СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ Российский патент 1994 года по МПК E21C41/26 

Изобретение относится к горному делу, и может быть использовано при открытой разработке рудных и нерудных твердых полезных ископаемых.

Известен способ открытой разработки наклонных залежей твердых полезных ископаемых (авт.св. СССР N 1394757, кл. Е 21 С 41/00), включающий проходку открытой выработки параллельно простиранию поверхности контакта при взрыворазделении горных пород, бурение рядов скважин параллельно простиранию поверхности контакта, размещение зарядов в каждой скважине ниже и выше поверхности контакта, взрыворазделение разнотипных пород раздельной коммутацией зарядов в разнотипных породах.

Недостатком этого способа является значительный объем предварительных горных работ по проходке открытой выработки (траншеи), большой разброс руды и пород при взрывании, значительные потери и разубоживание при отработке извилистых контактов, увязка фронта работ с направлением простирания контакта.

Наиболее близким к предлагаемому является способ ведения буровзрывных работ при открытой разработке месторождений твердых полезных ископаемых, который включает бурение рядов скважин, заряжание их взрывчатыми веществами (ВВ), коммутацию взрывной сети и короткозамедленное взрывание скважинных зарядов.

Недостатком этого способа является значительные потери и разубоживание на контакте руды с вмешивающими породами за счет их смешивания при взрыве, которые особенно велики при отработке контактов несогласными заходками.

Целью изобретения является снижение потерь и разубоживание полезного ископаемого за счет уменьшения объемов приконтактных зон, снижение объемов подготовительных работ, возможность реализации способа при узких рабочих площадках.

Указанная цель достигается тем, что в способе разработки, включающем бурение скважин на контакте разделения разнотипных горных пород, заряжание их и взрывание, ориентирование в пространстве контакта разнотипных горных пород по нормативному контуру отработки с последующей выемкой полезного ископаемого по нормативному контуру, горные породы, расположенные по разные стороны от линии пересечения контакта с нижней площадкой уступа, обуривают и взрывают на различную глубину, а величину перебура и места расположения удлиненных взрывных скважин выбирают из соотношения углов наклона контактов и откоса уступа и направления отработки контактов.

При взрывании рядов скважин параллельно контакту глубину взрывных скважин с лежащего бока контакта изменяют с учетом его конфигурации, например для плоских контактов глубину скважин увеличивают от контакта в сторону его проекции на нижнюю площадку уступа.

Изменение положения контакта достигается за счет создания зоны с большим коэффициентом разрыхления с лежачего бока контакта по сравнению с его висячим боком, что возможно за счет перебура взрывных скважин, коммутации зарядов взрывчатых веществ ВВ, регулирования их расхода и расположения.

Отгрузку горных пород производят со стороны навала или зоны с меньшим коэффициентом разрыхления.

При взрывании рядов скважин, расположенных по диагонали к контакту, с целью направленного выброса горной массы за счет перераспределения энергии взрыва взрывные скважины, расположенные в приконтактной зоне, взрывают с замедлением относительно основного ряда и друг друга, при котором создают дополнительную поверхность обнажения со стороны направления перемещения контакта, а линию наименьшего сопротивления (л. н.с.) каждой скважины, взрываемой с замедлением, формируют наименьшей в направлении дополнительного обнажения по сравнению со всеми другими направлениями, направление детонации выбирают противоположным направлению перемещения контакта.

Погрузку горных пород производят со стороны навала, образованного взрывом, или со стороны зоны с меньшим коэффициентом разрыхления.

Таким образом, за счет перебура и взрывания на различную глубину скважин в приконтактной зоне взрыванием скважин с замедлением относительно основного ряда и друг друга достигают поэтапного изменения положения контакта в пространстве. Направлением взрывания и выбором места расположения удлиненных взрывных скважин достигают увеличения или уменьшения угла наклона контакта в зависимости от соотношения углов наклона откоса уступа и контакта, а также направления его отработки.

В патентных источниках и технической литературе не обнаружена совокупность признаков, известных в отличительной части формулы, следовательно, заявленное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен участок приконтактной зоны с расположением рядов взрывных скважин параллельно контакту в плане; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1 (плоский контакт); на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1 (извилистый контакт); на фиг.4 - участок приконтактной зоны с расположением рядов взрывных скважин диагонально к контакту, при этом угол откоса уступа больше угла наклона контакта; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.4; на фиг.6 - участок приконтактной зоны с расположением рядов взрывных скважин диагонально контакту, угол откоса уступа меньше угла наклона контакта; на фиг.7 - разрез Г-Г на фиг.6.

Предложенный способ осуществляют следующим образом.

При отработке приконтактных зон потери и разубоживание возникают в основном из-за несовпадения углов наклона контакта 1 и откоса 2 уступа. Представляется возможным и необходимым изменить угол наклона контакта 1 в процессе взрывания горных пород с приближением его к углу откоса 2 уступа. В зависимости от геологических условий месторождения полезного ископаемого возникают варианты, когда необходимо увеличить угол наклона контакта 1 или наоборот уменьшить. При расположении рядов взрываемых скважин параллельно контакту 1 увеличение угла наклона контакта 1 достигают за счет взрывания горных пород по обе стороны от контакта 1 на различную глубину, причем на большую со стороны лежачего бока (см. фиг.1-3), что достигают бурением и заряжанием удлиненных скважин 3 со стороны лежачего бока контакта 1. За счет большего по глубине объема взрыва по сравнению со взрыванием рядовых скважин 4 при рыхлении горных пород происходит больший подъем горных пород со стороны лежачего бока контакта 1 по сравнению с висячим боком, в результате чего возможно поднятие и перемещение каждой точки контакта 1, а следовательно, увеличивается и его угол наклона, так как поднятие неравномерно.

Заряды взрывчатых веществ при этом рассчитывают на рыхление горных пород.

Так как величина поднятия каждой точки контакта 1 вкрест простирания должна быть различной, глубину перебура увеличивают от линии пересечения контакта с нижней площадкой уступа в сторону проекции контакта на нижнюю площадку. При этом взрывные скважины 3 повышенной глубины бурят только в приконтактной зоне (см. фиг.1-2).

При извилистых в разрезе контактах 1 глубину удлиненных скважин 3 изменяют с учетом конфигурации контакта 1, перебур делают большим в тех местах, где необходимо больше поднять контакт (см. фиг.3).

На фиг.2 и 3 пунктирной линией показаны возможные положения контакта 1 и поверхности 5 верхних площадок уступа после взрывания по данному способу.

Эффект увеличения угла наклона контакта 1 за счет его поднятия усиливают путем увеличения коэффициента разрыхления горных пород со стороны его лежачего бока, для чего увеличивают заряд взрываемого ВВ или изменяют расстояние между скважинами и их расположение. Например, уменьшают расстояние между удлиненными взрывными скважинами 3.

При диагональном взрывании скважин относительно контакта 1 (фиг.4) возможно и увеличение угла наклона контакта 1, и его уменьшение. При этом эффект перебура взрывных скважин 3 усиливают созданием дополнительной поверхности обнажения со стороны направления перемещения контакта 1. Это достигают короткозамедленным с использованием, например, электродетонаторов 6 короткозамедленного действия взрыванием удлиненных скважин 3 в приконтактной зоне относительно основного ряда и друг друга. Направление энергии взрыва регулируют созданием линии наименьшего сопротивления в сторону направления перемещения контакта 1 за счет выбора расстояния между взрывными скважинами.

При необходимости увеличения угла наклона контакта 1 скважины взрывают с замедлением относительно ряда и друг друга, начиная с висячего бока контакта 1 (см. фиг.4 и 5). Этим создают дополнительную поверхность обнажения в сторону перемещения контакта 1, а регулированием расстояния между скважинами добиваются наименьшей л.н.с. в сторону дополнительного обнажения по сравнению со всеми другими направлениями, т.е. л.н.с.1, л.н.с.2 и л.н.с.3 (см. фиг. 4). Этими операциями часть энергии взрыва направляют на поднятие контакта 1. Величину замедления между взрываемыми зарядами подбирают в зависимости от типа горных пород и расстояния между взрывными скважинами. Для железнорудных месторождений величина замедления находится в пределах 10-30 мс. Направление детонации в этом случае - от висячего бока контакта 1 к висячему.

При углах наклона контакта 1 больших угла откоса 2 уступа (фиг.6 и 7) необходимо уменьшение угла наклона контакта 1. В этом случае направление взрывания скважин в ряду осуществляют от лежачего бока контакта 1 к висячему. Дополнительную поверхность обнажения создают со стороны, противоположной направлению перемещения контакта 1, т.е. с его лежачего бока. Глубину удлиненных взрывных скважин 3 увеличивают в сторону контакта 1, направление детонации - от лежачего бока контакта 1 к висячему. Регулированием расстояния между скважинами создают л.н.с. в сторону дополнительного обнажения наименьшей по сравнению со всеми другими направлениями, т.е. л.н.с. 1 л.н.с.2. При перечисленных операциях энергия взрыва, работая от контакта 1, создает дополнительный объем компенсации со стороны лежачего бока контакта 1, а совместно с углубленными скважинами 3 создают эффект опрокидывания контакта 1 в сторону уменьшения его угла наклона.

Экскавацию и отгрузку горных пород производят со стороны с меньшим коэффициентом разрыхления. В противном случае рыхлой зоной будет подрабатываться плотная, что может создать дополнительное перемешивание руды и породы и увеличение потерь и разубоживания руды.

Сущность изобретения: с целью расширения технологических возможностей способа зону рыхления по обе стороны контакта формируют с различным коэффициентом рыхления. Зону рыхления с большим коэффициентом формируют с лежачего бока контакта. Скважины по разные стороны контакта бурят с перебуров в подошву, причем глубину скважин, забой которых расположен в лежачем боку контакта, увеличивают в направлении горного массива. 1 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ в приконтактной зоне, включающий бурение скважин по разные стороны контакта, заряжание и взрывание зарядов ВВ, разворот контакта сформированием зон рыхления по обе стороны от контакта, отработку горной массы, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей способа путем обеспечения возможности работы на узких рабочих площадках за счет уменьшения площади развала горной массы при обеспечении требуемого качества полезного ископаемого, зону рыхления по обе стороны контакта формируют с различными коэффициентами рыхления, причем зону рыхления с большим коэффициентом формируют с лежачего бока контакта. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скважины бурят с перебуров в подошву, а глубину скважин, забой которых расположен в лежачем боку контакта, увеличивают в направлении горного массива.