Разработка технологии взрывного рыхления скальных пород с минимальным перемешиванием горной массы

Цель: выбор и обоснование способов взрывного рыхления, позволяющих минимизировать примешивание пустых пород к рудной массе. Объект исследования: система МКЗВ при различных интервалах замедления. Метод исследования: моделирование процесса развития взрыва во времени и пространстве; опытно-промышленные испытания новых технических решений с применением видеосъемки массовых взрывов; технико-экономическая оценка результатов испытаний. Актуальность работы: Полнота извлечения запасов полезных ископаемых из недр остается в целом недостаточной, о чем свидетельствуют потери, достигающие по отраслям горной промышленности от 2–5 до 50%. Поэтому проблема рационального (эффективного и вместе с тем бережливого) освоения запасов минерально-сырьевой базы существует и в будущем обострится. Кроме количественных потерь при добыче часто происходят качественные потери – снижение качества добытого полезного ископаемого как следствие примешивания к нему вмещающих пород (разубоживания). Ущерб выражается: в непроизводительных затратах на транспортирование примешанной породы и переработку её на обогатительной фабрике; в увеличении потерь полезного компонента при переработке разубоженной руды; в снижении производственной мощности перерабатывающих руду предприятий по конечной продукции (концентрату, металлу) и нередко – в ухудшении качества этой продукции. В итоге качественные потери при добыче приводят к недополучению предприятием прибыли, часто в очень больших размерах. Ухудшение качества полезного компонента в скальных породах формируется как на стадии подготовки руды к выемке – при смещении и перемешивании горной массы в процессе взрывного рыхления, так и на стадии выемки горной массы, когда сложно отделить руды от пустых пород. Поэтому самым эффективным путем снижения разубоживания является взрывное рыхление горных пород с минимальным смешением руды с пустой породой в развале раздробленной горной массы. Достигнутые результаты: раскрыто несоответствие существующей технологии подготовки скальных горных пород к выемке схемами взрывания с короткими интервалами замедления (25-67 мс) физическим основам роста трещин разрушения с постоянной, достаточно низкой, скоростью и прекращение этого роста при внешнем воздействии сильного напряжения от взрывов зарядов следующей ступени замедления: с ростом интервала замедления размеры зон разрушения и предразрушения существенно увеличиваются, позволяя более полно использовать энергию взрыва заряда за счет прорастания трещин на теоретически возможную длину до появления внешних воздействий от взрыва зарядов следующих ступеней; новая технология взрывного рыхления горных пород со стартом схемы взрывания в тыльной части блока и замедлениями между взрывами отдельных скважинных зарядов более 100 мс, позволяет увеличить КПД взрыва путем суммирования в зоне предразрушения эффектов от взаимодействия волн напряжения и отраженной части их энергии от ранее взорванной породы во взрываемый зарядом объём пород, увеличивая долю энергии взрыва в нем и минимизируя смещение первичных контактов «руда–порода» в горной массе, остающейся в контурах блока. Область применения: повышение эффективности селективной выемки ценных руд за счет снижения их разубоживания. Практическая значимость: схемы взрывания с межскважинными замедлениями выше 200 мс за два года промышленного применения показали весьма высокий качественный результат увеличения нарушенности массива в зоне предразрушения за счёт накопительного эффекта при многократной цикличной нагрузке волнами напряжения в стадии растяжения: наряду с существенным снижением размеров кусков в горной массе, наблюдается эффект минимизации параметров развала – он практически весь остается в контурах блока, сохраняя первичные контакты «руда–порода» со смещением 0,8–1,3 м при коэффициенте разрыхления 1,4–1,48 и увеличении выхода горной массы с 1 пог. м скважины с 17 до 26–30 м3, что позволяет обеспечить селективную выемку руд с минимальным разубоживанием.