СПОСОБ ОБРАБОТКИ МАССИВА УСТУПАМИ Российский патент 1997 года по МПК E21C41/00 E21C41/26 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений открытым способом.

Известно техническое решение (авт.св. СССР N 1056701) способ отбойки горных пород скважинными зарядами, включающий бурение скважины, заряжание скважины ВВ с созданием воздушного промежутка в ее донной части и последующее взрывание, при этом воздушный промежуток создают на уровне подошвы уступа и в него помещают отражатель ударных волн, фокусирующую поверхность которого ориентируют в сторону отбойки.

Недостатками этого способа являются неуправляемость ориентирования отражателей ударных волн на глубине в сторону отбойки; дополнительная работа по их изготовлению и дополнительный расход материалов.

Наиболее близким техническим решением является способ отбойки уступа [1] включающий проходку подводящих выработок, оформление камер для ВВ. Недостатками этого способа является большая трудоемкость и большая себестоимость при проходке подводящих выработок и камер для сосредоточенных зарядов шпуровым методом, низкий уровень использования энергии ВВ, дренаж воды по всему контуру выработки и опасность для работающих в выработках.

Целью изобретения является повышение эффективности и снижение трудоемкости отработки за счет создания эффекта отражения ударных волн от отражательной плоскости в сторону отбойки и использования эффекта отбойки массива плоским зарядом ВВ.

Поставленная цель достигается тем, что в способе отработки массива уступами, включающем проходку выработок, формирование зарядных камер, заполнения их ВВ и забойкой, взрывание зарядов ВВ и отгрузку отбитой горной массы, в плане контуров выработок бурят нисходящие парные параллельные скважины, при этом ближние к плоскости борта уступа скважины бурят с перебуром на ширину выработки, а выработки и камеры образуют в виде полостей секционным взрыванием скважины с выносом отбитой горной массы силой взрыва, причем заряды ВВ и забоечный материал подают в емкости полостей через скважины. Кроме того, с целью сокращения объема бурения скважин и повешения эффективности отбойки увеличивают длину выработки, образованной в виде полости путем выноса горной массы силой взрыва и напором водного потока, а для получения эффекта осушения уступа эту выработку проводят с подъемом 1-3^o, при этом на почву камеры для ВВ насыпают фракционный материал размером 20^oC 50 мм до уровня перекрытия контура наклонной отражательной плоскости ударных волн взрыва.

Предлагаемый способ отработки массива уступами обеспечивает регулируемое управление проведением выработки (камеры) в виде полости для плоского заряда ВВ заданной мощности в зависимости от линии наименьшего сопротивления, позволяет создать хорошо вписывающуюся в технологию отражающую плоскость на почве выработки в сторону отбойки, которая способствует проработке подошвы уступа с усиленным вектором напряжения, что позволяет снизить трудоемкость отработки. Применение плоского заряда ВВ позволяет повысить качество дробления массива. Одновременно выработка служит для стока воды, что снижает трудоемкость процесса осушения и делает возможным применение неводоустойчивых ВВ. Все технологические процессы отработки массива по предлагаемому изобретению поддаются механизации.

Способ отработки массива уступами на карьерном поле поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен продольный разрез уступа на стадии оформления выработки; на фиг.2 продольный разрез уступа на стадии полной укладки заряда ВВ; на фиг.3 поперечный разрез уступа с расположением плоского заряда ВВ; на фиг. 4 план уступа для одного заряда ВВ в выработке, в которой горную массу выбрасывают силой взрыва ( первый вариант способа); на фиг.5 план уступа для трех зарядов ВВ в выработке, в которой при проходке горную массу для заряда "а" выбрасывают силой взрыва, а для зарядов "б" и "в" выбрасывают силой взрыва и потоком воды, подаваемой из водосборника этого же карьера (второй вариант способа).

Первый вариант способа осуществляется следующим образом. По паспорту буровзрывных работ бурят парные нисходящие скважины, 1-20, например, ⊘ 100 мм (фиг.1 и 4) для оформления выработки 21 в виде полости для плоского заряда ВВ секционным взрыванием донных частей скважин. Ряд скважин 1,3,5 19 бурят с перебуром к подошве уступа 22 (фиг. 3) с расчетом, чтобы отражающая плоскость 23 ударных волн была расположена под углом 45^o к подошве уступа 22. Проведение выработки 21 на длину до 25 м (фиг.4) производится выбросом горной массы из выработки силой взрыва, а горная масса при оформлении камеры для заряда ВВ выбрасывается силой взрыва в подводящую выработку 21. Выработки и камеры для ВВ в основном аналогичны и имеют одинаковые размеры, но при увеличении линии наименьшего сопротивления для отдельных зарядов ВВ в местах их расположения в период проходки в выработке (камере) образуется полость с увеличенными размерами.

После проходки выработки (камеры) ее подготавливают к заполнению ВВ, например, способом перепуска фракционного материала размером 20-50 мм через скважины, сообщающиеся с камерой для плоского заряда ВВ. Образовавшиеся конусы насыпанного фракционного материала, разравнивают нанесением динамических ударов по вершине конуса, например, спущенным в скважину металлическим стержнем (шаром) с прикрепленным к нему шнуром (тросом).

Второй вариант способа осуществляется следующим образом. Проведение выработки 21 (фиг.5) производится с увеличенной линией наименьшего сопротивления, так как вынос отбитой горной массы из нее в основном производится секциями через пробуренные скважины от устья выработки: камеру для заряда а (фиг. 5) образуют выбросом горной массы с частичной укладкой ее в выработке, а увеличение длины выработки 21 (фиг.5 для зарядов б и в) достигают взрыванием еще нескольких секций скважин с разбросом по выработке горной массы и последующим выносом ее каждой части взорванных секций скважин напором воды, которая подается из водосборника этого же карьера насосами через несколько скважин, пробуренных для проходки выработки 21, например, с созданием селевого потока с учетом объемного веса отбиваемой горной массы. Проходка выработки усиленными зарядами ВВ обуславливает глубокую трещиноватость, которая совместно с пробуренными скважинами создает депрессионную воронку вокруг этой выработки, вследствие чего дренаж воды из массива уступа осуществляется по почве выработки.

После проходки выработки 21 ее подготавливают к заполнению ВВ. Например, через скважину 50 пропускают воздушный мяч с капроновым шнуром, затем через соседнюю скважину 49 подают воду и доставляют мяч к устью выработки 21. Ко второму концу капронового шнура присоединяют трос, а шнур слегка натягивают к кровле выработки. Затем через скважины, например, 13-18, сообщающиеся с камерой для заряда а, например, 29-30 -для камеры для заряда б и, например, 45-50 для камеры для заряда в, перепускают фракционный материал размером 20-50 мм. Далее протягивают трос к устью выработки и на стыке шнура с тросом закрепляют, например, утюг (борону и т.п.) и тянут через скважину, например, N50 вместе с утюгом, который своей массой за счет возвратно-поступательных движений разравнивает конусы насыпанного фракционного материала.

Последующие технологические процессы подготовки для первого и второго способов являются одинаковыми.

Перед заполнением камер ВВ пространство между камерами и устьем выработки заполняют горной массой фракционного состава с возможностью перепуска ее через пробуренные скважины.

После такой подготовки камеры заполняют ВВ через сообщающиеся с ними скважины в соответствии с требованием БВР.

Укладка фракционного материала выполнит двойную роль: вода будет дренировать по почве треугольной формы в поперечном сечении и в то же время позволит наклонной плоскости 23 выполнить роль концентрации ударных волн в плоскости подошвы уступа. Наличие дренажной канавки под зарядом ВВ позволит осуществить зарядку емкостей неводоустойчивыми ВВ. После укладки заряда ВВ в камеры и сообщающиеся с ними скважины, пустые емкости выработок между зарядами и забойкой из горной массы заполняют буровым шламом через скважины на границе с зарядом ВВ. Затем в устье скважин (не мене 2-х, причем одна является основной, вторая дублирующей), соединенных с зарядом, укладывают боевики (например, патрон ВВ и детонирующий шнур), а сверху в скважину укладывают забойку буровой шлам. К концам детонирующих шнуров присоединяют инициатор (электродетонатор мгновенного или коротко-замедленного взрывания).

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений открытым способом. Сущность изобретения: способ повышает эффективность и снижает трудоемкость отработки за счет создания эффекта отражения ударных волн отражательной плоскости в сторону отбойки и использования эффекта отбойки массива плоским зарядом ВВ. Способ от известных отличается тем, что в плане контуров выработки бурят нисходящие парные параллельные скважины 1-20, при этом ближние к плоскости борта уступа скважин бурят с перебуром на ширину выработки, а выработки и камеры 21 образуют в виде полостей секционным взрыванием скважин с выносом отбитой горной массы силой взрыва, при чем заряды ВВ и забоечный материал подают в емкости полостей через скважины. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ отработки массива уступами, включающий проходку выработок, формирование зарядных камер, заполнение их ВВ и забойкой, взрывание зарядов ВВ и отгрузку горной массы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и снижения трудоемкости отработки, в плане контуров выработок бурят нисходящие парные параллельные скважины, при этом ближние к плоскости борта уступа скважины бурят с перебуром на ширину выработки, а выработки и камеры образуют в виде полостей секционным взрыванием скважин с выносом отбитой горной массы силой взрыва, причем емкости полостей заполняют зарядами ВВ и забоечным материалом через скважины. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью сокращения объема бурения скважин и повышения эффективности отбойки, увеличивают длину выработки путем выноса горной массы силой взрыва и напором водного потока. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью осуешения уступа, выработки, образованные в виде полостей, проводят с подъемом 1 3^o, при этом на почву выработки насыпают фракционный материал размером 20 50 мм до уровня перекрытия контура наклонной отражательной плоскости ударных волн взрыва.