Способ взрывной отбойки в забоях подземных очистных камер Российский патент 2004 года по МПК E21C41/22 F42D3/04 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной добыче твердых трудновзрываемых скальных пород, в частности магнезитовых руд, буровзрывной отбойкой.

Известен способ послойной отбойки, включающий дробление массива горной массы зарядами взрывчатых веществ при порядном расположении шпуров (“Справочник по буровзрывным работам” под общ. ред. М.Ф. Друкованного, М., Недра, 1976, с. 281, рис. 111.37, а). При взрывании двух рядов шпуров образуются три обнаженные плоскости, но при этом все шпуры работают только на одну плоскость обнажения по линии наименьшего сопротивления. Отсюда и недостатки традиционного способа взрывной отбойки в забоях подземных очистных камер - неполное использование энергии зарядов взрывчатых веществ, большой расход взрывчатых материалов, большой выход мелкой фракции.

В качестве прототипа принят известный способ взрывания средней части забоя (“Справочник по буровзрывным работам” под общ. ред. М.Ф. Друкованного, М., Недра, 1976, с. 281, рис. 111.37,6), который включает порядное расположение шпуров и взрывание клином. При взрывании образуются три обнаженные плоскости, но при данной схеме только первые нижние шпуры работают на две обнаженные плоскости, остальные же взрываются порядно на одну боковую плоскость. Линия наименьшего сопротивления верхних шпуров работает только на одну обнаженную плоскость, т.к. расстояние до боковой поверхности в 2 раза меньше расстояния между соседними рядами шпуров в направлении боковой плоскости, образованной при взрывании. Схема взрывания, как и вышеописанная, также порядная, только с уменьшенной линией наименьшего сопротивления, что приводит к усиленной работе зарядов, а следовательно, к переизмельчению руды. Отсюда неравномерность гранулометрического состава, неполное использование энергии зарядов взрывчатых веществ.

Задачей изобретения является обеспечение равномерного гранулометрического состава отбитой горной массы, более полное использование энергии зарядов взрывчатых веществ.

Это достигается тем, что в способе взрывной отбойки в забоях подземных очистных камер, включающем дробление массива зарядами взрывчатых веществ с равномерным расположением горизонтальных шпуров рядами и в рядах, согласно изобретению, дробление внутренней части забоя осуществляют последовательным взрыванием по диагонали групп горизонтальных шпуров, смещенных в рядах в шахматном порядке симметрично к центру забоя камеры с формированием горизонтальных уступов и образованием дополнительных обнаженных поверхностей, при этом в центре забоя камеры формируют трапециевидные врубы, образованные взрыванием горизонтальных шпуров двух смежных рядов с образованием обнаженных поверхностей, а дробление приконтурных зон забоя осуществляют порядным взрыванием равнорасположенных в них шпуров.

Между каждой парой шпуров приконтурных зон размещен, по меньшей мере, один незаряжаемый шпур.

Смещение шпуров в рядах в шахматном порядке симметрично к центру забоя и последовательное взрывание их группами по диагонали обеспечивает формирование уступов и дополнительных обнаженных поверхностей для смежных с ней взрывчатых веществ (далее ВВ). Заряды работают в четырех направлениях: по линиям наименьшего сопротивления на уступ и на обнаженную плоскость, которые практически равны, т.е. работа взрываемого заряда увеличивается в 3-4 раза по сравнению с порядным взрыванием шпуров, расположенных в рядах без смещения, т.е. коэффициент использования энергии зарядов ВВ увеличивается 3-4 раза.

Последовательное диагональное взрывание шпуров от центра забоя к приконтурным зонам создает непрерывное изменение направления взрывания зарядов и сложную конфигурацию фронта отбойки пород с формированием дополнительных открытых (обнаженных) поверхностей с использованием эффекта соударения горной массы в процессе взрыва между поверхностями образующихся горизонтальных уступов и обнаженных поверхностей, что положительно сказывается на интенсивности дробления массива скальных пород. Выход некондиционной руды (фракции менее 90 мм) сократился с 30 до 2-4%.

Проведенные патентные исследования не выявили сходных технических решений с такой совокупностью признаков, что позволяет сделать вывод о новизне и изобретательском уровне, т.к. данное решение не следует явным образом из существующего уровня техники.

Отечественная промышленность располагает всеми средствами (материалами, инструментом, оборудованием), необходимыми для осуществления способа отбойки при добыче трудновзрываемых скальных пород.

На фиг.1 представлена схема шахматного расположения шпуров и последовательного формирования уступов и свободных (обнаженных) поверхностей, а также расположение шпуров приконтурной зоны; на фиг.2 - схема монтажа взрывной сети и очередность взрывания шпуров.

Арабскими цифрами 1-47 представлены шпуры, размещенные во внутренней части забоя камеры в шахматном порядке симметрично со смещением к его центру, 48-68 - равнорасположенные по периферии оконтуривающие шпуры бортов и кровли, римскими цифрами I-Х - выработанные пространства, образованные взрыванием по диагонали, XI-XII - зоны последовательного дробления порядным взрыванием ВВ.

Предлагаемый способ взрывной отбойки применяют на подземных работах шахты "Магнезитовая" ОАО "Комбинат "Магнезит". Комбинат производит селективную добычу сырого магнезита, относящегося к вязким и трудновзрываемым горным породам с коэффициентом крепости 10-11. Добытый магнезит предназначен для выпуска огнеупорных изделий. Для технологической переработки магнезита высшего сорта к его добыче предъявляются жесткие требования, в частности к гранулометрическому составу. Линейные размеры куска при этом не должны быть менее 90 мм.

Способ взрывной отбойки начинают с разметки шпуров по высоте и ширине камеры равномерными рядами с шагом 800 мм и равномерньм расположением в рядах с шагом 970 мм со смещением в шахматном порядке симметрично к центру забоя. С целью быстрой и точной разметки используют простой конструкции шаблоны. При этом ширина камеры 10 м, высота слоя 5 м, длина может быть 30 -70 м.

Бурение горизонтальных шпуров с № 1-69 диаметром 40-43 мм на глубину заходки 2,7 м осуществляют известными в технике средствами, например буровой установкой "Миниматик", оснащенной двумя гидроперфораторами.

Заряжение шпуров осуществляют зарядами взрывчатых веществ, в качестве которых используется патронированный аммоний 6 ЖВ, а в контурных шпурах - заряды 3 ВВК.

Последовательность отбойки массива в подземной камере по предлагаемому способу приведена на фиг.1 Отбойка внутренней части массива начинается с формирования в центре забоя камеры трапециевидных врубов I-II, повторяющихся через каждые 2 ряда взрыванием 3-х горизонтальных шпуров в нечетных рядах и 2-х шпуров соответственно в четных рядах, т.е. по диагонали к центру забоя (1-2-3, 4-5), с формированием небольших горизонтальных уступов и наклонных обнаженных поверхностей. Центральные врубы по оси в вертикальном направлении повторяются (врубы IV, V, VII). На сформированных обнаженных поверхностях 1-4, 3-5 работают заряды ВВ соседних шпуров (6-7-8-9). В результате отбойки порода дробится с образованием горизонтальных уступов 7-4, 5-9 и формированием обнаженных поверхностей 6-7, 8-9 для зарядов ВВ смежных шпуров. Дальнейшая отбойка массы дроблением аналогична описанным выше приемам с последовательным взрыванием и образованием новых уступов и обнаженных поверхностей. Выработанные зоны показаны цифрами римского алфавита. Взрывание осуществляется низкоэнергетическими волноводами СИНВ-Ш-5

Дробление приконтурной зоны (бортов и кровли) камеры осуществляется порядным взрыванием контурных рядов шпуров 48-68 известными в технике средствами. Между каждой парой заряжаемых шпуров размещено по одному незаряжаемому шпуру. Борта и кровля получаются ровные, везде прослеживаются половинки контурных шпуров (отбиваемые пространства - XI, XII).

Схема монтажа электровзрывной сети на фиг.2 отражает последовательность взрывания соединенных заряженных шпуров и идентифицирует порядок образования выработанных зон на фиг.1.

Очередность взрывания может быть представлена в таблице:

Таким образом, применение предложенного способа взрывной отбойки на шахте "Магнезитовая" позволило:

- более чем в 10 раз сократить выход мелкой фракции (менее 90 мм) с более равномерным гранулометрическим составом;

- на 10-20% снизить расход основных материалов при проведении взрывных работ;

- сократить время бурения забоев камер;

- сократить время заряжения шпуров за счет упрощения монтажа взрывной сети.

Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при добыче магнезитовых руд. Задачей изобретения является обеспечение равномерного гранулометрического состава отбитой горной массы, более полное использование энергии зарядов взрывчатых веществ. Способ взрывной отбойки в подземных очистных забоях камер включает дробление массива зарядами взрывчатых веществ с равномерным расположением горизонтальных шпуров рядами и в рядах. Дробление внутренней части забоя осуществляют последовательным взрыванием по диагонали групп горизонтальных шпуров, смещенных в рядах в шахматном порядке симметрично к центру забоя с формированием уступов и образованием дополнительных обнаженных поверхностей. В центре забоя формируют трапециевидные врубы, образованные взрыванием горизонтальных шпуров двух смежных рядов с образованием обнаженных поверхностей. Дробление приконтурных зон забоя осуществляют порядным взрыванием равнорасположенных в них шпуров. Между каждой парой шпуров приконтурных зон может быть размещен, по меньшей мере, один незаряжаемый шпур.1 з.п.ф-лы, 2 ил.,1 табл.

1. Способ взрывной отбойки в подземных очистных забоях камер, включающий дробление массива зарядами взрывчатых веществ с равномерным расположением горизонтальных шпуров рядами и в рядах, отличающийся тем, что дробление внутренней части забоя осуществляют последовательным взрыванием по диагонали групп горизонтальных шпуров, смещенных в рядах в шахматном порядке симметрично к центру забоя с формированием уступов и образованием дополнительных обнаженных поверхностей, при этом в центре забоя формируют трапециевидные врубы, образованные взрыванием горизонтальных шпуров двух смежных рядов с образованием обнаженных поверхностей, а дробление приконтурных зон забоя осуществляют порядным взрыванием равнорасположенных в них шпуров.2. Способ взрывной отбойки в подземных очистных забоях камер по п.1, отличающийся тем, что между каждой парой шпуров приконтурных зон размещен, по меньшей мере, один незаряжаемый шпур.