Мейрам Г.
НОВЫЕ ПОДХОДЫ К СОЗДАНИЮ УСТУПОВ ВЗРЫВНЫМ МЕТОДОМ С ВЫХОДОМ НА ПРЕДЕЛЬНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ *
Аннотация:
в данной статье рассматриваются современные подходы к созданию уступов взрывным методом с выходом на предельное положение. Цель исследования — повышение эффективности буровзрывных работ за счёт оптимизации параметров взрыва и геометрии уступов. Проанализированы существующие технологии формирования уступов, выявлены их недостатки, а также предложены новые технические и методические решения, обеспечивающие более точное соответствие фактического положения уступа проектному. Результаты исследования могут быть использованы при проектировании взрывных работ в карьерах с целью повышения безопасности, снижения перерасхода взрывчатых веществ и улучшения качества раздробленного массива.
Ключевые слова:
буровзрывные работы, уступ, взрывчатое вещество, устья скважины, буровая установка
DOI 10.24412/2712-8849-2025-687-2302-2310
При выполнении контурных взрывных работ важно точно наносить на местность точки устьев скважин и задавать их глубины с высокой точностью [1-4].Отклонение фактического положения устья скважины от проектного значения не должно превышать установленного предела. Эти допуски определяются не только экономической целесообразностью, но и требованиями к качеству взрывных работ. В связи с этим на открытых горных работах при добыче МПЩ рекомендуется ограничивать глубину скважин 40 метрами. Превышение этой глубины приводит к ухудшению результатов взрывания. При благоприятных геологических и геометрических условиях допускается проведение МПЩ с существенно большими отклонениями скважин от проектных параметров. Например, когда плоскость отрыва совпадает с направлением слоистости пород, удаётся получить ровную поверхность откоса уступа [5–8].Для вертикальных скважин существует возможность достаточно точно определить положение устья, что в значительной степени способствовало успешному проведению первых испытаний МПЩ. В случае наклонного бурения, особенно на неровных участках поверхности, возникает необходимость в индивидуальной разметке каждой скважины либо в подготовке специальной трассы для бурового оборудования [1, 9–14].Интересное решение задачи разметки было реализовано при строительстве гидротехнического сооружения Маркерсбах. Вдоль проектного контура на скальной поверхности были установлены бетонные порожки шириной около 0,5 м и высотой 0,2–0,3 м, поверхности которых были ориентированы перпендикулярно к оси скважин. На верхней части этих порожков отмечались точки начала бурения. При изменении рельефа рабочей зоны проектное положение порожков адаптировалось ступенчато [15-20], при этом разметка смещалась в горизонтальной плоскости. Для защиты конструкции от разрушения при взрывах порожки делились на секции перпендикулярно их оси, в соответствии с последовательностью проведения взрывных работ.Точность бурения определяется не только объективными факторами, такими как характеристики породы, применяемая технология бурения и глубина скважин, но также зависит от квалификации бурильщика [1, 21-25].При установке буровой установки «на глаз» возможны угловые отклонения в плане до ±10°, что приводит к следующему распределению точности:до 4° — 59% всех случаев,от 4° до 8° — 29%,свыше 8° — 12%.При таких отклонениях фактическое смещение подошвы уступа высотой 20 метров может достигать 2 метров.В результате суммарное отклонение скважины от проектного положения может быть значительным, особенно при бурении на большую глубину.где минимальные значения погрешности составляют:δp=0,02м,δu=(0,01(0,01 15)L,δh= (0,0 06(0,0 08)L3/2.При бурении со свободным режимом δu = (0,05 ( 0,10), однако результирующее отклонение достигает ± 20 %.Снижение искривлений скважин возможно за счёт применения различных направляющих наконечников, а также путём уменьшения глубины бурения. Ведутся экспериментальные работы по внедрению измерительных устройств, позволяющих контролировать угловые отклонения буровых установок с точностью до 1–2°.Так, прибор АНГИЕ, разработанный шведской фирмой Ilmed System, позволяет измерять углы отклонения по двум плоскостям с точностью до ±5° в диапазоне до 20°. Этот прибор монтируется непосредственно на буровую установку. Аналогичное устройство — ДИТ-70 фирмы AGA Geotronic AB — также устанавливается на буровой станок.В условиях, где возможно значительное искривление скважин (например, при бурении под острым углом к напластованию пород), рекомендуется до начала контурного бурения выполнить контрольные скважины вблизи проектного ряда. По этим скважинам проводится инклинометрия с использованием прибора фирмы Finish Peltonen Inclinometer, который обеспечивает точность измерения углов наклона до 0,1°. На основании полученных данных составляется таблица поправок для различных участков контура. Если начальное направление скважины незначительно отклоняется от проектного, а искривление скважины компенсирует это отклонение, то забой может совпасть с расчётной точкой.На горных предприятиях [26-30] буровые станки позволяют выполнять наклонное бурение в диапазоне от 45° до 90° к горизонту. Так, пневмоударные буровые установки типа СБУ-125 поддерживают весь этот диапазон, однако производительность резко снижается при наклонном бурении [31-34]. Шарошечная буровая установка СБШ-250-МНА-32 способна бурить под углами 75° и 60°, при этом наблюдается снижение производительности на 30% и 50% соответственно по сравнению с вертикальным бурением (90°).На некоторых карьерах Казахстана была проведена модернизация установки СБШ-250-МНА-32 для бурения скважин «под себя», что показано на рисунке 1. При использовании данной установки для оформления сдвоенных уступов (высотой более 20 м), между верхним и нижним подуступами образуется ступенька высотой 1,5–2,0 м. Тем не менее, формирование постоянного откоса уступа высотой 40 м осуществляется с соблюдением проектного угла [30-35].Рисунок 1. Схема бурения скважин защитного экрана двумя подуступами(нижний подуступ – экранные скважины обуриваются под себя).Большим шагом в улучшении технологии заоткоски постоянных уступов бортов карьера явилось создание специального станка СБШ-250 МНА-60, обеспечивающего бурение контурных скважин глубиной 60 м. станок был разработан СКВ СГО и изготовлен Поваровским опытным заводом.В настоящее время в некоторых карьерах Казахстана для создания щелевого ряда применяются буровые станки СБШ 250 МНА-32. Было бы неплохо модернизировать эти станки для бурения скважин глубиной до 60 м.В целом, предлагаемые технологии постановки уступов взрывным способом в предельное положение способствуют улучшению устойчивого состояния откосов за счет обоснованного выбора параметров, расположения зарядов в скважинах, исключающих нежелательные деформации уступов.
Номер журнала Вестник науки №6 (87) том 1
Ссылка для цитирования:
Мейрам Г. НОВЫЕ ПОДХОДЫ К СОЗДАНИЮ УСТУПОВ ВЗРЫВНЫМ МЕТОДОМ С ВЫХОДОМ НА ПРЕДЕЛЬНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ // Вестник науки №6 (87) том 1. С. 2302 - 2310. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/23855 (дата обращения: 12.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+