СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАДАННОЙ СТЕПЕНИ ДРОБЛЕНИЯ ТРЕЩИНОВАТОГО НАПРЯЖЕННОГО ГОРНОГО МАССИВА ПРИ ВЗРЫВАНИИ ЗАРЯДОВ ВВ ДВУХ ПАРАЛЛЕЛЬНО СБЛИЖЕННЫХ СКВАЖИН Российский патент 2017 года по МПК F42D3/04 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам взрывной отбойки руд и пород подземным способом, подготовки блоков к подземному выщелачиванию.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ получения заданной степени дробления в трещиноватом напряженном горном массиве при взрывании двух параллельно сближенных зарядов ВВ, включающий бурение рядов параллельно сближенных скважин на расстоянии между ними, определяемом в зависимости от диаметра и числа сближенных скважин, детонационных характеристик ВВ, физико-технических свойств массива (Панин И.М. Задачник по подземной разработке рудных месторождений: учеб. пособие / И.М. Панин, И.А. Ковалев - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1984. - С. 73).

Недостатком указанного способа является то, что он не учитывает величину горного давления, которое существенно влияет на расчетное расстояние между скважинами, коэффициент трения между отдельностями, показатель трещиноватости массива, а также упругую реакцию массива от действия взрыва двух параллельно сближенных зарядов.

Техническим результатом способа является получение заданной степени дробления трещиноватого напряженного горного массива при взрывании двух параллельно сближенных зарядов ВВ.

Результат достигается тем, что способ получения заданной степени дробления трещиноватого напряженного горного массива при взрывании зарядов ВВ двух параллельно сближенных скважин, включающий бурение рядов двух параллельно сближенных скважин на расстоянии между ними, определенном в зависимости от диаметра заряда, детонационных характеристик ВВ, физико-технических свойств массива, заряжание скважин и взрывание, отличающийся тем, что, с учетом трения, горного давления, показателя трещиноватости в горном массиве и эффекта упругой реакции массива от действия взрыва двух параллельно сближенных зарядов, расстояние между рядами двух параллельно сближенных скважин определяют из выражения:

где

R_∂1 - радиус зоны регулируемого дробления при взрыве двух параллельно сближенных зарядов ВВ, определяемый по формуле:

где

а - расстояние между параллельно сближенными скважинами в ряду, м;

ν - коэффициент Пуассона;

R₁ - радиус зоны дробления трещиноватого напряженного горного массива взрывом одиночного заряда ВВ определяют по формуле (Тюпин В.Н. Повышение эффективности геотехнологии с использованием энергии взрыва при деформировании напряженных трещиноватых массивов горных пород. - Дисс. на соискание уч. степени докт. техн. наук. - М.: ВНИПИпромтехнологии, 2002. - 267 с.)

где

D - скорость детонации ВВ, м/с;

ρ_в - плотность заряжания, кг/м³;

d₃ - диаметр заряда ВВ, м;

с - скорость продольной волны, м/с;

ν - коэффициент Пуассона;

σ_р - предел прочности на разрыв отдельности, Па;

μ - коэффициент трения между отдельностями в массиве;

Ф - показатель трещиноватости массива;

d_e - размер отдельности массива, м;

р - величина горного давления в месте взрывания, Па;

d_c - средний размер куска после взрыва, м;

π=3,14.

Предложенный способ, в отличие от известного, позволяет получать заданную степень дробления в трещиноватом напряженном горном массиве при взрывании двух параллельно сближенных зарядов ВВ, с учетом величины горного давления, которое существенно влияет на расчетное расстояние между скважинами, коэффициента трения между отдельностями, показателя трещиноватости массива, а также упругой реакции массива от действия взрыва двух параллельно сближенных зарядов.

Предложенный способ осуществляют следующим образом. Величину W определяют подставляя туда численные значения параметров. Физико-механические свойства массива σ_р, ν, c обычно определяют на стадии геологоразведочных работ по известным методикам. Значения величин Ф, μ взаимосвязаны с размером естественной отдельности d_e, их определяют из таблицы

Детонационные характеристики ВВ (D, ρ_в) и диаметр заряда ВВ (d₃) определяют используя справочную литературу. Величину горного давления в районе подготовки массива определяют либо геомеханическими методами, либо по известной формуле (где g - ускорение свободного падения, м/с; Н - глубина от поверхности земли, м, ρ - объемная масса горного массива, кг/м³).

Далее бурят ряды двух параллельно сближенных скважин, с расстоянием между рядами - линией наименьшего сопротивления, равным W. Скважины в ряду или нескольких рядах заряжают, затем короткозамедленно взрывают с помощью электровзрывной сети или сети СИНВ-Ш.

Пример осуществления способа. Для получения заданной степени дробления массива при взрывании двух параллельно сближенных зарядов ВВ в блоке 4Д-809 на руднике 1 ПАО ППГХО (Публичное акционерное общество Приаргунское производственное горно-химическое объединение) проводили промышленные исследования. Система разработки - подэтажно-камерная отбойка маломощных рудных тел (мощностью до 2,6 м). Необходимо было получить рудную массу со средним размером куска d_c=0,1±0,02 м. Отбиваемые породы и руды - трахидациты, с=4,35⋅10³ м/с, v=0,29, σ_р=1,39⋅10⁷ Па, d_e=0,175 м, Ф=9, μ=0,3. Величина горного давления на глубине 400 м Р=9,8⋅10⁶ Па. Расстояние между параллельно-сближенными скважинами а=0,6-0,8 м (0,7 в среднем). Результаты расчетов по формулам дают R₁=0,63 м, R_д1=0,97 м, W=1,35 м. Далее в камере 2 блока 4Д-809 бурили 3 ряда по две скважины длиной 9 м на расстоянии 0,6-0,8 м друг от друга, с расстоянием между рядами W=1,4 м. Заряжали скважины ВВ и взрывали короткозамедленно. Всего проведено 18 циклов взрывания. Качество взорванной рудной массы определялось фотопланиметрически с подсчетом средневзвешенного размера куска. Установлено, что фактический размер куска составил в среднем 0,10-0,12 м.

Таким образом, использование предложенного способа позволяет достоверно определять расстояние между рядами двух параллельно сближенных скважин, т.е. линию наименьшего сопротивления, с целью получения заданной степени дробления трещиноватого напряженного горного массива.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам взрывной отбойки руд и пород подземным способом, подготовки блоков к подземному выщелачиванию. Способ включает бурение рядов параллельно сближенных скважин на расстоянии между ними, определенном в зависимости от диаметра заряда, детонационных характеристик ВВ, физико-технических свойств массива, заряжание скважин и взрывание. Расстояние между рядами двух параллельно сближенных скважин определяют из математического выражения с учетом трения, горного давления, показателя трещиноватости в горном массиве и эффекта упругой реакции массива от действия взрыва двух параллельно сближенных зарядов, Техническим результатом способа является получение заданной степени дробления трещиноватого напряженного горного массива при взрывании двух параллельно сближенных зарядов ВВ. 1 табл.

Способ получения заданной степени дробления трещиноватого напряженного горного массива при взрывании зарядов ВВ двух параллельно сближенных скважин, включающий бурение рядов параллельно сближенных скважин на расстоянии между ними, определенном в зависимости от диаметра заряда, детонационных характеристик ВВ, физико-технических свойств массива, заряжание скважин и взрывание, отличающийся тем, что, с учетом трения, горного давления, показателя трещиноватости в горном массиве и эффекта упругой реакции массива от действия взрыва двух параллельно сближенных зарядов, расстояние между рядами двух параллельно сближенных скважин определяют из выражения:

где:

R_∂1 - радиус зоны регулируемого дробления при взрыве двух параллельно сближенных зарядов ВВ, определяемый по формуле:

где:

а - расстояние между скважинами в ряду, м;

ν - коэффициент Пуассона;

R_∂1 - радиус зоны дробления трещиноватого напряженного горного массива взрывом одиночного заряда ВВ, м, определяемый по формуле:

где: D - скорость детонации ВВ, м/с;

ρв - плотность заряжания, кг/м³;

d3 - диаметр заряда ВВ, м;

с - скорость продольной волны, м/с;

μ - коэффициент трения между отдельностями в массиве;

dc - средний размер куска после взрыва, м;

σр - предел прочности на разрыв отдельности, Па;

P - величина горного давления в месте взрывания, Па;

Ф - показатель трещиноватости массива;

de - размер отдельности массива, м;

π=3,14.