УКРЫТИЕ МЕСТ ВЗРЫВА ИЗНОШЕННЫМИ АВТОМОБИЛЬНЫМИ ШИНАМИ Российский патент 2008 года по МПК F42D5/05 

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к разработке крепких горных пород в стесненных условиях, когда необходимо снизить разброс взрываемой горной массы: при расконсервации временно нерабочих бортов глубоких карьеров, взрываний вблизи комплексов циклично-поточной технологии, и может быть использовано в дорожном строительстве при разноске бортов глубоких скальных выемок и других подобных работах.

Распространены укрытия мест взрыва для снижения разлета кусков горной породы при взрывном дроблении различных конструкций, устанавливаемых над горизонтальной взрываемой поверхностью, арочные, щитовые, а также засыпка взрываемой поверхности грунтом, автомобильными шинами навалом в несколько слоев [1]. Основными их недостатками являются малая защищаемая площадь у передвижных конструкций и одноразовое использование у насыпных.

Наиболее близким по существу решаемой задачи является укрытие мест взрыва из автомобильных шин, выполненное в виде однослойного мата, составленного из соединенных между собой автомобильных шин различного размера так, чтобы шины меньшего размера вписывались в зазоры между шинами крупного размера. Мат закреплен на поверхности уступа с помощью канатов или цепей за анкеры, установленные в неглубоких скважинах за пределами взрываемого блока. Такая конструкция позволяет укрывать поверхности различной площади, причем не только сверху, но и на откосе уступа, откуда идет значительный разброс кусков породы [2].

Недостатком этой конструкции являются низкая надежность и малый срок службы соединительных элементов в виде тросов или цепей из-за высокой динамической нагрузки в процессе развития взрыва. При этом мало используются упругие свойства самих шин.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение надежности и срока службы укрытия из автомобильных шин за счет использования их упругости и регулирования размеров разлетающихся кусков.

Поставленная задача достигается тем, что в укрытии мест взрыва изношенными автомобильными шинами, выполненном в виде однослойного мата из соединенных между собой изношенных автомобильных шин различного размера с размещением шин меньшего размера в зазорах между шинами крупного размера, закрепленного на поверхности уступа с помощью канатов или цепей за анкеры, установленные в неглубоких скважинах за пределами взрываемого блока, согласно изобретению шины соединяют между собой с помощью хомутов из металлической полосы, закрепленных на диаметрально противоположных частях шин и снабженных соединительными элементами, а внутри шин размещены сменные сетки из цепей или решетки из прутьев с различным размером окон, свободно висящие на хомутах.

Укрытие мест взрыва из автомобильных шин представлено на фиг.1 (вид укрытия сбоку), фиг.2 (вид по стрелке А на фиг.1) и фиг.3 (сечение Б-Б на фиг.2).

На подошве уступа 1 собирают однослойный мат 2 из отдельных изношенных автомобильных шин 3, 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 [2]. Для соединения шин в однослойном мате 2 на них диаметрально противоположно, крест-накрест закрепляют хомуты 4 из полосового металла, снабженные соединительными элементами 5, например крюками и серьгами. Соединение изношенных шин 3 элементами 5 через хомуты 4 позволяет при возникновении нагрузок в момент взрыва использовать для их поглощения упругую деформацию шин 3 и их трение о поверхность горной массы. Для уменьшения размера куска породы, который может быть выброшен через внутреннее отверстие шины 3, достигающее 0,6 м у шин БелАЗ-540 и 1,3 м у шин БелАЗ-7519, внутрь шин устанавливают решетки или сетки из цепей 6. Их закрепляют на хомутах 4 с помощью гибких связей 7, выполненных, например, из цепей со значительной слабиной, позволяющей решетке или цепной сетке 6 перемещаться по высоте, что повысит их демпфирующую способность и устойчивость к динамическому воздействию. Размер окон решетки определяется необходимой степенью защиты охраняемого объекта по размеру кусков горной массы, поскольку дальность разлета кусков зависит от их размера. Затем в зазоры между шинами крупного размера вставляют шины 8 меньшего размера с такими же элементами 4 и 5, как и шин большого размера. При этом в местах перегиба мата на бровках уступа вставляют шины малого размера, разделенные пополам, чтобы они могли огибать уступ по бровкам. Например, шины 3 могут быть использованы от БелАЗ-7519 диаметром 3,1 м, а малого размера 8 - от БелАЗ-540, диаметром 1,6 м. Однослойный мат 2 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.

Собранный однослойный мат 2 с помощью автомобильного крана размещают на уступе 1 так, чтобы он укрыл все взрывные скважины 9, оставляя на подошве уступа часть однослойного мата 2 размером в 1-2 шины. С помощью канатов или цепей 10 укрытие закрепляют за анкеры 11.

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 в скважинах 9 уступа 1 основная доля энергии взрыва расходуется на дробление горных пород и смещение газопроницаемого однослойного мата 2. Причем первой начинает смещаться его часть, размещенная на откосе уступа, поскольку вспучивание породы начинается именно с откоса. За счет использования в крайних скважинах 9 зарядов выпирающего действия первый, самый сильный удар горной массы по укрытию смягчается - происходит вспучивание горной массы с подвижкой, но без разлета [3]. Это позволяет однослойному мату из шин плавно деформироваться на откосе уступа за счет упругости шин 3 и 8 и подтягивания вверх шин 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 однослойном мате 2.

Эластичность укрытия из шин за счет упругости шин при вспучивании взрываемой породы не позволяет отрываться отдельным кускам от общей массы, разрыхленная горная масса плотно обхватывается матом и удерживается им в компактном состоянии. Часть однослойного мата 2, расположенная на откосе уступа 1, вспучиваясь, потянет за собой нижние шины 3 и 8, 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 однослойного мата, но ее смещению будут препятствовать анкеры 11 через канаты или цепи 10. Проушины 12 препятствуют соскальзыванию канатов или цепей 10 с анкеров 11, однослойный мат 2 начнет сползать по горной массе и за счет сил трения оказывать дополнительное сопротивление ее перемещению.

При достаточно большой длине канатов или цепей 10 они при резком натяжении также амортизируют рывок на укрытие. Кроме того, каждая отдельная шина будет при нагрузке деформироваться в различных направлениях, также смягчая общую ударную нагрузку взрыва на однослойный мат. 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 взрывании 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 цепи 10.

Таким образом, заявляемое укрытие мест взрыва изношенными автомобильными шинами обеспечивает отбойку горных пород с минимальным разбросом кусков горной массы, кроме того, использование упругих свойств шин для поглощения динамических взрывных нагрузок увеличивает надежность и срок службы укрытия, а возможность установки решеток внутрь шин с различным размером окон позволяет регулировать дальность возможного разлета кусков взорванной массы, что позволяет решить поставленную задачу.

Источники информации

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

2. Справочник. Открытые горные работы. М.: Горное бюро, 1994. С.359-361.

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 области горной промышленности, в частности к разработке крепких горных пород в стесненных условиях, когда необходимо снизить разброс взрываемой горной массы: при расконсервации временно нерабочих бортов глубоких карьеров, взрываниях вблизи комплексов циклично-поточной технологии, и может быть использовано в дорожном строительстве при разноске бортов глубоких скальных выемок и других подобных работах. Укрытие мест взрыва изношенными автомобильными шинами выполняют в виде однослойного мата из соединенных между собой изношенных автомобильных шин различного размера с размещением шин меньшего размера в зазорах между шинами крупного размера. Мат закреплен на поверхности уступа с помощью канатов или цепей за анкеры, установленные в неглубоких скважинах за пределами взрываемого блока. Шины соединяют между собой с помощью хомутов из металлической полосы, закрепленных на диаметрально противоположных частях шин и снабженных соединительными элементами, а внутри шин размещены сменные сетки из цепей или решетки из прутьев с различным размером окон, свободно висящие на хомутах. Изобретение позволяет повысить надежность и срок службы укрытия из автомобильных шин за счет использования их упругости и регулирования размеров разлетающихся кусков. 3 ил.

Укрытие мест взрыва изношенными автомобильными шинами, выполненное в виде однослойного мата из соединенных между собой изношенных автомобильных шин различного размера с размещением шин меньшего размера в зазорах между шинами крупного размера, закрепленного на поверхности уступа с помощью канатов или цепей за анкеры, установленные в неглубоких скважинах за пределами взрываемого блока, отличающееся тем, что шины соединяют между собой с помощью хомутов из металлической полосы, закрепленных на диаметрально противоположных частях шин и снабженных соединительными элементами, а внутри шин размещают сменные сетки из цепей или решетки из прутьев с различным размером окон, свободно висящие на хомутах.