СПОСОБ ВЗРЫВАНИЯ УСТУПОВ ПОД УКРЫТИЕМ Российский патент 2005 года по МПК F42D5/00 

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к разработке крепких горных пород в стесненных условиях, когда необходимо исключить разброс взрываемой горной массы - при расконсервации временно нерабочих бортов глубоких карьеров, взрывании вблизи комплексов циклично-поточной технологии, разноске бортов глубоких скальных выемок в дорожном строительстве и т.д.

Известны способы взрывания горных пород с установкой над взрываемой поверхностью специальных укрытий различных конструкций или засыпкой поверхности уступа грунтом, автомобильными шинами навалом в несколько слоев для снижения разлета кусков горной породы [1]. Основными их недостатками являются предотвращение разлета кусков только с горизонтальных площадок, в то время как значительный выброс горной массы идет с откоса взрываемого уступа.

Способ взрывания в зажатой среде на подпорную стенку со стороны откоса уступа, исключающий разлет кусков с откоса уступа, часто неприемлем из-за отсутствия площадок достаточной ширины.

Наиболее близким по существу решаемой задачи является способ взрывания под укрытием в виде матов, изготовленных из отходов якорных цепей и способных пропускать газы взрыва, снижая этим ударное воздействие на укрытие. 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, а вся разрыхленная горная масса подбрасывается взрывом на 1-5 м вверх и падает обратно [2].

Недостатком этого способа является большой разлет кусков взорванной горной массы под откос уступа, поскольку укрывают только горизонтальную поверхность.

Технической задачей предлагаемого изобретения является исключение разлета кусков породы под откос уступов при взрывных работах.

Поставленная задача достигается тем, что в способе взрывания уступов под укрытием, включающем бурение взрывных скважин, их заряжание, укрытие взрываемого объема матами из якорных цепей и взрывание горных пород согласно изобретению после зарядки скважин на поверхности уступа размещают горизонтальный цепной мат и закрепляют его край, противоположный откосу уступа, за анкеры, установленные в неглубоких скважинах, с помощью канатов или тонких цепей, затем на боковом откосе уступа размещают цепной мат так, чтобы нижний край ложился на подошву уступа длиной не менее 2 м, а верхний его край соединяют с горизонтальным цепным матом быстроразъемным устройством; после этого производят монтаж взрывной сети поверх цепных матов и взрывают укрытый уступ.

Уборку цепных матов после взрыва производят с помощью бульдозера за канаты, снятые с анкеров.

На фиг.1 изображен уступ горных пород, укрытый цепными матами из якорных цепей в разрезе; на фиг.2 - узел А на фиг.1, на фиг.3 - момент начала подвижки горных пород при взрывании уступа.

Способ взрывания уступов под укрытием осуществляют следующим образом.

Взрываемый уступ 1 обуривают взрывными скважинами 2 и на удалении от блока бурят неглубокие (2-4 м) скважины, в которые устанавливают анкеры 3, используя для этого проушины 4. Анкеры могут быть изготовлены из обрезков толстостенных труб, например, из бывших в употреблении буровых штанг станков шарошечного бурения. После этого производят зарядку взрывных скважин 2. Крайние от бокового откоса взрывные скважины 5 выполняют наклонными и 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 [3].

После зарядки взрывных скважин 2 и 5 уступ 1 готовят к взрыву, для этого детонирующий шнур или волноводы от боевиков скважин сворачивают в кольца и прячут в верхнюю часть забойки, чтобы не повредить при последующих работах по укрытию уступа. После этого на поверхности взрываемого участка уступа 1 размещают горизонтальный цепной мат 6, например из якорных цепей, с помощью автомобильного крана большой грузоподъемности, поскольку 1 м² цепных матов из якорных цепей имеет массу от 100 до 200 кг. С помощью канатов или тонких цепей 7 горизонтальный цепной мат 6 закрепляют за анкеры 3. Затем такую операцию производят на боковом откосе уступа 1, размещая цепной мат 8 таким образом, чтобы нижняя часть была уложена на подошву уступа на длине не менее 2 м. Верхняя его часть проушинами 9 соединена с коробчатой балкой 10, выполненной, например, из швеллера, которая закладывается в паз балки 11 горизонтального цепного мата 6, имеющей размер, позволяющий балке 10 войти свободно, но исключающий ее проворачивание. Этим обеспечивается соединение цепных матов. Для предотвращения разъединения балок 10 и 11 при премещениях цепных матов в процессе взрыва на балке 11 установлены ограждающие вертикальные штыри 12.

После монтажа цепных матов всю технику и рабочих удаляют за пределы опасной зоны и приступают к монтажу взрывной сети. Для этого через зазоры в цепных матах из скважин извлекают детонирующие шнуры или волноводы и монтируют взрывную сеть поверх цепных матов.

При поочередном взрыве зарядов рыхления основная доля энергии взрыва расходуется на дробление горных пород и смещение газопроницаемых цепных матов 6 и 8. Причем первым начинает смещаться цепной мат 8, поскольку вспучивание породы начинается с откоса уступа. Это видно из приведенного на фиг.3 кадра ускоренной съемки взрыва уступа горных пород. 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. Поэтому цепной мат 8, смещаясь, потянет за собой горизонтальный цепной мат 6. Последний не сможет смещаться в сторону, удерживаемый анкерами 3, поэтому цепные маты начнут сползать по горной массе и за счет сил трения оказывать дополнительное сопротивление ее перемещению. При достаточно большой длине канатов они при резком натяжении амортизируют рывок. Инерционное сопротивление компактной массы породы, усиленное массой укрытия из цепных матов, уравновешивает силу взрывного удара. Высота подбрасывания породы с укрытием из цепных матов 6 и 8 зависит только от толщины взрываемого слоя и коэффициента разрыхления породы, поскольку от последнего зависит величина вспучивания породы после ее разрыхления. Учитывая, что коэффициент разрыхления пород при взрываний в зажиме составляет 1,05-1,1, а высота взрываемых уступов - 10-15 м, запаса цепного мата 9 в 2 м на подошве уступа будет достаточно, чтобы он, вспучиваясь, не вышел за пределы взрываемой горной массы.

После взрыва цепные маты с помощью канатов, снятых с анкеров, стягивают с поверхности горной массы бульдозером. При затруднениях цепные маты разъединяют и по частям убирают с горной массы. Для очередного взрыва используют те же канаты или тонкие цепи, укоротив их на нужную величину. В дальнейшем скважины после удаления анкеров добуривают до проектной глубины и используют как взрывные. Тем самым достигается многократное использование анкеров и неглубоких скважин, в которых они установлены, что повышает экономические показатели способа.

Таким образом, заявляемый способ взрывания уступов под укрытием обеспечивает отбойку горных пород без разброса кусков под откос уступа, позволяя тем самым решить поставленную задачу.

Источники информации

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

2. Авдеев Ф.А., Южаков С.В. Новый вид защиты от разлета кусков породы при взрывах // Взрывное дело №61/18. М.: Недра. 1966. С.218-223 (прототип).

3. 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 горному делу и может быть использовано при разработке крепких горных пород в стесненных условиях, когда необходимо исключить разброс взрываемой горной массы. Способ включает бурение взрывных скважин, их зарядку, укрытие взрываемого объема матами из якорных цепей и взрывание горных пород. На поверхности уступа размещают горизонтальный цепной мат и закрепляют его край, противоположный откосу уступа, за анкеры, установленные в неглубоких скважинах, с помощью тросов или тонких цепей. Цепной мат на боковом откосе уступа размещают так, чтобы нижний край ложился на подошву уступа длиной не менее 2 м, а верхний его край соединяют с горизонтальным цепным матом быстроразъемным устройством. Производят монтаж взрывной сети поверх цепных матов и взрывают укрытый уступ. Уборку цепных матов после взрыва могут производить с помощью бульдозера за канаты, снятые с анкеров. Изобретение направлено на повышение безопасности взрывных работ за счет исключения разлета кусков породы под откос уступов. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Способ взрывания уступов под укрытием, включающий бурение взрывных скважин, их заряжание, укрытие взрываемого объема цепными матами из якорных цепей и взрывание горных пород, отличающийся тем, что после зарядки скважин на поверхности уступа размещают горизонтальный цепной мат и закрепляют его край, противоположный откосу уступа, за анкеры, установленные в неглубоких скважинах, с помощью тросов или тонких цепей, затем на боковом откосе уступа размещают цепной мат так, чтобы нижний край ложился на подошву уступа длиной не менее 2 м, а верхний его край соединяют с горизонтальным цепным матом быстроразъемным устройством, после этого производят монтаж взрывной сети поверх цепных матов и взрывают укрытый уступ.2. Способ взрывания уступов под укрытием по п.1, отличающийся тем, что уборку цепных матов после взрыва производят с помощью бульдозера за канаты, снятые с анкеров.