СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЦЕЛИКОВ Российский патент 2001 года по МПК F42D3/04 E21C41/22 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых для разрушения межкамерных, подзавальных целиков рудных залежей в условиях повышенного горного давления.

Известен способ разрушения целиков (например, патент RU 2046941 C1), в котором первыми ступенями замедления образуют щели зарядами ВВ, расположенными в сопряженных скважинах, и последующим взрыванием концентрированных зарядов ВВ.

Недостатком указанного способа является неравномерное и некачественное дробление средней части целика из-за наличия зон нерегулируемого дробления по периферии целика и переизмельчения полезного ископаемого в ближней зоне взрыва концентрированных зарядов ВВ, а также из-за взаимодействия концентрированных зарядов ВВ по линии их расположения из-за статического воздействия σ_мах.
Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ выемки целиков (см. а.с. N 870718), включающий бурение в целике рядов скважин, параллельных двум поверхностям обнажения и ориентированных от одного фланга целика, примыкающего к массиву горных пород, к другому, размещение в скважинах зарядов ВВ и последовательное разрушение целика взрыванием зарядов ВВ на параллельные поверхности обнажения.

Недостатком этого способа является наличие нерегулируемых зон дробления при взрывании последней ступенью замедления сближенных рядов скважинных зарядов с выходом крупных кусков горной массы из-за взаимодействия зарядов ВВ по линии их расположения, под влиянием статических напряжений σ_мах, а также значительного сейсмического воздействия на охраняемые объекты и горные выработки.

Единый технический результат предлагаемого изобретения - обеспечение равномерного, качественного дробления целика и снижение сейсмического воздействия взрыва за счет формирования в массиве в процессе КВЗ (коротко-замедленное взрывание) увеличенного количества участков массива с максимальным числом плоскостей обнажения и использования энергии полей естественных напряжений путем их локализации в массиве целика.

Указанный единый технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем бурение в целике рядов скважин, параллельных двум поверхностям обнажения и ориентированных от одного фланга целика, примыкающего к массиву горных пород, к другому, размещение в скважинах зарядов ВВ и последовательное разрушение целика взрыванием зарядов ВВ на параллельные поверхности обнажения, взрыванием зарядов ВВ в противоположных рядах образуют ослабляющие полости и формируют их со смещением относительно друг друга на половину расстояния между ними, при этом ослабляющие полости образуют на глубину L = W(n-1), где n - количество рядов скважин; W - л.н.с. зарядов ВВ ряда, а центральную часть целика формируют синусоидальной формы с амплитудой, равной половине ширины целика и полупериодом, равным в плане расстоянию между осями симметрии противолежащих ослабляющих полостей, при этом отбойку части целика синусоидальной формы начинают с ее отрезки от массива горных пород взрыванием зарядов ВВ на флангах, причем заряды ВВ, расположенные напротив вершин синусоидальной части целика, и заряды ВВ, расположенные через один от них, взрывают с опережением по отношению к остальным зарядам ВВ синусоидальной части целика.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, на котором изображен план бурового горизонта, где на чертеже представлена схема расположения и взрывания зарядов ВВ 2, расположенных рядами, параллельными фронтам отбойки 3 (компенсационная камера) и 4 (породы ранее обрушенного блока).

Способ осуществляется следующим образом. Блок 1 обуривают рядами глубоких скважин (пучков скважин) с заранее определенной известными способами линией наименьшего сопротивления W (л.н.с.) и расстоянием между скважинами (пучками) в ряду параллельно фронтам отбойки 3, 4. При этом скважины (пучки) 2 последующего ряда располагают со смещением на половину расстояния между скважинами (пучками) предыдущего ряда образуя "шахматный" порядок. После этого скважины 2 (пучки скважин) заряжают взрывчатым веществом, формируют заряды ВВ 2 и монтируют взрывную цепь.

Первыми ступенями замедления массового взрыва синхронно взрывают заряды ВВ 2 на плоскости обнажения 3 и 4 с образованием смещенных относительно друг друга ослабляющих полостей 5 на глубину L = W(n-1), где n - количество рядов скважин, W - л.н.с. зарядов ВВ ряда.

При этом после образования ослабляющих полостей 5 оставшаяся часть 6 целика формируется синусоидальной формы (по линии расположения еще не взорванных зарядов ВВ) со следующими параметрами: амплитуда A равна половине ширины целика B, а подупериод T/2 - равный в плане расстоянию между осями симметрии противолежащих ослабляющих полостей. Параметры предлагаемой синусоидальной формы целика определяются на стадии проектирования массового взрыва и с учетом этого определяют схему образования ослабляющих полостей в процессе КЗВ зарядов ВВ 2.

После формирования синусоидальной части целика в процессе КЗВ ее разрушение начинают с отрезки от массива горных пород взрыванием зарядов ВВ 7 на флангах целика. Окончательное разрушение синусоидальной части целика начинают зарядами 8, расположенными напротив вершин синусоиды 9, и зарядами ВВ, расположенными через один от них. После этого взрывают остальные заряды ВВ 10, разрушающие участки массива целика столбообразной формы, с максимальным числом плоскостей обнажения.

Предлагаемое расположение зарядов ВВ в блоке и очередность их взрывания по сравнению с прототипом обеспечивает значительное снижение энергоемкости разрушения синусоидальной части целика. Это обуславливается тем, что за счет действующих с торцов целика напряжений σ_мах в синусоидальной части массива происходит перераспределение напряжений с образованием обширных зон растягивающих напряжений, в поле которых процесс взрывного разрушения происходит менее энергоемко (см. Ханукаев А.Н. и др. Динамическая прочность на разрыв при взрыве в условиях предварительно напряженного состояния породы. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. Новосибирск. -1976, N 2, с. 49-53). Взрыв зарядов ВВ 7 в торцах целика обеспечивает отрезку от массива, что ведет к локализации в массиве целика энергии деформаций от σ_мах, в поле которой происходит окончательное менее энергоемкое разрушение синусоидальной части. Отрезка от массива снижает сейсмическое действие взрыва на окружающую среду.

Формирование в синусоидальной части целика участков с максимальным числом поверхностей обнажения увеличивает их количество за счет криволинейной формы синусоиды по сравнению с прямыми рядами зарядов ВВ. Увеличенное количество участков с максимальным числом плоскостей обнажения дает дополнительный резерв снижения удельного расхода ВВ для их разрушения. При взрыве зарядов ВВ 8 и 10 происходит встречное соударение отбитой горной массы в пространстве ослабляющих полостей 5, что ведет к дополнительному передроблению за счет использования кинетической энергии движущихся кусков.

Предлагаемый способ разрушения целиков позволит снизить объемы буровых работ, сократить расход ВВ и СВ, повысить производительность труда на выпуске руды из блока.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых для разрушения межкамерных, подзавальных целиков рудных залежей в условиях повышенного горного давления. Изобретение обеспечивает равномерное качественное дробление целика и снижение сейсмического воздействия взрыва. Способ разрушения целиков включает бурение в целике рядов скважин, параллельных двум поверхностям обнаружения и ориентированных от одного фланга целика, примыкающего к массиву горных пород, к другому, размещение в скважинах зарядов ВВ и последовательное разрушение массива целика синхронным взрыванием зарядов ВВ на параллельные поверхности обнажения. Новым в способе является то, что взрыванием зарядов ВВ в противоположных рядах образуют ослабляющие полости и формируют их со смещением относительно друг друга на половину расстояния между ними, при этом ослабляющие полости образуют на определенную глубину, а центральную часть целика формируют синусоидальной формы с амплитудой, равной половине ширины целика, и полупериодом, равным в плане расстоянию между осями симметрии противолежащих ослабляющих полостей, при этом отбойку части целика синусоидальной формы начинают с ее отрезки от массива горных пород взрыванием зарядов ВВ на флангах, причем заряды ВВ, расположенные напротив вершин синусоидальной части целика, и заряды ВВ, расположенные через один от них, взрывают с опережением по отношению к остальным зарядам ВВ синусоидальной части целика. 1 ил.

Способ разрушения целиков, включающий бурение в целике рядов скважин, параллельных двум поверхностям обнажения и ориентированных от одного фланга целика, примыкающего к массиву горных пород, к другому, размещение в скважинах зарядов ВВ и последовательное разрушение целика взрыванием зарядов ВВ на параллельные поверхности обнажения, отличающийся тем, что взрыванием зарядов ВВ в противоположных рядах образуют ослабляющие полости и формируют их со смещением относительно друг друга на половину расстояния между ними, при этом ослабляющие полости образуют на глубину L=W(n-1), где n - количество рядов скважинных зарядов ВВ, W - л.н.с. зарядов ВВ ряда, м; L - глубина ослабляющих полостей, м; а центральную часть целика формируют синусоидальной формы с амплитудой, равной половине ширины целика, и полупериодом, равным в плане расстоянию между осями симметрии противолежащих ослабляющих полостей, при этом отбойку части целика синусоидальной формы начинают с ее отрезки от массива горных пород взрыванием зарядов ВВ на флангах, причем заряды ВВ, расположенные напротив вершин синусоидальной части целика, и заряды ВВ, расположенные через один от них, взрывают с опережением по отношению к остальным зарядам ВВ синусоидальной части целика.