СПОСОБ СОЗДАНИЯ ОТРЕЗНОЙ ЩЕЛИ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ОТКОСОВ УСТУПОВ В КАРЬЕРАХ Российский патент 2002 года по МПК E21C41/26 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых.

Известен способ создания отрезной щели при формировании откосов уступов в карьерах, включающий отработку приконтурной ленты, вынос устьев скважин отрезной щели в натуру по контуру создаваемого откоса, размещение бурового станка под углом 90^o к контуру создаваемого откоса, бурение скважин под углом, равным углу создаваемого откоса, заряжание скважин отрезной щели, взрывание скважинных зарядов [1].

Недостаток этого способа - невозможность бурения скважин отрезной щели в стесненных условиях, когда ширина бермы меньше длины бурового станка, и невозможность бурения скважин под углами, значения которых лежат между фиксированными значениями углов наклона буровой штанги (например, у станка СБШ-250МН значения фиксированных углов равны 90^o, 75^o,60^o ). Отрезная щель малоэффективна, т.к. откос разрушен при отработке приконтурной ленты.

Известен способ создания отрезной щели при оформлении откосов уступов в карьере, включающий вынос устьев скважин отрезной щели в натуру по контуру создаваемого откоса, размещение бурового станка под углом 90^o к контуру создаваемого откоса, бурение скважин под углом, равным углу создаваемого откоса, заряжание скважин отрезной щели, взрывание скважинных зарядов, отработку приконтурной ленты [2 - прототип].

Недостаток этого способа - невозможность бурения скважин отрезной щели в стесненных условиях, когда ширина бермы меньше длины бурового станка, и невозможность бурения скважин под углами, значения которых лежат между фиксированными значениями углов наклона буровой штанги.

Недостатки этого способа заключаются в следующем. Если ширина бермы после заоткоски уступа по проекту меньше продольной оси бурового станка, то его заменяют на менее производительный, но имеющий малые габариты, например станок СБШ-25 0МН заменяют на станок СБМК-150.

Высокопроизводительные станки имеют несколько ступеней фиксированного значения угла наклона буровой штанги, и если по проекту угол откоса уступа находится между фиксированными значениями угла наклона буровой штанги, станок заменяют на станок, у которого угол наклона буровой штанги может принимать любые значения от 0 до 90^o, однако и здесь производительность бурения скважин резко падает.

Вышеизложенное указывает на недоиспользование технических возможностей высокопроизводительной буровой техники при ее эксплуатации, в частности при бурении скважин контурных отрезных щелей при оформлении откосов уступов в карьерах.

Изобретение при его осуществлении позволит получить технический результат, выраженный в повышении эффективности работы буровой техники при оформлении откосов уступов в карьерах, а именно создание контурной отрезной щели, в том числе в стесненных условиях, когда ширина бермы меньше длины бурового станка, расширение диапазона значений углов наклона откосов создаваемого уступа.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе создания отрезной щели при формировании откосов уступов в карьерах, включающем бурение скважин отрезной щели, заряжание скважин и взрывание скважинных зарядов с последующей отработкой приконтурной ленты, бурение скважин производят станком, продольную ось которого располагают под углом к простиранию отрезной щели, его значение определяют по формуле

где γ - угол между осью бурового станка и простиранием отрезной щели, град;
α - угол наклона штанги бурового станка, град;
β - угол наклона заокашиваемого уступа, град,
а минимальную ширину бермы определяют по формуле
L = aSinγ+0,5bCosγ+c. (2)
где L - необходимая ширина бермы, м;
γ - угол между осью бурового станка и простиранием отрезной щели, град;
а - длина станка;
b - ширина станка;
с - безопасное расстояние от станка до вышележащего откоса, м.

Предлагаемый способ поясняется чертежами. На фиг.1 показан план размещения бурового станка в стесненных условиях. На фиг.2 - разрез вкрест простирания откоса. На фиг.3 - разрез по простиранию отрезной щели.

Способ осуществляется следующим образом.

Для оформления откосов уступов в карьерах бурят скважины контурной отрезной щели, производят их заряжание и взрывание скважинных зарядов, при бурении скважин продольную ось станка располагают под углом к простиранию контурной отрезной щели, который определяют в зависимости от угла наклона буровой штанги станка и угла наклона откоса заоткашиваемого уступа, а размер необходимой бермы для размещения станка определяют в зависимости от габаритов станка и угла между простиранием контурной отрезной щели и продольной осью бурового станка.

Определяют угол γ между простиранием контурной отрезной щели и продольной осью бурового станка в зависимости от проектного угла наклона заокашиваемого уступа β и угла наклона буровой штанги станка α по формуле

а необходимую ширину бермы определяют по формуле
L = aSinγ+0,5bCosγ+c (2)
где L - необходимая ширина бермы, м;
γ- угол между осью бурового станка и простиранием отрезной щели, град;
а - длина станка, м;
b - ширина станка, м;
с - безопасное расстояние от станка до вышележащего откоса, м.

Далее поступают следующим образом (фиг.1). На берме производят вынос в натуру устьев скважин отрезной щели 1, которые образуют ее ось 2 на расстоянии от нижней бровки вышележащего уступа не менее значения, определенного по формуле (2). Устанавливают буровой станок 3, например СБШ-250 МН, таким образом, чтобы его продольная ось располагалась под углом γ к оси отрезной щели.

Бурение каждой скважины 4 производят под этим углом γ, а угол наклона буровой штанги устанавливают такой, какой был принят при определении угла γ по формуле (1). Тогда скважины отрезной щели будут иметь наклон не только в плоскости, нормальной к уступу (разрез I-I), но и в плоскости, параллельной простиранию уступа. Скважины заряжают, созданные скважинные заряды взрывают и начинают отрабатывать приконтурную ленту. После отработки приконтурной ленты получают угол откоса уступа α такой, какой был принят при определении угла γ по формуле (1).

Пример.

Исходные данные:
Буровой станок - СБШ-250МН
Угол наклона откоса уступа - 80^o
Устанавливаем угол наклона штанги бурового станка 60^o. По формуле 1 находим, что углу наклона уступа 80^o соответствует угол между продольной осью станка и простиранием контурной отрезной щели 20^o.

По формуле (2) определяем ширину бермы, соответствующую углу между продольной осью станка и простиранием контурной отрезной щели. Она составляет не менее 7 м.

Устанавливают буровой станок 3 (фиг.1) таким образом, чтобы продольная его ось была бы расположена под углом α =20^o к оси отрезной щели, в соответствии с проектом бурят скважины контурной отрезной щели 1, производят заряжание скважин взрывчатым веществом, взрывают скважинные заряды и отрабатывают приконтурную ленту.

В результате получают откос, образованный скважинами контурной отрезной щели, наклон которого соответствует проектному γ =80^o.

По способу - прототипу при установке продольной оси бурового станка под углом 90^o к оси отрезной щели соблюдение условий: угол создаваемого откоса 80^o и ширина бермы 7 м для станка СБШ-250 МН невозможно, так как длина станка 9 м, а устройство для создания угла наклона буровой штанги 80^o в конструкции станка отсутствует.

Преимущества и технический эффект от предлагаемого способа заключаются в полной мере использования технических возможностей буровой техники при оформлении откосов уступов в карьерах. Несмотря на то что буровой станок, например СБШ-250МН, имеет три фиксированных значения угла наклона буровой штанги 60^o, 75^o, 90^o, предлагаемое техническое решение при использовании этого же станка позволяет создать отрезную щель под любым углом наклона в пределах от 60^o до 90^o.

Преимуществом предлагаемого способа является также возможность создания отрезной щели в стесненных условиях, когда ширина оставляемой бермы меньше длины бурового станка, что позволяет расширить диапазон значений углов наклона откосов заоткашиваемых уступов и создать возможность бурения скважин отрезной щели в стесненных условиях.

В предлагаемом способе новыми признаками являются: бурение скважин контурной отрезной щели при расположении продольной оси бурового станка под острым углом к простиранию контурной щели.

При применении предлагаемого способа исключаются недостатки существующих решений и обеспечиваются новые положительные свойства: полное использование буровой техники при создании контурной отрезной щели за счет установки продольной оси бурового станка под острым углом к формируемой щели.

Анализ известных решений показал, что сущность заявляемого решения в них не раскрыта, предлагаемый способ характеризуется новой совокупностью признаков, что позволяет считать его соответствующим критерию новизна и "изобретательский уровень".

Источники информации
1. Временные методические указания по управлению устойчивостью бортов карьеров цветной металлургии. - М.: Минцветмет СССР, 1989, с.73.

2. Попов И.И., Окатов Р.П. Борьба с оползнями на карьерах. - М.: Недра, 1980, с.157.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Способ создания отрезной щели при формировании откосов уступов в карьерах включает бурение скважин отрезной щели, заряжание скважин и взрывание скважинных зарядов с последующей отработкой приконтурной ленты, причем бурение скважин производят станком, продольную ось которого располагают под углом к простиранию отрезной щели, его значение определяют по формуле γ = arcsin(tgα/tgβ), где γ - угол между продольной осью бурового станка и простиранием отрезной щели, град.; α - угол наклона штанги бурового станка, град.; β - угол наклона заоткашиваемого уступа, град., а минимальную ширину бермы определяют по формуле: L = asinγ+0,5bcosγ+c, где L - минимальная ширина бермы, м; а - длина станка, м; b - ширина станка, м; с - безопасное расстояние от станка до вышележащего откоса, м. Способ позволяет повысить эффективность работы буровой техники при оформлении уступов, расширить диапазон значений углов наклона откосов создаваемого уступа. 3 ил.

Способ создания отрезной щели при формировании откосов уступов в карьерах, включающий бурение скважин отрезной щели, заряжание скважин и взрывание скважинных зарядов с последующей отработкой приконтурной ленты, отличающийся тем, что бурение скважин производят станком, продольную ось которого располагают под углом к простиранию отрезной щели, его значение определяют по формуле

где γ - угол между продольной осью бурового станка и простиранием отрезной щели, град.;
α - угол наклона штанги бурового станка, град.;
β - угол наклона заоткашиваемого уступа, град.,
а минимальную ширину бермы определяют по формуле
L = asinγ+0,5bcosγ+c,
где L - минимальная ширина бермы, м;
γ - угол между продольной осью бурового станка и простиранием отрезной щели, град.;
а - длина станка, м;
b - ширина станка, м;
с - безопасное расстояние от станка до вышележащего откоса, м.