СПОСОБ ЩЕЛЕВОГО ВОДОПОНИЖЕНИЯ НА КАРЬЕРАХ Российский патент 2002 года по МПК E21C41/26 E02D19/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке открытым способом обводненных месторождений полезных ископаемых, а именно при осушении рабочих площадок в обводненных породах.

Известен способ открытого дренажа, когда дренажной выработкой является выработанное пространство карьера /1/.

Недостатком этого способа является плохая его эффективность на участках повышенной обводненности.

Известен способ щелевого водопонижения путем создания дренажной водопонизительной щели, которая состоит из ряда пробуренных вертикальных скважин, на дне которых помещают и взрывают заряды ВВ /2/. Прототип.

Недостатками прототипа являются: скважины вертикальные и одинаковой длины (например 20 м), поэтому низ щели на одних участках горизонтальный, на других - наклонный, что затрудняет движение потока воды; величина сопротивления по подошве зарядов, создающих щель, разная. Это приводит к снижению создаваемой интенсивности трещиноватости, увеличению сопротивления потоку воды по щели, а в конечном результате - к поднятию уровня воды в щели и снижению эффективности ее работы.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении эффективности работы дренажной щели.

Технический результат, который будет получен при осуществлении изобретения, заключается в увеличении устойчивости откосов уступов и бортов карьера за счет сокращений разупрочняющего воздействия воды на породы, и снижении себестоимости добычи руды за счет замены дорогостоящих ВВ на дешевые, например гранулотола на аммонит 6 ЖВ.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе щелевого водопонижения, включающего бурение скважин дренажной щели, их заряжание, взрывание скважинных зарядов, перепуск воды из щели в зумпф, скважины дренажной щели бурят наклонными, их угол наклона принимают равным углу наклона откосов рабочих уступов, глубину скважины ограничивают линией в разрезе, соединяющей нижнюю отметку дна зумпфа и отметку забоя первoй скважины дренажной щели, наклонную длину которой вычисляют по формуле

где L - длина наклонной скважины, м;
h - высота рабочего уступа, м;
β - угол откоса рабочего уступа, град,
а расстояние между скважинами дренажной щели и количество ВВ для создания в скважинах котловых зарядов принимают в пределах 4-8 м и 100-180 кг соответственно и уточняют их значения экспериментально.

В предлагаемом способе новыми признаками в сравнении с прототипом являются:
- скважины, формирующие дренажную щель, бурят наклонными, а угол наклона принимают равным углу наклона рабочих уступов, что дает возможность величину сопротивления по подошве зарядов выполнить одинаковой и получить однообразную густоту трещин;
- скважины выполняют различной длины, их ограничивают линией, соединяющей нижнюю отметку зумпфа и отметку забоя первой скважины, что позволяет выровнять низ дренажной щели и создать уклон для движения потока воды;
- длину первой скважины вычисляют по формуле

где L - длина наклонной скважины, м;
h - высота рабочего уступа, м;
β - угол откоса рабочего уступа, град,
что позволяет в зависимости от ширины рабочей площадки определить по известным формулам нижнюю отметку зумпфа и необходимый уклон дренажной щели.

На фиг.1 изображен план участка, подлежащего осушению; на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1.

Способ осуществляется следующим образом.

Бурят скважины дренажной щели 1, их угол наклона α принимают равным углу наклона рабочих уступов β, глубину скважины ограничивают линией 2, соединяющей нижнюю отметку дна 3 зумпфа 4 с отметкой забоя первой скважины 5 дренажной щели. наклонную длину которой вычисляют но формуле

где L - длина наклонной скважины, м;
h - высота рабочего уступа, м;
β - угол откоса рабочего уступа, град.

Затем скважины заряжают ВВ и взрывают котловые скважинные заряды, направляют поток воды в зумпф 4. В результате чего уровень грунтовых вод переместится из положения 6 в положение 7.

Пример конкретного выполнения способа.

Исходные данные: Буровой станок - СБШ-250 МН;
Угол рабочего откоса - 75^o; высота уступа - 12 м.

Расстояние между скважинами по экспериментальным данным - 5 м.

Масса котлового заряда в скважине по экспериментальным данным - 130 кг.

Угол наклона скважин дренажной щели составляет α = β = 75^°.
Определяют длину первой скважины по формуле (1)
L= 1,2х12:0,96=15 м
На разрез наносят первую скважину и зумпф, соединяют линией 2 отметку забоя первой скважины с нижней отметкой дна зумпфа. Бурят остальные скважины, причем их длину ограничивают полученной на разрезе линией 2. Заряжают скважины ВВ, формируют котловые заряды массой 130 кг, производят взрыв и направляют поток воды, вытекающей из щели в зумпф. В результате депрессионная воронка перемещается из положения 6 в положение 7.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют, что заявленный способ может быть использован в горной промышленности при осушении рабочих площадок в обводненных породах на карьерах. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Использование предлагаемого способа позволит повысить эффективность работы дренажной щели, увеличить устойчивость откосов уступов и бортов карьера, снизить себестоимость добычи руды.

Источники информации
1. Справочник "Открытые горные работы", М., Горное бюро, 1994, с. 467.

2. А.И.Селиверстов, В.Ш.Ниятбаев, Н.Н.Кузнецов. Щелевое водопонижение с целью увеличения устойчивости бортов и эффективности буровзрывных работ на карьере "Объединенный" Учалинского ГОКа. Горный журнал, 6, 1977, с. 37-38.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке открытым способом обводненных месторождений полезных ископаемых, а именно при осушении рабочих площадок в обводненных породах. Способ включает бурение скважин дренажной щели, их заряжание, взрывание скважинных котловых зарядов, перепуск потока воды из дренажной щели в зумпф, при этом скважины дренажной щели бурят наклонными, их угол наклона принимают равным углу наклона откосов рабочих уступов, глубину скважин определяют расчетным путем. Использование способа позволит увеличить устойчивость откосов уступов и бортов карьера за счет сокращения разупрочняющего воздействия воды на породы и снизить себестоимость добычи руды за счет замены дорогостоящих ВВ на дешевые, например гранулотола на аммонит 6 ЖВ. 2 ил.

Способ щелевого водопонижения на карьерах, включающий бурение скважин дренажной щели, их заряжание, взрывание скважинных котловых зарядов, перепуск потока воды из дренажной щели в зумпф, отличающийся тем, что скважины дренажной щели бурят наклонными, их угол наклона принимают равным углу наклона откосов рабочих уступов, глубину скважин ограничивают линией, соединяющей нижнюю отметку дна зумпфа с отметкой забоя первой скважины дренажной щели, наклонную длину которой вычисляют по формуле

где L - длина наклонной скважины, м;
h - высота рабочего уступа, м;
β - угол откоса рабочего уступа, град,
расстояние между скважинами дренажной щели и количество ВВ для создания в скважинах котловых зарядов принимают в пределах 4-8 м и 100-180 кг соответственно и уточняют их значения экспериментально.