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, взрываний 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.

Наиболее близким по существу решаемой задачи является способ взрывания под укрытием в виде навала из изношенных автомобильных шин, способных пропускать газы взрыва, снижая этим ударное воздействие на укрытие. Значительная суммарная масса шин, уложенных в несколько слоев, позволяет достичь необходимой пригрузки взрываемого массива. Инерционное сопротивление массы горной породы, усиленное массой укрытия, уравновешивает силу взрывного удара. Недостатком этого способа является большой разлет кусков взорванной горной массы под откос уступа, поскольку укрывают только горизонтальную поверхность, а также сложность в монтаже и особенно демонтаже укрытия отдельными шинами.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение безопасности взрывных работ за счет снижения разлета кусков горных пород.

Поставленная задача достигается тем, что в способе взрывания уступов под укрытием, включаещем бурение взрывных скважин, их заряжание, укрытие взрываемого объема и взрывание горных пород, согласно изобретению после зарядки скважин на откос и поверхность уступа размещают укрытие в виде мата, составленного из соединенных между собой автомобильных шин, и закрепляют его за анкеры, установленные в неглубоких скважинах, с помощью канатов или тонких цепей, при этом на подошве уступа должна оставаться часть мата размером в 1-2 шины; после этого производят монтаж взрывной сети поверх укрытия и взрывают укрытый уступ.

Уборку укрытия после взрыва производят с помощью бульдозера за канаты или цепи, снятые с анкеров.

Способ взрывания уступов под укрытием осуществляют по схеме, представленной на фиг.1 (вид укрытия сбоку) и фиг.2 (вид по стрелке А на фиг.1).

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 2 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 [2].

После зарядки взрывных скважин 2 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. На подошве уступа 1 собирают укрытие 5 из отдельных изношенных шин 6, размер которых по диаметру подбирают исходя из высоты уступа, чтобы перегиб мата по верхней и нижней бровкам уступа проходил по местам соединения отдельных шин. Диапазон размеров шин большегрузных автосамосвалов, например, типа БелАЗ достаточно широк - от 1,6 м у БелАЗ-540 до 3,1 м у БелАЗ-7519 [3]. Для соединения шин в них крест накрест устанавливают цепи или канаты 7, выходы которых сквозь протектор снабжены соединительными элементами 8, например, крюками и серьгами. Связь соединительных элементов 8 через цепи или канаты 7 преследует две цели. Во-первых, при возникновении нагрузок в момент взрыва они передаются на цепи или канаты 7, уравновешивая деформацию шин 6. Во-вторых, вчетверо уменьшается размер куска породы, который может быть выброшен через внутреннее отверстие шины 6, достигающее 0,6 м у шин БелАЗ-540 и 1,3 м у шин БелАЗ-7519. Укрытие 5 собирают либо сразу на всю ширину укрываемого объема, либо в виде отдельных полос по длине откоса и поверхности уступа, а затем соединяют несколько полос после размещения на укрываемом объеме в единое укрытие, используя для этого вспомогательные механизмы, например автомобильные вышки.

Собранное укрытие 5 с помощью автомобильного крана размещают на уступе 1, оставляя на подошве уступа часть мата длиной в 1-2 шины. С помощью канатов или цепей 9 укрытие закрепляют за анкеры 3.

После размещения укрытия на уступе всю технику и рабочих удаляют за пределы опасной зоны и приступают к монтажу взрывной сети. Для этого через отверстия в шинах из скважин извлекают детонирующие шнуры или волноводы и монтируют взрывную сеть поверх укрытия.

При поочередном взрыве зарядов рыхления основная доля энергии взрыва расходуется на дробление горных пород в уступе 1 и смещение газопроницаемого укрытия 5. Причем первым начинает смещаться часть укрытия, размещенная на откосе уступа, поскольку вспучивание породы начинается именно с откоса. За счет использования в крайних скважинах 2 зарядов выпирающего действия первый, самый сильный удар горной массы по укрытию 5, смягчается - происходит вспучивание горной массы с подвижкой, но без разлета. Это позволяет укрытию из шин плавно деформироваться на откосе уступа за счет упругости самих шин 6, связующих элементов 7 и 8 и подтягивания вверх шин 6 с подошвы. Вместе со вспученной горной массой укрытие создает буферный слой, демпфирующий взрыв следующих рядов скважин аналогично взрыванию в зажиме на неубранную горную массу и препятствующий разлету кусков сквозь зазоры в укрытии 5. Эластичность укрытия из шин за счет упругости самих шин 6 и связок 7 и 8 из канатов или цепей между ними, при вспучивании взрываемой породы не позволяет отрываться отдельным кускам от общей массы, разрыхленная горная масса плотно обхватывается матом и удерживается им в компактном состоянии. Укрытие 5, вспучиваясь на откосе, потянет за собой нижние шины 6, расположенные на подошве уступа, что обеспечит возможность смещения нижней части укрытия для демпфирования нагрузки и в то же время не позволит вылетать кускам горной массы из-под укрытия. Одновременно возникнет нагрузка и на горизонтальную часть укрытия, но ее смещению будут препятствовать анкеры 3 через канаты или цепи 9. Проушины 4 препятствуют соскальзыванию канатов или цепей 9. Поэтому укрытие начнет сползать по горной массе и за счет сил трения оказывать дополнительное сопротивление ее перемещению. При достаточно большой длине канатов или цепей 9 они при резком натяжении также амортизируют рывок на укрытие. Кроме того, каждая отдельная шина 6 укрытия 5 будет при нагрузке деформироваться в различных направлениях, также смягчая общую ударную нагрузку взрыва на укрытие. Инерционное сопротивление компактной массы породы, усиленное массой укрытия, уравновешивает силу взрывного удара. Высота подбрасывания породы с укрытием 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 длины укрытия в 1-2 шины (в зависимости от их диаметра это от 1,6 до 6 м) на подошве уступа будет достаточно, чтобы оно, вспучиваясь, не вышло за пределы взрываемой горной массы.

После взрыва укрытие с помощью канатов, снятых с анкеров, стягивают с поверхности горной массы бульдозером. При затруднениях его 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.

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 (прототип).

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

3. Справочник. Открытые горные работы. - М.: Горное бюро, 1994.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке крепких горных пород в стесненных условиях, когда необходимо исключить разброс взрываемой горной массы. В способе производят бурение взрывных скважин и их зарядку. После этого на откосе и поверхности уступа размещают укрытие в виде мата, составленного из соединенных между собой автомобильных шин, и закрепляют его посредством канатов или тонких цепей за анкеры, установленные в неглубоких скважинах. Установку мата осуществляют так, чтобы на подошве уступа осталась часть мата размером в 1-2 шины. Производят монтаж взрывной сети поверх укрытия и взрывают укрытый уступ. Уборку укрытия после взрыва могут осуществлять посредством бульдозера за канаты или цепи, снятые с анкеров. Изобретение направлено на повышение безопасности взрывных работ за счет исключения разлета кусков породы под откос уступов. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ взрывания уступов под укрытием, включающий бурение взрывных скважин, их заряжание, укрытие взрываемого объема и взрывание горных пород, отличающийся тем, что после зарядки скважин на откос и поверхность уступа размещают укрытие в виде мата, составленного из соединенных между собой автомобильных шин, и закрепляют его за анкеры, установленные в неглубоких скважинах, с помощью канатов или тонких цепей, при этом на подошве уступа должна оставаться часть мата размером в 1-2 шины, после этого производят монтаж взрывной сети поверх укрытия и взрывают укрытый уступ.2. Способ взрывания уступов под укрытием по п.1, отличающийся тем, что уборку укрытия после взрыва производят с помощью бульдозера за канаты или цепи, снятые с анкеров.