СПОСОБ ВЗРЫВНОЙ ПОДГОТОВКИ ГОРНОЙ МАССЫ К СЕЛЕКТИВНОЙ ВЫЕМКЕ
METHOD OF EXPLOSIVE PREPARATION OF MOUNTAIN MASS TO SELECTIVE EXCAVATION

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано на открытых горных разработках крутопадающих рудных месторождений с целью увеличения качества и полноты извлечения руд, снижения потерь и разубоживания руд на контакте руда-порода.
Известен способ селективной выемки руды (Суханов А.Ф., Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом. Учебник для вузов, 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1983, 238 с.), включающий взрывание группы зарядов в условиях, когда отсутствует открытая поверхность взрываемого блока, которая прикрыта определенным объемом ранее разрушенной породы.
Недостатком способа является примешивание вскрышных пород со стороны лежачего бока залежи при экскавации на контакте руда-порода.
Известен способ подготовки взрывных блоков (Суханов А.Ф., Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом. Учебник для вузов, 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1983, 320 с.), включающий бурение вертикальных, наклонных или горизонтальных (слабонаклонных) шпуров диаметром 32-70 мм и глубиной до 5 м; опробование скважин геолого-геофизическими методами, заряжание и взрывание соответственно выбранным параметрам буровзрывных работ и схеме коммутации скважинных зарядов, экскавацию взорванной горной массы по выбранной планограмме добычи полезного ископаемого.
Недостатком данного способа является дополнительный объем бурения шпуров под зарядку, необходимость проведения детальной эксплуатационной разведки, необходимость заряжания и взрывания большого числа шпуров, сложность организации работ при необходимости отбойки значительных объемов горной массы.
Известен способ короткозамедленного многорядного взрывания уступов (В.В. Ржевский. Процессы открытых горных работ, М.: Недра, 1978, с. 109), обеспечивающий различные варианты дробления горной массы взрывом, сопровождающиеся перемещением взорванной горной массы на уступе, а шириной и направлением заходки экскаватора обеспечивается последовательность выемки полезного ископаемого.
Недостатком данного способа является смещение рудного тела и его перемешивание с некондиционной породой относительно первоначального горно-геологического залегания вследствие производства короткозамедленной буровзрывной отбойки без зажима на неубранную горную массу.
Известен способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых, патент РФ №2524716, 10.08.2014, включающий отработку рудных тел в зонах контакта руды и вскрыши подуступами, включающий бурение вертикальных скважин, заряжание скважин, размещение зарядов, короткозамедленное взрывание скважин, селективную разработку экскаватором. Взрывание блоков производят валовым способом, при этом все три размера взрываемого блока ширина, длина и высота устанавливают независимо от положения контактов и числа рудных тел, после взрывания блока отгружают часть развала по кровле уступа, с проходкой первой заходки по породе со стороны висячего бока рудного тела в зависимости от условий залегания рудных тел во взорванном блоке селективную разработку добычного уступа ведут в два подуступа с последующей отработкой их выемочными слоями.
Недостатком способа является примешивание некондиционной горной массы к селективно вынимаемому рудному телу на контакте руда-порода со стороны лежачего бока рудного тела вследствие взрывной проработки крайнего ряда скважин на контакте руда-порода со стороны лежачего бока рудного тела.
Известен способ крупномасштабного взрывного разрушения горных массивов сложной структуры для селективной выемки полезного ископаемого на открытых работах, патент РФ №2511330, 10.04.2014, включающий использование естественной блочности и нарушенности горных пород, оконтуривание качественной руды, бурение взрывных скважин, их заряжание взрывчатыми составами, взрывание по схемам и параметрам буровзрывных работ в соответствии с проектом массового взрыва и экскавацию полезного ископаемого по планограмме добычи руды.
Недостатком способа является необходимость дополнительного бурения и зарядки скважин по участку оруденения, вследствие производства взрывных работ без зажима увеличивается степень перемешивания руды и некондиционной породы, что ведет к увеличению процента разубоживания при селективной выемке.
Известен способ селективной выемки качественного полезного ископаемого, патент РФ №2208221, 10.06.2003, принятый за прототип, включающий бурение, выполнение маркшейдерской съемки, опробование скважин геолого-геофизическими методами, изучение естественной блочности горного массива, оконтуривание качественной руды, заряжание и взрывание скважинных зарядов, бурение дополнительной незаряжаемой взрывчатым веществом компенсационной скважины, взрываемой в первую очередь, экскавацию взорванной горной массы по выработанной планограмме добычи полезного ископаемого.
Недостатком данного способа является необходимость в бурении дополнительных компенсационных полостей на контакте рудного тела и вскрышных пород; необходимость детального изучения трещиноватости горного массива и проведение буровзрывных работ с точным учетом соблюдения блочности массива.
Техническим результатом способа является снижение потерь ценных руд и их примешивания пустыми породами, достижение качественных показателей дробления, сохранение природной структуры массива.
Технический результат достигается тем, что со стороны отработанного горизонта сооружается буфер из неубранной горной массы, например вскрышной породы после прошедшего взрывания, оконтуривающие скважины бурят на контакте руда-порода со стороны лежачего бока залежи с качественной рудой под углом ее залегания, ряд оконтуривающих скважин взрывают одновременно, далее короткозамедленно в зажатой среде взрывают заряды основных скважин, пробуренных в оставшейся части блока непосредственно в рудном теле и некондиционной руде.
Способ поясняется следующими фигурами:
фиг. 1 - технологическая схема способа;
фиг. 2 - схема взрывной подготовки горной массы к селективной выемке при комплексном использовании методов буферного взрывания на неубранную горную массу и контурного взрывания на контактах руда-порода, где:
1 - буфер из неубранной горной массы;
2 - ряды основных скважин;
3 - рудное тело;
4 - ряд оконтуривающих скважин;
5 - конечное положение уступа после взрывания.
Способ осуществляется следующим образом. Первоначально проводится маркшейдерская съемка блока (фиг. 1) и изучение естественной блочности массива, далее для выполнения взрывания в зажатой среде дополнительно сооружается буфер из неубранной горной массы 1 (фиг. 2), или используется вскрышная порода, который используется для зажима массива со стороны отработанного горизонта, оконтуривается участок рудного тела 3, залегающий на контакте руда-порода со стороны лежачего бока, рядом оконтуривающих скважин 4 пробуренными под углом залегания оконтуриваемой залежи, проводят опробование рядов основных скважин 2 геолого-геофизическими методами, коммутацию рядов основных скважин 2 и ряда оконтуривающих скважин 4 в общую взрывную сеть и взрывание. Сначала одновременно взрывают ряд оконтуривающих скважин 4, затем в буфере из неубранной горной массы 1 короткозамедленно по группам взрывают заряды рядов основных скважин 2, пробуренных в рудном теле 3 и некондиционной руде по принятой схеме взрывания.
В результате взрыва образуется пространство, разделяющее кондиционную и некондиционную руду (пустую породу) со стороны лежачего бока залежи по линии, соответствующей конечному положению уступа после взрывания 5, на контакте руда- порода.
Взрывание зарядов рядов основных скважин 2 обеспечивает: отбойку рудного тела 3 в зажиме с формированием массива взорванной горной массы, оконтуренного рядом контурных скважин 4, четкое разделение руды на контакте руда-порода, что повышает процентное содержание полезного ископаемого в формируемом развале за счет отсутствия попадания некондиционной породы со стороны залежи за линией контурного ряда скважин в образовавшийся развал; возможность селективной выемки разрушенного рудного тела 3, локализованного внутри блока, за счет отсутствия перемешивания руды и породы в получившемся развале.
Способ поясняется следующим примером. Предлагаемый способ был апробирован в условиях открытой разработки группы карьеров крутопадающих золоторудных месторождений на участке контакта рудного тела с породой при следующих условиях:
Из данных таблиц видно, что применение предлагаемого метода ведет к снижению разубоживания, а следовательно, и к снижению потерь ценных руд.
В результате применения буферного взрывания достигается высокая степень дробления, что выражается в низком процентном содержании негабарита, минимизируется перемешивание полезных компонентов в получившемся развале. В результате применения контурного взрывания на контакте руда-порода исключается примешивание некондиционной породы за линией контурных скважин. Таким образом, технология взрывной подготовки к выемке сложно-структурного рудного массива при комплексном использовании методов буферного взрывания на неубранную горную массу и контурного взрывания на контактах руда-порода позволяет снизить потери и разубоживание при добыче, увеличить полноту и качество добываемых руд.