СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ БЛОКА ГОРНЫХ ПОРОД ВЗРЫВОМ Российский патент 2010 года по МПК F42D3/04 

Изобретение относится к горной промышленности, а также к строительству и может быть использовано при взрывании горных пород в карьерах, траншеях, котлованах и др. выемках.

Удельный расход энергии на дробление руды составляет от 2 до 5 кВт·ч/т, а на тонкое измельчение материалов (мельче 40 мкм) требуется уже 100-150 кВт·ч/т и более. Поэтому подготовку к селективному разъединению минералов следует начинать на стадии взрывной отбойки, при которой в кусках руды должна закладываться разветвленная сеть зародышевых трещин и обеспечиваться разупрочнение минеральных агрегатов по плоскостям срастания минералов [1].

Однако при взрывании промышленных блоков горных пород на дробление породы расходуется только часть энергии взрывчатых веществ (ВВ), т.к. значительная часть уходит в массив неотбиваемой породы. В зависимости от величины энергии, поступающей в массив в породе, могут образовываться так называемые «волосяные трещины», после чего куски из такого массива будут легче дробиться и измельчаться на всех стадиях горно-обогатительного производства. Согласно [2] взрыв каждого отдельного скважинного заряда ВВ создает сжимающую нагрузку в объеме массива, вдвое превышающем объем отбиваемой породы. Несмотря на постоянное хаотичное взрывание отдельных блоков, еще не отбитая взрывом от массива порода испытывает воздействие взрывных волн, в результате чего, как показал практический опыт, ее прочность постепенно снижается. При существующих системах разработки месторождений и способах ведения взрывных работ [3-6] взрывные волны от каждого массового взрыва распространяются по горному массиву весьма произвольно, что не позволяет считать их действие достаточно эффективным и является недостатком современных способов.

Заявленное изобретение направлено на снижение потерь энергии при взрывании блоков горных пород, а также на повышение эффективности дробления (измельчения) породы на всех технологических стадиях горного производства.

Данный способ может быть эффективно реализован при взрывных работах, практически на любом горном предприятии или строительном объекте, где необходимо осуществлять водоотлив.

Технический результат достигается тем, что в способе разрушения блока горных пород взрывом, на горном предприятии, где необходимо осуществлять водоотлив, для создания в массиве горных пород слоев с разными физическими свойствами, перед взрывом непосредственно под блоком на заданной глубине в слое водонасыщенных горных пород создают экран путем откачивания воды из этого слоя, понижая ее уровень в массиве до требуемого расположения экрана, при этом глубина расположения экрана определяется требуемой глубиной отбойки или разработки горных пород, длиной взрывных скважин или высотой уступа.

Создание в массиве горных пород слоев с разными физическими свойствами позволяет сократить потери энергии взрыва, т.к. часть энергии будет возвращаться в разрушаемый породный блок вместе с отраженными от искусственно созданного экрана волнами. Известно, что взрывные волны, впрочем, как и невзрывные, отражаются на границе сред, имеющих разные физические параметры [7, 8]. При этом, чем сильнее различаются свойства сред или горных пород, тем величина энергии в отраженной волне будет более значительна. Поэтому наибольший эффект от применения предлагаемого способа может быть получен при взрывании пористых и карстовых горных пород.

Создать экран на заданной глубине можно, откачав воду из карьера (разреза и др.), понизив ее уровень в массиве до требуемого.

Контроль уровня «грунтовых вод» или водопонижения можно осуществить, ориентируясь на высоту столба воды в скважинах или других зарядных выработках, а также на уровень воды в оконтуривающих блок траншеях, при их наличии.

Глубина расположения экрана определяется в каждом случае конкретно, например требуемой глубиной отбойки горных пород или требуемой глубиной их разработки, длиной взрывных скважин или высотой уступа.

Литература

1. Вайсберг Л.А., Баранов В.Ф., Биленко Л.Ф., Дьячкова Т.Ф. Современное состояние и перспективы развития процессов дробления и измельчения минерального сырья. Материалы 4 Международной научной школы молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых» 6-9 ноября 2007 г. - М.: ИПКОН РАН, 2007, С.259-269.

2. Кук М.А. Наука о промышленных взрывчатых веществах. - М.: Недра, 1980, - 453 с.

3. Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам. - М.: Недра, 1982, - 414 с.

4. Ржевский В.В. Процессы открытых горных работ. - М.: Недра, 1978, - 541 с.

5. Трубецкой К.Н., Потапов М.Г., Виницкий К.Е. и др. Справочник. Открытые горные работы. - М.: Горное бюро, 1994, - 590 с.

6. Авдеев Ф.А., Барон В.Л., Блейман И.Л. Производство массовых взрывов. - М.: Недра, 1977, - 312 с.

7. 183. Физика взрыва / Под ред. Л.П.Орленко. - Изд. 3-е, испр. - В 2 т. Т.1. - М.: Физматлит, 2004. - 832 с.

8. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. Издание шестое. - М.: Наука, 1974, - 256 с.

Изобретение относится к горной промышленности, а также к строительству и может быть использовано при взрывании горных пород в карьерах, траншеях, котлованах. Способ разрушения блока горных пород взрывом реализуется на горных предприятиях, где необходимо осуществлять водоотлив. Для создания в массиве горных пород слоев с разными физическими свойствами, перед взрывом непосредственно под блоком на заданной глубине в слое водонасыщенных горных пород создают экран путем откачивания воды из этого слоя, понижая ее уровень в массиве до требуемого расположения экрана. Глубина расположения экрана определяется требуемой глубиной отбойки или разработки горных пород, длиной взрывных скважин или высотой уступа. Изобретение позволяет повысить эффективность дробления на всех технологических стадиях горного производства и понизить потери энергии при взрывании. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ разрушения блока горных пород взрывом, отличающийся тем, что на горном предприятии, где необходимо осуществлять водоотлив, для создания в массиве горных пород слоев с разными физическими свойствами перед взрывом непосредственно под блоком на заданной глубине в слое водонасыщенных горных пород создают экран путем откачивания воды из этого слоя, понижая ее уровень в массиве до требуемого расположения экрана.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что глубина расположения экрана определяется требуемой глубиной отбойки или разработки горных пород, длиной взрывных скважин или высотой уступа.