КОМПЕНСАЦИОННАЯ ТРУБА ДЛЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ И СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ С ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕМ Российский патент 2019 года по МПК F42D1/00 

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники

Настоящее изобретение относится к области технологий горных работ и, в частности, к компенсационной трубе для взрывных работ и к способу проведения взрывных работ с ее применением.

Предпосылки изобретения

В настоящее время в технологии горных работ взрывные работы с помощью взрывчатых веществ являются широко применяемым средством. Взрывные работы в шахте возникают в результате разработки и расширения взрывных работ, которые определяются как технология, использующая эффекты сжатия, рыхления, разрушения, отбрасывания и поражения, вызванные взрывом взрывчатых веществ в воздухе, воде и среде земных и горных пород или объектах для достижения заданной цели.

1) Классификация взрывных работ на открытых рудниках следующая: буровзрывные работы методом глубоких скважин для продвижения, вторичное взрывание для больших блоков и оснований, контурное взрывание вблизи склонов и тому подобное.

2) Существуют следующие способы проведения взрывных работ: короткозамедленное взрывание, взрывание в условиях зажима, контурное взрывание, взрывание методом неглубоких скважин и вторичное взрывание с незащищенной упаковкой взрывчатого вещества.

Для добычи полезных ископаемых с помощью взрывных работ с применением взрывчатых веществ крайне необходимы технические средства, используемые операторами во время работы. Из-за нестабильности взрывчатых веществ они подвержены взрыву при высокой температуре, сильном ударе и в случае искр. Поэтому во время работы легко возникает опасность. Даже если взрывные работы проводит профессиональная бригада, проводящая взрывные работы, все равно существует множество небезопасных факторов, не позволяющих эффективно гарантировать безопасность операторов. В дополнение, взрывчатое вещество, как предмет ограниченного обращения, имеет строгие требования к хранению, обращению и использованию; и требует вложения большого количества рабочей силы и материальных ресурсов для защиты. Стоимость применения является высокой. Кроме того, процедуры экспертизы при применении взрывчатых веществ в Китае являются обременительными и строгими, и поэтому взрывчатые вещества применять неудобно. Следовательно, существует потребность в недорогом, удобном и безопасном взрывном устройстве для замены взрывных работ с применением взрывчатых веществ.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение устраняет недостатки в существующих взрывных работах с применением взрывчатых веществ; и предлагает компенсационную трубу для взрывных работ и способ взрывных работ с ее применением, при котором в компенсационной трубе не размещают легковоспламеняющиеся и взрывчатые вещества. Во время работы отсутствуют риски, связанные с нарушением техники безопасности, конструкция простая и себестоимость низкая.

Технические решения, предоставляемые согласно настоящему изобретению, являются следующими.

Предлагается компенсационная труба для взрывных работ. Компенсационная труба содержит: основную трубу, передний и задний концы которой обеспечены первой заглушкой и второй заглушкой, и патрубок, который прикреплен к внутренней части основной трубы посредством первой заглушки, причем внутри патрубка предусмотрены газификационный агент и электростартер, установленный на первой заглушке, другой конец патрубка обеспечен уплотнительной заглушкой, в головной части основной трубы дополнительно предусмотрена соединительная труба, один конец соединительной трубы соединен с источником газа или источником воды, а другой конец проникает через первую заглушку для сообщения с внутренней полостью основной трубы.

В головной части основной трубы дополнительно предусмотрен газоотводной канал, причем в газоотводном канале герметично установлена торцевая крышка, и внутренняя стенка газоотводного канала имеет резьбовое соединение с наружной стенкой торцевой крышки.

Основная труба, патрубок, первая заглушка, вторая заглушка и уплотнительная заглушка выполнены из материала на основе ПВХ.

Соединительная труба выполнена с применением металлического материала.

Предложен способ взрывных работ с применением вышеописанной компенсационной трубы для взрывных работ. Способ включает следующие этапы:

a. соединение группы компенсационных труб способом «передняя часть к задней части», причем соединительная труба соединяет основные трубы двух соседних компенсационных труб, вторая заглушка в компенсационной трубе на заднем конце полностью закрыта и соединительная труба в первой заглушке в компенсационной трубе на самом конце соединяет внутреннюю часть с внешней частью ее основной трубы;

b. пробивание скважины в месте взрыва с помощью бурильной машины, причем скважина может вмещать группу компенсационных труб, соединенных между собой способом «передняя часть к задней части»;

c. размещение группы компенсационных труб в скважине, пробитой на этапе b, и герметизация отверстия скважины цементом; и

d. запуск электростартера с помощью пульта дистанционного управления для воспламенения газификационного агента внутри патрубка, при этом температура газификационного агента повышается и высокая температура патрубка вызывает высокотемпературную газификацию воды или воздуха внутри основной трубы, приводящую к расширению, и, в конечном итоге, осуществление взрывных работ с помощью компенсационных труб.

На этапе a компенсационные трубы жестко соединены посредством крепежных деталей, где крепежная деталь представляет собой фитинг с двумя концами, обеспеченными наружной резьбой, и средней частью с конструкцией в виде шестиугольной призмы. Каждая из первой заглушки и второй заглушки компенсационной трубы обеспечена резьбовым отверстием, резьбы на двух концах крепежной детали соответственно находятся в резьбовом соединении со второй заглушкой первой компенсационной трубы и первой заглушкой второй компенсационной трубы. Соединительная труба расположена в крепежной детали, а два конца соединительной трубы по отдельности сообщаются с внутренними частями двух соединенных компенсационных труб.

На этапе a компенсационные трубы жестко соединены посредством крепежных деталей, где крепежная деталь представляет собой фитинг с двумя концами, обеспеченными внутренней резьбой. Передние и задние концы каждой компенсационной трубы обеспечены наружной резьбой. Резьбы на двух концах крепежной детали соответственно соединены с наружной резьбой на заднем конце первой компенсационной трубы и наружной резьбой на переднем конце второй компенсационной трубы. Соединительная труба расположена в крепежной детали, а два конца соединительной трубы по отдельности сообщаются с внутренними частями двух соединенных компенсационных труб.

Массовые соотношения ингредиентов газификационного агента являются следующими: нитрогуанидин - от 40 до 50%, основный нитрат меди - от 40% до 50%, оксид железа - от 3% до 7% и перхлорат аммония - от 3% до 7%.

Массовые соотношения ингредиентов газификационного агента предпочтительно являются следующими: нитрогуанидин - 45%, основный нитрат меди - 45%, оксид железа - 5% и перхлорат аммония - 5%.

На этапе d после того, как газификационный агент воспламеняется с помощью электростартера, температура его нагрева в течение 40 мс составляет не менее 400°C.

Положительные эффекты настоящего изобретения заключаются в следующем. Способ взрывных работ согласно настоящему изобретению не требует обременительных процедур экспертизы, а также не требует профессионального персонала для обращения, хранения и эксплуатации. Взрывные работы довольно удобны и просты в подготовке. Кроме того, компенсационная труба для взрывных работ не является ни легковоспламеняющейся, ни взрывоопасной, и, таким образом, во время работы может быть гарантирована безопасность рабочих, которые закладывают трубу. Для управления взрывными работами может применяться пульт дистанционного управления. Следовательно, данная операция проста и безопасна, а технические требования к операторам не высокие.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На фиг. 1 представлена схематическая структурная схема компенсационной трубы согласно настоящему изобретению.

На фиг. 2 представлена схематическая структурная схема, показывающая соединение между компенсационными трубами в варианте осуществления 1 настоящего изобретения; и

на фиг. 3 представлена схематическая структурная схема, показывающая соединение между компенсационными трубами в варианте осуществления 2 настоящего изобретения.

Значения позиционных обозначений: 1. основная труба, 2. патрубок, 3. первая заглушка, 4. вторая заглушка, 5. уплотнительная заглушка, 6. соединительная труба, 7. электростартер, 8. крепежная деталь, 9. газоотводной канал и 10. торцевая крышка.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

С постепенным улучшением ситуации в области безопасности производства в Китае осведомленность и ожидания людей в отношении безопасности также возрастают. В частности, поскольку в последние годы горнодобывающая промышленность непрерывно и быстро развивается, количество работников шахт достигло значительных масштабов, и страна также придает большое значение безопасности производства на шахтах. Режим добычи полезных ископаемых для открытых рудников в основном обусловлен добычей с применением взрывных работ, которая имеет производственные преимущества высокой эффективности, точности и оперативности и может принести значительные экономические выгоды горнодобывающим предприятиям. При непрерывном развитии производства трудности в поверхностном взрывании постепенно возрастают, но опасность существенно не уменьшается. Также следует знать, что проблема безопасности взрывных работ в шахтах по-прежнему является большой скрытой опасностью в процессе добычи, и вредное воздействие для окружающих, вызванное взрывом, также является реальностью, наносящей серьезный ущерб экологической среде, от которой зависит выживание людей. По-прежнему время от времени происходят несчастные случаи. Поэтому необходимо усилить эффективное управление безопасностью взрывных работ, одновременно усиливая добычу полезных ископаемых. Следовательно, в целях управления интенсивностью вибраций от взрыва и эффективного устранения разлетающихся камней, возникающих при взрывных работах, необходимо рационально подбирать параметры взрыва, чтобы эффективно уменьшить разрушающее воздействие вибрации от взрыва на окружающую среду.

Безопасность взрывных работ является главным приоритетом при всех горных работах и конкретно демонстрирует ориентированную на людей идею в работе.

Из-за сложности условий взрывных работ и условий работы трудно применять постоянный режим для безопасности поверхностного взрывания. В определенных обстоятельствах дополнительно требуется определить безопасность в соответствии с конкретными условиями. Поэтому необходимо усилить организацию работ по технике безопасности при взрывных работах, повысить инициативу и возможность прогнозирования безопасности производства и полностью избежать несчастных случаев на производстве при взрывных работах.

Настоящее изобретение относится к компенсационной трубе для взрывных работ и способу взрывных работ с ее применением, которые применяются для использования ресурсов рудников посредством взрывных работ. Компенсационная труба содержит основную трубу 1, передний и задний концы которой обеспечены первой заглушкой 3 и второй заглушкой 4, и патрубок 2, который прикреплен к внутренней части основной трубы 1 посредством первой заглушки 3, причем внутри патрубка 2 предусмотрены газификационный агент и электростартер 7, установленный на первой заглушке 3, другой конец патрубка 2 обеспечен уплотнительной заглушкой 5, в головной части основной трубы 1 дополнительно предусмотрена соединительная труба 6, один конец соединительной трубы 6 соединен с источником газа или источником воды, а другой конец проникает через первую заглушку 3 для сообщения с внутренней полостью основной трубы 1. Компенсационные трубы вышеуказанной конструкции соединяются с образованием группы компенсационных труб, применяемой для взрывных работ.

Вариант осуществления 1

Как показано на фиг. 1 и на фиг. 2, основная труба 1, патрубок 2, первая заглушка 3, вторая заглушка 4 и уплотнительная заглушка 5 выполнены с применением материала на основе ПВХ. Соединительная труба 6 выполнена с применением металлического материала. Газификационный агент в патрубке 2 содержит следующие ингредиенты в соответствии с массовым соотношением: нитрогуанидин - 45%, основный нитрат меди - 45%, оксид железа - 5% и перхлорат аммония - 5%. Длина и диаметр каждой компенсационной трубы составляют соответственно 80 см и 90 мм. Способ взрывных работ для вышеуказанной конструкции компенсационной трубы, в частности, включает следующие этапы.

a. Группу компенсационных труб соединяют между собой способом «передняя часть к задней части». Две соседние компенсационные трубы жестко соединяют посредством крепежной детали 8, причем крепежная деталь 8 представляет собой фитинг с двумя концами, обеспеченными наружной резьбой, и среднюю часть с конструкцией в виде шестиугольной призмы. Каждая из первой заглушки 3 и второй заглушки 4 компенсационной трубы обеспечена резьбовым отверстием, резьбы на двух концах крепежной детали 8 соответственно находятся в резьбовом соединении со второй заглушкой 4 первой компенсационной трубы и первой заглушкой 3 второй компенсационной трубы. Соединительная труба 6 расположена в крепежной детали 8, а два конца соединительной трубы по отдельности сообщаются с внутренними частями двух соединенных компенсационных труб. Резьбовое отверстие второй заглушки 4 в компенсационной трубе на заднем конце закрыто. Соединительная труба 6 проникает через первую заглушку в компенсационную трубу на переднем конце. Основная труба 1 компенсационной трубы может быть заполнена водой или воздухом. Для заполнения воздухом не требуется никаких операций. Воздух присутствует в собранной группе компенсационных труб. Если для заполнения трубы используется вода в качестве расширяющего взрывающего вещества, необходимо отвинтить торцевую крышку 10 на каждой компенсационной трубе и нагнетать воду через соединительную трубу 6 в компенсационную трубу на самом конце. Каждый раз, когда компенсационная труба заполняется, торцевая крышка 10 завинчивается для герметизации. После того, как основная труба 1 компенсационной трубы на самом конце полностью заполнится, внешнее отверстие соединительной трубы 6 герметизируют.

b. В месте взрыва пробивают скважину с помощью бурильной машины, причем диаметр пробитой скважины составляет от 90 см до 100 см, и ее глубина составляет от 1 м до 10 м, и скважина может вмещать группу компенсационных труб, соединенных способом «передняя часть к задней части».

c. Группу компенсационных труб помещают в скважину, пробитую на этапе b, и отверстие скважины герметизируют цементом.

d. С пульта дистанционного управления запускают электростартер 7 для воспламенения газификационного агента внутри патрубка 2. Температура газификационного агента повышается. После того, как газификационный агент воспламеняется с помощью электростартера 7, температура его нагрева в течение 40 мс составляет не менее 400°C. Высокая температура патрубка 2 вызывает высокотемпературную газификацию воды или воздуха внутри основной трубы 1, что приводит к расширению, и затем компенсационная труба взрывается. В конечном итоге, шахта взрывается в месте взрыва для проведения добычи полезных ископаемых.

Вариант осуществления 2

Как показано на фиг. 1 и на фиг. 3, основная труба 1, патрубок 2, первая заглушка 3, вторая заглушка 4 и уплотнительная заглушка 5 выполнены с применением материала на основе ПВХ. Соединительная труба 6 выполнена с применением металлического материала. Газификационный агент в патрубке 2 содержит следующие ингредиенты в соответствии с массовым соотношением: нитрогуанидин - 45%, основный нитрат меди - 45%, оксид железа - 5% и перхлорат аммония - 5%. Длина и диаметр каждой компенсационной трубы составляют соответственно 80 см и 90 мм. Способ взрывных работ для вышеуказанной конструкции компенсационной трубы, в частности, включает следующие этапы.

a. Группу компенсационных труб соединяют между собой способом «передняя часть к задней части». Две соседние компенсационные трубы жестко соединены посредством крепежной детали 8, причем крепежная деталь 8 представляет собой фитинг с двумя концами, обеспеченными внутренней резьбой. Передние и задние концы каждой компенсационной трубы обеспечены наружной резьбой. Резьбы на двух концах крепежной детали 8 соответственно соединены с наружной резьбой на заднем конце первой компенсационной трубы и наружной резьбой на переднем конце второй компенсационной трубы. Соединительная труба 6 расположена в крепежной детали 8, а два конца соединительной трубы по отдельности сообщаются с внутренними частями двух соединенных компенсационных труб. Когда основная труба 1 компенсационной трубы заполняется водой, вода нагнетается в основные трубы 1 группы компенсационных труб через соединительную трубу 6 в компенсационной трубе на самом конце, и торцевые крышки 10 не отвинчиваются. Поскольку газоотводной канал 9 не используется, время нагнетания больше, чем в варианте осуществления 1. Внешнее отверстие соединительной трубы 6 герметизируют после завершения нагнетания. Поскольку крепежная деталь 8 жестко соединяет внешние окружности двух соседних компенсационных труб, компенсационные трубы в группе компенсационных труб плотно закреплены и их нелегко сломать или ослабить во время транспортировки или применения. Основная труба 1 компенсационной трубы также может быть заполнена воздухом, и операция нагнетания не требуется. Время сборки такое же, как в варианте осуществления 1, но способ сборки этого варианта осуществления обеспечивает большую безопасность, чем в варианте осуществления 1.

b. В месте взрыва пробивают скважину с помощью бурильной машины, причем диаметр пробитой скважины составляет от 90 см до 100 см, и ее глубина составляет от 1 м до 10 м, и скважина может вмещать группу компенсационных труб, соединенных способом «передняя часть к задней части».

c. Группу компенсационных труб помещают в скважину, пробитую на этапе b, и отверстие скважины герметизируют цементом.

d. С пульта дистанционного управления запускают электростартер 7 для воспламенения газификационного агента внутри патрубка 2. Температура газификационного агента повышается. После того, как газификационный агент воспламеняется с помощью электростартера 7, температура его нагрева в течение 40 мс составляет не менее 400°C. Высокая температура патрубка 2 вызывает высокотемпературную газификацию воды или воздуха внутри основной трубы 1, что приводит к расширению, и затем компенсационная труба взрывается. В конечном итоге, шахта взрывается в месте взрыва для проведения добычи полезных ископаемых.

В настоящем изобретении основная труба заполняется водой или воздухом в качестве расширяющего взрывающего вещества, которое заменяет обычное взрывчатое вещество. Кадровый состав и капитальные вложения в сохранность, хранение и управление значительно сокращаются, и соответствующие отделы не обязаны давать одобрение и делать записи, что упрощает процедуры применения. Кроме того, компоненты компенсационной трубы легко получить, и, соответственно, затраты могут быть уменьшены. Из-за отсутствия легковоспламеняющихся веществ и взрывчатых веществ вероятность несчастных случаев значительно снижается во время фазы подготовки взрывных работ, эффективно обеспечивая безопасность операторов. Компенсационная труба может быть быстро собрана, а несколько компенсационных труб объединены в группу для взрывных работ. Мощностью взрывных работ можно управлять за счет комбинации. Более того, из-за характеристик газификации воды или расширения воздуха при высокой температуре по сравнению с обычным способом взрывных работ, использование такой компенсационной трубы при шахтных взрывных работах вызывает относительно несильный звук от взрыва; не создает разлетающиеся камни, пыль, ударные волны, взрывные волны и вредный газ; и практически не влияет на окружающую среду вблизи места взрыва. Следовательно, настоящее изобретение надлежащим образом популяризируется и применяется в соответствующей области.

Перед взрывными работами необходимо точно знать исходные условия зоны взрывных работ; и детально изучить топографию, геологические условия, окружающие здания и схемы движения персонала в зоне взрывных работ. Кроме того, необходимо принять эффективные меры предосторожности в отношении существующих проблем.

Для обеспечения высокой безопасности при применении компенсационной трубы согласно настоящему изобретению для взрывных работ также необходимо точно определить диапазон опасности зоны взрывных работ. Диапазон опасности может быть рассчитан в соответствии с формулой расчета, касающейся взрывных работ, но при нормальных обстоятельствах дополнительно должен удовлетворять условиям диапазона от 200 м до 250 м радиуса опасности. При проведении взрывных работ диапазон радиуса опасности должен составлять от 350 м до 400 м. При определении диапазона опасности буровзрывных работ методом глубоких скважин следует учитывать воздействие волн вибрации грунта и взрывных волн, а также необходимо измерять и рассчитывать безопасное расстояние для разлетающихся камней. Следует точно определить диапазоны опасности как для буровзрывных работ методом глубоких скважин, так и для буровзрывных работ методом неглубоких скважин.

Качество взрывных работ также оказывает большое влияние на безопасность взрывных работ. На практике, за исключением нескольких геологических причин, большая часть несчастных случаев при взрывных работах вызвана неквалифицированными взрывными работами, такими как неправильное подключение к сети, неквалифицированная блокировка, посторонние предметы в отверстии взрывной скважины и тому подобное, что все может привести к несчастным случаям при взрывных работах. Кроме того, очень важно установить оповещение об опасности на участке взрывных работ. Следует учитывать безопасность персонала в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Одним словом, должен быть план действий в чрезвычайных обстоятельствах.

В дополнение к вышеуказанным мерам необходимо также подготовить меры по предупреждению несчастных случаев при взрывных работах на открытых рудниках.

Определение диапазона повреждений при взрывных работах и безопасного расстояния в основном включает следующие аспекты.

1) Определяется безопасное расстояние сотрясения грунта при проведении взрывных работ в шахте. В этом случае необходимо учитывать окружающие здания, и допустимое расстояние для взрывных работ выбирается в соответствии с сотрясениями, которые могут выдерживать здания. С помощью научных исследований было обнаружено, что разные здания могут выдерживать различные безопасные скорости вибрации. Например, безопасная скорость вибрации, которую могут выдерживать гидротехнические туннели, составляет 8 см/с, при этом транспортные туннели более устойчивы, чем гидротехнические туннели, и могут выдерживать скорость вибрации 14 см/с. Схемы выработки обычно имеет относительно высокое постоянство. Среди горных выработок выработки с рациональными и стабильными внешними защитными конструкциями могут выдерживать скорость вибрации до 28 см/с. Эти строительные объекты должны быть проверены, если они находятся вблизи участка взрывных работ.

2) Определяется безопасное расстояние для взрывных волн. Безопасное расстояние определяется в основном в соответствии с безопасным расстоянием по отношению к наземным зданиям, расчетом величины и стандартом измерения избыточного давления взрывной волны, шумом взрыва, направленным эффектом и атмосферным влиянием взрывных волн.

3) Определяется безопасное расстояние разброса некоторых дробленных камней. Во время поверхностного взрывания некоторые камни разбрасываются далеко и представляют опасность для окружающих людей, домашнего скота и зданий. Поэтому на этой ситуации необходимо сосредоточить внимание во время взрывных работ.

Параметры взрывных работ рационально определяются следующим образом.

1) Необходимо определить геологическое строение, гидрогеологию, литологию и специальную геологию шахтного участка; и затем провести всесторонний анализ и исследование.

2) При необходимости применяются различные средства, дополненные необходимым оборудованием с искусственным интеллектом, таким как спутниковая фотография, технология дистанционного зондирования и т.п.для получения точной геологической информации о строении зоны взрывных работ. Таким образом, структура распределения минералов в этой зоне может быть удобно проанализирована, и можно легко определить разумный способ взрывных работ.

3) При проведении взрывных работ на шахтных участках, где геологическое строение является особым, а окружающие здания относительно слабы, необходимо тщательно выбрать рабочее решение, принять меры для проведения полевой проверки воздействия взрывных работ и провести всесторонние обсуждения, чтобы было использовано оптимальное решение для обеспечения устойчивости местных зданий и окружающих геологических объектов.

Взрывные работы должны быть стандартизированы. Операции должны выполняться строго в соответствии с процедурами взрывных работ. Взрывные работы должны выполняться персоналом, прошедшим профессиональную подготовку по взрывным работам и получившим квалификацию по взрывным работам. Расположение скважин, бурение скважин, приемочный контроль, закладка взрывчатых веществ, подключение к питающей линии и детонация завершаются под руководством инженеров-взрывников. Проект своевременно корректируется и изменяется в зависимости от новых условий и новых проблем, возникающих в работе, для обеспечения окончательного достижения проектных требований. Только таким образом могут быть достигнуты удовлетворяющие требованиям взрывные работы и безопасность.

Проводится проверка после взрывания и обобщаются данные.

Проверка после взрывания проводится по следующим аспектам. Проверяется, была ли ошибка при взрывных работах, остались ли взрывчатые вещества, есть ли опасные склоны и опасные камни, и является ли взрывной отвал устойчивым. Данные обобщаются своевременно, чтобы оценить эффект взрывных работ. Проверку берет под свой контроль опытный взрыватель или инженерно-технический работник.

В тех подразделениях, где часто проводятся взрывные работы, необходимо организовать подготовку по безопасности для персонала, участвующего во взрывных работах, усилить профилактику несчастных случаев при взрывных работах, что в основном включает следующие аспекты.

1) Необходимо усилить возможности подготовки проектировщиков взрывных работ и усилить возможности руководителя группы организации работ по технике безопасности, чтобы улучшить их профессиональные качества.

2) Необходимо усилить обучение технике безопасности операторов взрывных работ, придать важное значение ежедневному обучению технике безопасности команды, повысить уровень осведомленности о своей безопасности и повысить свою инициативу в сознательном соблюдении различных систем безопасности, тем самым улучшая качество взрывных работ.

3) При существовании скрытых опасностей необходимо провести тщательное расследование и наложить взыскание, а также полностью реализовать систему ответственности и меры по обеспечению безопасности производства.

4) Основываясь на непрерывном развитии науки и техники, постоянно обсуждается использование надежных взрывных устройств и усовершенствованный способ взрывных работ для повышения безопасности взрывных работ.

Чтобы повысить рациональное понимание людьми безопасности, необходимо установить цели безопасности и осуществлять управление в целях обеспечения безопасности, что включает следующие этапы.

1) Задать цели безопасности: создание высококачественной техники безопасности и культуры для проекта взрывных работ; и отсутствие смертей и аварий с потерей ключевого оборудования во время взрывных работ.

2) Разделить цели безопасности. Установленные цели безопасности выполняются в несколько этапов, и обычно период оценки устанавливается на один год. Что касается установленных целей безопасности, то они делятся в форме соглашения об ответственности за безопасность, и соглашение об ответственности подписывается на каждом уровне, пока не будет передано людям.

Система ответственности за технику безопасности должна постоянно усиливаться и строго соблюдаться в производственной практике. Нарушителей следует серьезно наказывать, чтобы каждый мог четко осознавать обязанности сотрудников по выполнению правил техники безопасности.

Разработка месторождений посредством взрывных работ также влияет на окружающую среду, что в основном отражается в следующих аспектах.

1) Воздействие на экологическую среду и ландшафт. Снятие поверхностного слоя земли перед добычей руды может изменить первоначальную экологическую среду, например, почву и растительность. После добычи исходные формы земной поверхности не могут быть восстановлены.

2) Воздействие отвалов камней пустой породы. Количество шахт, снимающих слой грунта при добыче, огромно. В общем случае вынутый грунт накапливают в выбранном отвале в определенном масштабе. При определенных побуждающих факторах вынутый грунт может вызвать ряд стихийных бедствий. Отвал породы также может занимать землю с хорошей растительностью. После добычи руды отвал может быть экологически восстановлен​.

3) Потеря воды и эрозия почвы. В процессе строительства и эксплуатации шахт первоначальная топография и форма земной поверхности напрямую изменяются, растительность уничтожается, земная поверхность нарушается, и эрозионная стойкость исходной поверхности уменьшается. В дополнение некоторые камни пустой породы и вынутый грунт сбрасываются в канаву или овраг, вызывая потерю воды и эрозию почвы.

4) Воздействие вибрации от взрыва и шума. Основным источником вибрации при добыче известняка являются шахтные взрывные работы. Волны вибрации грунта, возникающие при взрыве, вызывают вибрацию окружающих зон. В пределах 200 м от места взрыва интенсивность вибрации составляет 5 градусов; и интенсивность вибрации составляет от 3 до 4 градусов на расстоянии 400 м. Вибрация, вызванная взрывом, связана со многими факторами, такими как направление простирания каменных пластов, разломы, расщепление, разность высот и взрываемость горной породы. Вибрация от взрыва может повредить здания и сооружения вокруг зоны взрывных работ.

Добыча полезных ископаемых посредством взрывных работ также создает разлетающиеся камни. Причины возникновения разлетающихся камней включают в себя: слабо закупоренную скважину, неровную толщу пород и неточное минимальное сопротивление упаковке взрывчатого вещества. Диапазон разлетающихся камней, образующихся при взрывных работах на известняковой шахте, составляет приблизительно 100 м. В Правилах по технике безопасности и порядку ведения взрывных работ предусмотрено, что на расстоянии 200 м от границы добычи находится взрывозащитное оцепление известняковой шахты. Поэтому довольно консервативно и безопасно определить границы взрывозащитного оцепления на расстоянии 200 м. Кроме того, шум от взрыва также оказывает негативное воздействие на людей, живущих вокруг шахты. Интенсивность источника шума при взрывных работах на известняковой шахте может достигать вплоть до 110 дБ, и интенсивность шума при дроблении руды составляет приблизительно 100 дБ.

5) Воздействие пыли. Пыль, образующаяся при добыче, представляет собой в основном частицы известняка, и основным ее компонентом является карбонат кальция. Пыль также образуется во время взрывания, дробления и транспортировки. Пыль оказывает воздействие на организм человека, растения и почву. Основным компонентом, наносящим ущерб организму человека, является взвешенная пыль с размером частиц 10 мкм, которая в основном вредит дыхательной системе человека. Содержание SiO₂ в известняковой пыли невелико, и доля взвешенной пыли 10 мкм небольшая, что приводит к небольшой степени вреда. Воздействие на растения означает, что накопленная пыль, попадающая на поверхность растений, влияет на освещение растений солнцем. Если пыль влажная, на поверхности посевов образуется «тонкая оболочка», которая влияет на использование света растениями, что снижает эффективность фотосинтеза. Элементы, содержащиеся в пыли, также влияют на рост растений. Воздействие на почву означает воздействие на химические элементы почвы, значение рН, пористость и окружающую среду.

В целях предотвращения и смягчения вышеупомянутых опасностей необходимо сформулировать контрмеры для экологической защиты окружающей среды, которые в основном включают следующие аспекты.

1) Составить экологический план охраны окружающей среды. Поверхностная добыча известняка оказывает большое влияние на экологическую среду. С целью предотвращения разрушения водных и почвенных ресурсов, защиты, восстановления и компенсации экологической системы и обеспечения устойчивого использования водных и земельных ресурсов строительное подразделение должно разработать экологический план охраны окружающей среды; принимать активные и надежные экологические меры по защите окружающей среды; внедрить комбинацию профилактических и управленческих мер и комбинацию инженерно-технических мер и биологических мер для минимизации воздействия на экологическую среду.

2) Принять разумное рабочее решение. Проектный отдел и владелец должны разработать разумный план работы на основе экологической защиты. Во время работы необходимо минимизировать нарушение грунта, балансировать объем вынутого грунта и объем заполнения и согласовывать объем вынутого грунта и объем заполнения с планом. Объем вынутого грунта должен быть своевременно транспортирован на насыпной участок и своевременно уложен и уплотнен, чтобы уменьшить ветровую эрозию и водную эрозию. Кроме того, лучше избегать выемки грунта в сезон дождей. Площадка, с которой берутся почва и камни, должна быть своевременно выровнена и уплотнена, а затем посажена трава для покрытия уплотненной поверхности. Последовательность работ определяется в соответствии с планом сохранения воды и почвы. Распределение трубопроводов всех типов координируется в соответствии с принципом сначала подземный, а затем наземный, сначала глубокий, а затем мелкий и сначала магистральный трубопровод, а затем ответвления, и лучше всего завершить работу за одну попытку, чтобы избежать повторной выемки грунта. Почву, используемую для заполнения площадки трубопровода, следует уплотнять, а площадка трубопровода должна быть своевременно выровнена. Почва, используемая для заполнения траншеи, должна быть хорошо уплотнена, и, кроме того, на ее поверхностных слоях (дне и стенках траншеи) должен располагаться водонепроницаемый слой. В настоящее время ненужный вынутый грунт должен быть надлежащим образом складирован, и необходимо установить ограждение. Вынутый грунт не может быть выброшен по желанию.

3) Инженерно-технические меры. Необходимо проводить централизованную обработку вынутого грунта на свалке пустой породы, а степень занятия земли с растительностью должна быть сведена к минимуму. Крупные камни пустой породы применяются для покрытия поверхности свалки пустой породы, и толщина покрытия составляет более 1,5 м, что облегчает проникновение воды и вычерпывание дождевой воды на свалке пустой породы. Вынутый грунт горизонтально сваливают в секциях сверху вниз, и затем применяют каток для укатывания, уплотнения рыхлой почвы и своевременного выравнивания пустых пород. Плотины устанавливают под наклоном, обеспечивают безопасность и устойчивость корпусов плотины. На вершине свалки пустой породы создают нагорную канаву, чтобы избежать затопления. По обеим сторонам вновь построенной и отремонтированной дороги на шахтном участке принимаются меры по укреплению откосов и меры по защите дороги, чтобы предотвратить эрозию почвы, обрушение и оползень. Простые защитные меры принимаются для крутых склонов и плотин, обусловленные временной работой. Устанавливается ограждение для защиты воды и почвы, чтобы облегчить дренаж и уменьшить эрозию почвы.

4) Биологические меры. Между границей безопасности взрывных работ и границей добычи в шахте создают отделяющий зеленый пояс с шириной от 50 м до 150 м. Высаживают растения, подходящие для местной зоны, по обеим сторонам транспортной дороги на шахтном участке высаживают деревья для озеленения дороги, и на склонах и дорожных полотнах высаживают траву. На заключительных этапах склоны уплотняются; и затем на них высаживают деревья, кустарники и траву для восстановления растительности. После завершения добычи полезных ископаемых почва должна быть своевременно покрыта, и растительность должна быть своевременно восстановлена, для проведения сохранения воды и лесного строительства по всей шахте.

5) Мероприятия по охране окружающей среды и контролю состояния окружающей среды. Соответствующим отделам следует создать специальный механизм защиты окружающей среды, обеспечить подготовку специалистов по вопросам охраны окружающей среды и обучение операторов взрывных работ, запретить операторам взрывных работ входить в нестроительные зоны и пытаться осуществлять мероприятия, которые оказывают минимальное воздействие на окружающую среду. Соответствующие отделы должны дополнительно контролировать подразделение взрывных работ для реализации плана управления мероприятиями по охране окружающей среды и выполнять положения и стандарты, касающиеся рационального использования окружающей среды; координировать отделы с целью хорошего состояния дел в области охраны окружающей среды; и отвечать за строительство и приемочный контроль объектов экологической защиты и проверку и технический контроль условий эксплуатации.

Воздействие добычи полезных ископаемых на экологическую среду многообразно. Необходимо провести хорошую работу по анализу воздействия на окружающую среду с учетом руководства по оценке воздействия на окружающую среду и реальных экологических условий текущего региона, а также характеристик проекта разработки месторождения в соответствии с охваченными проблемами экологической среды. Таким образом, характеристики воздействия на окружающую среду в текущем регионе могут быть полностью поняты, и соответствующие экологические природоохранные меры выдвинуты таким образом, чтобы люди, ресурсы и окружающая среда были приведены в соответствие для обеспечения устойчивого развития шахтных участков.

Предложены компенсационная труба для взрывных работ и способ проведения взрывных работ с ее применением. Компенсационная труба содержит основную трубу (1), передний и задний концы которой обеспечены первой заглушкой (3) и второй заглушкой (4), и патрубок (2), который прикреплен к внутренней части основной трубы (1) посредством первой заглушки (3), причем внутри патрубка (2) предусмотрены газификационный агент и электростартер (7), установленный на первой заглушке (3), другой конец патрубка (2) обеспечен уплотнительной заглушкой (5), в головной части основной трубы (1) дополнительно предусмотрена соединительная труба (6), один конец соединительной трубы (6) соединен с источником газа или источником воды, а другой конец проникает через первую заглушку (3) для сообщения с внутренней полостью основной трубы (1). При применении компенсационной трубы группу компенсационных труб соединяют между собой способом «передняя часть к задней части» посредством крепежных деталей, затем в месте взрыва пробивают скважину, соединенную и скрепленную группу компенсационных труб помещают в скважину, отверстие скважины герметизируют цементом и, в конечном итоге, электростартер (7) запускают через пульт дистанционного управления за пределами опасного диапазона, и газификационный агент воспламеняется электростартером (7), вызывая газификацию воды или расширение воздуха внутри основной трубы (1) таким образом, что компенсационные трубы взрываются. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Компенсационная труба для взрывных работ, содержащая основную трубу (1), передний и задний концы которой обеспечены первой заглушкой (3) и второй заглушкой (4), и патрубок (2), который прикреплен к внутренней части основной трубы (1) посредством первой заглушки (3), причем внутри патрубка (2) предусмотрены газификационный агент и электростартер (7), установленный на первой заглушке (3), другой конец патрубка (2) обеспечен уплотнительной заглушкой (5), в головной части основной трубы (1) дополнительно предусмотрена соединительная труба (6), один конец соединительной трубы (6) соединен с источником газа или источником воды, а другой конец соединен с внутренней полостью основной трубы (1) посредством первой заглушки.

2. Компенсационная труба для взрывных работ по п. 1, отличающаяся тем, что в головной части основной трубы (1) дополнительно предусмотрен газоотводной канал (9), в газоотводном канале (9) герметично установлена торцевая крышка (10), и внутренняя стенка газоотводного канала (9) имеет резьбовое соединение с наружной стенкой торцевой крышки (10).

3. Компенсационная труба для взрывных работ по п. 1, отличающаяся тем, что основная труба (1), патрубок (2), первая заглушка (3), вторая заглушка (4) и уплотнительная заглушка (5) выполнены с применением материала на основе ПВХ.

4. Компенсационная труба для взрывных работ по п. 1, отличающаяся тем, что соединительная труба (6) выполнена с применением металлического материала.

5. Способ взрывных работ с применением компенсационной трубы для взрывных работ по п. 1, отличающийся тем, что способ включает следующие этапы:

a) соединение группы компенсационных труб способом «передняя часть к задней части», причем соединительная труба (6) соединяет основные трубы (1) двух смежных компенсационных труб, вторая заглушка (4) в компенсационной трубе на заднем конце полностью закрыта, и соединительная труба (6) в первой заглушке (3) в компенсационной трубе на самом конце соединяет внутреннюю часть с внешней частью ее основной трубы (1);

b) пробивание скважины в месте взрыва с помощью бурильной машины, причем скважина может вмещать группу компенсационных труб, соединенных между собой способом «передняя часть к задней части»;

c) размещение группы компенсационных труб в скважине, пробитой на этапе b, и герметизация отверстия скважины цементом; и

d) запуск электростартера (7) с помощью пульта дистанционного управления для воспламенения газификационного агента внутри патрубка (2), при этом температура газификационного агента повышается и высокая температура патрубка (2) вызывает высокотемпературную газификацию воды или воздуха внутри основной трубы (1), приводящую к расширению, и, в конечном итоге, осуществление взрывных работ с помощью компенсационных труб.

6. Способ взрывных работ по п. 5, отличающийся тем, что на этапе a) компенсационные трубы жестко соединены посредством крепежных деталей (8), при этом крепежная деталь (8) представляет собой фитинг с двумя концами, обеспеченными наружной резьбой, и среднюю часть с конструкцией в виде шестиугольной призмы; каждая из первой заглушки (3) и второй заглушки (4) компенсационной трубы предусматривает резьбовое отверстие, резьбы на двух концах крепежной детали (8) находятся соответственно в резьбовом соединении со второй заглушкой (4) первой компенсационной трубы и первой заглушкой (3) второй компенсационной трубы; соединительная труба (6) расположена в крепежной детали (8), и два конца соединительной трубы по отдельности сообщаются с внутренними частями двух соединенных компенсационных труб.

7. Способ взрывных работ по п. 5, отличающийся тем, что на этапе a) компенсационные трубы жестко соединены посредством крепежных деталей (8), при этом крепежная деталь (8) представляет собой фитинг с двумя концами, обеспеченными внутренней резьбой, передний и задний концы каждой компенсационной трубы обеспечены наружной резьбой; резьбы на двух концах крепежной детали (8) соответственно соединены с наружной резьбой на заднем конце первой компенсационной трубы и наружной резьбой на переднем конце второй компенсационной трубы; соединительная труба (6) расположена в крепежной детали (8), и два конца соединительной трубы по отдельности сообщаются с внутренними частями двух соединенных компенсационных труб.

8. Способ взрывных работ по п. 5, отличающийся тем, что массовые соотношения ингредиентов газификационного агента являются следующими: нитрогуанидин - от 40 до 50%, основный нитрат меди - от 40 до 50%, оксид железа - от 3 до 7% и перхлорат аммония - от 3 до 7%.

9. Способ взрывных работ по п. 8, отличающийся тем, что массовые соотношения ингредиентов газификационного агента являются следующими: нитрогуанидин - 45%, основный нитрат меди - 45%, оксид железа - 5% и перхлорат аммония - 5%.

10. Способ взрывных работ по п. 5, отличающийся тем, что на этапе d) после того как газификационный агент воспламеняется с помощью электростартера (7), температура его нагрева в течение 40 мс составляет не менее 400°C.