СПОСОБ ОТБОЙКИ ГОРНЫХ ПОРОД НА КАРЬЕРАХ Советский патент 1995 года по МПК E21C37/00 F42D3/04 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам производства буровзрывных работ на карьерах, и может быть использовано при разработке крепких горных пород, особенно обводненных.

Цель изобретения повышение эффективности отбойки за счет снижения прочности горных пород и уровня их обводненности.

Согласно изобретению, при производстве БВР на карьерах перед бурением отбойных скважин производят бурение, заряжание и взрывание дополнительных групп скважин. Взрывная волна, распространяющаяся в породах уступа от дополнительных параллельных друг другу групп скважин, разупрочняет породы уступа за счет образования микротрещин. В последующем бурении отбойных скважин в разупрочненных взрывом породах происходит более производительно и возрастает стойкость бурового инструмента. Для полного перекрытия зон образования микротрещин в породах уступа выбирают оптимальное расстояние между дополнительными группами скважин L, которое пропорционально диаметру d заряда ВВ. Коэффициент пропорциональности К 50-75 зависит от вида ВВ и крепости пород и более точно, для конкретных условий, может быть определен экспериментально по известным методикам.

Кроме того, взрывная волна в ближней зоне совершает работу по дроблению горной массы. Вместе с этим в породах уступа образуются магистральные радиальные трещины, сходящиеся к зоне дробления пород. По этим трещинам вода, содержащаяся в породах уступа, стекает к зоне дробления как в дренажную емкость, в результате чего происходит постепенное осушение пород уступа, которое во времени совмещено с процессом бурения на уступе отбойных скважин. Таким образом, к началу заряжания отбойных скважин ВВ уступ обезвоживается и представляется возможным использовать при заряжании сухих скважин дешевые и недефицитные виды ВВ.

Удельный расход ВВ в дополнительных скважинах принимают в пределах 1,0-1,3 от удельного расхода ВВ в отбойных скважинах. Верхний предел изменения удельного расхода ВВ применяют в случае, когда в каждой группе скважин образовано по одному диагональному ряду. В этом случае при взрыве зарядов ВВ достигается полное смыкание вдоль ряда зон дробления и исключается выход негабарита. При образовании в группах дополнительных скважин более одного диагонального ряда удельный расход ВВ в этих скважинах приближается к нижнему пределу, равному удельному расходу ВВ в отбойных скважинах. На величину удельного расхода ВВ в дополнительных скважинах влияет также и блочность пород. При размерах отдельностей, меньших или равных приемному окну дробилки, а также удовлетворяющих условию производительной работы погрузочного оборудования (емкости ковша экскаватора и т.д.), возможно применение удельного расхода ВВ, приближающегося к удельному расходу в отбойных скважинах. При больших размерах отдельностей удельный расход ВВ в дополнительных скважинах увеличивают. При образовании в каждой дополнительной группе скважин одного диагонального ряда взрывание всех зарядов ВВ производят мгновенно. При одновременном распространении ударных волн навстречу друг другу фронты динамических напряжений складываются в центральной части уступа, что способствует равномерному разупрочнению всего массива пород уступа.

Вариант с несколькими диагональными рядами в каждой дополнительной группе может быть связан с технологическими требованиями разработки, обусловленными необходимостью обеспечения непрерывным фронтом работ добычного оборудования. В этом случае дополнительные скважины в каждой группе взрывают, начиная от центрального ряда к периферийным рядам, причем соответствующие ряды всех групп взрывают одновременно и мгновенно. При этом достигается равномерное разупрочнение пород уступа за счет суперпозиции динамических напряжений.

На фиг. 1 показан один из вариантов реализации способа на стадии подготовки к взрыву дополнительных групп скважин, вид в плане; на фиг. 2 тот же вариант на стадии подготовки к взрыву отбойных скважин; на фиг. 3 второй вариант реализации способа БВР на стадии подготовки к взрыву дополнительных групп скважин, состоящих из нескольких диагональных рядов, вид в плане.

Способ осуществляют путем последовательного выполнения следующих операций.

Определяют расстояние между группами дополнительных скважин, используя соотношение L 2Kd.

Определят удельный расход ВВ в дополнительных скважинах, затем исходя из этой величины выбирают вид ВВ, расстояние между скважинами, высоту заряда ВВ и др.

На уступе бурят дополнительные скважины и затем заряжают их ВВ.

Устанавливают схему взрывания зарядов ВВ в скважинах: а) скважины взрывают мгновенно в случае, когда в каждой группе скважин образован один диагональный ряд; б) скважины взрывают одновременно и мгновенно от центрального ряда к периферийным в случае, когда в каждой дополнительной группе образовано несколько диагональных рядов.

После взрыва дополнительных скважин на разупрочненном уступе бурят, заряжают и взрывают отбойные скважины.

Представленный способ БВР реализуют на уступе 1, на котором бурят дополнительные параллельные друг другу группы взрывных скважин 2, которые располагают на расстоянии L относительно друг друга (фиг. 1, 3). После взрывания дополнительных скважин на разупрочненном уступе 1 бурят отбойные скважины 3 в пространстве между зонами 4 дробления, образованными при взрыве скважин 2 (фиг. 2).

Взрывные волны от зарядов ВВ дополнительных скважин 2 распространяются вдоль уступа 1 и образуют зоны 4 дробления. Вместе с этим в породах уступа 1 образуются магистральные трещины, сходящиеся в зону 4 дробления, и микротрещины, распределенные по всему объему (не показаны). В последующем бурение отбойных скважин 3 в разупрочненных породах осуществляют по расширенной сетке скважин. Кроме того, возрастают производительность бурения и стойкость бурового инструмента.

В процессе подготовки блока к взрыву одновременно с образованием отбойных скважин 3 происходит обезвоживание пород уступа 1, вследствие того, что вода под действием гравитационных сил перемещается по магистральным трещинам в зону 4 дробления и затем стекает к подошве уступа 1. Далее сухие скважины 3 заряжают дешевыми и недефицитными видами ВВ и взрывают.

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить эффективность отбойки за счет снижения прочности горных пород и уровня их обводненности. Перед бурением отбойных скважин (С) производят бурение, заряжание и взрывание дополнительных С, которые бурят в параллельных друг другу группах. Расстояние между группами устанавливают из соотношения L = 2Kd, м, где K - коэффициент, определяющий расстояние, на которое распространяется волна напряжений, обуславливающая развитие микротрещиноватости, равен 50 - 75; d - диаметр заряда взрывчатого вещества (ВВ), м. Удельный расход ВВ в дополнительных С принимают от 1,0 до 1,3 от удельного расхода ВВ в отбойных С. В каждой дополнительной группе С бурят в один диагональный ряд, и взрывание зарядов во всех дополнительных С производят мгновенно. Возможен вариант, когда С в каждой дополнительной группе бурят в несколько диагональных рядов, а взрывание их производят от центрального ряда к периферийным. При этом соответствующие ряды всех групп взрывают одновременно и мгновенно. При взрывании дополнительных С в породах уступа образуются магистральные трещины, сходящиеся в зону дробления. По трещинам вода стекает к зоне дробления и затем к подошве уступа. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. СПОСОБ ОТБОЙКИ ГОРНЫХ ПОРОД НА КАРЬЕРАХ, включающий предварительное бурение, заряжание и взрывание дополнительных скважин, бурение на уступе рядов отбойных скважин, заряжание их ВВ и взрывание, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отбойки за счет снижения прочности горных пород и уровня их обводненности, дополнительные скважины бурят в параллельных друг другу группах, удельный расход ВВ в них принимают от 1,0 до 1,3 от удельного расхода ВВ в отбойных скважинах, а взрывание их осуществляют в один прием, причем расстояние между группами устанавливают из соотношения:
L 2Kd,
где L расстояние между группами дополнительных скважин, м;
K коэффициент, определяющий расстояние, на которое распространяется волна напряжений, обуславливающая развитие микротрещиноватости, равен 50 75;
d диаметр заряда ВВ, м. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что скважины в каждой дополнительной группе бурят в один диагональный ряд, причем взрывание зарядов во всех дополнительных скважинах производят мгновенно. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что скважины в каждой дополнительной группе бурят в несколько диагональных рядов, а взрывание производят от центрального ряда к периферийным рядам, причем соответствующие ряды всех групп взрывают одновременно и мгновенно.