СПОСОБ ВЕДЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ ПРЯМЫМ ВРУБОМ Российский патент 1998 года по МПК F42D3/04 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для разрушения горных пород преимущественно при проведении горных выработок, опасных по газу.

Известно ведение взрывных работ прямым врубом, включающее бурение шпуров, заряжаемых взрывчатым веществом (ВВ), и бурение скважин или шпуров, не содержащих зарядов ВВ и предназначенных для создания дополнительной обнаженной поверхности, и взрывание заряженных шпуров.

Недостаток известного способа - недопустимость его применения в горных выработках, опасных по газу, вследствие возможного образования взрывчатой газовоздушной смеси в пространстве незаряжаемого шпура или скважины.

Целью изобретения является разработка безопасной технологии ведения взрывных работ прямым врубом, исключающая возможность образования в незаряжаемой скважине или шпуре взрывчатой газовоздушной смеси.

Для достижения поставленной цели скважина или шпур, не содержащие зарядов ВВ, инертизируют заполнением газом или жидкостью: азотом, подаваемым на забой скважины и вытесняющим из нее рудничную атмосферу через отверстие в герметизаторе, находящегося в устье скважины; азотом или воздухом, заполняющими рукава из эластичного пленочного материала, помещаемого в скважину, или инертизация водой, заполняющей рукав из пленочного материала, размещенный в скважине.

На фиг. 1 показана схема вруба; на фиг. 2 - схема вруба с герметизатором в устье скважины, инертизируемой вытеснением из скважины рудничной атмосферы азотом; на фиг. 3 - рукав из пленочного материала в скважине; на фиг. 4 - схема скважины с рукавом, заполненным газом: азотом или воздухом; на фиг. 5 - схема скважины с рукавом, заполненным водой.

На чертежах приняты следующие обозначения: 1 - скважина, не содержащая ВВ, предназначенная для образования дополнительной обнаженной поверхности, 2 - шпуры, заряжаемые ВВ, 3 - трубка для подачи в скважину инертизирующего азота, 4 - герметизатор в устье скважины, снабженный кольцевой прорезью 5 длиной 1/4 окружности цилиндрической части герметизатора - для выхода из скважины рудничной атмосферы, вытесняемой из скважины азотом; 6 - рукав из пленочного материала в скважине, 7 - шланг от баллона с газообразным азотом или от воздушного насоса; 8 - рукав в скважине, заполненный азотом или воздухом; 9 - рукав в скважине, заполненный водой.

Пример применения способа.

Пример 1. В устье скважины 1 помещают герметизатор 4 с кольцевой прорезью 5, обращенной вверх. Через центральное отверстие на торцевой стенке герметизатора продевают трубку 3, досылая ее до забоя скважины и затем на небольшое расстояние отодвигают трубку назад - для беспрепятственного выхода азота. Второй конец трубки присоединяют к шлангу от баллона с азотом (фиг. 2).

Азот, выпускаемый из баллона, при расширении охлаждается и поршневым давлением потока от забоя скважины вытесняет более легкую рудничную атмосферу через отверстие 5. Контроль завершения вытеснения - по началу выхода холодного потока азота из отверстия 5, определяемого рукой, после чего трубку 3 удаляют из скважины, уходят в укрытие и взрывают шпуровые заряды. Герметизатор 4, выполненный из картона, остается в устье скважины и при взрыве шпуровых зарядов разрушается. Операцию инертизации скважины осуществляют после заряжения, забойки шпуров и монтажа электровзрывной сети.

При длине скважины 3 м и диаметре 105 мм ее объем составит 26 л. Для подачи такого количества азота на один цикл могут быть использованы бытовые баллоны для газовых плит или миниатюрные баллончики, применяемые в морской авиации для аварийного заполнения сжатым воздухом спасательных плавсредств - надувных плотиков, чтобы исключить транспортировку по выработкам промышленных баллонов.

Пример 2. В скважину помещают рукав 6 из эластичного пленочного материала (фиг. 3) с герметизированным концом, примыкающим к забою скважины. Свободный конец рукава надевают на патрубок 7 от источника газа и заполняют рукав 6 азотом до полного расширения рукава на все сечение скважины (диаметр рукава должен быть на 3 - 5% больше диаметра скважины).

Избыточное давление газа в рукаве после его заполнения не превышает 20 - 30 мм водяного столба - лишь бы заполненный рукав "держал форму" (фиг. 4). По окончании заполнения рукава газом второй конец рукава герметизируют, перетягивая шпагатом.

Наряду с азотом та же цель может быть достигнута заполнением полиэтиленового рукава воздухом, присоединив к концу рукава шланг от автомобильного насоса с ножным приводом. Насос, размещенный на почве выработки, полностью исключит попадание метана в рукав, так как в случае его выделения метан скапливается у свода выработки.

Пример 3. Инертизация скважины заполнением рукава из эластичного материала водой позиция 9 (фиг. 5). Для выполнения этой операции не требуется наличия водопровода в выработке, можно использовать переносные емкости и заполнять рукав, пользуясь разностью уровней, сифоном или создавая давление воды сжатием эластичных стенок переносной емкости.

При отработке параметров БВР с установлением диаметра и глубины незаряжаемых скважин или шпуров, целесообразно изготавливать на поверхности полиэтиленовые рукава с размерами определенного ряда, с торцами, герметизированными сваркой и с обратным клапаном на втором конце шланга (аналогично известным рукавам для водяной забойки шпуров).

При интенсивном выделении метана, способном выбросить из скважины ампулу с газом или водой, применяют описанный выше первый способ инертизации объема незаряжаемой скважины азотом с герметизатором в устье скважины. В этих условиях выделяющийся метан смешивается в скважине с азотом, образуя невзрывчатую и негорючую среду, выходящую из скважины через круглое отверстие на торце герметизатора и кольцевую прорезь на его цилиндрической части. Даже при условии полного вытеснения азота метаном в скважине будет создана бескислородная невзрывчатая и негорючая газовая среда.

Описанные приемы инертизации незаряжаемых скважин, реализуемые общедоступными средствами, обеспечивают безопасность прогрессивной технологии проведения горных выработок прямым врубом при сохранении их преимуществ: возможность увеличения глубины шпуров, увеличение коэффициента их использования, улучшение гранулометрического состава взорванной массы, компактность развала отбитой породы и отсутствие повреждений крепи (Миндели Э.О. Разрушение горных пород. - М.: Недра, 1975, с. 369).

Для достижения всех преимуществ прямых врубов использование незаряжаемых скважин предпочтительнее - незаряжаемые шпуры менее эффективны.

Короткозамедленное взрывание шпуровых зарядов в прямом врубе допустимо лишь с предохранительными ВВ, не теряющими детонационную способность при импульсных нагрузках от воздействия взрывов в смежных шпурах. Применение практически невыгорающих ВВ является непременным условием реализации описываемого способа.

Использование: в ведении взрывных работ при проведении горных выработок прямым врубом. Сущность изобретения: скважину, предназначенную для создания дополнительной обнаженной поверхности, заполняют газом или жидкостью для исключения возможности образования в свободном объеме скважины взрывчатой газовоздушной смеси. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Способ ведения взрывных работ прямым врубом, включающий бурение шпуров, заряжаемых взрывчатым веществом, и бурение скважин или шпуров, не содержащих зарядов взрывчатых веществ и предназначенных для создания дополнительной обнаженной поверхности, взрывание заряженных шпуров, отличающийся тем, что незаряжаемые скважины или шпуры заполняют газом или жидкостью. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в устье незаряжаемой скважины или шпура помещают герметизатор и из скважины вытесняют рудничную атмосферу, заполняя ее объем азотом, подаваемым к забою скважины. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в скважину помещают рукав из эластичного пленочного материала и заполняют его газообразным азотом или воздухом. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в скважине помещают рукав из эластичного пленочного материала и заполняют его водой.