О трудности разработки горных пород

Сущность технологических процессов, в совокупности составляющих горные работы, состоит в преодолении сопротивления пород отделению от массива, разрушению и перемещению.

Сопротивление пород выполнению каждого последующего процесса существенно различно, что объясняется действием ряда факторов,

1. В результате выполнения технологических процессов из первоначального естественного состояния (в массиве) порода перелит в искусственно измененное состояние: скальные и полускальные породы в процессе подготовки к выемке переходят группу разрушенных пород, а плотные и мягкие породы в процессе выемки переходят в разрыхленное состояние. В естественно искусственно измененном состояниях порода по разному сопротивляется внешним усилиям (сжатию, сдвигу , растяжению и т. Д.)-

2 Состояние уже искусственно измененной породы неодинаково после каждого технологического процесса. Поэтому и сопротивление породы даже аналогичному по существу воздействию неодинаково. Например, разная кусковатость и разрыхление разрушенной породы, находящейся в развале и в отвальном бункере , обусловливают их разное сопротивление копанию и неодинаковую техническую производительность однотипных экскаваторов в карьерных и отвальных забоях. Разным числом свободных поверхностей и соответственно степенью дробления характеризуется первичное и вторичное взрывание породы и т. д.

3. Каждый процесс характеризуется приложением к породе разнородных внешних усилий. Сочетание различных усилий, постоянное или попеременное преобладание одного из них, последовательность, величина и продолжительность воздействия их на породу специфичны для каждого процесса. В связи с этим сопротивление породы одного минералогического состава и физического состояния не может быть одинаковым в каждом процессе.

4. Сопротивление породы выполнению отдельных процессов не одинаково и вследствие разных объемов породы, подвергающихся внешнему воздействию. В разных объемах агрегатный состав породы неодинаков, что и является причиной масштабных изменений сопротивления породы.

5. Сопротивление данной породы выполнению одного и того же процесса также изменяется при использовании разнотипных средств механизации и разной мощности последних вследствие преобладания разного рода усилий и масштабного эффекта. Характеристики разрабатываемых пород не должны рассматриваться изолированно от средств механизации процессов. Например, неодинаковы показатели сопротивления породы шарошечному и пневмоударному бурению, выемке мехлопатами и роторными экскаваторами и т. д.

Горно-геологическими характеристиками пород при выполнении большинства процессов можно управлять, выбрав определенным образом средства механизации процессов и технологические параметры рабочих мест (забоев, транспортных коммуникаций и т- Д.). Важно не просто осуществить отделение от массива, раз-Рушение и перемещение горных пород, но и обеспечить высокую производительность средств механизации в каждом процессе, их надежность в работе и долговечность эксплуатации. Например, технически возможно осуществить перемещение в вагонах очень крупных породных кусков, но это ненормально, так как ведет

5. Ржевский В. В. к увеличению продолжительности погрузки вагонов и их разгрузки, обусловливает быстрый их износ.

При всем разнообразии разрабатываемых горных пород, условий их залегания и применяемой техники можно установить ряд общих положений для приближенной относительной оценки труд, нести разработки горных пород:

1. Рациональная горная технология характеризуется минимумом как числа технологических процессов, так и общих затрат энергии и труда на их осуществление. При этом должно быть обеспечено: воссоздание нормальных условий для выполнения очередного цикла горных работ; получение продукции требуемого качества; максимально возможное сохранение окружающих природных условий.

2. Затраты энергии и труда, отнесенные к 1 м3 горной массы, зависят от: показателей трудности разрушения породы; климатических, топографических и гидрогеологических условий разработки; масштаба горных работ и размеров карьерного поля ; применяемых технических средств для выполнения технологических процессов; требуемой крупности кусков отделяемой и перемещаемой породы; организации производства отдельных процессов и горных работ в целом.

3. Состоянием и свойствами пород при выполнении отдельных технологических процессов можно управлять путем подбора состава и технологии предшествующих процессов (например, выбором крупности первичного разрушения в совокупности с выбором вида и параметров применяемых горных и транспортных машин). Такой выбор обязателен, так как именно за счет него достигаются минимальные общие затраты на единицу продукции. Увеличение степени дробления и измельчения пород, достигнутое при выполнении предыдущих технологических процессов, как правило, ведет к уменьшению затрат на выполнение последующих технологических процессов.

Вместе с тем управление свойствами пород при построении рациональной технологии имеет технические, организационные и экономические ограничения. Например, увеличение степени дробления пород взрывом за счет роста расхода ВВ имеет пределы, обусловленные параметрами развала, распределением энергии ВВ на дробление и перемещение породы,размерами зоны разлета породных кусков и т, д.

4. Затраты на перемещение разрабатываемых горных пород зависят в основном от параметров карьера и расположения приемных и перегрузочных сооружений на поверхности и в карьере. Так как затраты на транспортирование составляют от 40 до 70% общих затрат на разработку пород, все предшествующие и последующие технологические процессы обычно стремятся механизировать и выполнять так, чтобы создать наиболее благоприятные условия для работы карьерного транспорта. Поэтому и достигнутые в результате выполнения процессов, предшествующих переплетению,

130

горно-технологические характеристики горной породы М6яжны обеспечить эффективную работу конкретного вида транспорта-

5 Опыт работы показывает, что в зависимости от вида разрабатываемой породы и требований, предъявляемых транспортом, совокупные затраты энергии, труда и материалов (в стоимостном выражении) на выполнение всех производственных процессов, предшествующих перемещению (без учета масштаба разработки), отнесенные к 1 м3 породы, изменяются в диапазоне 1 : 25. Точность расчета экономических показателей горной технологии обычно также не превышает 5%.

С учетом приведенных положений в качестве физико-технической и обобщенной технологической основы сопоставления горных пород по сопротивлению выполнению процессов (предшествующих перемещению) предлагается принимать относительный показатель трудности разработки породы П т. р Показатель П т. р должен характеризовать породу в естественном состоянии (в массиве) и вместе с тем учитывать последующие изменения горно-технологических характеристик породы после выполнения процессов подготовки к выемке, выемки и погрузки.

При указанных предпосылках величина П т. р приближенно может быть определена из выражения

, (5.1)

где П б, П в, П э—соответственно показатели трудности бурения, взрывания и экскавации горной породы.

Численно показатели Пб, Пв и Пэ характеризуются категориями породы по буримости, взрываемости и экскавируемости *.

По относительной трудности разработки горные породы в соответствии с величиной П т.р подразделяются на пять классов и 25 категорий:

класс — легкоразрабатываемые (Ят. р = 1-:-5); категории трудности разработки 1, 2, 3, 4, 5;

II класс — средней трудности разработки (П т р = 6-:-10); категории 6, 7, 8, 9, 10;

III класс — трудноразрабатываемые (П т.р = 11-:-15); категории И, 12, 13, 14, 15;

IV класс — весьма трудноразрабатываемые (П т р = 16-:-20); категории 16, 17, 18, 19, 20;

класс — исключительно трудноразрабатываемые (П т р = 2:25); категории 21, 22, 23, 24, 25. Отличительные черты пород каждого класса:

класса — возможность их разработки без предварительной подготовки к выемке;

См. учебник “Процессы открытых горных работ”, М., Недра, 1978.

II класса — возможность разработки без производства взрывных работ, но с обязательной предварительной подготовкой к выемке, например, осушением, механическим рыхлением, динамическим отколом от массива и т. п.;

III класса — необходимость предварительного взрывания при относительно небольшом расходе ВВ (породы I—II классов по взрываемости);

IV класса — необходимость взрывания при большом расходе ВВ (III—IV классы пород по буримости и взрываемости);

класса — исключительная трудность бурения и взрывания (породы класса по буримости и взрываемости и внекатегорные)

Одна и та же порода при разных требованиях к подготовке ее для перемещения может характеризоваться разными показателями П т.р. Показатель П т. р вводят для приближенной относительной оценки затрат на выполнение отдельных процессов при укрупненных экономико-технологических расчетах и первоначального выбора комплексов оборудования.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий