СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Российский патент 1994 года по МПК E21C41/26 E21C41/30 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к способам разработки полезных ископаемых открытым способом, в частности "рудных месторождений".

Известен способ формирования уступов на карьере [1], включающий бурение рядов вертикальных скважин с вышележащего на нижележащий уступ вдоль его верхней бровки с созданием относительно бровки нижележащего уступа перебура в первом ряду скважин со стороны откоса указанного уступа, бурение над верхней бровкой нижележащего уступа ряда скважин без перебура с размещением в них демпфирующего материала, последующее взрывание и формирование нижележащего уступа.

Данный способ применяется для формирования устойчивых уступов за счет предохранения от разрушения взрывом бермы в верхней части откоса нижележащего уступа, т.е. он правомерен только для определенной части бермы. Использовать его для разработки горизонтальных и пологопадающих месторождений нельзя ни в сочетании 1-го и 2-го рядов скважин с технологическими скважинами, ни тем более при последующем бурении такой же пары рядов, так как увеличенный перебур нарушает геологическую структуру рудного тела, что влечет за собой перемешивание рудной массы с вмещающими породами.

Известен способ открытой разработки наклонных залежей твердых полезных ископаемых [2], включающий прохождение открытой выработки и проведение рядов вертикальных скважин параллельно простиранию поверхности контакта, размещение зарядов в скважине выше и ниже плоскости контакта, взрыворазделение разнотипных пород раздельной коммутацией зарядов, отгрузку горной массы.

Данный способ трудоемок в осуществлении, т.е. требует проведения специальной выработки или траншеи, а также формирования сложных скважинных зарядов и большого расхода взрывчатых веществ. Кроме того, нельзя механически заряжать такие заряды, это может привести к ошибке их размещения по скважине, а следовательно, к нарушению последовательности срабатывания зарядов, что может оказать отрицательное влияние на величины потерь и засорение полезного ископаемого.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки горизонтальных и пологопадающих месторождений за счет уменьшения влияния буровзрывных работ на геологическую структуру взорванных пород при уменьшении засорения полезного ископаемого.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе открытой разработки рудных месторождений, включающем проведение в уступе рядов вертикальных скважин с перебуром контакта руда-порода и до контакта, заряжание и заполнение их материалом забойки, короткозамедленное взрывание в направлении падения рудного тела, отгрузку горной массы, с перебуром проводят скважины в нечетных рядах, причем величину перебура устанавливают из математической зависимости:
h_пер= tg(ctg² - tg²α), (1) где b - расстояние между рядами технологических скважин, м;
α - угол наклона контакта, град;
ϕ - угол раствора воронки взрыва, град, определяемый выражением
ϕ = 180^о (1 - e ^-λq ), (2) где q - удельный расход ВВ, кг/м³;
λ - коэффициент, учитывающий физико-механические свойства взрываемых пород, скважины четных рядов проводят в местах пересечения плоскости контакта с образующей раствора от воронки взрыва скважин нечетных рядов, а забойкой из демпфирующего материала заполняют перебур скважин.

Скважины в нечетных рядах проводят с перебуром, определяющим из выражений (1) и (2), и заполняют перебур забойкой из демпфирующего материала, что обеспечивает достаточную проработку массива над контактом руда - порода и в то же время предотвращает контакт от разрушения.

Скважины четных рядов проводят в местах пересечения плоскости контакта с образующей раствора от воронки взрыва скважин нечетных рядов для предохранения контакта руда - порода от разрушения.

Расстояние b между рядами скважин изменяются относительно принятого в данной схеме взрывания. Между первым и вторым рядами (b_1-2) оно определяется углом раствора воронки взрыва и углом наклона плоскости контакта, вторым и третьим (b_2-3) - углом раствора воронки взрыва, величиной перебура (h_пер), рассчитанной по формулам (1) и (2), третьим и четвертым (b_3-4) - h_пер, углом раствора воронки взрыва и углом наклона контакта.

В аналоге и прототипе отсутствуют признаки, приведенные в отличительной части формулы изобретения заявляемого объекта, что свидетельствует о его соответствии критерию изобретения "новизна".

Отличительные признаки заявляемого объекта совместно с известными, изложенными в ограничительной части формулы, образуют новую совокупность признаков, создающую положительный эффект согласно цели настоящего изобретения, что подтверждает соответствие изложенного технического решения критерию "существенные отличия".

На чертеже изображена схема расположения скважин относительно плоскости контакта между рудой и вмещающими породами.

При открытой разработке рудных месторождений для повышения эффективности разработки горизонтальных и пологопадающих месторождений за счет уменьшения влияния буровзрывных работ на геологическую структуру взорванных пород при уменьшении засорения полезного ископаемого с перебуром (h_пер) проводят скважины в нечетных рядах 1 и 3, причем величину перебура устанавливают из математической зависимости
h_пер= tg(ctg² - tg²α)
Скважины четных рядов 2 и 4 проводят в местах пересечения плоскости контакта 5 с образующей раствора от воронки взрыва 6 скважин нечетных рядов 1 и 3, а забойкой из демпфирующего материала заполняют перебур скважин.

Предлагаемый способ открытой разработки рудных месторождений по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами:
с перебуром (h_пер) проводят скважины в нечетных рядах;
определяют величину перебура (h_пер) нечетных скважин из выражений (1) и (2);
расстояние между рядами скважин b_2-3, b_3-4 и т.д. определяют в зависимости от величины перебура h_пер и угла раствора воронки взрыва;
заполняют перебур демпфирующим материалом забойки;
скважины четных рядов проводят в местах пересечения плоскости контакта с образующей раствора от воронки взрыва скважин нечетных рядов.

Использование: применяется при разработке полезных ископаемых открытым способом, в частности рудных месторождений, для повышения эффективности разработки горизонтальных и пологопадающих месторождений за счет уменьшения влияния буровзрывных работ на геологическую структуру взорванных пород при уменьшении засорения полезного ископаемого. Сущность изобретения: бурение скважин в нечетных рядах осуществляют с перебуром, устанавливаемым из математической зависимости, бурение четных рядов скважин производят в местах пересечения плоскости контакта с образующей раствора от воронки взрыва скважин нечетных рядов, перебур скважин заполняют забойкой из демпфирующего материала. 1 ил.

СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, включающий проведение в уступе рядов вертикальных скважин с перебуром контакта руда - порода и до контакта, заряжание и заполнение их материалом забойки, короткозамедленное взрывание в направлении падения рудного тела, отгрузку горной массы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разработки горизонтальных и пологопадающих месторождений за счет уменьшения влияния буровзрывных работ на геологическую структуру взорванных пород при уменьшении засорения полезного ископаемого, с перебуром проводят скважины в нечетных рядах, причем величину перебура устанавливают из математической зависимости
h_пер= tg (ctg² - tg²α),
где b - расстояние между рядами технологических скважин, м;
α - угол наклона контакта, град.;
ϕ - угол раствора воронки взрыва,
определяемый выражением
ϕ=180^o(1-e^-λq) , гpад ,
где q - удельный расход ВВ, кг/м³;
λ - коэффициент, учитывающий физико-механические свойства взрываемых пород,
скважины четных рядов проводят в местах пересечения плоскости контакта с образующей раствора от воронки взрыва скважин нечетных рядов, а забойкой из демпфирующего материала заполняют перебур скважин.