UA125347C2

UA125347C2 - Method for explosive preparation of iron ore for following technological cycle of concentration

Info

Publication number: UA125347C2
Application number: UAA201910359A
Authority: UA
Inventors: Анатолій Леонідович Гапоненко; Євген Юрійович Бобров; Альона Анатоліївна Гапоненко
Original assignee: Анатолій Леонідович Гапоненко
Priority date: 2019-10-15
Filing date: 2019-10-15
Publication date: 2022-02-23

Abstract

The invention relates to the mining industry and can be used for borehole destruction of ore in the extraction of iron ore in an open way. According to the method, a tubular tank is placed in each borehole, initiation means in the form of fighters are fixed in the upper and lower parts of the tubular tank, and the borehole is filled with explosive and a tamping. A chain of buffer borehole charges is formed along a contour of a block from a side of rock mass, which are interconnected by means of switching. Grinding borehole charges are located inside the perimeter of the buffer charges, which are combined in the form of retardation groups consisting of at least three borehole charges. The retardation groups are combined with each other with the help of moderators and the chain of buffer charges is sequentially exploded, after which the primary retardation group is exploded. Then sequentially produce an explosion of other retardation groups. In the retardation group in each borehole, fighters are simultaneously initiated from opposite sides of the tubular tank and counter-directed fronts of high-temperature plasma are formed. The explosive substance of the borehole charge is initiated by an energy action, the vector of which is directed perpendicular to the borehole axis. The created gaseous products of the explosion form a camouflage explosion, the direction vector of which is counter-directed towards the oppositely located well in the retardation group. The proposed method provides a reduction of the cost of implementing the concentration process and, accordingly, a reduction of the cost of raw materials for metallurgical enterprises.

Description

уповільнювачів і послідовно здійснюють вибух ланцюга буферних зарядів, після нього здійснюють вибух першочергової групи уповільнення, а за нею послідовно вибух інших груп уповільнення. У групі уповільнення, в кожній свердловині, одночасно ініціюють бойовики з протилежних сторін трубчастої ємності і формують зустрічно-спрямовані фронти високотемпературної плазми. Ініціюють вибухову речовину свердловинного заряду шляхом енергетичної дії, вектор якої спрямований перпендикулярно осі свердловини. Створеними газоподібними продуктами вибуху утворюють камуфлетний вибух, вектор напряму якого зустрічно-направлений у бік протилежно розташованої свердловини у групі уповільнення.decelerators and successively detonate a chain of buffer charges, after it detonate the primary deceleration group, followed by detonation of other deceleration groups. In the deceleration group, in each well, fighters are simultaneously initiated from opposite sides of the tubular container and form counter-directed fronts of high-temperature plasma. The explosive substance of the well charge is initiated by energy action, the vector of which is directed perpendicular to the axis of the well. The created gaseous products of the explosion form a camouflaged explosion, the direction vector of which is counter-directed towards the oppositely located well in the deceleration group.

Досягається зниження витрат на реалізацію збагачувального процесу і, відповідно, зменшення собівартості сировини для металургійних підприємств.A reduction in costs for the implementation of the beneficiation process and, accordingly, a reduction in the cost of raw materials for metallurgical enterprises is achieved.

Винахід належить до гірничої промисловості і може бути використаний для свердловинного руйнування рудного масиву при видобутку залізної руди відкритим способом.The invention belongs to the mining industry and can be used for borehole destruction of an ore massif during open pit mining of iron ore.

Винахід призначений для підготовки залізної руди для наступного збагачення шляхом розущільнення масиву і послаблення зв'язків між породними і рудними частками.The invention is intended for the preparation of iron ore for subsequent beneficiation by densifying the massif and weakening the bonds between rock and ore particles.

Відомий спосіб руйнування рудного масиву, який включає вибурювання свердловини на блоці згідно з паспортом буро-вибухових робіт, розміщення у кожній свердловині до заданого рівня вибухової речовини, розміщення у вибуховій речовині бойовиків у вигляді шашок, сполучення споряджених свердловин між собою засобами комутації, ізоляцію свердловинного заряду за допомогою забивки з подрібненої гірської маси, підривання свердловинного заряду на блоці (Бизов В.Ф, Федоренко П.Й. "Вибухові роботи", Бібліотека гірничого інженера, Кривий Ріг, "Мінерал", 2001, с. 124-126).A known method of destroying an ore massif, which includes drilling a well on a block in accordance with the passport of drilling and blasting works, placing in each well an explosive substance up to a given level, placing explosives in the explosive substance in the form of checkers, connecting the equipped wells with each other by switching means, isolating the well charge with the help of plugging from crushed rock mass, detonation of the well charge on the block (Bizov V.F., Fedorenko P.Y. "Explosive works", Library of the mining engineer, Kryvyi Rih, "Mineral", 2001, pp. 124-126).

Недоліком відомого способу є те, що після комутації з аналогічними свердловинними зарядами за рахунок короткосповільненого підривання здійснюється фактично одноразове складнопрогнозоване руйнування блока, що розробляється.The disadvantage of the known method is that after commutation with similar well charges due to short-delayed detonation, a one-time, complexly predicted destruction of the block being developed is actually carried out.

При традиційному підриванні вирішується задача досягнути максимально рівномірного руйнування масиву відповідно до заданого проекту гранулометричним складом роздрібнюваної гірської маси. Отримана рудна маса вважається кондиційною по гранулометричному складу, виходячи з умови ефективного дроблення і наступного подрібнення на збагачувальній фабриці.In traditional blasting, the task of achieving the maximum uniform destruction of the massif in accordance with the given project by the granulometric composition of the crushed rock mass is solved. The obtained ore mass is considered conditioned in terms of granulometric composition, based on the condition of effective crushing and subsequent crushing at the beneficiation plant.

При існуючому способі підривання на стадії руйнування рудного тіла на блоці, що відпрацьовується, практично не розкриваються рудні зерна. Для цього застосовуються наступні цикли збагачення, які пов'язані з багатократною динамічною дією на подрібнену руду, що пов'язано зі значними матеріальними і енергетичними витратами, які збільшують собівартість залізорудної сировини для металургійної промисловості.With the existing method of blasting at the stage of destruction of the ore body on the working block, practically no ore grains are revealed. For this, the following beneficiation cycles are used, which are associated with a multiple dynamic effect on crushed ore, which is associated with significant material and energy costs, which increase the cost of iron ore raw materials for the metallurgical industry.

Відомий спосіб не передбачає регламентованої розущільнюючої дії на рудний масив, яка повинна була ослабити зв'язки між частками порожніх порід і рудних часток.The known method does not provide for a regulated loosening action on the ore massif, which was supposed to weaken the bonds between particles of hollow rocks and ore particles.

Найбільш близьким рішенням, вибраним як найближчий аналог, є спосіб вибухової підготовки залізної руди для наступного технологічного циклу збагачення, який включає вибурювання свердловин на блоці, що розробляється, згідно з паспортом буровибухових робіт, розміщення у свердловині засобів ініціації у вигляді бойовиків, заповнення порожниниThe closest solution, chosen as the closest analogue, is the method of explosive preparation of iron ore for the next technological cycle of enrichment, which includes drilling wells on the block under development, according to the passport of drilling and blasting operations, placing initiation means in the form of warheads in the well, filling the cavity

Зо свердловини вибуховою речовиною, виконання забивки свердловини з подрібненої гірської маси (Патент України Мо 112807 на корисну модель).From the well with an explosive substance, plugging the well from crushed rock mass (Patent of Ukraine Mo 112807 for a useful model).

Для підвищення енергетичної дії на масив і мінімізації енергії вибуху для руйнування міцних і особливо міцних порід, у вибуховій речовині розміщують трубчасту ємність, до верхньої і нижньої частин якої закріплені бойовики, наприклад тротилові шашки.To increase the energy effect on the massif and minimize the energy of the explosion for the destruction of strong and especially strong rocks, a tubular container is placed in the explosive substance, to the upper and lower parts of which warheads, such as TNT shells, are attached.

При здійсненні вибуху бойовиків, по поверхні трубчастої ємності формуються зустрічно- спрямовані детонаційні хвилі, а усередині трубчастої ємності переміщаються зустрічно- спрямовані фронти високотемпературної плазми. За рахунок вказаних фізичних процесів досягається висока швидкість ініціації вибухової речовини у свердловині, що збільшує енергетичну дію на масив.During the explosion of warheads, oppositely directed detonation waves are formed on the surface of the tubular container, and oppositely directed fronts of high-temperature plasma move inside the tubular container. Due to the specified physical processes, a high rate of initiation of the explosive substance in the well is achieved, which increases the energy effect on the massif.

Недоліком відомого способу вибухової підготовки залізної руди для наступних циклів збагачення є те, що: - при формуванні заряду, що складається зі свердловинних зарядів, пов'язаних між собою засобами комутації, передбачається можливість тільки усередненого гранулометричного складу зруйнованої рудної маси; - свердловинний заряд не передбачає можливість регламентованого розущільнення рудного масиву і послаблення зв'язків між рудними і порідними частками; - ініціація вказаних відомих зарядів за традиційною короткосповільненою схемою підривання призводить у результаті до негативної сейсмічної дії на будівлі і споруди, що розташовані навколо зони ведення гірничих робіт.The disadvantage of the known method of explosive preparation of iron ore for the following beneficiation cycles is that: - when forming a charge consisting of well charges connected to each other by means of commutation, the possibility of only the averaged particle size composition of the destroyed ore mass is assumed; - the well charge does not provide for the possibility of regulated densification of the ore massif and weakening of the connections between ore and rock particles; - the initiation of the specified known charges according to the traditional short-delayed detonation scheme results in a negative seismic effect on buildings and structures located around the area of mining operations.

Задачею винаходу є удосконалення способу вибухової підготовки залізної руди для наступних циклів збагачення за рахунок: - розташування буферних свердловинних зарядів, по периметру рудного блока, що розробляється, виконаних з можливістю першочергового підривання відносно інших свердловинних зарядів; - наявність подрібнюючих зарядів, розташованих усередині периметру буферних зарядів; - з'єднання між собою в групу уповільнення не менше трьох свердловинних зарядів, сполучених між собою у вигляді кільця; - виконання першої групи уповільнення з можливістю первинної ініціації після ініціації буферних зарядів на блоці, що розробляється; бо - з'єднання між собою груп уповільнення комутаційною магістраллю;The task of the invention is to improve the method of explosive preparation of iron ore for the following cycles of beneficiation due to: - the location of buffer well charges along the perimeter of the ore block being developed, made with the possibility of priority detonation relative to other well charges; - the presence of crushing charges located inside the perimeter of buffer charges; - connection of at least three well charges connected to each other in the form of a ring in a deceleration group; - execution of the first group of deceleration with the possibility of initial initiation after the initiation of buffer charges on the unit under development; bo - interconnection of deceleration groups with a switching main;

- з'єднання між собою груп уповільнення, з можливістю послідовного підривання вказаних груп.- interconnection of deceleration groups, with the possibility of consecutive detonation of the indicated groups.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що спосіб вибухової підготовки залізної руди для наступного технологічного циклу збагачення включає вибурювання свердловин на блоці, що розробляється, згідно з паспортом буровибухових робіт, розміщення у кожній свердловині засобів ініціації у вигляді бойовиків, заповнення порожнин свердловин вибуховою речовиною, виконання забивки свердловин з подрібненої гірської маси.The task is solved due to the fact that the method of explosive preparation of iron ore for the next technological cycle of beneficiation includes drilling wells on the block being developed, according to the passport of drilling and blasting operations, placing initiation means in the form of warheads in each well, filling well cavities with explosives, performing plugging wells from crushed rock mass.

Згідно з винаходом в кожній свердловині розміщують трубчасту ємність, довжина якої відповідає довжині свердловинного заряду. У верхній і нижній частинах трубчастої ємності закріплюють засоби ініціації у вигляді бойовиків і заповнюють свердловину вибуховою речовиною і забивкою.According to the invention, a tubular container is placed in each well, the length of which corresponds to the length of the well charge. In the upper and lower parts of the tubular container, the means of initiation in the form of warheads are fixed and the well is filled with explosives and filler.

По контуру блока з боку гірського масиву формують ланцюг буферних свердловинних зарядів, які пов'язують між собою засобами комутації, а усередині периметра буферних зарядів розташовують подрібнюючі свердловинні заряди, які об'єднують між собою у вигляді груп уповільнення, що складаються з не менше трьох свердловинних зарядів.Along the contour of the block from the side of the mountain massif, a chain of buffer well charges is formed, which are connected to each other by means of switching, and inside the perimeter of the buffer charges are placed crushing well charges, which are combined in the form of deceleration groups, consisting of at least three well charges

Групи уповільнення об'єднують між собою за допомогою уповільнювачів і послідовно здійснюють вибух ланцюга буферних зарядів, після нього здійснюють вибух першочергової групи уповільнення, а за нею послідовно вибух інших груп уповільнення. У групі уповільнення, в кожній свердловині, одночасно ініціюють бойовики з протилежних сторін трубчастої ємності і формують зустрічно-спрямовані фронти високотемпературної плазми, які переміщають по порожнині трубчастої ємності, а по поверхні трубчастої ємності переміщають зустрічно- спрямовані детонаційні хвилі.The deceleration groups are connected to each other with the help of decelerators and sequentially detonate a chain of buffer charges, after it detonate the primary deceleration group, followed by the detonation of other deceleration groups. In the deceleration group, in each well, warheads are simultaneously initiated from opposite sides of the tubular container and form oppositely directed fronts of high-temperature plasma, which move along the cavity of the tubular container, and oppositely directed detonation waves move along the surface of the tubular container.

За допомогою детонаційних хвиль і високотемпературної плазми ініціюють вибухову речовину свердловинного заряду шляхом енергетичної дії, вектор якої спрямований перпендикулярно осі свердловини. Створеними газоподібними продуктами вибуху утворюють камуфлетний вибух, здійснюючи динамічну дію на рудний масив, вектор напряму якого зустрічно-направлений у бік протилежно розташованої свердловини у групі уповільнення.With the help of detonation waves and high-temperature plasma, the explosive substance of the well charge is initiated by means of energy action, the vector of which is directed perpendicular to the axis of the well. The created gaseous products of the explosion form a camouflage explosion, exerting a dynamic effect on the ore massif, the direction vector of which is counter-directed towards the oppositely located well in the deceleration group.

При динамічній дії на рудний масив груп уповільнення забезпечують дилатантне розміцнення зв'язків між частками рудних зерен окислу заліза і частками кварцу з вміщуючими породами.During the dynamic action on the ore massif, retardation groups provide dilatant strengthening of the bonds between particles of ore grains of iron oxide and particles of quartz with the host rocks.

Технічний результат від використання винаходу полягає в тому, що: - знижується питома вага вибухової речовини при розробці рудного блока; - забезпечується розміцнення рудного масиву, в результаті якого послабляються зв'язки між порідними і рудними частками; - збільшується об'єм розкритих рудних зерен і забезпечуються сприятливі умови для їх витягання при збагаченні; - знижуються витрати на реалізацію збагачувального процесу і, відповідно, зменшується собівартість сировини для металургійних підприємств; - знижується сейсмічна дія вибуху на будівлі і споруди, що оточують гірниче підприємство; - забезпечується заданий гранулометричний склад зруйнованої гірської маси, що зменшує навантаження на подрібнювальне устаткування; - мінімізується вихід негабариту і, відповідно, немає необхідності виконання значних за матеріальними і трудовими витратами робіт по вторинному дробленню і пов'язаному 3 ним простоям гірничого устаткування і персоналу; - істотно знижуються викиди газів і пилу в атмосферу, що оточує гірничо-видобувне підприємство, що дозволяє значно поліпшити екологічну обстановку в промисловому регіоні.The technical result of the use of the invention is that: - the specific gravity of the explosive during the development of the ore block is reduced; - strengthening of the ore massif is ensured, as a result of which the connections between rock and ore particles are weakened; - the volume of opened ore grains increases and favorable conditions are provided for their extraction during beneficiation; - costs for the implementation of the beneficiation process are reduced and, accordingly, the cost of raw materials for metallurgical enterprises is reduced; - the seismic effect of the explosion on the buildings and structures surrounding the mining enterprise is reduced; - the specified granulometric composition of the destroyed rock mass is ensured, which reduces the load on the crushing equipment; - the output of oversize is minimized and, accordingly, there is no need to carry out significant material and labor costs for secondary crushing and related downtime of mining equipment and personnel; - emissions of gases and dust into the atmosphere surrounding the mining enterprise are significantly reduced, which allows to significantly improve the environmental situation in the industrial region.

Спосіб реалізується таким чином.The method is implemented as follows.

Згідно з паспортом буровибухових робіт на рудному блоці вибурюються свердловини, які споряджаються вибуховою речовиною. Перед спорядженням свердловин вибуховою речовиною у свердловині розміщують трубчасту ємність, довжина якої складає розрахункову висоту заряду вибухової речовини.According to the blasting operations passport, wells equipped with explosives are drilled on the ore block. Before equipping the wells with an explosive, a tubular container is placed in the well, the length of which is the estimated height of the explosive charge.

На торцевих частинах трубчастої ємності закріплюють бойовик, наприклад з тротилових шашок, які з'єднуються з комутуючою магістраллю. Вибухова речовина ізолюється від денної поверхні забійкою з подрібненої гірської маси.On the end parts of the tubular container, a warhead is fixed, for example, from TNT checkers, which are connected to the switching main. The explosive substance is isolated from the day surface by a mortise made of crushed rock mass.

За допомогою комутуючих магістралей із застосуванням уповільнювачів сполучають: - між собою буферні заряди; - подрібнюючі заряди, що становлять групи уповільнення; - групи уповільнення між собою; - буферні заряди з першочерговою групою уповільнення;With the help of commuting main lines with the use of retarders, the following are connected: - between buffer charges; - crushing charges, which make up groups of deceleration; - groups of slowing down among themselves; - buffer charges with a priority group of deceleration;

Після монтажу комутаційних ланцюгів здійснюють вибух комплексного заряду шляхом послідовного підривання буферних свердловинних зарядів, подрібнюючих зарядів першочергової групи уповільнення, а також наступних груп уповільнення.After the installation of the switching circuits, an explosion of the complex charge is carried out by successive detonation of the buffer well charges, the crushing charges of the primary deceleration group, as well as the subsequent deceleration groups.

У кожній свердловині після ініціації бойовиків формуються по поверхні трубчатих ємностей зустрічно-спрямовані детонаційні хвилі, а усередині патрубків формуються зустрічно- спрямовані хвилі високотемпературної плазми. Це дозволяє ініціювати вибухову речовину у свердловині практично одночасно по усій його висоті.In each well, after the initiation of the warheads, counter-directed detonation waves are formed on the surface of the tubular containers, and counter-directed waves of high-temperature plasma are formed inside the nozzles. This makes it possible to initiate the explosive substance in the well almost simultaneously along its entire height.

Ініціація вибухової речовини відбувається одномоментно по усій її висоті. При цьому вектор енергетичної дії спрямований від осі патрубка перпендикулярно осі свердловинного заряду.Initiation of the explosive occurs simultaneously along its entire height. At the same time, the vector of energy action is directed from the axis of the nozzle perpendicular to the axis of the well charge.

При вибуху буферних зарядів відбувається створення зони подрібнення по контуру блоку.When buffer charges explode, a crushing zone is created along the contour of the block.

Створена зона мінімізує дію сейсмічних коливань, які утворюються при наступному вибуху високоенергетичних подрібнюючих зарядів в кожній групі уповільнення.The created zone minimizes the effect of seismic vibrations, which are formed during the next explosion of high-energy crushing charges in each group of deceleration.

Після вибуху буферних зарядів одночасно ініціюються бойовики і вибухова речовина у свердловинах першої групи уповільнення.After the explosion of the buffer charges, the warheads and the explosive substance are simultaneously initiated in the wells of the first group of deceleration.

При вибуху зарядів групи уповільнення реалізується синергетичний ефект динамічної дії на рудний масив комплекту свердловин, що об'єднані в групу уповільнення, що забезпечує формування зустрічно-спрямованої високоенергетичної дії на рудний масив в контурах групи уповільнення.When the deceleration group charges explode, the synergistic effect of the dynamic action on the ore massif of a set of wells united in the deceleration group is realized, which ensures the formation of counter-directed high-energy action on the ore massif in the contours of the deceleration group.

Дослідженнями встановлено, що максимальний ефект від підривання групи уповільнення досягається, коли до їх складу входить сполучені в кільце не менше трьох свердловинних зарядів.Research has established that the maximum effect of undermining the deceleration group is achieved when they include at least three well charges connected in a ring.

Зменшення кількості свердловин в групі уповільнення не дозволяє забезпечити максимальний ефект від взаємодії зустрічно-направлених хвиль на масив.Reducing the number of wells in the deceleration group does not allow to ensure the maximum effect of the interaction of oppositely directed waves on the array.

Після підривання першої групи уповільнення вибухають інші групи уповільнення. Кількість і послідовність вибуху груп уповільнення визначається паспортом буро-вибухових робіт, прийнятим на гірничо-видобувному підприємстві.After detonating the first retard group, the other retard groups explode. The number and sequence of detonation of deceleration groups is determined by the passport of drilling and blasting operations accepted at the mining enterprise.

Було встановлено, що підривання свердловинних зарядів об'єднаних в групу уповільнення забезпечує руйнування рудного масиву до заданого рівня гранулометричного складу, а також відбувається розущільнення тіла рудних шматків, яке призводить до істотного послабленняIt was established that the detonation of well charges combined into a deceleration group ensures the destruction of the ore massif to a given level of granulometric composition, as well as the densification of the body of ore pieces, which leads to a significant weakening

Зо зв'язків між рудними і порідними частками, а також розкриття рудних зерен.From the connections between ore and rock particles, as well as the opening of ore grains.

Дослідно-промислові випробування показали високу ефективність руйнування рудного масиву, яке дозволяє понизити витрати на реалізацію збагачувального циклу.Research and industrial tests have shown high efficiency of destruction of the ore massif, which allows to reduce costs for the implementation of the beneficiation cycle.

Claims

FORMULA OF THE INVENTION The method of explosive preparation of iron ore for the next technological cycle of beneficiation, which includes drilling wells on the block under development, according to the passport of drilling and blasting works, placing initiation means in the form of warheads in each well, filling the well cavities with an explosive substance, and plugging the wells with crushed rock mass, which is distinguished by the fact that a tubular container is placed in each well, the length of which corresponds to the length of the well charge, while in the upper and lower parts of the tubular container, means of initiation in the form of warheads are fixed and the well is filled with an explosive substance and plug, after which along the contour of the block on the side of the mountain massif, a chain of buffer well charges is formed, which are connected to each other by means of commutation, and inside the perimeter of the buffer charges, crushing well charges are placed, which are combined with each other in the form of deceleration groups, consisting of at least three x well charges, while the deceleration groups are combined with each other with the help of decelerators and sequentially detonate a chain of buffer charges, after it detonate the primary deceleration group, followed by the detonation of other deceleration groups, while in the deceleration group, in each well , simultaneously initiate warheads from opposite sides of the tubular container and form counter-directed fronts of high-temperature plasma, which move along the cavity of the tubular container, and counter-directed detonation waves move along the surface of the tubular container, while using detonation waves and high-temperature plasma to initiate the explosive substance of the well charge by energy action, the vector of which is directed perpendicular to the axis of the well, while the created gaseous products of the explosion form a camouflage explosion, exerting a dynamic effect on the ore massif, the vector of which direction is oppositely directed towards the oppositely located ore deposits in the retardation group, and during the dynamic action on the ore massif, the retardation groups provide dilatant strengthening of the connections between particles of ore grains of iron oxide and particles of quartz with the host rocks.

Zo