МОБИЛЬНЫЙ ЛОКАЛИЗАТОР ВЗРЫВА Российский патент 2004 года по МПК F42D5/45 

Изобретение относится к области горного дела, в частности к разработке крепких горных пород в стесненных условиях, когда необходимо исключить разброс взрываемой горной массы под откос уступов, - при расконсервации временно нерабочих бортов глубоких карьеров, разноске бортов скальных выемок в дорожном строительстве и т.д.

Так, на глубоких карьерах Якутии, добывающих алмазы, возникает значительное усложнение организации непрерывной грузотранспортной связи добычных уступов с поверхностью при одновременном ведении горных работ в промежуточном и реконструируемом контурах, что обусловлено заваливанием спиральных съездов и берм взорванной горной массой при массовых взрывах на высоту уступа в зоне разноса борта. В связи с этим нарушается ритмичность работы карьеров по добыче руды, увеличиваются простои по организационным причинам. Объемы сваливаемых в промежуточный контур вскрышных пород составляют 8,3 м³ с 1 м² обнаженной поверхности борта и достигают 8% от общего объема работ по реконструкции [1]. Необходимо изыскивать такие способы взрывания при разноске бортов, чтобы взрываемая горная масса оставалась на месте взрыва, а разлет породы с откоса уступа в сторону выработанного пространства был минимален.

Наиболее распространенным путем снижения разлета кусков горной породы при взрывном дроблении (локализации взрыва) является установка над взрываемой поверхностью специальных укрытий различных конструкций [2]. Основными их недостатками являются предотвращение разлета кусков только с площадки уступа, в то время как значительный выброс горной массы идет с откоса взрываемого уступа.

Наиболее близкой по существу решаемой задачи является самоходная установка для локализации взрыва, включающая транспортное средство в виде ходовой тележки с опорной платформой, на которой размещены пылеуловитель и адсорбер, вертикальную решетчатую раму с ограждающими элементами в виде гибких емкостей с сыпучим материалом, связанную с опорной платформой противооткатным механизмом с возможностью перемещения и наклона, горизонтальную решетчатую раму с ограждающими элементами, выполненную секционно, связанную с балкой опорной платформы тросами и снабженную эластичным кожухом с герметизирующим фартуком по контуру, образующим замкнутое пространство над ней, в которой окна решетки горизонтальной рамы перекрыты свободно подвешенными в них цепными матами [3]. Эластичность цепных матов при вспучивании породы от взрыва не позволяет отрываться отдельным кускам от общей массы, разрыхленная горная масса плотно обхватывается матом и удерживается им в компактном состоянии. Инерционное сопротивление компактной массы породы, усиленное массой укрытия, уравновешивает силу взрывного удара. Этим и объясняется полное отсутствие разлета отдельных кусков породы с верхней части уступа, а откос уступа прикрыт вертикальным щитом.

Недостаток этой установки - возможность работы только вдоль уступа, когда откос его прикрыт вертикальным щитом устройства, что требует значительной ширины рабочей площадки и не приемлемо при взрывании высоких откосов, когда рабочие площадки на откосе уступа сведены к ширине предохранительных берм, а в выемках магистральных дорог таких берм может и не быть.

Цель изобретения - исключение разлета кусков породы при взрыве и прежде всего под откос уступов.

Поставленная цель достигается тем, что в мобильном локализаторе взрыва, включающем ходовую тележку с опорной платформой, на которой размещены вертикальная решетчатая рама, связанная с опорной платформой гидроцилиндрами, противооткатным механизмом и опорным элементом с катками с возможностью перемещения и наклона и горизонтальная решетчатая рама, выполненная из секций со свободно подвешенными в окнах решетки газопроницаемыми цепными матами, подвешенная на тросах к балке, шарнирно связанной с опорной платформой, согласно изобретению, окна решеток вертикальной решетчатой рамы перекрыты тяжелыми цепными матами, крайняя секция горизонтальной решетчатой рамы снабжена навешенным сбоку по ее ширине тяжелым цепным матом, длина которого превышает размер бокового откоса взрываемого уступа, а на балке дополнительно размещена лебедка для установки и снятия с бокового откоса уступа тяжелого цепного мата.

Именно заявляемое выполнение мобильного локализатора взрыва позволяет укрыть все свободные поверхности взрываемого участка пород, предотвращая разлет кусков горной породы.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что его отличие заключается в том, что крайняя секция горизонтальной решетчатой рамы снабжена навешенным сбоку по ее ширине тяжелым цепным матом, длина которого превышает длину бокового откоса взрываемого слоя пород, а окна решетки вертикальной решетчатой рамы также перекрыты тяжелыми цепными матами. Таким образом, заявляемое изобретение соответствуют критерию изобретения "новизна". При изучении других решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, выявлены не были и поэтому они обеспечивают ему соответствие критерию "существенные отличия".

На фиг.1 схематично изображен мобильный локализатор взрыва в рабочем положении, вид сбоку; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Мобильный локализатор взрыва 1 (см. фиг.1) включает ходовую тележку 2 с опорной платформой 3, на которой размещены вертикальная решетчатая рама 4, окна решеток которой перекрыты тяжелыми цепными матами 5, выполненными, например, из обрывков якорных цепей, связанная с опорной платформой 3 гидроцилиндрами 6, противооткатным механизмом 7 и опорным элементом 8 с катками 9 с возможностью перемещения и наклона, и горизонтальная решетчатая рама 10, выполненная из секций 11 со свободно подвешенными в окнах решетки газопроницаемыми цепными матами 12, выполненными, например, из якорных цепей (см. фиг.2). Горизонтальная решетчатая рама 10 подвешена на тросах 13 к балке 14, шарнирно соединенной с опорной платформой 3. Крайняя секция 11 горизонтальной решетчатой рамы 10 снабжена навешенным сбоку по всей ширине тяжелым цепным матом 15, выполненным, например, из якорных цепей, длина которого превышает размер бокового откоса 16 взрываемого уступа на величину 17, подбираемую опытным путем. Балка 14 гидроцилиндром 18 может поворачиваться вокруг шарнира 19 для складывания в транспортное положение. На ней дополнительно размещена лебедка 20 для установки и снятия с бокового откоса 16 тяжелого цепного мата 15 и направляющие 21 для фиксирования горизонтальной решетчатой рамы 10 в транспортном положении.

Горизонтальная решетчатая рама 10 выполняется такой ширины, чтобы с запасом, обусловленным требованиями Правил безопасности, накрыть ею всю горизонтальную поверхность уступа, взрываемого зарядами ВВ в скважинах 22 (см. фиг.1), отделенного от основного массива контурной щелью, образованной зарядами в скважинах 23.

Мобильный локализатор взрыва 1 работает следующим образом.

После бурения взрывных скважин 22 выполняют их зарядку, при этом крайние от бокового откоса 16 взрывные скважины 22 заряжают уменьшенным зарядом выпирающего действия, при котором энергия взрыва окажется достаточной для смещения породы в сторону свободной поверхности, причем это смещение охватит всю толщу породы между зарядом и поверхностью и будет сопровождаться ее дроблением с выпучиванием, без разброса [4]. Затем заряжают контурные скважины 23 и мобильный локализатор взрыва 1 с помощью ходовой тележки 2 подгоняют к подготовленному для взрыва участку уступа. Гидроцилиндрами 6, противооткатным механизмом 7 и опорным элементом 8 по каткам 9 смещают вертикальную решетчатую раму 4 до ее соприкосновения с поверхностью торцевой части уступа. Затем тросами 13 горизонтальную решетчатую раму 10 опускают от балки 14 на поверхность уступа. Свободно висящие газопроницаемые цепные маты 12 ложатся на поверхность уступа, укрывая его, а секции 11 помогают выбирать неровности поверхности. Затем с помощью лебедки 20 тяжелый цепной мат 15 укладывают на боковой откос 16. Устройство готово к работе.

Вначале взрывают заряды в контурных скважинах 23, отделяя взрываемый объем от основного массива сплошной щелью, отражающей энергию взрыва и снижающей сейсмическое воздействие на массив горных пород. Контурная щель может образовываться как с торцевой части слоя, так и с его тыльной стороны, для заоткоски борта и обеспечения его устойчивого положения на долгое время. При поочередном взрыве зарядов рыхления в скважинах 22 начинается подвижка отбиваемого каждой скважиной объема горных пород вверх и в сторону бокового откоса 16 взрываемого уступа. Основная доля энергии взрыва расходуется на дробление горных пород и смещение цепных матов 5, 12 и 15. Высота подбрасывания породы с укрытием из газопроницаемых цепных матов 12 зависит только от толщины взрываемого слоя и коэффициента разрыхления породы, поскольку от последнего зависит величина вспучивания породы после ее разрыхления. Если массы газопроницаемых цепных матов 12 окажется недостаточно для удержания взрываемого объема, вспученная горная масса натягивает их до предела, в действие вступает общая масса секции 11 горизонтальной решетчатой рамы 10 над этой скважиной и движение гасится уже существенно большой массой. Если же и этого окажется недостаточно, усилие от взрыва передается на соседние секции 11, инерционная масса многократно возрастает и останавливает перемещение горной породы вверх окончательно. Существенно (в 3-4 раз) меньшие усилия от взрываемого массива передаются на тяжелые цепные маты 5, которые поглощают часть энергии взрыва, а часть передают на вертикальную решетчатую раму 4, которая через противооткатный механизм 7 передает эту энергию на опорную платформу 3 и она гасится огромной массой всего мобильного локализатора взрыва 1. Вспученная взрывом крайних к боковому откосу 16 скважин 22 горная масса охватывается тяжелым цепным матом 15, который за счет запаса его длины на величину 17 вместе со взорванной горной массой вспучивается, не позволяет ей разлетаться и удерживает на месте.

После взрыва тяжелый цепной мат 15 лебедкой 20 поднимают со взорванной горной массы и укладывают на горизонтальную решетчатую раму 10. Затем тросами 13 приподнимают горизонтальную решетчатую раму 10 над взорванной горной массой, гидроцилиндрами 6 отводят вертикальную решетчатую раму 4 от взорванной горной массы и отводят мобильный локализатор взрыва 1 в сторону, освобождая место для установки выемочного оборудования. При перегоне на большие расстояния горизонтальную решетчатую раму 10 тросами 13 поднимают вплотную к балке 14 и фиксируют направляющими 21. Затем гидроцилиндром 18 балку 14 с горизонтальной решетчатой рамой 10 складывают вокруг шарнира 19 в транспортное положение. Подвеска горизонтальной решетчатой рамы 10 на тросах 13 существенно расширяет диапазон применения установки, позволяя укрывать уступы различной высоты, вплоть до проходки разрезных траншей, а выполнение ее из секций позволяет лучше приспосабливаться к рельефу поверхности укрываемого участка пород.

Таким образом, заявляемый мобильный локализатор взрыва обеспечивает отбойку горных пород без разброса кусков под откос уступа за счет укрытия всех свободных поверхностей уступа, позволяя тем достичь поставленной цели.

Источники информации

1. Андросов А.Д. Развитие технологии реконструкции глубоких карьеров Якутии. – Новосибирск: Наука, 1991. – 103 с.

2. Инструкция по производству взрывных работ с защитными укрытиями. М.: ЦПЭС, 1987.

3. Патент Российской Федерации №2163347 МКИ 7 F 42 D 5/045 (прототип).

4. Г.П.Демидюк. Применение энергетического принципа к расчету скважинных зарядов на карьерах. // Взрывное дело №62/19. М.: Недра. 1967. С. 36-51.

Изобретение относится к области горного дела, в частности к разработке крепких горных пород в стесненных условиях, когда необходимо исключить разброс взрываемой горной массы под откос уступов, - при расконсервации временно нерабочих бортов глубоких карьеров, разноске бортов глубоких скальных выемок в дорожном строительстве и т.д. Для укрытия взрываемого слоя пород применяется мобильный локализатор взрыва, включающий ходовую тележку с опорной платформой, снабженную вертикальной и горизонтальной решетчатыми рамами, окна решеток в которых перекрыты цепными матами. Новым в установке является то, что крайняя секция горизонтальной решетчатой рамы снабжена навешенным сбоку по ее ширине тяжелым цепным матом, длина которого превышает длину бокового откоса взрываемого уступа. Технический результат изобретения - исключение разлета кусков породы при взрыве и прежде всего под откос уступов. 2 ил.

Мобильный локализатор взрыва, включающий ходовую тележку с опорной платформой, на которой размещены вертикальная решетчатая рама, связанная с опорной платформой гидроцилиндрами, противооткатным механизмом и опорным элементом с катками с возможностью перемещения и наклона, и горизонтальная решетчатая рама, выполненная из секций со свободно подвешенными в окнах решетки газопроницаемыми цепными матами, подвешенная на тросах к балке, шарнирно связанной с опорной платформой, отличающийся тем, что окна решеток вертикальной решетчатой рамы перекрыты тяжелыми цепными матами, крайняя секция горизонтальной решетчатой рамы снабжена навешенным сбоку по ее ширине тяжелым цепным матом, длина которого превышает размер бокового откоса взрываемого уступа, а на балке дополнительно размещена лебедка для установки и снятия с откоса уступа тяжелого цепного мата.