Intensification of technological processes in drilling and blasting operations during open-cut mining in Kyzylkum region

Abstract

Purpose. It is found that for long term standing, the pit bench profile is close to the boundary of the disturbed zone. Therefore, long stability of the bench can be estimated in respect to the size of the disturbed area and the boundary of residual deformations zone. Methods. Protective ability of the shielding splitting during the perimeter blasting in Kyzylkum quarries is estimated by the amplitude coefficient depending on the width of the shielding splitting, duration of explosive pulse as well as physical and mechanical properties of the shielding splitting filler. Findings. Analysis of the research regarding special methods of conducting drilling and blasting operations (DBO) for bench slope development showed that the most effective way of reducing deformation zone beyond the designed surface of separation is to use pre-splitting. Analysis of the research related to selecting parameters of contouring charges for creating a shielding splitting revealed the absence of methods which can reasonably and unequivocally recommend DBO parameters for specific mining and geological conditions. Currently known dependences only approximately allow to estimate the relationships between the main parameters of contouring explosives. Originality. In accordance with the “Research method of blast impact of contouring charges in the border zone of the quarry”, experiential and industrial tests of the developed blast design and effective parameters of perimeter blasting have been conducted in Muruntau quarry. As a result, stable slopes of 20-meter benches with the slope angle 60 degrees were formed, eliminating the need for additional wall cutback, simultaneously improving labour safety at lower horizons. The developed effective parameters of perimeter blasting ensured creation of maximal widest shiel-ding splitting for the designed limit of the disturbance zone thickness with destroyed inter-block connections in the area adjacent to the slope. Practical implications. Fixing mixture underwent industrial testing and was implemented in Tashkura quarry of Djeroy-Sardara phosphorite fields. It was established that during explosive fragmentation of rock mass, using stemming of fixing mixture, the amount of dust and gas clouds is reduced by 30 – 35% as compared with stems made of drill cuttings.

Мета. Розробка і впровадження способів інтенсифікації процесів буропідривних робіт на кар’єрах Кизилкумського регіону, що дозволяють забезпечити необхідну якість підірваної гірничої маси, можливість управління формою та параметрами розвалу, збереження геологічної структури масиву й скорочення часу підготовчо-відновлювальних робіт. Методика. Кількісна оцінка ефекту від застосування методу попереднього щілеутворення на кар’єрах Кизилкумського регіону оцінена за допомогою коефіцієнта ефективності застосування контурного підривання, а захисна здатність екрану щілини при контурному підриванні – амплітудним коефіцієнтом, що залежить від ширини екрану щілини, тривалості вибухового імпульсу та фізико-механічних властивостей заповнювача щілини. Результати. В результаті проведених теоретичних досліджень отримано залежності для визначення ефективних параметрів контурного підривання з умови сумісності вимоги проростання мережі тріщин між оконтурюючими свердловинами. Захисна здатність екрану щілини істотно залежить від щільності її заповнювача, тому при розрахунку параметрів контурних зарядів необхідно враховувати розкриття відрізної щілини за рахунок ущільнення прилеглого масиву. Параметри оконтурюючих зарядів повинні вибиратися з урахуванням обмеження зони порушення міжблочних зав’язків відповідно до вимог забезпечення стійкості укосів уступів. Наукова новизна. Встановлено, що при довготривалому стоянні профіль уступу наближається до профілю межі зони порушень, що дозволяє судити про тривалу стійкість уступу. Розроблено математичну модель, що описує дію вибуху свердловинного заряду вибухової речовини в масиві, на основі якої визначено кінематичні параметри розльоту гірських порід. Практична значимість. Розроблені ефективні параметри контурного підривання забезпечують створення максимально широкої екрануючої щілини при заданому обмеженні потужності зони порушень міжблочних зв’язків у приукісній частині масиву. При вибуховому розпушуванні гірського масиву з використанням забійки із закріплюючої суміші обсяг пилогазової хмари зменшується на 30 – 35% у порівнянні з розпушуванням із використанням забійки з бурового дрібняку. Закріплююча суміш впроваджена на кар’єрі Ташкура Джерой-Сардарінського родовища фосфоритів.

Цель. Разработка и внедрение способов интенсификации процессов буровзрывных работ на карьерах Кызылкумского региона, позволяющих обеспечить необходимое качество взорванной горной массы, возможность управления формой и параметрами развала, сохранение геологической структуры массива и сокращение времени подготовительно-восстановительных работ. Методика. Количественная оценка эффекта от применения метода предварительного щелеобразования на карьерах Кызылкумского региона оценена с помощью коэффициента эффективности применения контурного взрывания, а защитная способность экранирующей щели при контурном взрывании – амплитудным коэффициентом, зависящим от ширины экранирующей щели, длительности взрывного импульса и физико-механических свойств заполнителя щели. Результаты. В результате проведенных теоретических исследований получены зависимости для определения эффективных параметров контурного взрывания из условия совместимости требования прорастания сети трещин между оконтуривающими скважинами. Защитная способность экранирующей щели существенно зависит от плотности ее заполнителя, поэтому при расчете параметров оконтуривающих зарядов необходимо учитывать раскрытие отрезной щели за счет уплотнения прилегающего массива. Параметры оконтуривающих зарядов должны выбираться с учетом ограничения зоны нарушения межблочных связей в соответствии с требованиями обеспечения устойчивости откосов уступов. Научная новизна. Установлено, что при долговременном стоянии профиль уступа приближается к профилю границы зоны нарушений, что позволяет судить о длительной устойчивости уступа. Разработана математическая модель, описывающая действие взрыва скважинного заряда взрывного вещества в массиве, на основе которой определены кинематические параметры разлета горных пород. Практическая значимость. Разработанные эффективные параметры контурного взрывания обеспечивают создание максимально широкой экранирующей щели при заданном ограничении мощности зоны нарушений межблочных связей в приоткосной части массива. При взрывном рыхлении горного массива с использованием забойки из закрепляющей смеси объем пылегазового облака уменьшается на 30 – 35% по сравнению с рыхлением с использованием забойки из буровой мелочи. Закрепляющая смесь внедрена на карьере Ташкура Джерой-Сардаринского месторождения фосфоритов.