СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД Российский патент 1999 года по МПК F42D1/08 F42D3/04 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче рудных и нерудных ископаемых с применением буровзрвных работ.

В горнорудной промышленности на карьерах применяют отбойку горной массы вертикальными и наклонными скважинными зарядами диаметром 100-320 мм, шпуровыми зарядами диаметром до 70 мм и в редких случаях камерными зарядами величиной до сотен тонн (1).

Наиболее близким к изобретению и широко распространенным является способ разрушения горных пород скважинными зарядами с инициированием взрывчатого вещества (ВВ) с помощью детонирующего шнура (ДШ). Способ включает бурение скважин, установку промежуточных детонаторов (боевиков), обвязанных детонирующим шнуром, вывод ДШ из скважины на поверхность, заряжание скважины ВВ, забойку скважины, соединение ДШ с взрывной сетью, подрыв взрывной сети с помощью электродетонаторов (2).

При этом способе ДШ проходит через забойку скважины прямолинейно. После срабатывания ДШ в забойке образуется прямолинейный канал. При подрыве заряда канал работает по принципу "ружья". Часть продуктов взрыва "выстреливается" через него. Этот эффект приводит к снижению КПД взрыва за счет уменьшения длительности действия газообразных продуктов детонации на разрушаемую породу.

Задачей изобретения является повышение эффективности взрыва при производстве буровзрывных работ с использованием скважинных зарядов за счет увеличения длительности воздействия на разрушаемую породу газообразных продуктов детонации взрыва.

Техническим результатом является снижение удельного расхода ВВ при сохранении заданной степени дробления горной породы или повышении качества дробления при неизменном удельном расходе ВВ.

При существующем способе разрушения горных пород по каналу, образованному взрывом ДШ в забойке, на дневную поверхность выбрасывается до 10% от энергии взрыва. Указанная доля энергии рассчитана по результатам измерений параметров воздушной ударной волны в нескольких одиночных и массовых подрывах (3).

Существенными признаками предлагаемого способа разрушения горных пород являются: бурение скважины, установка в ней детонаторов-боевиков, соединенных с ДШ, размещение в скважине заряда ВВ, зигзаго- или спиралеобразная прокладка ДШ в пространстве скважины, заполняемом забойкой, с обеспечением расстояния между крайними точками проекций изгиба (спирали) L₃ на плоскость, перпендикулярную оси скважины не менее диаметра канала d_к, образуемого в забойке взрывом ДШ, забойка скважины в ее верхней части и подрыв заряда с помощью ДШ.

Отличительным существенным признаком изобретения является зигзаго- или спиралеобразная прокладка ДШ в забойке.

При зигзаго- или спиралеобразной прокладке ДШ в забойке канал, образуемый в ней после срабатывания ДШ, сохраняет форму, заданную трассой ДШ. При подрыве заряда нижняя часть забойки перемещается в сторону устья скважины за счет давления на нее газообразных продуктов взрыва, и забоечный материал перекрывает те участки канала, которые расположены под углом к оси скважины, а волна сжатия, проходящая по породе, перекрывает участки канала, параллельные оси скважины или расположенные под небольшим углом к ней. Перекрытие канала в забойке предотвращает истечение через него газообразных продуктов взрыва. Это повышает качество работы забойки, увеличивает время действия газов на разрушаемую породу, что приводит к увеличению первичных (радиальных) трещин в породе, а следовательно, к повышению качества дробления породы. Если повышения качества дробления не требуется, то возможно снижение удельного расхода ВВ.

Технический результат обеспечивается при всей совокупности существенных признаков и наличии хотя бы одного зигзага или витка спирали ДШ в забойке. Полное перекрытие канала выхода продуктов взрыва обеспечивается в случае, когда расстояние между крайними точками проекций изгиба (спирали) на плоскость, перпендикулярную оси скважины, составляет не менее диаметра канала, образуемого в забойке взрывом ДШ.

Для осуществления изобретения предлагаются два варианта.

Первый вариант. Перед вывешиванием в скважине на детонирующем шнуре боевика к детонирующему шнуру на расстоянии 1/3 длины забойки от устья скважины привязывают с помощью ленты ПХВ предварительно изогнутый 1-1,5-метровый кусок алюминиевого провода, который вместе с детонирующим шнуром опускают в скважину и производят ее заряжание и забойку.

Второй вариант. После вывешивания боевиков производят заряжание скважины. Забойка скважины производится порциями. Забивается 1/4 - 1/5 часть забоечного пространства, затем в скважину для формирования загиба или витка спирали стравливается необходимое по длине количество ДШ; забивается следующая 1/4 - 1/5 часть забоечного пространства и путем стравливания ДШ формируется следующий загиб или виток спирали и т.д.

Изобретение апробировано при производстве взрывов на карьерах ОАО "Гранит-Кузнечное". Часть скважин снаряжалась в соответствии с предложенным изобретением, а часть - традиционно с прямолинейной прокладкой ДШ через забойку. Процесс взрывания регистрировался с использованием кино- и видеосъемки. Последующий покадровый анализ результатов регистрации показал отсутствие выхода газообразных продуктов взрыва из скважин, снаряженных с использованием изобретения.

Список литературы
1. Справочник взрывника. Под ред. Б.Н.Кутузова, М., Недра, 1988.

2. Взрывные работы при разведке полезных ископаемых. С.А.Брылов, Л.Г. Грабчик, Г.Н.Бухаров и др., М., Недра, 1985.

3. Отчет по НИР "Обследование сейсмической устойчивости жилых и общественных зданий пос. Кузнечное при ведении взрывных работ", Ленинградский горный институт, г. Ленинград, 1990.

Способ разрушения горных пород относится к горной промышленности и может быть использован при добыче рудных и нерудных ископаемых с применением буровзрывных работ. Способ включает бурение скважины, установку в ней детонаторов-боевиков, соединенных с детонирующим шнуром (ДШ), размещение в скважине заряда взрывчатого вещества (ВВ), забойку скважины в подрыв заряда ВВ. Отличием изобретения является не прямолинейная, а зигзаго- или спиралеобразная прокладка ДШ в забойке. Расстояние между крайними точками проекций изгиба (спирали) на плоскость, перпендикулярную оси скважины, выбирают не менее диаметра канала, образуемого в забойке взрывом ДШ. Зигзаго- или спиралеобразный канал, образующийся в забойке, перекрывается забоечным материалом за счет давления на нижнюю часть забойки газообразных продуктов взрыва ВВ, что предотвращает их "выстреливание" через канал. В результате увеличивается время действия газов на разрушаемую породу, что позволяет снизить удельный расход ВВ при заданной степени дробления породы или повысить качество дробления при неизменном удельном расходе ВВ.

Способ разрушения горных пород, включающий бурение скважины, размещение в скважине заряда взрывчатого вещества, забойку скважины и подрыв этого заряда взрывчатого вещества проложенным в забойке детонирующим шнуром, отличающийся тем, что детонирующий шнур в забойке прокладывают зигзаго- или спиралеобразно, причем расстояние между крайними точками проекций изгиба (спирали) на плоскость, перпендикулярную оси скважины, выбирают не менее диаметра канала, образуемого в забойке взрывом детонирующего шнура.