное (по 2-5 рядов или вееров) короткозамедленное (15-50 мс) взрывание скважин. Замедление в большинстве случаев проводя по рядам (веерам), начиная с крайнего ряда, а замедляют взрывание скважин и внутри ряда – в шахматном порядке.

Расположение скважин в блоке. По углу наклона можно выделить отбойку слоями: вертикальными (крутонаклонными) и горизонтальными (слабонаклонными).

При вертикальных слоях разбуривают блок с одного или двух-трех ярусов, тогда как при горизонтальных слоях необходимо гораздо большее число ярусов.

При вертикальных слоях различают этажную и подэтажную скважинную отбойку.

В первом случае отбивают всю руду в камере или блоке из выработок, пройденных на уровнях только верхней и (или) нижней границ; во втором случае буровые выработки имеются также на промежуточных уровнях (подэтажах).

Соблюдать с достаточной точностью проектное расположение скважин проще всего при вертикальном положении отбиваемых слоев. Однако иногда целесообразно наклонять слои под углом 45-80⁰. Выбор угла наклона слоев может зависеть от слоистости руды, если она явно выражена, а также от угла падения залежи. При большом расстоянии между плоскостями ослабления целесообразно располагать скважины перпендикулярно к плоскости основной системы трещин, с тем чтобы исключить отделение взрывом крупных частей массива и уменьшить утечку газов взрыва по трещинам. При мелкослоистой руде, наоборот, целесообразно бурить скважины наоборот параллельно плоскости преобладающей трещиноватости: это позволяет отделять большие объемы руды каждой скважиной при удовлетворительном дроблении.

При обычных типах ВВ наибольшее число отказов происходит в обводненных скважинах. Поэтому, в обводненных породах, скважины стараются бурить снизу вверх, а нисходящие скважины пробуривать до подсечного горизонта.

Расположение скважин по отношению к проектным контурам отбойки. Наиболее ровная стенка получается при оконтуривании скважинами, расположенными в плоскости проектной границы или, при большом диаметре скважины, параллельно этой плоскости на расстоянии от нее около 0,1 л.н.с. Если же очистное пространство оконтуривают торцами скважин, то во избежание сужения его необходим перебур на 0,2 – 0,4 л.н.с.

В случае отбойки до контактов залежи расположение буровых выработок и скважин зависит от характера контактов. Так при четких ослабленных контактах почва буровой выработки может быть совмещена с почвой залежи, что обеспечит отбойку до контакта без дополнительного разубоживания руды и ослабления боковых пород по сравнению с заглублением выработки в лежачий бок. Торцы скважин не должны доходить до контакта висячего бока приблизительно на 0,1 л.н.с. во избежание подрыва пустых пород. При нечетком контакте буровая выработка может быть заглублена в лежачий бок на 0,5 – 1,0 м с тем, чтобы оконтуривающие скважины располагались в плоскости контакта или близ него, как и при отбойке внутри рудного массива; торцы скважин должны иметь перебур в породы висячего бока.

Диаметр скважин. Преимущественное применение имеют скважины диаметром 60-90 мм при средней крепости руды и 100-150 мм при крепкой руде.

С увеличением диаметра скважин объемная производительность бурения, как правило, возрастает, например, в 2-3 раза при увеличении диаметра от 70 до 150-200 мм.

Вместе с тем, необходимый для определенного качества удельный расход ВВ на отбойку при увеличении диаметра изменяется по разному в зависимости от трещиноватости руды: почти не возрастает при густой сетке трещин, возрастает до 2-3 раз при монолитной руде, еще более при редкой сетке трещин в рудном массиве.

При малой мощности рудных тел с неправильной конфигурацией, а также при отбойке руды в выработках небольшой ширины (до 2-5 м) достаточную точность выемочных контуров обеспечивает лишь уменьшенный диаметр скважин. Приближенно можно считать, что для крепких руд d≤М/30, а для пород средней крепости d≤М/50 (М – мощность залежи или ширина очистного пространства).

С уменьшением диаметра скважин уменьшается законтурные разрушения массива.

Также, предполагается, что в крупноблочной руде исключить или почти исключить выход негабарита можно только при малом диаметре скважин. В связи с более равномерным дроблением и более точной отбойкой по контурам снижаются потери и разубоживание руды. Все это говорит в пользу малого диаметра.

Однако, при одновременном обрушении крупных массивов и уменьшенном диаметре скважин требуется слишком большое их число. Это очень усложняет взрывные коммуникации, увеличивает продолжительность заряжания, снижает надежность взрыва, в итоге возрастает число отказов, уменьшается безопасность работ.

Скважины большого диаметра целесообразно применять при одновременном обрушении больших масс руды, близких к объему блока, а также при густой сети трещин.

Отбойка параллельными комплектами сближенных скважин. На рудниках разрабатывающих мощные крутые залежи крепких руд применяют комплекты параллельно-сближенных скважин диаметром 105 мм. Их располагают вертикально или с крутым наклоном по падению залежи, бурят сверху вниз. Комплект состоит из 9 - 27 скважин, расположенных на расстоянии около 200 мм одна от другой. Каждый комплект выбуривают с одной установки переносного станка, поворачивая его рукав вокруг стойки. Этот вариант, за счет увеличения л.н.с. (до 7-11 м) позволяет уменьшить объем буровых выработок при достаточно широких (прочных) целиках между ними и пробурить сверху вниз все скважины до подсечных выработок, что освобождает скважины от воды.