СПОСОБ ЗАОТКОСКИ УСТУПОВ Российский патент 1996 года по МПК E21C41/26 

Изобретение относится к горному делу и строительству и может быть использовано для производства буровзрывных работ при погашении реконструируемых откосов.

Известен способ заоткоски уступов, включающий создание экранирующей щели взрыванием взрывчатых веществ в укороченных вертикальных скважинах и последующую подготовку прибортовой полосы уступа к выемке посредством взрывания зарядов взрывчатых веществ в вертикальных скважинах [1]
Недостатком способа является неравномерность дробления пород по контуру откоса, предопределяющая неровную поверхность и различную трещиноватость и устойчивость участков откоса и отработка дополнительных объемов вскрышных работ при реконструкции карьеров за пределами контуров устойчивого борта, обусловленная необходимостью размещения буровых станков на бермах безопасности.

Наиболее близким техническим решением является способ заоткоски уступов при отработке приконтурной зоны карьера, включающий бурение и заряжание скважин контурного ряда с уменьшенным расстоянием между ними относительно расстояния до скважин рыхления, расположенных вне предохранительной ленты, отбойку последней примыкающей к плоскости контура, отбойку основного объема горных пород приконтурной зоны и последующую уборку разрушенной массы [2]
Недостатком способа является отработка излишних объемов вскрышных пород за пределами контуров устойчивых откосов при реконструкции погашенных бортов для размещения бурового оборудования на предохранительных бермах, что увеличивает их ширину относительно регламентированной правилами безопасности.

Целью предложенного способа является уменьшение объемов вскрышных работ за счет обеспечения ровной плоскости контура и устойчивости погашенного откоса.

Указанная цель достигается тем, что в способе заоткоски уступов, включающем бурение и заряжание скважин контурного ряда с уменьшенным расстоянием между ними относительно расстояния до скважин рыхления вне предохранительной ленты, примыкающей к плоскости контура, отбойку последней и отбойку основного объема горных пород приконтурной зоны и последующую уборку разрушенной массы, с рабочей площадки вышележащего уступа через его массив бурят скважины контурного ряда нижележащего уступа на расстоянии от погашенного, которое определяют из выражения:
P = Б_p+Б_н+h(ctgβ-ctgα),
где P расстояние от погашенного откоса до устья скважин контурного ряда нижележащего уступа по рабочей площадке вышележащего уступа, м;
Б_р и Б_н соответственно ширина бермы на уровне рабочей площадки и нижележащей бермы, м;
h и β соответственно высота и угол конструктивного откоса вышележащего уступа, м, градус;
a угол конструктивного откоса нижележащего уступа, градус,
а взрывают их сначала по длине от дна, которую определяют из выражения

где l длина скважины от ее дна, занимаемая первоначальными зарядами, м;
h_н и h_п соответственно высота нижележащего уступа и глубина перебура скважин, м;
а на оставшуюся длину их взрывают со скважинами вышележащего уступа.

На чертеже представлена схема заоткоски уступов при реконструкции погашенных откосов.

Способ осуществляется следующим образом.

После выполненной до реконструкции отработки пород с формированием погашенного откоса 1, при его реконструкции с рабочей площадки 2, расположенной на уровне будущей бермы "ае" конструктивного откоса "ав", между погашенным в процессе реконструкции карьера откосом уступа 3 и откосом 1 бурят скважины 4 контурного ряда по контуру "сd" нижележащего уступа, (по уступом с будущим откосом "ав"). Скважины 4 бурят на установленном практикой расстоянии между ними, уменьшенном относительно расстояния от контура "сd" до поверхности ранее погашенного откоса или бывшего (до его формирования) ряда скважин рыхления основного объема горных пород приконтурной зоны технологического уступа вне предохранительной ленты. Горизонтальное расстояние от погашенного откоса 3 до устья скважин 4 контурного ряда по рабочей площадке 2 "Р" (м) определяют из выражения
P = Б_p+Б_н+h(ctgβ-ctgα), (1)
полученного по расстоянию между проекциями точек "е" и "с" на горизонтальную плоскость, выраженному равным отрезками через "Р" и ширину берм Б_р и Б_н, соответственно, бермы "ае" на уровне рабочей площадки 2 берм и нижележащей бермы "св", (м);
P+hctgα = Б_p+Б_н+ctgβ•h (2)
где α угол конструктивного откоса "сd" нижележащего уступа, градус;
h и b соответственно высота и угол конструктивного откоса "ав" вышележащего уступа, м, градус.

Например, при реконструкции восточного борта Гайского карьера N 2 высота (h) и угол (β) конструктивного откоса вышележащего уступа соответственно составляет 16 м и 71,5^o, угол конструктивного откоса нижележащего уступа 56,5^o, ширина бермы на уровне рабочей площадки (горизонт 256 м) Б_р) составляет 11 м, ширина нижележащей бермы (горизонт 240 м) составляет 5,5 м. Согласно (1) получим:
Р 11 + 5,5 + 16(0,3346 0,662) 16,5 5,2 11,3 м
Расстояние от погашенного откоса (горизонты 289-256 м) до устья скважин контурного ряда по рабочей площадке (горизонт 256 мм) составляет 11,3 м, что позволяет установить буровой станок.

После бурения ряда скважин 4 их заряжают взрывчатыми веществами (ВВ), располагая сплошные или рассредоточенные заряды в пределах откоса "cd" от дна скважин, сначала по длине, которую определяют из выражения

где l длина скважины от его дна, занимаемая первоначальными зарядами, м;
h_н и h_п соответственно высота будущего нижележащего уступа с конструктивным откосом "cd" и глубина перебура скважин 4, м.

Например, в условиях вышеприведенного примера, при нижележащем в пределах высотных отметок 240-207 м конструктивном откосе высотой 33 м и глубине перебура скважин 1,5 м получим из выражения (3):

Таким образом, в данном примере заряды первоначально размещают в скважине от ее дна до верхней бровки "с" будущего конструктивного откоса "сd" по длине скважины 41,4 м.

В результате описанного заранее внутри целика пород отделяют от будущего конструктивного откоса "сd" экранирующей антисейсмичной щелью предохранительную ленту и основные породы приконтурной зоны в пределах высоты откоса "сd". При этом в силу ослабленности контурных зарядов существенного разрушения пород вышележащего между бермами "ае" и "св" уступа не происходит, что позволяет потом, при бурении в них скважин рыхления (дробления) и контурных скважин иметь достаточную устойчивость стенок скважин, а также использовать оставшуюся в пределах данной толщи пород скважин 4 с минимальными объемами работ по их чистке и восстановлению. Наряду с этим опережающее (по сравнению с известными способами) создание экранирующих (отрезных) щелей в большей степени предохраняет конструктивные откосы от сейсмического воздействия взрывов, например, производимых на других участках карьера, т.к. щели работают на протяжении большего отрезка времени. Затем взрывают заряды по контуру будущего конструктивного откоса "сd", а на оставшуюся длину скважины 4 заряжают и взрывают со скважинами вышележащего уступа в пределах между высотными отметками бермы "ае" и "св" по известным способам, причем бурение скважин рыхления производят с учетом имеющихся (частично взорванных по контуру "сd") скважин контурного ряда нижележащего уступа и чисткой последних в пределах высоты вышележащего уступа. После этого формируют откос "ав" и, например, с целика на уровне бермы "св", или с площадки, образованной на этом уровне по навалу пород от вышележащих уступов, или с площадки, часть которой сформирована в целике, часть в разрушенных породах, бурят вертикальные или наклонные скважины рыхления до плоскости бывшего ряда скважин 4 в породах ниже бермы "св". После этого, их взрыванием производят отбойку основного объема горных пород приконтурной зоны нижележащего уступа и формируют конструктивный откос "сd".

Использование предлагаемого способа заоткоски уступов при реконструкции погашенных откосов обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:
1. Сокращает объем 7 вскрышных работ за пределами устойчивого контура, поскольку по известным способам для формирования контура "сd" потребовалось бы расширение бермы "св" величины "сf", позволяющей разместить буровое оборудование. В этом случае вместо контура "ав" соответственно должен быть выполнен контур "кf", откос 3 должен быть сформирован по линии "mn" и т.д.

2. Повышает сохранность массива конструктивного откоса и соответственно его устойчивость за счет раннего включения в работу антисейсмического экрана, предохраняющего массив от действия взрывов, производимых на любом участке карьера.

Использование: способ относится к горному делу и строительству и может быть использован для производства буровзрывных работ при погашении откосов. Сущность изобретения: при реконструкции откоса с рабочей площадки вышележащего уступа на рассчитываемом расстоянии от откоса через его массив бурят скважины контурного ряда нижележащего уступа, расположенного под уступом с будущим откосом, а взрывают их сначала по определяемой длине от дна, а на оставшуюся длину их взрывают со скважинами вышележащего уступа, после чего формируют новые бермы. Приведены математические формулы определения расстояния от откоса устья скважины и длины от дна первоначального ее взрывания. 1 ил.

Способ заоткоски уступов, включающий бурение и заряжение скважин контурного ряда с уменьшенным расстоянием между ними относительно расстояния до скважин вне предохранительной ленты, примыкающей к плоскости контура, отбойку последней и основного объема горных пород приконтурной зоны и последующую уборку разрушенной массы, отличающийся тем, что, с целью уменьшения объемов вскрышных работ за счет обеспечения ровной плоскости контура и устойчивости погашенного откоса, с рабочей площадки вышележащего уступа через его массив бурят скважины контурного ряда нижележащего уступа на расстоянии от погашенного откоса, которое определяют из выражения
P = Б_р+Б_н+h(ctgβ-ctgα),
где Р расстояние от погашенного откоса до устья скважин контурного ряда нижележащего уступа по рабочей площадке вышележащего уступа, м;
Б_p и Б_н соответственно ширина бермы на уровне рабочей площадки и нижележащей бермы, м;
h и β соответственно высота и угол конструктивного откоса вышележащего уступа, м, градус;
a угол конструктивного откоса нижележащего уступа, градус;
а взрывают их сначала по длине от дна, которую определяют из выражения

где l длина скважины от дна, занимаемая первоначальными зарядами, м;
h_н и h_п соответственно высота нижележащего уступа и глубина перебура скважин, м,
а на оставшуюся длину их взрывают со скважинами вышележащего уступа.