СПОСОБ ВЗРЫВНОГО ДРОБЛЕНИЯ ГРАНИТОВ С ВМЕЩАЮЩИМИ ДАЙКАМИ Российский патент 1994 года по МПК E21C37/00 E21C41/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам взрывной отбойки скальных пород, и может быть использовано для взрывного дробления гранитов с вмещающими дайками.

Известен способ производства буровзрывных работ, включающий операции бурения, заряжания и взрывания скважин. Этот способ осуществляют путем шахматного расположения заряжаемых и незаряжаемых скважин (1).

Также известен способ взрывной отбойки анизотропных массивов горных пород, включающий бурение взрывных скважин, заряжание их и взрывание зарядов ВВ. Оптимальная ориентация взрывных скважин реализуется в случае их нормального или близкого к нормали положения относительно раздела слоев, тектонических трещин и т.п., т.е. относительно анизотропии массива (2).

Недостатком указанных способов является неравномерность дробления отбиваемого массива с крупными неоднородностями (дайками) из-за отсутствия "жесткой" привязки сети скважин отбиваемого блока к дайке при производстве буровзрывных работ, что снижает качество дробления пород.

Целью изобретения является повышение качества дробления пород за счет учета их неоднородности при производстве буровзрывных работ.

Поставленная цель достигается тем, что в способе взрывного дробления гранитов с вмещающими дайками, включающем бурение скважин, заряжание их ВВ, монтаж взрывной сети и взрывную отбойку горной породы с зонами из среды, имеющими акустическую жесткость, отличную от материальной породы массива, привязку сети скважин отбиваемого блока производят по периферийной базовой скважине, пробуренной в теле дайки на соответствующем (расчетном) расстоянии от границы раздела сред "дайка - материнская порода", а забуривание скважин последующих рядов по отношению к предыдущим рядам скважин (к тыльному ряду скважин) производят в направлении простирания дайки.

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что при производстве буровзрывных работ осуществляют "жесткую" привязку сети скважин отбиваемого блока к дайке по скважинам, пройденным в ее теле на соответствующем расстоянии от границы раздела "дайка - материнская порода".

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На чертеже показан разрез отбиваемого гранитного массива 1 (материнская порода) по первому ряду скважинных зарядов взрываемой серии с включающей дайкой 2, угол падения которой равен α , а направление простирания дайки показано стрелкой.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

На стадии производства буровзрывных работ производят привязку скважин отбиваемого блока к периферийной базовой скважине 3, которая бурится в теле дайки 2 на требуемую глубину уступа Н с учетом перебура. При этом скважину 3 проходят на расстоянии L от границы раздела сред "дайка - материнская порода", определяемом по формуле
L = tg (90 - α ) +r_д, м , где L - расстояние от границы раздела сред "дайка - материнская порода" до базовой скважины; Н - высота уступа, м; α - угол падения дайки, град; r_д - эффективный радиус дробления дайки, м.

В соответствии с рисунком можно записать L = l + r_д, где l = tg (90 - α ) - расчетная величина, м. После определения расстояния L производят забуривание периферийной базовой скважины 3, по которой осуществляют привязку сети скважин и их забуривание в отбиваемом блоке. Расстояния между скважинами в ряду а, между рядами b, а также величину W определяют по проекту на производство массового взрыва, исходя из свойств гранитного массива 1 (материнская порода). При этом забуривание скважин последующих рядов по отношению к предыдущим рядам скважин (к тыльному ряду скважин) производят в направлении по азимуту простирания дайки 2.

Известно, что гранитный массив 1 и дайка 2 имеют различную взрываемость, обусловленную различной крепостью данных пород, их трещиноватостью и т. п. Поэтому эффективный радиус дробления дайки r_д различен и в каждом конкретном случае определяется из условия r_д ≅ а/2.

Однако при ширине дайки меньше 2r_д данное расстояние принимают равным половине ширины дайки.

Как правило, угол падения дайки α в гранитных массивах изменяется от 70 до 90^о. В случае α = 90^о расстояние L от границы раздела сред "дайка - материнская порода" до базовой скважины 3 принимают равным r_д, а при ширине дайки меньше 2r_д - периферийную базовую скважину 3 бурят посредине дайки.

При наличии соответствующего бурового оборудования и для повышения качества дробления - скважины, пройденные в теле дайки, бурят под углом ее падения. В этом случае расстояние L определяют из условия, когда α = 90^о.

В случае, когда имеется значительная разница по взрываемости гранитного массива 1 и дайки 2 - скважины или их части, пройденные в теле дайки 2 - имеют усиленный заряд (из более мощного ВВ). Так, в скважине 3 (и последующих скважинах к тыльному ряду) формируют по всей ее длине усиленный заряд рыхления, а в скважинах 4 - частично, в той их части, где пройдено тело дейки. Скважины 5 - имеют заряд, рассчитанный на рыхление гранитного массива 1.

В предлагаемом способе взрывного дробления гранитов с вмещающими дайками по сравнению с известными (прототип) способами повышается качество дробления пород за счет учета их неоднородности при производстве буровзрывных работ. Равномерное дробление гранитных массивов с крупными неоднородностями типа "дайка" по данному способу значительно повышает эффективность буровзрывных работ.

Использование: взрывная отбойка горных пород с включениями типа даек. Сущность изобретения: в теле дайки бурят периферийную базовую скважину на расстоянии от границы раздела дайки и вмещающих пород, определяемом из расчетной зависимости. Положение остальных скважин определяют относительно периферийной базовой скважины. Скважины бурят рядами в направлении простирания дайки. Заряжают скважины взрывчатым веществом, причем их части, находящиеся в теле дайки, заряжают усиленным зарядом. Взрывают заряды и осуществляют отбойку породы. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. СПОСОБ ВЗРЫВНОГО ДРОБЛЕНИЯ ГРАНИТОВ С ВМЕЩАЮЩИМИ ДАЙКАМИ, включающий разметку сети скважин, их бурение параллельными рядами, заряжание скважин взрывчатым веществом, монтаж взрывной сети и отбойку горной породы с включениями, имеющими акустическую жесткость, отличную от акустической жесткости вмещающих пород, отличающийся тем, что, с целью повышения качества дробления пород, предварительно в теле дайки бурят периферийную базовую скважину на расстоянии от границы раздела дайки и вмещающих пород, определяемом из выражения
L = tg(90^°-α)+r_д м,
где H - высота отбиваемого уступа, м;
α - угол падения дайки, град;
r_д - эффективный радиус дробления дайки, м;
r_д ≅ a / 2 ,
a - расстояние между скважинами в ряду, м,
при этом разметку сети скважин осуществляют относительно периферийной базовой скважины, а последующие ряды скважин бурят в направлении простирания дайки. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при ширине дайки меньше расстояния между скважинами в ряду эффективный радиус дробления дайки принимают равным половине ширины дайки, а периферийную базовую скважину бурят в ее середине. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что скважины в теле дайки бурят под углом ее падения. 4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что части скважин, находящиеся в теле дайки, заряжают усиленным зарядом взрывчатого вещества.