автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.03, диссертация на тему:Разработка эффективного метода взрывной рудоподготовки железистых кварцитов

КРИВОРОЖСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО 311МЕ1И

гсршрудшй шитютт

(к правах рукописи

АНГОЮВ А/ЩРЫ! ШЬЕШЧ

УД!С 622.235,6

РАЗРАБОТКА. ЭМШИВНОГО МЕТОДА В5ШВ1ЮП РУДОПОДГОТОВКИ ЖЕЛЕЗИСТЫХ КВАРЦИТОВ

Специальность 05.15.03 - "Открытая разработка месторождений полезных ископаешь"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кривой Рог 1992

Работа Шшлнена в научно-исследовательском институте по обо-rcqeium п агломерации руд чер1мх металлов (Механобрчермет).

11ДУЧШЙ' РУКОВОДИТЕЛЬ

доктср технических наук, профессор

«Зедоренко И.И.

<ШЩШЦ>КЫЕ OIlIIOfEIflU:

академик АГН Украины,

доктор технических наук, профессор

кандидат технических наук

'Гкачук К.:!. Еременко Г.И.

Есдуцее предприятие - Ингулециий горнообогатительныП комбинат

•Защита состоится ------- ¡992 г.

в (3 часов на заседании специализированного совета Д.06В.П. в Кряворояском ордена Трудового Красного Знамени горнорудном институте по адресу: г. Кривой Рог, ул. XXU партсъеэда, II, КГТ

С диссертацией можно ознакомиться «! библиотеке института.

Автореферат разослан " ¡в " 1992 г.

Ученый секретарь специализированного Соео? кандидат технических наук,

л.¿»устои

- | ОБЩАЯ ХАРЖГЕГШИКА. РАБОТЫ

Актуальность работы. .

Перспективным направлением повышения эффективности процессов дробления, измельчения и обогащения является взрывная рудо-подготсвка, под которой понимают систему операций на стадии добычи, обеспечивающую активное направленное воздействие тззрыва на физико-механические свойства добываемых руд и явлтчувся, следовательно, важным элементом единои технологии переработки минерального сырья.

Интенсификация всех процессов технологического передела руды, базирующаяся на более полном использовании энергии взрыва, достигается, в основном, за счэт повышения знзргонасвденности взрываемых массивов путей увеличения удельных расходов ВВ, что не может быть повсеместно принято. Поэтому возникает необходимость в разработке такого метода взрывной рудоподготовки, который обеспечивал бы комплексное повышение эффективности технологических процессов на карьерах и дробильно-осэгатительных фабря-:<ах при снижении затрат на бурОЕзривные работа.

Целью.работы является разработка эффективного метода взрывной рудоподготовки, обеспечивавшего интенсификация горнообогагп-телького передела яелезистых кварцитов.

Идея работа заключается в использования эффекта маялонш- . ориентированной систем сквадшиных зарядов для пошаенмя глчзс?~ на рудоподгстпекн яэлсзистых кварцитов.

Научные положения, выносшиэ автором на задггу:

1. Высокое качество вэрквной рудсподготокги яелозг.йтти кварците« э технологическом процоссз отггрггтых гор:~П рэЗот достигаете я прииененпси нэклокно-ориент^фовадшой систем сйэагзпйап« зарядов, позволяемой управлять эиергонссшденностьи разрузаэаого массива за счет динамических аффектов встрочно-н&правлегтой и волновой схем развития взрыва. ■

2. Оптимальная ориентация систекы скваянкшх зиргдоз при уступкой отбойке на карьерах обеспечивается согласован^) пзглгио-дейстнием скорости детонации применяемых взрывчатых езщсств д фронта трсщиносбрзоовакия в сметог рядах скваюш.-

3. Интенсификация процессов дробления, измельчения и обогащения железистых кгарцитов достигается реализацией разработанного метода третной рудоподготовки.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов .и рекомендаций подтвер;кдаегся использованием методов общепринятой теории упругости', механизма разрушения горных пород взры-' вом, лабораторно-полигонными и огштно-промышленными исследованиям >1 с высоким (более-0,9) коэффициентом корреляции между исследуемыми факторами, а также положительными результатами внедрения разработанного метода.

Научное значение работы состоит в обосновании пространственно-ориентированной системы зарядов оптимального наклона, обеспечивающей достаточную концентрацию энергии в разрушаемом трещиноватом массиве и согласованное взаимодействие системы микротряцкн с динамическими напряжениями на фронте волн напряжений. Доказана возможность концентрации энергии на основе динамических эффектов ветречке-каправленной и волновой схем развития взрыва.

Практическая ценность заключается в разработке метода взрывной рудоподготовки железистых кварцитов, обеспечивающей рациональный режим последующего горнообогатительного передела. Метод реализован в следукнцих технических решениях:

- способе взрывной рудоподготовки, основанном на применении пространственно-ориентированных скваташних зарядов оптимального наклона, улучшающем дробление железистых кварцитов и последующий горнообогатительный передел (Полож. решение по заявке

ff 4799564 от 7.05.91);

- способах взрывания со встречно-направланной и волновой схемами коммутации, обеспечивающими, за счет концентрации энергии в блоке, повышение качества рудоподготовки и снижение негативных проявлений взрыва на окружающий массив (A.C.

» 1526359 и полож. решение по заявке № 4828659 от 27.08.91).

Применение технологии взрывной рудоподготовки железистых кварцитов, основанной на разработанном методе, позволяет улучшить качество дробления железистых кварцитов в карьере без дополнительных затрат на буровзрывные работы vi повысить эффективность технологических процессов на дробильно-обогатительных фабриках.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Основные рекомендации по технологии взрывной рудоподготовки желеиистых кварцитов, разработанные автором, внедрены на карьере ИнГОКа с фактическим экономическим эффектом 135 тыс. руб.

- -

Публикации. Гю результатам исследований опубликовано 12 работ, получено 2 авторских свидетельства и 2 положительных решения на изобретения.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Всесоюзной научной конференции "Комплексные исследования физических свойств Горных пород и процессов" (Москва, 1987, 1991), Всесоюзном семинаре по программе-МНТК "Механобр" (Кременчуг, 198?), Всесоюзной школе-семинаре молодых ученых и специалистов "Разработка'и обогащение рудных и нерудных месторождений при их комплексном освоении" (Москва, 198?), региональной научно-практической конференции "Комплексное и рациональное освоение железорудных месторождений и охрана природы" (Губкин, 1988), Всесоюзном юбилейном научно-технической совещании "Совершенствование буровзрывных работ в народном хозяйстве" (Губкин, 1988), Всесоюзной научно-техническоЯ конференции "Интенсификация процессов переработки труднообогатимых тонковкрапленных руд" (Кривой Рог, 1989), научно-технических советах ИнГОКа, Механобрчерыета, КГШ.

Объем работы. Диссертационная работа, объемом 146 страниц машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, 3 приложений, библиографии из l'¿¿ наименований, содержит 33 рисунка, II таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Анализ современных представлений о механизме разрушения горных пород взрывом, изложенный а работах Л.И. Барона, В.А. Боровикова, Г.II. Демидюка, 11,Ф. Друкованного, Э.И. Ефремова, В.И. Комащенко, B.Ü. Комира, Б.Н. Кутузова, В.И. Родионова, Б.L!. Сенука, К.Н. Ткачука, П.И. Федоренко, А.Н. Ханукаева и других ученых, а также работ по взрывной рудоподготовяе, выполненных E.P. Барановым, С.А. Гончаровым, Ю.С. Мецом, А.И. Потаповым и др. показал, что вопрос рационального использования . энергии взрыва при подготовке горной массы для горно-обогатительного передела изучен тем не менее недостаточно".

Известно, что системам линейных г-?ргккаяьшх зарядов, несмотря па высокую технологичность их промышленной реализации, присущи принципиальные недостатки, обусловленные неравномерностью распределения онергии взрыва, переизмельчением пород в

ближней зоне, выбросом пород вверх и др. В дальней же от заряде зоне действие взрыва не обеспечивает требуемого качества дробления из-за превдевременного выхода взрывных газов к свободной поверхности и леденив давления в зарядной камере. Значительная часть энергии в виде сейсмических волн выносится за пределы взрываемого участка, приводя к законтурным разрушениям и вредным сейсмическим проявлениям.

Опыт отработки полезных ископаемых свидетельствует, что наибольшая равномерность распределения энергии взрыва в массиве и,соответственно, получение равномерного гранулометрического состава-горной массы имеотместо при взрывании горизонтальных систем эаредов. Эффективность взрыва в этом случае выше по сравнению с вертикальными зарядами.

Однако бурение горизонтальных скважин в настоящее время затруднено в связи с ограниченными техническими возможностями бурового оборудования и сложности» заряжания таких скважин.

Альтернативным вариантом, обладающим технологическими качествами вертикальных систем и динамическими свойствами горизонтальных, могут являться системы наклонно-ориентированных за-редов.

В диссертационной работе поставлены следующие задачи:

- разработать теоретические предпосылки управления взрывной рудоподгоговкой железистых кварцитов на основе перераспределения энергонасыщенности массива путем применения наклонно-ориентированной системы сиважинных зарядов;

- оптимизировать ориентацию скважинных заредов на основе

" критерия согласованности между скоростями детонации ВВ»и фронта трещинообраэования;

- повысить концентрацию энергии взрыва в блоке при наклонно-ориентированных' системах зарядов за счет динамических эффектов встречно-направленной и волновой, схем развития взрыва;

- разработать н внедрить новые способы взрывной рудоподго-Говки, обеспечивающие.прирост производительности процессов дробления, измельчения и обогащения железистых кварцитом.

Комплексное решение этих задач можно получить при наличии системы уравнений, адекватно описывающих физико-механическую картину процесса взрыва. При этом наиболее однозначной характеристикой действия взрыва является поток энергии через единичную

площадку - удельный поток энергии. Поток энергия,обусловленный ллеиентарныи зарядом аамд) (рис. I) в некоторой

Рис. I. Расчетная схема для вывода формул потоков энерган,

обусловленных вертикально - I, горизогггальныи - 2 и наклскним - 3 зарядами, точке Р ( X , м 1 2: ) составляет

( X , а ,

(Г)

где 2 - радиус скважин, м; ^ - удельная энергоемкость ВВ, Дя/м3;' Й - радиус, проходящей .через Р поверхности сферы, в центре которой находится заряд ¿10. , м. _ *

При совмещении эси 02 с осью вертикального заряда, интегрируя (I) по ?г , подучим:

ш-п

из-

ъ.

¥

1 А .

<

|Х|

агсЬ

2

(2)

где , ^ - соответственно длит скважины и забойки, м. Аналогично для горизонтального зардца в плоскости

СО"

-тт-

И

ИХ

О)

- о -

где Н -глубина расположения горизонтального зарода, м.

Сопоставляя выражения (2) и (3) замечаем, что в первом случае Лвертикальны^ заряд) изменение потока энергии определяется, множителем . поскольку арктангенс изменяется медленно, Отсюда следует," что с изменением X от некоторого значения до ОС » 0 поток энергии претерпит резкие изменения. В случае горизонтального заряда поток Ц5" определяется множителем , то есть постоянной величиной. Из этого следует,- что поток энергии вдоль оси ОХ в этом случае характеризуется слабыми изменениями. Это видно из рис. 2, где сопоставлены потоки энергии от зарядов указанных типов. Условие постоянства энергии, в случае горизонтального заряда, является "предпосылкой равномерности дробления.

Рис. 2. Распределение потоков энергии, обусловленных вертикальным - I, горизонтальным - 2 и наклонным - 3 э&ряда.ми. Рассмотрим одиночный линейный заряд, наклонный в плоскости •ЭС02 (рис. I).

В этом случае поток энергии представляется в виде

I ОС |(с£ - 6)

агС^ хЧ^сО5-ХМАоСХб-'(4)

Л

где с*- - угол наклона скважины, град.

Сравнивая выражение (4) с (2) и (3) находим, что оно является промежуточным между ними: при X. - 9С° оно переходит

в первое, при

сI

О ,обладает свойствами второго.

Поскольку, в отличие от ¡шратсешя (2), поток энергии здесь определяется множителей вместо *

то можно заключить, что в данном случае распределение потока энергии окажется растянутым вдоль оси ОХ . Это обуславливает более равномерное распределение энергчи в массиве, чей при вертикальных зарядах.

Окончательный вид формул для потока энергии, обусловленного системой произвольно ориентированных заредов, с учетса энергии волны, отраженной от свободной поверхности

г /У 1

ОТ (х и ,2 ) -- ^ , (б)

где

реализация п<. луч(= кних шзодсэ согтззкжкэ npcrpsizia ¡sa ззш;е ФОРТРАН, позволяющая v^zicziirh уцегьннЗ исуса з лхйоЯ, расположенной ьнутр:! пли ка rpmzzzs гзркгьег-гз irsra точет. При этом количество зарядсв, их цЕСтгрзхсг.г.тсгс-.гг-г, ;т-сл. я азтау? наклона могут быть произвольна!..

Выше рассмотрено деПстт'к спргдсз 2 схтгерзгзс-З сггт.У. Пря ■гчш условии действие заряда свгмэтрпчко по аса з

свиметрично по ОУ (вследствие сгрглзигя с? бггхэсЗ угазта). В действительности гэ, прл

рн^з зарядов, их действие язго-метргслэ з вэ сгг ОХ , 3 з?ет прогуляется отражавшее влкпкг-з сСргдупгггся sspsza сгсЗад-кых поверхностей.

Пусть зврдци рзсаохагаЕтся las, ess sa psï. 2,,

а рзззктие взрыва прс'дсгодзз э œcpssrssat сет Q-*. 3 ¡птскзиольнуп течку X, пртггдрг? ет тзгзэ гай гнгрта, обусдохшешь:.! изкттсрим жметятартз* згрдаг "¿Qi. 5» я атрьяенний от ваорвгкясЯ ч-cr?; каггзгв. Е^е г-гтзг ^rssrrzs з точге ЭС| о'гз учета потерь та дзгггщег #

-. са

1 ^ 1 -* « • тС.

^ - координата ^стгн ,

% > V Я

сШ 7 8

1 1 '"7 > ' < 1 ^ ' 1

1'кс. 3, Р&считьия ехо«а дг.кйшческих ¡цфжгон, происходят», в ».косине.

При расчете исхсха окврги» в пс,пргвлешм, пряпмпвдол»^ развития рзрива, нслрш&р в точке Л1г , поток энергии пр«,д~ ставлен лнаь частью, прсника<в:;ей скьозь разрушенную породу. При отоы необходимо учесть ¿шссгпацнв, которая в разрушенной породе станогагся болыц«. В результате

Ьйодя ковффьцльь-'? нэглощешш ^ для нен&ру^еииой чаати ицсс.11бд к сушируя по всем скевкииаи, подушим разность гютокгч. э11ьррлн аа счет асскмзтрни рази.ш.'я в.зр;:в&

При см-шзтргоюм распслокешл, ;.?ьо;,й1-о..ы:о начала коордк-

аеридои и течек и X, ( гль л кввд-

рпты;с СЗ!ОбК»! Сл'аР&СШе су;>ш ¡о) -;,';-.;."'.!.;КЛ -.¡ели И

5};есг;'|Ц за счаг ас....;:Л'р.щ \ г-.и^и^опь-

■¡¡"■t. уичлапн* ;î ac^a.iu.^in л.1,л>лн:; с >îлиг:н:i пле::одом

гч.-^ги;!, [¿ucœ.!Miïui;:i >jc. ij .T'putM.

К'льная члсть 'ih< i;i,:!ii с.кгу -■:!):;;■ ;.•' ;.,лр.\,сн i'."лдпт ">л ;'рсд.":лп

a?aei;o.vo наглич» н pacwvo'"?C'i »д ipo.îii.'P. сеПсгсгезсика прзлз-.•.опия, разрух:«нчс зисткуризго :'acc:;i.a, иошпски-Я рдэлеу кус-ггя руди и прочей. устакоелвьл» что пот-урл мтй>чпп, 1Ч«мсш;Й . а пр.-делы варньвеиого блока, р напр?.»'Л1-ц:ш р:<зг::'г;!л апр:.*!:а, •;:.к а рглубь иассиеа, могу? бигь cy^eemiarn cime»&i ni. счьт ¡•-•^речнпго раэьитил "apura в группах сквалии, а îtyion уп-

..-Р7<?1г.:я 1жт<чркзлкчя заиедлинкя с учегсм uo:.!0h.t?::!j:î при пэркчо : хьничсских саоКсть гирьык пород.

йра обосшотгга угла ник-.эка вотречно-о:t-i:!ск.-а--Î'hhlix ^лрллоп ,'.;> («(.Схо^зюсти ма.;?-^

:.:г;ллрН1.:л сисаен греки), дос^лгапсот прз: условии сртсгсгдль-»гста .{раггоь зо -.к егл^пг: ;'Нрл"пв. р:;с. 4 crrc^.vev, чго уг-■I г-jjtor-riji;i.'iьii:-:;vî- рапвсильи > 1.:полпз!Пю рлг^;:стгл

R

.л-' ^ - .угол ьаглсна Си^лхгл, гр:,д; }■> - уг;,л ссьз

:-jpлл,гз и .':p.-.urc!î егл мрь"т<пЛ n?_-t<u, гслл.

ri'

\ \ %: '

Л " ! г

Л А

л

..-.:?: л.;::

где - скорость распространения фронта треп^июобразовакяя, м/с; 1) - скорость детонации ВВ, м/с. Из (9) и (10) следует

Б «аблице приведены значения угла наклона ске&яш, рассчитанные для некоторых типов руд и взрывчатых веществ. Расчетные значения угла наклона скватын

Породи ТипБВ /шшо-тол Грацу-лотол Грацу-лит ЛС-8 Гры1- ИОШ? 79/21 Грькмо-

Цагшгитовые Квар-

ЦИТЫ 17 19 20 б 10 ю

Окисленные яЕарциты 30 31 32 22 25 л)

Гранатовый скарн 19 24 22 7 12 20

Гранят порфирит

Известняк 24 24 27 21 17 25

Моделирование псг.яедуешм процессов при прсмдегси: лабораторных экспериментов'осуществлялось с саблвдешеи ьскгыгшс критериев подобия на образцах келззистих кеарцитои а экйньалс-нпаз! на материалах. Так,часть исследований была прэьедёиа »а недели изготовлвтых из иесчано-цеиеитноа сцс«; с йьз'стичгсьзй жхст-иостьэ, соответствующей аадсткческой жесткости Критерием эффективности раьрупения сдухихи результата рассева на ситах.

Анализ подучакклс данных пскасиьаг.т сисокуд ^¡«иит.гснасть разработанного способа жзришшя с ишглскной охо&итецйвя зарядов пра Бстречаом направлении кахкска в ¡¡-¿¡.л. В этсм сдучае выход хруишх классов {<• 60 ш) кс, сравнено'с кдшч«охь ими ыоделяии укеньздягя » дез разь, ь дяагетр ^р-'джго гусаа на %.

Поыгкнкз качек?ъи дтсблсаия, ь чьс7и;.сти» с*ыы>ыг к-.

15-20 % среднего диаметра куске, достигнуто также при взрывания песчано-цементных моделей зарядами ВВ с использованием разработанных встречно-направленной и волновой схем развития взрыва.

Подтверждением высокой эффективности наклонно-ориентированного размещения зарядов явились результаты другой серии экспериментов, проведенных на образцах, изготовленных из кернового материала. В качестве зарядов использовались отрезки детонирув-щйго шнура, ориентированные параллельно и наклонно к граням образцов. После их взрывания установлено, что наклонное расположение зарядов обеспечило снижение выхода крупных фракций на 24 %, позышение выхода мелочи на 20 %, уменьшение среднего диаметра куска на 15 %. Далее дробленный взрывом продукт использовался в исследованиях, цельо которых было установление влияния ориентации зарядов на микроструктуру образцов, на их микротре-щиноватость. Для этого сравниваемые пробы измельчались в 500 мм барабанной мельнице без добавления шаров и воды. Кинетика сано-измс>льчения кусков оценивалась по уменьшению их среднего диаметра. > .

■ Несмотря на одинаковые условия и характер измельчения,набушуюсь различие в скорости износа кусков п в размере-критического класса, что говорит о большей накоплении микродефектов в объеме образцов, взорванных с наклонной ориентацией зарядов, ' которые реализуются в процессе дальнейшей переработки.

Дальнейшие исследования посвящены установлению влияния энергии взрыва различной интенсивности на физико-механичрские и технологические свойства железистых кварцитов на макро- й микроуровнях. В этом направлении проведен большой объем лабораторных' экспериментов на различных минералогических разновидное-' тях железистых кварцитов. Исследования выполнялись по специально разработанной комплексной методике, позволяющей проследить за изменением свойств пород от исходной крупности образцов до -конечной крупности измельчения. Согласно методике, образцы подвергались взрывному нагружению в специальной камере с последующим рассевом раяр."ие1Р(нх пгрод. Дч/т крупных классоц определялась удельная работа разрушения при циклическом нагружении образцов на кспре. Пссле этого устанавливалась относительная Дро-бимость.с помощьл жкорой дробилки с подключенным к ней ваттметром и-послсдувдсй обработкой ваттгрпмм и результатов рассе-

- и,-

ва дробленного продукта.

Измельчаемость исследуемых разновидностей оценивалась по .производительности мельниц и содержанию готового класса в измельченном продукте. Измельчание проб производилось по стадиям. Первая стадия моделирбвалась в 30 литровой мельница, вторая -в 2-х литровых мельницах, установленных на рольгангах.

В Период испытаний производился седиментационныК анализ Продуктов измельчения, определялась удельная поверхности. Обога-ткмость продуктов измельчения устанавливалась на электромагнитных анализаторах.

• В результате исследований получены зависимости, характеризующие изменение физико-механических свойств исследуемых разновидностей горных пород.от характера воздействия на них взрывного нагружения. Установлено, что^ в среднем по разногидностям удельная работа разрушения при взрывном нагрутении I г/кг по .сравнения с нзнагруженными пробами снизилась в 2 ранз, относительная дробимость повысилась в 1,9 раза, увеличилась, на 16-25 % относительная кзыельчаемость. Прирост массовой доли железа в■ концентратах составил 0,8-1 %. При -этом уменьшилась массовая доля Ш15Ш0В и удельная поверхность при одинаковой крупности, что обусловлено большей селективностью раскрытия минералов, подвергнутых динамическому воздействию взрыва.

Поиск путей снижения потерь энергии взрыва и повышения степени разупрочнения взорванных пород привел к необходимости исследований влияния срэдо,. контактирующей с породами.в- момент ■ взрыва. В частности, исследовано влияние роды, ее паров к других веществ, имегадих различную полярности.

Результаты экспериментов показывают, что с ростом полярности среды средневзвешенный диаметр кусков, полученных после взрыва, уменьшается. С ростом удельного расхода взрывчатых веществ эффект среды усиливается, наблюдается различие в поведении плотных магнетитовых и более рыхлых и гигроскопичных окисленных кварцитов. Это связано, в основном, с различной способностью пород адсорбировать влагу. Окисленные кварциты более гидрофильны, чем магнетитовые и поэтому их эффективное разрушение происходит .в более полярных средах. Установлено, тпэтр , что введение поверхностно-активных веществ в определенных концентрациях также оказывает существенное влияние на результат!,! якспс-риментоь.

Для оценки влияния среди взрывания на накопление микродефектов в материале проведены опыты по измельчению образцов, подвергнутых взрывному нагружению. Полученные данные свидетельствуют о том, что железистые кварциты, взорванные в полярной среде, измельчаются с более высокой скоростью и меньшим шлакообразованием, чем пробы, взорванные в неполярных средах. Следовательно, расклинивающий э(|фект воды, ее паров, или других полярных веществ, реализуемый в момент взрыва, способствует сохранению микротрещин, предотвращая релаксацию.

Таким образом, основным результатом проведенных лабораторных экспериментов является подтверждение выводов теоретических исследований о более равномерном распределении энергии взрыва и возможности ее концентрации при применении наклонно-ориентированных систем скважинных зарядов и разработанных схем коммутации. Доказано, что действие взрыва прослеживается на ыакро-и микроуровнях и что среда, в которой происходит взрьш, оказывает существенное влияние на его результаты.

Метод взрывной рудоподготовки, реализованный в ряде новых способов, прошел широкие промышленные испытания на различных рановидностях железистых кварцитов.Ингулецкого ГОКа. Методикой проведения испытаний предусматривалась сравнительная оценка результатов взрывов на экспериментальных и контрольных блоках, анализ технологических показателей работы дробильной и обогатительной фабрик. Проектирование и подготовка экспериментальных блоков к взрыву осуществлялась в соответствии с разработанным паспортом ведения буровзрывных работ, учитывающем крепость пород, категорию их взрываемости, тип бурового станка, высоту уступов и другие факторы. При этом удельный расход ВВ на этих блоках, по сравнении с контрольными, снижен в среднем на 15 % за счет расиирения сетки скважин и уменьшения перебура.

Результаты испытаний способа взрывания, основанного на. использовании наклонно-ориентированных систем скважинных зарядов и обеспечившего более равномерное распределение энергии Езрыва в массиве, позволяют сделать вывод о его еысокой эффективности при общем снижении затрат по буровзрывному комплексу. Так,выход фракции +400 мм снизился на 20 %, шхоц мелочи (—50 мм) повысился на 14 %, улучшилась проработка аодоягы уступов, отмечено пошиение массовой доли железа в концентрате.

Заданное перераспределение экергонасыценностк массива,

i 4 -

соответствующее достижению необходимого соотношения фракций во взорванной массе, достигалось оптимальным расположением скважин в блоке и их коммутацией обособленными группами, что позволило повысить производительность мельниц самсизмельчения и качество концентрата.

Высокое качество взрывного дробления достигнуто и при использовании разработанного способа, позволяющего интенсивно разрушать массив за счет динамических эффектов, образуемых взрывом зарядов при встречном развитии взрыва в группах скважин, а таете способом, основанной на учете изменяющихся в процессе взрыва физико-механических свойств пород и применении переменных интервалов замедлений между рядами (группами) сква-кинных зарядов. В процессе испытаний установлено уменьшение среднего диаметра куска на 27 Описанные выше способы защищены двумя авторскими свидетельствами и двумя положительными решениями по заявкам на изобретения.

Промьшлепное внедрение метода взрывной рудоподготовки с применением новых параметров буровзрывных работ и схем инициирования скважинных зардцов позволило снизить затраты на буро-иыо работы, взрывчатые вещества и средства взрывания за счет расширения сетки скважин и уменьшения перебура при улучшении качества дробления и проработки подошвы, повысить производится ность'изнельчительного оборудования и качественные показатели обогащения. За период промышленных испытаний и внедрения разрв ботанного метода вз^вной рудоподготовки отбито свыше 25 млн.к горной массы. Суммарный фактический окономический аффект от внедрения составил около 135 тыс.руб.

ЗШ1ШЕШЕ

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи, заключающейся в разработке высокоэффективного метода взрывной .рудопрдготовки железистых кварцитов, обеспечивающего повышение производительности горного и дробильно-из-мельчительного оборудования и качество концентрата. Это достигнуто благодаря получению обобщающих зависимостей процесса перераспределения з перенасыщенности массива, позволивших раз работать разновидности способов взрывной рудоподготовки, осно

- к.> -

ванных на эффекте взаимодействия наклонно-ориентированных сква-жинных зарядов. В результате 'разработаны рациональные параметры расположения скважин и схемы инициирования для этих систем зарядов, позволившие достичь еысоких качественных показателей взрыва при разрушении железистых кварцитов.

Основные научно-практические рыводы сводятся к следующему:

1. Установлено, что усиление концентрации энергии в блоке при уступной отбойке железистых кварцитов с помощью наклонно-ориентированных систем зарядов достигается за счет динамических эффектов встречно-направленной и волновой схем развития взрыва при неизменных уделышх расходах взрывчатых веществ. Определена оптимальная ориентация зарядов во взрываемом блоке, обеспечивающая наиболее полную передачу энергии взрыва разрушаемому массиву.

2. При взрывании железистых кварцитов с коэффициентом крепости ^ « 10-20 и применением промышленных ВВ со скоростью детонации 4000-^4500 м/с угол наклона смежных скважинных зррядов находится в пределах 15-27°, с тенденцией к уменьшению в этом диапазоне с ростом крепости пород при соответствутацих типах ВВ. Величина уг.га наклона смежных скважинных зарядов определяется полученной зависимостью.

3. Установлена степень влияния энергонасыщенности массива при различной ориентации окпажинных зарядов на качество дробления взорванных железистых кварцитов, их механического дробления, измельчения и обогапенля.

4. Определены области оптимальных значений повьпения эффективности "взрывного разрушения и последующего механического измельчения разновидностей железистых кварцитов, взрываемых в раз4 личных средах, а также добавок к ним поверхностно-активных веществ при различных удельных расходах взрывчатых материалов.

5. Предложены новые способы взрывной рудоподготовки железистых кварцитов, зазиценные двумя авторскими свидетельствами

и двумя положительными решениями по заявкам на изобретения, которые были положены в основу при разработке нового метода взрывной рудоподготовки.

Разработанный метод внедрен на карьере Ингулецкого горнообогатительного комбината с фактическим экономическим эффектом в сумме около 135 тыс. руб..

- Ib -

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: •

f I. "Антонов А.Ю.' Исследование и промышленная проверка взры-.ввния наклонно-ориентированных зарядов на карьерах// Совер-шзнстровакие буровзрывных работ в народном хозяйстве: Тез. докл. Воесопэн.'науч.-техн. совещания.- Губкин, 1988 - С. 115.

2. .Антонов A.D. Обоснование процесса взрывного разупрочнения окисленных железных руд//Комплексное и рациональное освоение кзлезорудных месторождений и охрана природы: Тез. докл. Регио-нальн. неуч,- практ. конф. молодых ученых и специалистов -Губкин, 1988. С. 58-59.

• ■ 3. Характер воздействия интенсивных нагрузок на железистые кварциты при различгах условиях взрывания зарядов/Актояов А.Ю,, Ширкев A.A., Лисянский Л.Н. и др. Кривой Рог, 1988 - 13 с. Деп. ■в Чермети! формации 22.08.88 Р 4716. .

4. Влияние технологии взрывной рудонодготовки на самоиз-нельченне м обогащение крепких руд/Лисянский Л.Н., Антонов A.D., ЕЬфйЗВ A.A. и др.// Лути повышения качества концентратов руд чершх металлов: Отрасл. гематич. сб./Минчермет СССР, Ин-т Мзханобрчермет.- И., 1988.- С. 13-17.

Б. Взрывная рудолодготовка железистых кварцитов для процессов самоизмельчешп/Шварцер В.Я., Шаповал H.A., Антонов A.D. и др.'//Разработка.келезных и марганцевых руд: Сб. научн. трудов/ Нянчзрмет СССР. В1ГШ - Кривой Рог, ISB8 - С. 153-161.

6. Антонов A.D. Результаты-кагруиения окисленных железистых пзарцатов взрывом - Кривом Рог, 1989 - 14 с. - Деп. в Черыет-мфориации 24.04.89 !? 5061.

7, Антонов A.D. Метода взрывной подготовки руд на карьерах - Кривой Рог, 1989 - 24 с. - Деп. в-Чсрметгиформации 24.04.89

;.> 5062.

. 8. Антонов А.Ю. Исследование факторов интенсификации процессе рудоподготовки - Кривой Рог, 1989 - 12 с. - Деп. р Чермет-мфзрмация 24.04.89 № 5063.

9. Антонов A.D. Влияние ориентации скважин на показатели дезинтеграции руд при в.зрыве//Разработка рудных месторождений: Респ. межведомств. научн-тохн. сборник/ М-во васш. к среднего спец. образования УССР - Kv.eE, Техника, I9G9 - Вып. 47 - С. 54-58.

10. Антонов A.ß., Арсентьев В.Л. Влияние среди на результаты взрывного ¡¡огрубения горных пород/АЗбогащете руд- 1989 -!? 3 - С. З-б.

11. Антонов A.D. В.<рив и рудоподготовка//Лнтенсиф!1кация процессов переработки труднообогптимнх тонкоркраоленннх руд: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. - Кривой Рог, 1989, С. 8.

12. Комплексная оптимизация процессов взрывной отбойки и дезинтеграции при производстве строительных материалов/ Антонов A.C., Учитель Г. А.,. Корень В.И.//*Гез. докл. X Всесопзн. научн. конф. "Физические процессы горного производства", 11Ш, Москва, 1991.

13. A.C. 1623333. Способ разрушения горних пород/ ГУрян А.А Антонов A.D., Арсентьев В.А. к др.

14. A.C. 1526359. Способ дробления горшх пород взрывом/ Андрейчук В.Е., Антонов A.D.

15. Способ дробления горных пород взрыве".». Пмояительное решение по заявке 4828659/03 от 27.08.91.В.Е. Андрейчук,

A.D. Антонов.

16. Способ взрывного дробления горных пород. Пологптель-ное решение по. заявке 4799564/03 от V.05.91. A.D. Антонов,

B.И. Головань.

Соискатель <Äw A.D. Антонов

;'Г1: ХГг", г. Криво Я Рог, ул. ХШ партегеадя» II

"иг. : Тира* 100 зка., обьеи I печ. л. Подписано