Способ взрывного дробления уступов Советский патент 1990 года по МПК F42D3/04 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых со взрывной подготовкой горной массы в рабочей и приконтурных зонах карьера.

Целью изобретения является повыше- ние качества дробления взрываемой горной массы за счет создания единого фронта ра.спространекия волны растяжения.

При разрушении горных пород сква- жинными зарядами ВВ, размещаемыми на двух смежных уступах, образуются от свободных поверхностей, т.е. откоса верхнего уступа и подошвы нижнего уступа, отраженные волны - волны разрежения, Канодая из этих волн в вьшеназванном прототипе, т.е. отраженная волна, образуемая от поверхности откоса уступа при взрыве заряда ВВ в скважинах первого ряда верхнего уступа, и отраженная волна, образуемая от подошвы верхнего уступа при взрыве заряда ВВ в наклонных скважинах Н11жиего уступа, за счет расположения их мнимых центров зарядов ВВ В различных местах появляются и действуют на массив обособленно. В результате этого энергии зарядов ВВ, размещаемых в скважинах первого ряда верхнего уступа и в наклонных скважинах нютнего уступа, не хватает для разрушения h качественного дробления крепких горных пород.

1

В предлагаемом способе управление

качеством дробления взрываемой горной массы осуп ествляют путем совмещения мнимых центров зарядов ВВ в одной точке пространства, В этом случае при одновременном взрывании зарядов ВВ, размещаемых в скважинах первого ряда верхнего уступа и в на- клонных скважинах нижнего уступа, образуется единая отраженная волна.. Одним словом, за счет сфокусирования мнимых центров двух зарядов ВВ в одной точке пространства в массиве распространяется единая и усиленная отраженная волна (волна разрежения), позволяющая за счет растягивающих напряжений при небольших зарядах ВВ достигать значительного эффекта по улучшению качества дробления напряженных горных пород, находящихся в местах сопрял ения двух смежных уступов, т.е. усиленной отражённой волной разрушается та часть нижнего

5

уступа, где фронт взрывной волны, возникающей от взрыва зарядов.ВВ, за счет его ослабления уже не оказьгаа- ет ощутимого эффекта на массив.Благодаря этому уменьшаются зоны нерегулируемого дробления в Крепких породах по подошве.уступа вблизи его нижней бровки и в приоткосной части уступа.

При увеличенных расстояниях между зарядами ВВ, т.е. расстоянии между скважинами первого ряда верхнего уступа и наклонными скважинами нижнего уступа, достигается тот же результат, что и при взаимодействии двух смежных скважинных зарядов ВВ в ряду или между рядами согласно расчета значения линии наименьшего сопротивления. Одним словом, за счет создания единого центра волны разрежения путем совмещения мнимых центров зарядов ВВ в одной точке пространства в процесс разрушения горных пород 5 включается более значительный объем массива с возрастанием равномерности его дробления.

Процесс перемещения осей скважин первого ряда на верхнем уступе и осей наклонных скважин нижнего уступа до совмещения их мнимых центров зарядов ВВ в одной точке пространства зависит от крепости горных пород верхнего и нижнего уступов, высоты верхнего уступа, диаметра скважин в первом ряду верхнего уступа и наклонных скважин нижнего уступа, угла наклона откоса верхнего уступа к горизонту.

0

0

5

I

40

Для образования единого фронта распространения волны растяжения необходимо, чтобы количество движения, т.е. произведение массы ВВ на скорость, при взрыве заряда ВВ Q,, размещенного в скважинах первого ряда

45 верхнего уступа, и заряда ВВ Q, размещаемого в наклонных скважинах нижнего уступа, должно быть равно. Отсюда отношение соответствующих масс зарядов ВВ Q, и Q приравнивается.

50 к отношению расстояния L от центра заряда ВВ в наклонных скважинах ниж- него ряда до подошвы верхнего уступа или, что идентично, до кровли нижнего уступа, к расстоянию L, от

55 центра заряда ВВ скважин первого ряда верхнего уступа до .откоса этого уступа. При этом время возникновения действия волн при взрыве зарядов Q, и Qj, образуемых единую взрывную

313

волну, должно быть одинаковым, поэтому взрывание зарядов ВВ первого ря-« да скважин верхнего уступа н наклонных скважин нижнего уступа производят одновременно.

Иными словами, согласно закону сохранения энергии обеспечивается равное воздействие работы зарядов ВВ в скважинах первого ряда верхнего ус- тупа с работой зарядов ВВ в наклонных скважинах нижнего уступа на соответствующую свободную поверхность, т.е. на откос верхнего уступа и на п.одошву этого уступа. За счет этого возникает равномерное силовое поле на всем протяжении единой волны растяжения.

Затраты на бурение и взрывание наклонных скважин нижнего уступа при ,отработке верхнего уступа в последующем компенсируются при отработке нижнего уступа, так как в нем образуется разрушенная часть массива.

На чертеже изображен разрез уступа при отработке верхнего уступа со схемой.размещения скважин первого ряда верхнего уступа и разрез нижнего уступа со схемой размещения наклонного ряда скважин относительно единого мнимого центра заряда ВВ, т.е. единого центра волны разрежения При этом скважины первого ряда верхнего уступа и наклонные скважины нижнего уступа находятся в одной плоскости, которая ориентируема перпендикулярно бровке верхнег о уступа.

Операций по совмещению мнимых центров зарядов ВВ в одной точке пространства может быть несколько, так Как это зависит от высоты верхнего уступа, масс зарядов ВВ, выраженных через колонку заряда, куда входит диаметр скважин; линия наименьшего сопротивления пород по верхнему и нижнему уступам, которая отображает крепость массивов, слагающих эти уступы, угол наклона скважин нижнего уступа.

В качестве примера приведен один из вариантовсовмещения мнимых центров зарядов ВВ в одной точке пространства.

Исходные данные к примеру. Высота верхнего уступа Н 10 м, угол наклона откоса к горизонту Л 75 , крепость горных пород f 15, диаметр бурения скважин на верхнем и нижнем уступах при)ят одинаковый и

4

равен dj 215 мм (диаметр заряда сйответственно d вместимость ВВ в 1 пог.м. скважины р 34 кг) . Величина перебура в скважинах первого ряда верхнего уступа составляет 1 1,5 м, масса заряда в скважинах этого ряда равна Q,

204 кг, длина заряда 1,

21 р

204 34

6 м.

Скважины первого ряда 1 на верхнем уступе 2 (с отметкой +50 м) бурят вдоль простирания откоса 3 от верхней бровки 4 откоса 3 верхнего уступа 2 на расстоянии 3 м (согласно ЕПБ). Далее при графическом построении находят центр 5 заряда ВВ в скважинах первого ряда 1 верхнего уступа 2. Центр 5 заряда ВВ в скважине первого ряда 1 верхнего ус- тупа 2 располагается на расстоянии 1,5 м от подошвы 6 верхнего уступа 2. Из центра 5 заряда ВБ опускают перпендикуляр 7 к откосу 3 верхнего

г - уступа 2. Перпендикуляр 7 продлеваKIT на длину, равную расстоянию от центра 5 заряда ВВ (точка А) первого ряда 1 верхнего уступа 2 до откоса 3 (точка В) верхнего уступа 2. Конечная точка этого отрезка дает мнимый

центр 8 заряда ВВ для скважин перво - го ряда 1 верхнего уступа 2. От мнимого центра 8 заряда ВВ опускают перпендикуляр 9 на подошву 6 верхнего уступа 2 (точка С) с продолжением

его в массив нижнего уступа 10 на величину, равную расстоянию от мнимого центра 8 заряда ВВ до подошвы 6 верхнего уступа 2. Найденная точка соответствует центру 11 заряда ВВ (точка

D) наклонных скважин 12 нижнего уступа 10. С учетом технолбгии производства буровзрывных работ на верхнем уступе 2 и нижнем уступе 10 выбирают необходимый угол наклона скважин 12 к горизонту. Глубину наклонных скважин 12 нижнего уступа 10 определяют из расчета величины заряда Q в этих скважинах, которую нахо55 Дят из соотношения

Qi Li.

Q., L,

Графически определяют расстояние АВ, равное L,, от центра 5 заряда ВВ первого ряда 1 верхнего уступа 2 до от

коса 3 верхнего уступа 2, т.е. АВ L| 5 м. Аналогичную операцию осуществляют для нахождения расстояния CD, равное L, Это значение равно CD « L,j, Л м. По зависимости

п S L

2 f определяют массу заряда

ВВ в накло тяых скважинах 12 нижнего 204.5

уступа 10, Qj

255 кг. При

диаметре наклонных скважин 12 нижнего уступа 10 dj 215 мм длина заряда в этих скважинах составит 1

и 1 SS --- 7,5 м. С учетом угла

наклона скважин 12 к горизонту и длины заряда.Ц в них, а также длины забойки определяют глубину бурения наклонных скважин 12 нижнего уступа 10 и расстояние, на котором размещают устье 13 наклонной скважины 12 от нижней бровки вер хиего уступа 2. Наклонные скважины 12 бурят вдоль простирания подготавливаемого к взрыву блока на верхнем уступе 2.

Такая операция по расположению скважин первого ряда 1 на верхнем .уступе 2 и наклонных скважин 12 на нижнем уступе 10, а также соответствующее размещение масс зарядов ВВ Q, и Q в этих скважинах позволяет при одновременном взрьшании рядов иметь общий мнимый центр 8 зарядов ВВ, благодаря которому образуется единый усиленньй фронт 15 распространения волны растяжения.

После зарядки скважин взрьгочатым веществом и коммутации сети с одновременным инициированием зарядов ВВ в скважинах первого ряда 1 верхнего уступа 2 и наклонных скважинах 12 нижнего уступа 10 производят взрыв7А900 6

ную отбойку блока на верхнем уступе 2. Затем с подошвы 6 зкскавируют взорванную горную массу верхнего g уступа 2.

Угол 96 - угол наклона откоса 3 верхнего уступа 2 к горизонту.Угол - угол наклона скважин 12 нижнего уступа 10 к горизонту.

10

Формула изобретения

Способ пзрьтного дробления уступов, включающий бурение скважин на

15 двух смежных уступах с бурением в подошве верхнего уступа наклонных скважин направленных в сторону,противоположную падению откосен уступов, заряжание скважин ВВ и взрывание за20 рядов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества дрбб- ления за счет создания единого фронта распространения волны растяжения, скважины первого ряда верхнего ус25 тупа и наклонные скважины нижнего уступа бурят с совмещением их мнимых центров зарядов ВВ в одной точке и заряжают их, исходя из условия:

2l Ll,, 30 Q г L, , .

где Q, - масса заряда ВВ в скважинах первого ряда верхнего уступа, кг; Q - масса заряда ВВ в наклонных

скважинах нижнего уступа, jb

кг;

L, - расстояние от центра заряда ВВ скважин первого ряда верхнего уступа до-от- « коса уступа, м|

Lj - расстояние от центра заряда ВВ в наклонных скважинах нижнего уступа до подошвы верхнего уступа, м, причем взрывание указанных зарядов

45

производят одновременно.

Изобретение относится к горной промьшшености и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных искоапаемых со взрывной подготовкой горной массы в рабочей и приконтурных зонах карьера. Цель изобретения - повышение качества дробления за счет создания единого фронта распространения волны растяжения. В двух смежных уступах: верхнем 2 инижнем 10 - в одной плоскости, ориентируемой перпендикулярно бровке верхнего уступа 2,урят скважины (С). На уступе 2 бурят С первого ряда 1 вдоль простирания откоса 3, в подошве 6 уступа 2 - С 12, направленные в сторону, противоположную падению .откосов 3 уступа 2. При этом С первого ряда 1 и С 12 бурят с совмещением их мнимых центров 8 зарядов взрывчатых веществ (ВВ) в одной точке 8 и заряжают их, исходя из условия: Q, : Q L 2 Ь,;где Q - масса заряда ВВ в С первого ряда уступа 2, кг; Q - масса заряда ВВ в С 12 уступа 10, кг; L, - расстояние от цент1)а 5 заряда С первого ряда 1уступа 2 до откоса 3 уступа 2, м; L Z расстояние от центра 11 заряда в С 12 уступа 10 до подошвы 6 уступа 2, м. После зарядки С и коммутации сети с одновременным инициированием зарядов ВВ в С первого ряда 1 уступа 2и С 12 уступа 10 производят взрывную отбойку блока в уступе 2. При одновременном взрывании зарядов ВВ образуется единая отраженная волна, при этом в процесс разрушения горных пород включается более значительный объем массива, равномерность его дробления возрастает. 1 ил. S