СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ПРОХОДКЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК Российский патент 1994 года по МПК E21C37/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проходке горных выработок.

Известен способ проходки горных выработок с применением различных конструкций врубов и контурным взрыванием [1] .

К основным недостаткам способа относятся: необходимость дополнительных экспериментальных работ при использовании предлагаемой схемы для изменяющихся горно-геологических и горнотехнических условий; нестабильность работы предлагаемого варианта при изменяющихся горно-геологических и горнотехнических условиях; большой объем удельных буровых работ (при контурном взрывании).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ проходки горных выработок, включающий бурение различных конструкций прямых врубов и расположение вспомогательных и оконтуривающих шпуров через расчетную ЛНС [2] .

Недостатками способа являются: нет объяснения принципа построения схемы расположения вспомогательных и оконтуривающих шпуров по площади забоя (т. е. предлагаемый способ не оптимален); в расчет ЛНС принята эмпирическая зависимость, которая требует проверки для конкретных горно-геологических и горнотехнических условий.

Цель изобретения является повышение эффективности сооружения горной выработки за счет четкого (оптимального) распределения вспомогательных и оконтуривающих шпуров по площади забоя, четкого оконтуривания горной выработки, определения оптимального расхода принятого типа ВВ, определения оптимального расхода бурения для конкретных горно-геологических и горно-технических условий. С этой целью в известном способе проведения горных выработок, включающем формирование врубовой полости (любым из известных способов), бурение оконтуривающих шпуров по контуру проводимой выработки на расстоянии r_p друг от друга (не более этой величины) с учетом возможности размещения последних по периметру выработки, бурение вспомогательных шпуров рядами, расстояние между которыми должно быть не более w₁, а расстояние между шпурами в рядах должно быть не более r_p1, после чего осуществляют поочередную взрывную отбойку горного массива в пределах проектного контура проводимой горной выработки.

На чертеже показана схема расположена шпуров по площади забоя с применением клинового ступенчатого вруба (1 ряды отбойки вспомогательных шпуров; 1, 2, 3. . . - очередность отбойки шпуров; l_ц - уход забоя за цикл).

Способ осуществляют следующим образом.

В проектном контуре горной выработки в горном массиве бурят врубовые шпуры (любым из известных способов) с целью создания врубовой полости на необходимую глубину ухода забоя за цикл (например клиновой ступенчатый вруб).

По контуру проводимой выработки бурят оконтуривающие шпуры на расстоянии r_p друг от друга (не более этой величины; шпуры 8).

Величина r_p определяется следующим образом:
r_р= 0,7·d; (1)
d_зд= d; (2) где d_зд - диаметр образующей при взрыве зоны смятия, см; d - диаметр шпуров (скважин), см; q - плотность ВВ в заряжаемом шпуре, кг/м³; v - скорость детонации применяемого ВВ (нижний предел), м/с; f - коэффициент крепости пород по шкале проф. М. М. Протодьяконова; τ_ср - предел прочности пород на срез, Па.

Бурят вспомогательные шпуры исходя из условия - каждый шпур отбивает массив толщиной, равной w₁ ( не более этой величины, шпуры 4, 5). Величина w₁ определяется из соотношения:
w₁ = r_p.1˙cos30^о; (3)
r_р.1= 0,7·d ; (4) где K_с - коэффициент структурного ослабления (учитывающий трещиноватость) массива, остальные обозначения те же.

Бурят ряды отбойных шпуров (1 - ряды отбойки). Расстояние между рядами принимается равным w₁ (не более этой величины). Расстояние между шпурами в рядах отбойки принимается равным r_p.1 (не более этой величины, шпуры 6, 7). Производится поочередная взрывная отбойка обуренных шпуров (см. фиг. 1, 1, 2, 3 . . . - очередность отбойки) с получением проектного контура проводимой выработки.

Таким образом предлагаемый способ имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом: позволяет получить стабильный при любых горно-геологических и горнотехнических условиях КИШ (не ниже 0,9); позволяет получить оптимальное количество шпуров на проводимый забой для конкретных горно-геологических и горнотехнических условий; позволяет улучшить безопасность за счет получения стабильности КИШ и четкого оконтуривания проводимой выработки. (56) 1. А. З. Гребеньков и Ю. С. Кузнецов. Рациональные паспорта БВР при проведении горных выработок в Норильском шахтопроходческом тресте. Г. Ж. - 1985, N 1, с. 34-36.

2. В. Я. Шапиро, А. В. Боев и Н. В. Литвинович. Совершенствование параметров буровзрывных работ при проведении горных выработок. Г. Ж. - 1985, N 2, с. 34-37.

Способ разрушения горных пород используют для проведения горных выработок любого назначения, формы и поперечного сечения. Способ включает формирование врубовой полости (любым из известных способов), обуривание вспомогательных, отбойных шпуров, расстояния между которыми строго определены, обуривание оконтуривающих шпуров, расстояние между которыми принимается равным r_р (не более этой величины), и поочередную их отбойку с получением проектного контура проводимой выработки. 1 ил.

СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ПРОХОДКЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, включающий бурение врубовых рядов отбойных и оконтуривающих шпуров, размещение в них зарядов ВВ и последовательное взрывание сначала врубовых, затем отбойных и в последнюю очередь оконтуривающих шпуровых зарядов ВВ, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения горных пород, оконтуривающие шпуры бурят на расстоянии друг от друга, определяемом из выражения
r_р= 0,7d
где d_зд - диаметр зоны смятия, образующейся при взрыве, см;
d_зд= d
q - плотность ВВ в шпуре, кг/м³;
d - диаметр шпуров, см;
v - скорость детонации применяемого ВВ, м/с;
f - коэффициент крепости по шкале М. М. Протодъяконова;
τ_сp - предел прочности разрушаемых пород на срез, Па,
расстояние между отбойными шпурами в рядах определяют из выражения:
r=
где K_с - коэффициент структурного ослабления, а расстояние W₁ между рядами отбойных шпуров определяют из выражения
W₁ = r_p1˙cos 30^o.