СПОСОБ ПЫЛЕПОДАВЛЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ НА КАРЬЕРАХ Российский патент 2014 года по МПК E21F5/02 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам пылеподавления при массовых взрывах скважин на карьерах, и может быть использовано в горных породах любой категории прочности и обводненности.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является способ пылеподавления при массовых взрывах отбойных скважин на карьерах, включающий заполнение каждой скважины зарядами взрывчатого вещества (ВВ) и размещение герметичной оболочки с водой на поверхности взрываемого блока вблизи устья каждой скважины (Борьба с пылью и ядовитыми газами при буровзрывных работах на карьерах. Михайлов В.А., Бересневич П.В., Лобода А.И., Родионов Н.Ф. М.: Недра, 1971. - с.81).

Недостатком аналога является то, что вода, находящаяся в герметичной оболочке, недостаточно полно используется для смачивания мелкодисперсных продуктов разрушения горных пород, что приводит к снижению эффективности пылеподавления согласно известному способу и перерасходу материалов, в частности воды, что необходимо рассматривать наряду с излишними трудозатратами на осуществление способа. Иными словами, используется только та часть объема воды, которая непосредственно находится над устьем скважины. Это происходит в силу того, что при взрыве происходит прорыв оболочки истечением расширяющихся продуктов взрыва из взрывной камеры, опережающим общее поднятие поверхности взрываемого блока. Следовательно, имеет место лишь частичное распыление объема жидкости над поверхностью взрываемого блока. Оставшаяся же часть воды движется вместе с поверхностью взрываемого блока, находясь на ней после истечения из герметичной оболочки, лишившейся своей целостности после описанного выше прорыва. Эта часть воды не распыляется в силу характера воздействия оказываемого на нее, а именно линейная скорость поднятия поверхности взрываемого блока и ее температура многократно уступают аналогичным характеристикам истечения продуктов взрыва из взрывной камеры, что не может привести к распылению и, как следствие, препятствует выполнению полезной работы по коагуляции и осаждению мелкодисперсных породных частей в целях пылеподавления.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности пылеподавления и увеличение коэффициента полезного действия энергии ВВ при массовых взрывах скважин на карьерах.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе пылеподавления при взрывных работах на карьерах, включающем заполнение каждой скважины зарядом взрывчатого вещества (ВВ) и размещение герметичной оболочки с водой на поверхности взрываемого блока вблизи устья каждой скважины, согласно заявляемому изобретению герметичную оболочку с водой размещают в установленном над устьем скважины полом цилиндре, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины, а высота которого обеспечивает размещение герметичной оболочки необходимого объема.

Объем размещаемой герметичной оболочки определяется рядом факторов, основными из которых являются горно-геологические условия ведения горных работ, а также производственные условия, определяющие производственную необходимость. Рассмотрим последовательно обе группы значимых факторов. Очевидно, что горно-геологические условия ведения горных работ, такие как литологическое строение буровзрывного блока, крепость, трещиноватость, блочность, обводненность слагающих пород, влияют на интенсивность пылеобразования при буровзрывном воздействии. Также в зависимости от производственных условий - необходимости оказывать управляемое специфическое воздействие на взрываемый массив, как например при использовании бестранспортной технологии, взрывание ведется на сброс породы, при взывании сложных угольно-породных блоков для уменьшения нарушения контакта порода-уголь намеренно снижают удельный расход ВВ и обуривают соответственно разработанную сетку скважин, при сотрясательном взрываний мерзлых слабых пород - варьируется интенсивность и объем пылеобразования, и следовательно необходимость использования того или иного объема пылеподавителя.

Притом, что для повышения эффективности пылеподавления диаметр используемого цилиндра соизмерим с диаметром скважины, единственным очевидным инструментом для изменения объема размещаемой герметичной оболочки является высота цилиндра. Таким образом, для различных, описанных выше условий, расчетно-экспериментальным методом выбирается цилиндр с высотой, позволяющей разместить герметичную оболочку, содержащую необходимое и достаточное для текущих условий количество воды.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

Каждую скважину заряжаемого блока заполняют зарядом взрывчатого вещества (ВВ) и над ее устьем размещают полый цилиндр, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины, а высота цилиндра обеспечивает размещение герметичной оболочки необходимого объема, в полый цилиндр размещают герметичную оболочку заполненную водой.

Конкретный пример осуществления заявляемого способа.

Зарядка скважин производилась на ОАО разрез Вахрушевский на горном участке №1 при взрыве горных пород, состоящих из песчаников и алевролитов, перемежающихся по глубине, крепостью 7-10 по шкале проф. Протодьяконова М.М. Блок был забурен буровым станком 3СБШ-200 №261 с сеткой скважин 5 м на 6 м, глубиной 15 м и диаметром 215.9 мм, обводненностью 8 м. Скважины пробурены вертикальные. Общее количество взрываемых скважин составляло 220 шт. По паспорту взрыва масса заряда в скважине составила 474,3 кг. Заявляемый способ был опробован на 100 скважинах. Зарядка скважин осуществлялась следующим образом. На дно скважины на детонирующем шнуре опустили шашку ТГ-П850, затем осуществили механизированную зарядку скважины сибиритом. Над устьем каждой скважины разместили полый цилиндр (например, картонный, пластиковый), диаметр которого соизмерим с диаметром скважины, а высоту цилиндра определили расчетно-экспериментальным методом. В полый цилиндр разместили герметичную оболочку, заполненную водой (или другим пылеподавителем, например, любым коагулянтом, обычно это вода, реже с поверхностно-активным веществом (ПАВ)). Таким образом было заряжено 100 скважин.

В момент производства взрыва расширяющиеся газы при восходящем истечении из взрывной камеры встречают на пути цилиндр с герметичной оболочкой, заполненной водой. Так как диаметр цилиндра соизмерим с диаметром взрывной скважины, то весь объем содержащейся в герметичной оболочке воды будет распылен расширяющимися продуктами взрыва, что позволит максимально полно использовать воду в качестве коагулянта, исключив при этом нежелательное отвлечение применяемых материалов.

После проведения массового взрыва было зарегистрировано заметное ускоряющееся снижение запыленности воздушного бассейна в районе проведения взрыва. Поднятие пылегазового облака на высоту более 40 метров и дальнейшее его распространение за пределы горных выработок не наблюдалось.

Интенсификация процесса осаждения пыли над местом взрыва позволяет уменьшить загрязнение окружающей карьер территории, что благоприятно отражается на экологической обстановке в регионе производства горных работ.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам пылеподавления при массовых взрывах скважин на карьерах. Предложенный способ включает этапы, на которых осуществляют заполнение каждой скважины зарядом взрывчатого вещества (ВВ) и размещение герметичной оболочки с водой на поверхности взрываемого блока вблизи устья каждой скважины. При этом герметичную оболочку с водой размещают в установленном над устьем скважины полом цилиндре. Причем диаметр цилиндра соизмерим с диаметром скважины, а высота выбирается в зависимости от необходимого объема герметичной оболочки. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности пылеподавления и увеличение коэффициента полезного действия энергии ВВ при массовых взрывах скважин на карьерах.

Способ пылеподавления при взрывных работах на карьерах, включающий заполнение каждой скважины зарядом взрывчатого вещества (ВВ) и размещение герметичной оболочки с водой на поверхности взрываемого блока вблизи устья каждой скважины, отличающийся тем, что герметичную оболочку с водой размещают в установленном над устьем скважины полом цилиндре, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины, а высота которого обеспечивает размещение герметичной оболочки необходимого объема.