СПОСОБ ОТБОРА ГАЗОВЫХ ПРОБ Российский патент 1994 года по МПК E21F7/00 G01N1/22 

Изобретение относится к способам получения и подготовки образцов для исследований, в частности к способам отбора газовых проб, необходимых для оценки распределения газов во взорванной горной массе на карьере в зависимости от технологии ведения взрывных работ.

Для решения вопроса о возможности применения взрывчатого вещества (ВВ) в тех или иных условиях, например при расчетах вентиляции и времени проветривания после взрывных работ на карьерах, а также экологической оценки и оценки состояния безопасности от отравления ядовитыми газами необходимо знать количество газов, находящихся в отбитой горной массе. Количество газов в отбитой горной массе зависит от технологии ведения взрывных работ, а именно: многорядное короткозамедленное взрывание, взрывание в зажатой среде на взорванную горную массу, взрывание высоких уступов в зажатой среде и т. д. Состав и концентрации газов определяют путем взятия и анализа газовых проб из различных точек взорванной горной массы.

Известен способ отбора газовых проб при помощи перфорированных металлических трубок, забиваемых на различную глубину навала и специального насоса [1] .

Этот способ применяют в основном для небольших взрывов в подземных условиях на проходке выработок в мелкораздробленных породах и рудах. На открытых работах при больших массовых взрывах с высотой уступа 15-20 м этот способ практически применить невозможно из-за большая глубина навала и большой кусковатости взорванной горной массы.

Известен способ, в котором перед взрывом газозаборные трубы укладывают на ровное основание блока горной массы перпендикулярно ему со смещением перфорированных концов относительно друг другу [2] . Способ позволяет произвести отбор проб в условиях открытых горных работ.

Недостаток этого способа состоит в том, что функциональные возможности его ограничены, так как концы труб для забора проб нельзя близко подвигать к взрываемому уступу, иначе их выбросит разлетающейся горной массой за счет того, что скважины пробурены с перебуром по отношению к почве уступа на 2-3 м. Чтобы взять пробы газа по высоте навала взорванной горной массы, нужно положить трубы выше почвы уступа, т. е. на какие-то подставки, которые не выдержат многотонной массы обрушившихся горных пород, т. е. этот прием неосуществим. Забор проб газа можно осуществить только примерно от половины навала, взорванного от первого ряда скважин, которые при взрыве лучше всего перемешиваются с воздухом атмосферы, что искажает результаты замера количества газов в отбитой горной массе. Этот способ осуществим в частичном исполнении только тогда, когда взрывные работы проводятся на чистый забой и не может быть осуществлен при технологии взрывания на взорванную горную массу, взрывании высоких уступов в зажатой среде, многорядном короткозамедленном взрывании и т. д. так как в этом случае перфорированные трубы просто некуда установить. В перечисленных технологиях количество газов в отбитой горной массе будет различное.

Целью изобретения является повышение представительности пробы и расширение функциональных возможностей способа.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе отбора газовых проб из взорванной горной массы на карьерах, включающем формирование перед взрывом блока газозаборного канала, взрыв блока горной массы и взятие через газозаборный канал проб газа, газозаборный канал формируют бурением в смежном со взрываемым блоком горном массиве, по крайней мере одной скважины с пересечением плоскости вновь образуемого откоса уступа. Устье газозаборного канала располагает от последнего ряда технологических скважин на расстоянии, определяемом по формуле L= +H·tgα. где Q - вес заряда ближайшей технологической скважины, кг;
Н - глубина взятия газовой пробы в навале взорванной горной массы от верхней площадки уступа, м;
α - угол наклона газозаборной скважины, град.

Предлагаемый способ за счет возможности более широкого выбора точки забора газовых проб по высоте навала взорванной горной массы, возможности забора проб с последних рядов технологических скважин и применения при любых технологиях ведения взрывных работ обеспечивает необходимую представительность пробы, более точно отражающую газовый состав атмосферы во взорванной горной массе, и расширяет функциональные возможности.

На фиг. 1 изображен общий вид подготовленного для взрыва блока; на фиг. 2 - cечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - общий вид блока после взрыва; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3.

Способ осуществляют следующим образом.

На взрываемом блоке 1 бурят несколько рядов буровых скважин 2. Применяют технологию взрывания в зажатой среде, при которой на откосе уступа оставляют неубранную горную массу. В этих условиях невозможно использовать известный способ отбора газовых проб, так как нельзя уложить газозаборные трубы. Перед взрывом в смежном со взрываемым блоком 1 горном массиве 3 бурением по крайней мере одной скважины формируют газозаборный канал, который представляет из себя наклонную буровую скважину 4, пробуренную с пересечением плоскости вновь образуемого откоса 5. Если планируют забор газовых проб в различных по высоте точках навала взорванной горной массы, то могут быть сформированы несколько газозаборных скважин, например, скважины 6 и т. д. Расстояние от устья скважины газозаборного канала или каналов, если их несколько, до последнего ряда технологических скважин 2 определяют по формуле
L= +H·tgα .

Определенное по формуле расстояние гарантирует возможность сохранения устья от обратного выброса и возможность формирования газозаборного канала необходимых параметров исходя из технических характеристик современных буровых станков.

После взрыва блока через газозаборный канал производят взятие проб газа с дна скважин 4 и 6, которые практически без искажения соответствует загазованности взорванной горной массы.

П р и м е р. Высота уступа 18 м. Вес заряда скважин последнего ряда 600 кг. Необходимо взять пробы газа с глубин навала взорванной горной массы Н = 17 и 10 м. Определяют место заложения скважин газозаборных каналов при угле наклона скважин α = 45^o.

Газозаборный канал для проб с глубины 17 м
L= +17·tg45^°= 25.43 м,
канал для проб с глубины 10 м
L= +10·tg45^°= 18.43 м.

На расстоянии 25,43 м и 18,43 м от последнего ряда скважин 2 бурят наклонные под углом 45^o скважины, которые после взрыва блока обеспечивают забор газовых проб из взорванной горной массы. Забор проб и проработку ведут известными способами и аппаратурой.

Использование предлагаемого способа отбора газовых проб обеспечивает по сравнению с известным способом следующие преимущества:
возможность формирования газозаборного канала и взятие проб при любых технологиях ведения взрывных работ;
повышение представительности пробы, а следовательно, и точности оценки загазованности взорванной горной массы за счет ее взятия в наиболее характерных точках навала взорванной горной массы.

Использование: отбор газовых проб, необходимых для оценки распределения газов во взорванной горной массе на карьерах. Сущность изобретения: в смежном с взрываемым блоком горном массиве формируют газозаборный канал бурением по крайней мере одной скважины с пересечением плоскость вновь образуемого откоса уступа. Взрывают блок и берут через пробуренную скважину пробы газа из взорванной горной массы. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. СПОСОБ ОТБОРА ГАЗОВЫХ ПРОБ из взорванной горной массы на карьерах, включающий формирование перед взрывом блока газозаборного канала, взрыв блока горной массы и взятие через газозаборный канал проб газа, отличающийся тем, что, с целью повышения представительности пробы и расширения функциональных возможностей способа, газозаборный канал формируют бурением в смежном со взрываемым блоком горном массиве по крайней мере одной скважины с пересечением плоскости вновь образуемого откоса уступа. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устье газозаборного канала располагают от последнего ряда технологических скважин на расстоянии L, определяемом по формуле
L= +H·tgα ,
где Q - вес заряда ближайшей технологической скважины, кг;
H - глубина взятия газовой пробы в навале взорванной горной массы от верхней площадки уступа, м;
α - угол наклона скважины (газозаборного канала), град.