Не потеряйте наш закрытый телеграмм канал ВЭД Логика. Все самое важное по логистике и ВЭД связанной со строительной, карьерной и навесной техникой.
Проблема негабаритного материала преследовала предприятия на протяжении веков. Фото: Сотрудники P&Q
Яма & В серии статей Quarry «Преодоление негабаритов» будет обсуждаться образование негабаритов в процессе взрывных работ и методы уменьшения или устранения негабаритов. В статье в следующем месяце будет обсуждаться превышение размера скамейки из-за недостаточных размеров и то, как оптимизировать коэффициент жесткости для уменьшения превышения размера. Вот первая часть серии из четырех частей.
Проблема негабаритного материала преследовала предприятия на протяжении веков. Фото: сотрудники P&Q
Я только что прибыл на новую шахту. У этого были проблемы с контролем негабарита, образовавшегося в результате взрыва.
Видео, на которых я видел взрыв на этом месте, демонстрировало чрезвычайную жестокость: материал выбрасывался в воздух на высоту, превышающую высоту скамейки в два раза. Однако фотографии кучи мусора, похоже, демонстрируют соответствующую фрагментацию. Судя по быстрому наблюдению, в кадре не было никакого превышения размера.
После взрыва мы с мастером шахты весь день сидели в котловане и наблюдали за ходом раскопок. Как только погрузчик начал копать сваю, проблема стала очевидна: между ямами находились валуны, что приводило к очень медленному копанию и огромному количеству вторичных поломок. Было очевидно, что это было результатом образования кратеров (увеличение уровня между отверстиями вместе с вертикальным поднятием часто является характерным признаком).
Той ночью я начал перепроектировать шаблон, включая переработку многочисленных конструктивных соотношений для этой скамьи. На следующий день бригадир шахты просмотрел план и отнесся к нему скептически. Длина ствола увеличивалась, а пороховой коэффициент снижался. Он считал, что это, несомненно, признак того, что будет производиться больше негабаритов. Тем не менее, мы продолжили редизайн и начали изучать новый шаблон.
После взрыва зона забивки, казалось, содержала более грубый материал и несколько валунов. Начальник шахты был уверен, что весь зал будет содержать валуны. Мы весь день сидели и смотрели, считая количество валунов. После некоторой работы погрузчика над верхней частью отвала, в нижней части не оказалось лишнего размера, и 95 процентов материала прошли 12 дюймов.
Бригадир был ошеломлен. За один взрыв размер негабарита уменьшился до менее чем 30 процентов по сравнению с предыдущим выстрелом, но его расположение изменилось. Раньше оверсайз был на уровне. Теперь превышение размера оказалось в зоне забойки. Следующий вопрос заключался в том, можем ли мы сократить его еще больше?
Исторические дилеммы
Проблема негабаритного материала преследовала взрывные работы на протяжении веков. Фактически, это была проблема с тех пор, как в 1627 году начались взрывы.
Оверсайз стоит дорого. Это увеличивает затраты, требуя вторичной поломки. Это увеличивает время цикла, так как загрузка занимает значительно больше времени. Это создает ненужную нагрузку на оборудование и в некоторых операциях, таких как рядовое выщелачивание, приводит к образованию отходов из хорошей руды.
Размер слишком большого размера также является субъективным. Небольшое предприятие по добыче заполнителей, в котором используется небольшой фронтальный погрузчик и ударная дробилка, может считаться негабаритным, если его размер превышает 24 дюйма. С другой стороны, крупное горнодобывающее предприятие может не считать материал негабаритным, пока его размер не превысит 48 дюймов.
Точный размер, по крайней мере на данный момент, не является главной темой этой статьи. Вместо этого мы сосредоточимся на расположении и устранении негабаритов в зоне забоя.
Местоположение
Самая большая проблема при столкновении с негабаритом заключается в том, как его можно уменьшить во время обычных буровзрывных работ без значительного увеличения затрат. Первый шаг к решению проблемы негабарита – понять, откуда он берется. Этого обычно не хватает ни в одной программе мониторинга негабаритов.
С превышением размера в зоне забоя следует обращаться иначе, чем с превышением размера на уровне или между скважинами. Программа тщательного мониторинга должна включать документацию о местонахождении негабарита. Это не обязательно должно быть дополнено GPS-мониторингом, поскольку даже грубые эскизы могут решить проблему.
Без отслеживания местоположения превышения размера бластеры всегда выбирают два распространенных, но часто неподходящих решения для борьбы с превышением размера. Во-первых, нужно уменьшить стеблеобразование. Когда бластеру сообщают, что выстрел был слишком большого размера, почти второй натурой предполагать, что он был произведен из зоны выстрела. Это связано с тем, что при хорошо спроектированном взрыве почти весь припуск происходит из зоны забойки.
Тем не менее, это относится и к хорошо спланированному взрыву. Плохо спланированный взрыв может привести к превышению размера практически в любом месте кадра, и место будет иметь решающее значение для устранения проблем.
Проблема с уменьшением стемминга заключается в том, что во многих ситуациях превышение размера происходит не из зоны стемминга. Уменьшение забойки приводит к выбросам скважин. Этот выброс снижает рабочую энергию взрывчатого вещества до 40 процентов. Это приводит к увеличению размера внутри кадра, что усугубляет проблему.
Затем стемминг снова уменьшается, что снова усугубляет проблему. В конце концов, бластер говорит, что проблема в геологии и что превышение размера — это естественное явление, которое невозможно исправить.
Вторая нормальная реакция — увеличение порохового фактора стенда. Это вызывает ряд нежелательных проблем, а также увеличивает затраты на взрывные работы. В большинстве случаев увеличение порохового фактора скамейки не устраняет проблему с превышением размера.
Кроме того, без анализа места превышения проблема становится скрытой. Мощные взрывы, которые поднимают всю верхнюю часть выстрела и подбрасывают его на сотни футов в воздух, могут показаться не слишком большими, но это потому, что теперь они скрыты на уровне земли.
Как выяснил упомянутый ранее мастер шахты, сокрытие превышения часто приводит к гораздо большему проценту. Поэтому, если у нас возникнет проблема, лучше сделать ее видимой и очевидной.
Обработка капрока
Переход негабарита изнутри отвала, что является признаком плохой конструкции взрывных работ, к верхней части отвала, что часто является результатом забойки, обычно приводит к уменьшению негабарита. Но это также дает огромное дополнительное преимущество, поскольку теперь у нас есть инструменты, которые можно использовать для сокращения и дальнейшего устранения негабаритов.
Опять же, здесь проверенные методы часто могут дать сбой. Наиболее распространенный метод, который использовался в прошлом, — это колотые отверстия или отверстия небольшой длины, которые помещаются между отверстиями, проходящими через зону забоя. Эти скважины чрезвычайно дороги, так как содержат мало взрывчатки, но бурение занимает много времени – и в каждой должен быть инициатор.
В некоторых ситуациях колотые отверстия могут быть отличным инструментом — если, например, у нас есть предварительный раскол, просверленный под углом, и у нас есть большое количество камня между гребнем предварительного раскола и буферными отверстиями. В этом случае ударная скважина функционирует как миниатюрная скважина, специально разработанная для того, чтобы все же разрушаться под действием скважины и перемещать породу от предварительно разделенного (или буферного) ряда.
Однако колотые отверстия также могут привести к увеличению затрат на взрывные работы, намного превышающим первоначальную стоимость вторичного разрушения, особенно если принять во внимание не только производственные затраты, но и влияние графика, что, как правило, приводит к значительному сокращению количества дробового материала в неделю. Это, очевидно, зависит от использования вашей дрели, а также от вашей текущей настройки. Но это причины, по которым в шахтах обычно не используются колотые отверстия в значительной степени.
Существуют еще три метода, которые можно эффективно применить для уменьшения превышения размера зоны стемминга:
1. Предварительная обработка капрока
2. Плата за ствол
3. Снижение скважинного давления
Первая ситуация — это метод, который используется уже почти 100 лет. Это выборочное бурение на уступах, при котором дополнительное бурение одного уступа разрушает зону забоя уступа под ним. Этот метод работает за счет увеличения глубины бурения верхнего уступа примерно до 75 процентов зоны забоя следующего уступа. Это срабатывает со скамьей выше, обычно с использованием смещенных отверстий, поэтому на скамейке внизу нет отверстий в том же положении, что и на скамейке выше.
Этот метод может быть превосходным и приводит к минимальному увеличению затрат, поскольку увеличение количества дополнительных буров обычно приводит к увеличению количества буровых работ и взрывчатых веществ примерно на 10 процентов — без изменения количества инициаторов.
Однако есть одно предостережение: это может привести к выбросу стемминга на следующем стенде, а в некоторых случаях может потребоваться проведение дополнительного стемминга.
Второй метод стволовых зарядов в последнее время мало используется, в частности, из-за плохого использования технологий проектирования.
При применении стволовых зарядов цель состоит не в том, чтобы глубина залегания имела форму кратера, а в том, чтобы использовать эффект скважины для отлома боковой части заряда. Проблема с попытками пробить кратер заключается в том, что если глубина захоронения слишком мала, ствол выскочит, и вся дыра взорвется, что приведет к увеличению размера.
Если глубина захоронения слишком велика, кратер закроет свой угол и сломается только на 1–2 фута вокруг вершины скважины. Вместо этого стволовой заряд должен быть правильно спроектирован и расположен так, чтобы вырываться наружу – перпендикулярно заряду. Это не дает ему выдуть ствол и заставляет силу взрывчатого вещества действовать на груз.
Дополнительный совет
Лучший способ рассчитать время стволового заряда — использовать детонирующий шнур и динамит, чтобы он взорвался одновременно с основным зарядом. Даже одна миллисекунда разброса может оказаться слишком большой для эффективного применения стволовых зарядов.
Последний метод устранения негабаритов в зоне забоя заключается в снижении давления в верхней части ствола скважины. Хотя для проектирования забойки доступны простые эмпирические правила, настоящая конструкция забойки основана на внутреннем давлении скважины. Следовательно, если давление в скважине можно снизить ниже зоны забуривания, то можно использовать меньше забойки.
Основная проблема заключается в том, как этого добиться на практике. Обычно используются воздушные настилы в верхней части скважины. Воздушная палуба просто оставляет часть скважины пустой, без взрывчатки или забойки. Это позволит газам проникнуть в этот регион, но снизит общее давление в этом регионе. Воздушные палубы могут работать, но конструкция должна быть почти идеальной.
Слишком длинная воздушная палуба может привести к снижению давления во всей скважине. Слишком мало воздушной палубы, и снижение давления не достигается.
Идея, которая может быть еще лучше, заключается в использовании заряда меньшего диаметра в верхней части колонны. При правильной конструкции забойку можно уменьшить, сохраняя при этом давление газа в верхней части скважины, вызывающее разрушение породы.
Энтони Конья — вице-президент компании Precision Blasting Services, консультирующей по всему миру в области взрывных работ и вибрации от взрывных работ. Он также является основателем и генеральным директором Academy Blasting, образовательной компании по взрывотехнике, и ведущим подкаста AcademyBlasting.TV.
Все вопросы и ответы в Телеграмм канале и чате автора.
