СПОСОБ ВЗРЫВНОЙ ПОДГОТОВКИ МАССИВА К ПОДЗЕМНОМУ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЮ В ЗАЖАТОЙ СРЕДЕ Российский патент 1995 года по МПК E21C37/00 

Описание патента на изобретение RU2039248C1

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам взрывной подготовки руд для разработки месторождений цветных и редких металлов выщелачиванием, и может быть использовано для обеспечения проницаемости скального массива и создания противо- фильтрационного экрана в гидротехническом строительстве и нефтегазовой промышленности.

Известен способ взрывной подготовки массива в зажатой среде, включающий бурение параллельных скважин в разрушаемом массиве их заряжение ВВ, коммутацию зарядов ВВ и их короткозамедленное, последовательное взрывание [1]
Однако в указанном техническом решении отсутствует численное значение интервала замедления, обеспечивающего эффективность подготовки массива к подземному выщелачиванию (ПВ). Эффективность подготовки массива к ПВ включает обеспечение его проницаемости в контурах рудного тела и создание противофильтрационного экрана вне рудного тела, что существенно зависит от интервала замедления. Взрыв последующей группы зарядов ВВ должен проводиться в момент времени, когда места расположения этой группы достигла волна деформаций от предыдущего взрыва. Если интервал замедления выбран меньшим, то волны от групп зарядов встречаются в промежутке между ними, проводят интенсивное разрушение в промежутке, но не обеспечивая смещение массива от центра к периферии. Если интервал замедления выбран большим, то отсутствует наложение волн деформаций от последовательно взрываемых групп зарядов и процесс деформирования и сдвижения массива от центра к периферии рудного тела не эффективен.

Целью изобретения является повышение эффективности подготовки массива к ПВ за счет учета процессов сдвижения и деформирования трещиноватого массива под действием взрыва.

Цель достигается тем, что интервал замедления взрывания зарядов ВВ определяют из выражения:
τ=W1 ln, c
где D скорость детонации ВВ, м/с;
ρв плотность заряжения, кг/м3;
dЗ диаметр заряда ВВ, м;
n число взаимодействующих зарядов в группе;
W расстояние между группами зарядов ВВ, м;
c скорость продольной волны в отдельности массива, м/с;
ν коэффициент Пуассона отдельности;
μ коэффициент трения между отдельностями;
Φ показатель трещиноватости массива;
p величина горного давления в районе взрыва, Па;
ρ объемная масса горного массива, кг/м3.

На чертеже показан план расположения рудного тела с размещением в нем скважин и указанием последовательности их взрывания.

Способ подготовки рудного тела к ПВ осуществляют следующим образом. В пределах контура рудного тела 1 с поверхности земли бурят вертикальные скважины 2. Скважины 2 заряжают ВВ, монтируют сеть из детонирующего шнура 3 и пиротехнических замедлителей КЗДШ 4 так, чтобы последовательность взрывания скважин производилась от центра (в плане) рудного тела к его периферии. То есть взрывают вначале заряд ВВ 5, затем группы зарядов 6, 7, 8 и так далее. При этом интервал замедления определяют из приведенного выражения в зависимости от физико-технических свойств массива, параметров буровзрывных работ и горного давления. Физико-технические свойства массива с, ν,ρ определяют на стадии геолого-разведочных работ по стандартным методикам. Значения величин Φ,μ зависят от естественной трещиноватости, определяемой по среднему расстоянию между трещинами всех систем из таблицы: dе, м < 0,05 0,05-0,15 0,15-0,40 0,40-1,0 >1,0 Φ > 12,5 12,5-10 10-8 8-6 < 6 μ < 0,2 0,2-0,3 0,3-0,45 0,45-0,6 > 0,6 Детонационные характеристики ВВ (D, ρв) и диаметр (dЗ) скважин определяют используя справочную литературу. Число взаимодействующих зарядов в группе n опре- деляют по выражению n ν-1. Величину горного давления в районе подготовки массива определяют либо геофизическими методами, либо по известной формуле р P ≃ ρgH ρ gН (g ускорение свободного падения, м/с2; Н глубина от поверхности земли, м).

Физика процесса сдвижения и деформирования массива в зажиме (искусственная и естественная компенсация составляет не более 10%) с повышением его проницаемости в пределах рудного тела и уплотнением (созданием противофильтрационного экрана) вне контуров рудного тела заключается в следующем. Взрывание заряда (зарядов) в центре рудного тела обеспечивает перемещение массива в радиальном направлении от заряда под действием квазистатического давления продуктов детонации. То есть в массиве со скоростью 100-1000 м/с распространяется затухающая волна деформаций от заряда, которая представляет собой сдвижение естественных отдельностей массива, что сопровождается закрытием естественных трещин и упругим деформированием отдельностей. После падения давления газов взрыва в зарядной полости, в результате упругой реакции массива происходит смещение раздробленной части массива (в радиусе около 10-20 dЗ, dЗ диаметр заряда ВВ) в сторону взорванного заряда (зарядов). Поскольку во время взрыва произошло вытеснение массива в радиальном направлении от заряда, то после упругой реакции массива происходит разрыхление раздробленной части массива с увеличением его искусственной трещинной пустотности, проницаемости.

Как только волна деформаций от взрыва заряда достигла места расположения последующей группы зарядов, последние взрывают. В этом случае волны деформаций от предыдущего и последующего взрывов складываются, существенно усиливая деформирование и перемещение массива в радиальном направлении от центра рудного тела. По достижении результирующей волны деформаций места расположения 3 группы зарядов ВВ производят взрывание последней и т.д.

В целом такая последовательность взрывания и интервал замедления обеспечивают вытеснение массива от центра рудного тела к его периферии, что повышает проницаемость массива в пределах рудного тела, а наложение волн деформаций от последовательного взрывания групп зарядов ВВ приводит к усилению результирующей волны деформаций, воздействующей на массив вне контуров рудного тела с образованием в нем более надежного и большего по размерам противофильтрационного экрана за счет закрытия естественных трещин массива.

П р и м е р. Необходимо подготовить рудное тело в блоке 3-110 для добычи руды способом ПВ. Для реализации способа с поверхности земли бурят вертикальные скважины диаметром 150 мм, длиной 80 м, на расстоянии друг от друга 3 м. В скважины устанавливают боевики и заряжают их гранулотолом в пределах контуров рудного тела. Монтируют сеть из детонирующего шпура так, чтобы обеспечивалась последовательность взрывания зарядов ВВ от центра рудного тела к периферии. Интервал замедления определен по приведенной математической формуле для массива фельзитов II категории трещиноватости (dе0,05-0,15 м). Физико-технические свойства фельзитов: ρ 2,43 ˙ 103 кг/м3 с 3,65 ˙ 103 м/с ν 0,3, μ 0,25, Ф 11. Величина горного давления р 1,9 ˙ 106 Па. Тип ВВ гранулотол с D 6 ˙ 103 м/с, ρв 0,9 ˙ 103 кг/м3. Число взаимодействующих зарядов n ν-1 n=ν-1 ≃ 3 3 W 3 м. Расчеты дают рациональный интервал замедления τ 54 мс для обеспечения которого используют пиротехнические замедлители КЗДШ-69 с интервалом 50 мс.

После короткозамедленного взрывания зарядов ВВ и подготовки массива проводят выщелачивание полезного компонента через устья взорванных скважин.

Учет процессов сдвижения и деформирования массива под действием последовательного взрывания групп зарядов ВВ от центра рудного тела к периферии с заданным интервалом замедления позволяет вытеснять массив от центра к периферии, что обеспечивает в сравнении с прототипом: повышение эффективности подготовки рудного тела к ПВ за счет снижения трудоемкости и технологичности подготовки; повышение проницаемости массива в контурах рудного тела; создание противофильтрационного экрана.

Похожие патенты RU2039248C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАДАННОЙ СТЕПЕНИ ДРОБЛЕНИЯ ТРЕЩИНОВАТОГО ГОРНОГО МАССИВА ПРИ ГРУППОВОМ ВЗРЫВАНИИ СКВАЖИННЫХ ЗАРЯДОВ ВВ 2002
  • Овсейчук В.А.
  • Тюпин В.Н.
  • Фофанов Н.П.
RU2239783C2
СПОСОБ ВЗРЫВНОЙ РАЗГРУЗКИ УДАРООПАСНЫХ УЧАСТКОВ ГОРНОГО МАССИВА 2001
  • Галинов Ю.Н.
  • Тюпин В.Н.
  • Фофанов Н.П.
RU2210671C2
СПОСОБ ПРОХОДКИ ВОССТАЮЩИХ С ОТБОЙКОЙ ПОРОДЫ СКВАЖИННЫМИ ЗАРЯДАМИ ВВ 2003
  • Тюпин Владимир Николаевич
  • Шкаровский Александр Иванович
RU2271513C2
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ЖИЛЬНЫХ РУДНЫХ ТЕЛ 2016
  • Тюпин Владимир Николаевич
  • Рубашкина Татьяна Ивановна
  • Лизункин Владимир Михайлович
  • Лизункин Михаил Владимирович
RU2618541C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАДАННОЙ СТЕПЕНИ ДРОБЛЕНИЯ ТРЕЩИНОВАТОГО НАПРЯЖЕННОГО ГОРНОГО МАССИВА ПРИ ВЗРЫВАНИИ ЗАРЯДОВ ВВ ДВУХ ПАРАЛЛЕЛЬНО СБЛИЖЕННЫХ СКВАЖИН 2016
  • Лизункин Владимир Михайлович
  • Тюпин Владимир Николаевич
  • Лизункин Михаил Владимирович
  • Рубашкина Татьяна Ивановна
RU2627349C1
СПОСОБ БУРОВЗРЫВНОЙ ПРОХОДКИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК В НАПРЯЖЕННЫХ ТРЕЩИНОВАТЫХ МАССИВАХ ГОРНЫХ ПОРОД 2011
  • Тюпин Владимир Николаевич
  • Святецкий Виктор Станиславович
RU2502045C2
СПОСОБ ВЗРЫВНОГО РАЗРУШЕНИЯ РУДНЫХ МАССИВОВ ТРЕЩИННО-ДАЙКОВОЙ РЕШЕТЧАТОЙ СТРУКТУРЫ 2002
  • Смирнов С.М.
  • Ерёменко А.А.
  • Бурмин Г.М.
  • Джалов В.К.
  • Корочкин С.А.
  • Анисов О.П.
  • Шуцкий Л.А.
  • Джунь Т.М.
RU2236590C2
СПОСОБ ВЗРЫВНОЙ ОТБОЙКИ РУДНЫХ КАМЕР 2014
  • Цинкер Леонид Маркович
  • Смирнов Сергей Михайлович
RU2557274C1
СПОСОБ ВЗРЫВНОЙ ПОДГОТОВКИ К СЕЛЕКТИВНОЙ ВЫЕМКЕ РУДНОГО ТЕЛА И ПОКРЫВАЮЩИХ ВСКРЫШНЫХ ПОРОД 2020
  • Маринин Михаил Анатольевич
  • Хохлов Сергей Владимирович
  • Ишейский Валентин Александрович
RU2738331C1
СПОСОБ ВЗРЫВНОГО РЫХЛЕНИЯ ШТАБЕЛЯ ПРИ КУЧНОМ ВЫЩЕЛАЧИВАНИИ РУД 2006
  • Яшкин Игорь Алексеевич
  • Рашкин Анатолий Васильевич
  • Авдеев Павел Борисович
  • Овешников Юрий Михайлович
RU2327950C1

Реферат патента 1995 года СПОСОБ ВЗРЫВНОЙ ПОДГОТОВКИ МАССИВА К ПОДЗЕМНОМУ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЮ В ЗАЖАТОЙ СРЕДЕ

Использование: горная промышленность, взрывная подготовка рудного массива к подземному выщелачиванию в условиях зажима, может быть использован в гидротехническом строительстве, нефтегазовой промышленности для обеспечения фильтрации воды, нефти, газа в заданном участке скального массива. Сущность изобретения: в горном массиве в пределах рудного тела бурят скважины. Скважины заряжают взрывчатым веществом, монтируют электровзрывную сеть или сеть из детонирующего шнура и пиротехнических замедлителей так,чтобы последовательность короткозамедленного взрывания скважин производилась от центра рудного тела к периферии. Интервал замедления определяют из приведенного выражения в зависимости от физико-технических свойств массива, параметров буровзрывных работ и горного давления. Цель достигается за счет учета физических процессов сдвижения и деформирования трещиноватого массива под действием квазистатического давления продуктов детонации. Положительный эффект: способ позволяет повысить эффективность подготовки массива путем увеличения проницаемости рудного тела и создания противофильтрационного экрана вне контуров рудного тела.

Формула изобретения RU 2 039 248 C1

СПОСОБ ВЗРЫВНОЙ ПОДГОТОВКИ МАССИВА К ПОДЗЕМНОМУ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЮ В ЗАЖАТОЙ СРЕДЕ, включающий бурение параллельных скважин в разрушаемом массиве, их заряжение ВВ, коммутацию зарядов ВВ и их короткозамедленное, последовательное взрывание, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности подготовки к подземному выщелачиванию путем учета процессов сдвижения и деформирования трещиноватого массива взрывом, заряды ВВ взрывают в направлении от центра разрушаемого массива к периферии с интервалом замедления, определяемым из выражения

где D скорость детонации ВВ, м/с;
ρв плотность заряжения, кг/м3;
dз диаметр заряда ВВ, м;
n число взаимодействующих зарядов в группе;
W расстояние между группами зарядов ВВ, м;
C скорость продольной волны в отдельности массива, м/с;
μ коэффициент трения между отдельностями;
F показатель трещиноватости массива;
P величина горного давления в районе взрыва, Па;
r объемная масса горного массива, кг/м3;
n коэффициент Пуассона отдельности.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2039248C1

Кутузов Б.Н
Проектирование взрывных работ
- М.: Недра, 1974, с.101.

RU 2 039 248 C1

Авторы

Тюпин В.Н.

Зайцев В.Ф.

Колесаев В.Б.

Тюпина С.С.

Даты

1995-07-09Публикация

1991-05-31Подача