ОПУБЛИКОВАННЫЕ СТАТЬИ

Please reload

ГДШ - УНИКАЛЬНАЯ ПЕРСПЕКТИВА
ДОБЫЧИ БЛОКОВ

Технология клина насчитывает не одну тысячу лет - от деревянных кли-нышков, набухающих при смачивании водой, и заморозки воды в шпурах, через этапы применения механичес-ких и гидравлических клиньев, до не-взрывчатых расширяющихся составов
-    всё это этапы большого пути обес-печения сохранности камня при до-быче.
Однако, разработанные со времён изобретения пороха взрывные техно-логии демонстрировали столь высо¬кую производительность и экономи¬ческую эффективность, что с издер¬жками по частичному нарушению це¬лостности природного камня при воз¬действии на него ударной волны взрыва вынужденно мирились.
К концу XX в. начало складываться впечатление, что клин обречён на пол-ное отстранение от процесса добычи природного камня, оставаясь востре-бованным лишь для пассировки блок- заготовок, получаемых взрывным спо-собом. Однако эволюционное совер-шенствование добычных процессов привело к идее использования в ка-честве клина новой системы - газо-динамического клина.
Газодинамический клин - это спо¬соб мягкого откола горных пород. Для реализации данного способа освое¬но производство газогенераторов дав-ления шпуровых ГДШ (ТУ 7275-002- 46242932-2002).
ГДШ представляет собой быстро- горящий пиротехнический патрон ме-стного приготовления, который состоит из пластмассового цилиндрического контейнера, заполненного окислитель¬ным составом, и электровоспламени- тельного устройства (ЭВУ).
Следует отметить, что контейнеры с окислителем и электровоспламени- тельные устройства (ЭВУ) не относятся к категории взрывчатых материалов и не могут быть использованы в кри¬минальных и террористических целях. На открытой поверхности при атмос¬ферном давлении даже после подачи напряжения на контакты ЭВУ снаря-жение ГДШ не воспламеняется. Про-должительный нагрев источником от-крытого пламени инициирует горение снаряжения ГДШ с линейной скоро-стью 1 мм/сек.
Заправленные дизельным топливом (ДТ) патроны ГДШ размещают в шпу¬рах, свободное пространство которых заполняется песчано-гравийной сме¬сью. При подаче тока на последова¬тельно соединенные ЭВУ в условиях замкнутого объема воспламеняется смесь ДТ с окислителем ГДШ и за доли секунд без образования ударной волны достигается давление газообразных продуктов сгорания в плоскостях шпуров, превышающее предел проч¬ности камня.
После образования трещин откола устремившийся в них газ, подобно воздушной подушке, приподнимает и отодвигает на 0,2-0,5 м обуренный блок. Причем, при таком сотрясатель-ном отрыве происходит раскрытие сросшихся природных трещин в по-лучаемых блок-заготовках. Важно, что в зонах контакта камня с ГДШ не об-разуется наведенной микротрещино-ватости и пожогов, характерных мно-гим из применяемых ныне взрывча¬тых материалов.
Электровоспламенительные устрой¬ства (ЭВУ) для ГДШ обеспечивают вы¬сокую первоначальную скорость нара¬стания рабочего давления, что гаран¬тирует синхронность работы всех за-ряженных ГДШ. Важно отметить, что безопасный ток ЭВУ в полтора раза больше, чем у электродетонаторов ЭД- 8, и в четыре раза больше, чем у элек¬тровоспламенителей МБ-2Н, применя¬емых ныне при добычных работах.
От первых полигонных испытаний быстрогорящих бинарных составов, про¬веденных совместно со специалиста¬ми РНЦ «Прикладная химия» в 1998 г., до получения в марте 2004 г. раз¬решения Госгортехнадзора РФ № РРС 04-11424 на применение ГДШ ТУ 7275- 002-46242932-2002 выполнены сотни экспериментальных отколов на карь¬ерах Заполярья*, Карелии, Башкирии, Урала и Дальнего Востока России, а также в Украине. Всего в ходе отра¬ботки ГДШ добыто свыше 25000 м3 горной массы.
Особенно впечатляющие результаты были получены при формировании новой, не имеющей аналогов в миро¬вой практике, технологии добычи бло-
Л.В. Евграфов, А. Г. Митрофанов
ков в Карелии для отработки место-рождения габбро-диабазов, имеющих высокую степень природной трещино-ватости. Коэффициент удельной тре-щиноватости варьировался от 1,2 до 2,6 м/м2 при наличии в массиве до четырех систем трещин с разбросом азимутов падения до 15° в каждой из систем.
На первом этапе ведения горных работ были применены гидравличес-кие клиновые установки “Орлёнок 3- М”, способные создавать рабочее уси-лие до 500 т. На втором - для увели-чения производительности использо-вались дымный порох, “Гранилен” и ДШ. При увеличении высоты рабочего ус¬тупа с 3 до 4 м разрушительное дей-ствие пороха стало приводить к зна-чительным потерям делового камня, а использование ДШ и “Гранилена” хотя и позволяло формировать трещину от-кола, но создавало значительные зат-руднения в разборке отколотого мо-нолита, т.к. не приводило к требуемой дезинтеграции массива.
Осенью 1999 г. в горизонтальные шпуры были впервые заряжены ГДШ.
Выход малогабаритного окола уменьшился на 15-20%, производитель¬ность по разборке горной массы воз¬росла на 50%, шаг бурения был уве¬личен с 15-20 см до 30-40 см. В связи с тем, что в плоскости откола блока от массива уменьшилась зона разру¬шения, была увеличена высота рабо¬чего уступа - от 4-5 м на восточном фланге до 8-9 м в центре забоя. При этом удельный расход бурения сни¬зился до 0,9-1,2 м/м3, а в составе отделяемых массивов появились блоки
I-    II групп. Общий выход товарных бло¬ков достиг 60%. В результате внедре¬ния ГДШ карьер превратился в высо¬корентабельное предприятие.
Необходимо подчеркнуть, что сама идея выполнения дезинтеграции тре-щиноватого массива по горизонталь-ной строчке шпуров не могла быть реализована в полной мере без по-явления такого средства, как ГДШ. Со¬ 
трясательная дезинтеграция достаточ¬но больших объёмов горной породы возможна именно за счёт создания рез¬кого, но безударного роста давления газов внутри шпуров.
На месторождении габбро-анарто- зитов в Житомирской обл. Украины применение ГДШ позволило изменить систему отработки запасов в услови¬ях наклонного залегания пластов раз-личной мощности. В июле 2000 г. ка-рьер добыл 220 м3 блоков III-VI групп, а в августе при испытании ГДШ было получено 290 м3 блоков I-III групп. Плав¬ное смещение субгоризонтальных пластов по падению позволило добыть монолиты с параметрами до 30-35 м2 по площади при толщине пластов в
1,    2-2,4 м.
Применённая на этом месторож-дении технологическая схема отли-чается от той сотрясательной дезин-теграции, которая была внедрена на месторождении в Карелии, но обе системы добычи невозможны без при-менения ГДШ.
Значительный экономический эф-фект был получен при внедрении ГДШ при разбортовке тонкослоис¬тых массивов на уральских место-рождениях гранитов. Применение ГДШ позволило отказаться от нарез¬ки щелей огневым способом, т.к. по-явилась возможность отработки за-пасов по принципу "3-х свободных поверхностей".
Специалисты-горняки на всех карь-ерах, где были апробированы ГДШ, отмечали еще одно из его достоинств
-    возможность оперативного удаления "замков", "заколов" и ускоренной про-ходки участков с тектоническими на-рушениями. Это преимущество ГДШ перед штатными ВВ обусловлено его абсолютной безопасностью и невоз-можностью использования вне шпура, в связи с чем комплектующие ГДШ могут храниться непосредственно на карьерах, а его применение не требу-ет привлечения специализированной подрядной организации.
В ходе испытаний за один прием от скального массива отделялось от
2-    3 до 1500 м3 горной массы с одно-временным вскрытием природных трещин. Отделение проводилось как по одной, так и по трем плоскостям. Установлено, что удельный расход окис¬лительной композиции в среднем в 2 раза меньше, чем при использовании дымного пороха.
Отсутствие ударной воздушной вол-ны и минимизация разлёта осколков до величин 10-15 м позволяют суще-ственно снизить временные и мате-риальные затраты, связанные с выво-дом техники из карьера, по сравне¬нию со взрывными способами.
Исследования, проведенные ФГУП НИИ «Гигиены, профпатологии и эко-логии человека» (г. Санкт-Петербург), установили, что применение ГДШ для добычи блочного камня в карьерах является безопасным в токсиколого-гигиеническом отношении.
Разрешение Госгортехнадзора РФ на применение ГДШ для откола гор¬ной породы при добыче блочного камня, совпавшее по времени с ос¬воением производства газогенерато¬ров, представляет уникальный шанс реального снижения себестоимости добычи с одновременным улучшением качества товарной продукции на ка-рьерах блочного камня

  1. - Екатеринбург:

© 1998  Россия, Санкт-Петербург, ООО "НПК Контех"

ПОИСК ПО САЙТУ

+7 (812) 719-63-64

+7 (921) 997-67-89

contec.spb@yandex.ru