Способ отбойки горных пород блоками Советский патент 1989 года по МПК E21C37/00 

1 Изобретение относится к горной

промышленности и предназначено для отбойки скальных пород, преимущественно содержащих ценные кристаллы полезного ископаемого.

Целью изобретения является повышение качества отбиваемых блоков за счет ориентации полей разрушающих напряжений преимущественно вдоль плоскостей предполагаемого откола блоков.

На фиг, 1 показано расположение скважин в отбиваемом слое, сечение, перпендикулярное направлению бурения скважин; на фиг. 2 - размещение саморасширяющегося вещества и изолирующих промежутков в скважине.

Отбойка горных пород осуществляется следующим образом.

В разрабатываемом массиве 1 путем проходки донных рудоприемных выработок, отрезной щели и вруба создают горизонтальную 2 и вертикальную (в плоскости чертежа) основные свободные поверхности и дополнительную свободную поверхность 3. При этом основную вертикальную свободную поверхность создают, как правило, в направлении,

.Ј

05

to

vj

перпендикулярном основной системе природных трещин, и дальнейшую отработку полезного ископаемого ведут послойно снизу вверх. Высоту слоя принимают равной максимальному размеру

1кондиционного блока (куска) горной массы (руды).

Для отбойки руды по ксг. туру каждого слоя в плоскостях предполагаемого откола блоков на расстоянии 1 от свободных поверхностей 2 и 3 и друг от друга бурят скважины 4 глубиной, кратной 1 (т.е. все скважины глубиной 1, 21 или 31 и т.д.), параллельные поверхности 2 и 3. Диамет скважин принимается таким, чтобы размещенное в скважине саморасширяющеес при затвердевании вещество (невзрывчатый разрушающий состав - НРС) обеспечивало полное разрушение горной породы в слое, что устанавливается экспериментально.

Количество буримых скважин за оди прием определяется применяемым оборудованием и организацией работ.

При одновременной отбойке нескольких слоев руды скважины нижележащего слоя 5 и вышележащего слоя 6 по высоте располагают в шахматном порядке или друг над другом, а дополнительную свободную поверхность 3 создают ступенчатой формы с опережением ее в слое 5 относительно слоя 6 на величину с 1.

Пробуренные скважины затем последовательно друг за другом (порядок показан цифрами 1, 2 и т.д.) через интервал времени не менее t заполняют смесью воды с порошком НРС (т.е скважины заполняют НРС в порядке расположения блоков от поверхностей

2и 3).

Минимальный интервал времени С между заполнением соседних скважин должен быть таким, чтобы не обеспечивал отбойку последующего блока после полного отделения предыдущего блока.

Известно, что большинство технологических процессов горного производства подчиняется нормальному закону распределения вероятностей. Поэтому, согласно математической статистике, после обработки экспериментальных данных с надежностью 0,997 можно принять минимапьное время 6d, где 6 - средне-квадратичное отклонение (стандарт) от среднего

0

5

0

5

0

5

0

5

времени достижения разрушающего напряжения при затвердевании НРС. Коэффициент 6 в этой формуле принят из расчета, что время отбойки блока предыдущей скважиной (скважинами) может увеличиваться от среднего времени на величину 3d, а время отбойки последующей скважиной опережать среднее время на величину также 3d. Следовательно, при интервале времени 6 о отбойка каждого слоя руды будет происходить последовательными блоками длиной не более 1, начиная от дополнительной свободной поверхности.

Фактическое время между заполнением соседних скважин (групп скважин) в условиях производства из-за требований техники безопасности или по организационным причинам может быть иным, но оно всегда не должно быть меньше 1.

Заполнение каждой скважины НРС ведут рассредоточение участками 7 с устройством между ними на уровне пересекаемых границ и блоков изолирующих промежутков 8 длиной b 1-5 диаметров скважины. Эти промежутки могут изготавливаться из различных инертных материалов. Их можно изготовлять в процессе заполнения скважины из смесей самотвердеющих веществ, например водной смеси природного песка с алебастром в объемной пропорции от 1:1 до 2:1, где последней цифрой обозначена доля алебастра.

Для ускорения НРС в скважине в его состав в процессе изготовления водной смеси на месте работ вводят ускоритель твердения. В качестве такого ускорителя рекомендуется использовать порошок хлористого кальция. С целью обеспечения последовательной отбойки блоков между участками 7 количество вводимого в смесь ускорителя твердения для каждого участка определяется по зависимости Q

0

5

Ч 2

(1)

где Q - норма расхода ускорителя

твердения на участок от устья скважины до 1-го изолирующего промежутка 8, кг; п - номер заполняемого участка скважины между промежутками 8, считая от ее устья. Норма расхода ускоритепя твердения Q зависит от вида ускорителя и объема заполняемого участка сква-

514

жины. Для хлористого кальция она равна 1-2% от количества используемого цемента, т.е.

Q (0,01 - 0,02)К (2)

где К - количество цемента в НРС на длине одного конкретного участка скважины, кг. Если в скважине все участки 7 будут иметь одинаковую длину и тот же расход цемента, то потребное количество ускорителя твердения, согласно расчетам по зависимости (1), соста ит:

- Q

Для первого от

устья скважины q t «,.т

участка ()

Для участка 2 Q Н

()

Для участка 3

(п-3)

Для участка 4

(п 4)Q Q

и т.д.

Из приведенного расчета видно, что норма расхода ускорителя твердения изменяется по геометрической прогрессии с уменьшением у каждого последующего участка в 2 раза по сравнению с предыдущим участком. Только при таком соотношении возможно обес- лечить более раннее твердение каждого предыдущего участка по сравнению с последующим, что гарантирует последовательное отделение блоков по длин скважины. Последний участок у забоя скважин можно заполнять и без ускорителя твердения.

6

5

о15

10

20

25

35 40 30

Формула изобретения

1.Способ отбойки горных пород блоками, включающий бурейие скважин в плоскостях предполагаемого откола блоков, параллельных свободным поверхностям, на глубину, кратную размеру блока,заполнение их невзрывчатым разрушающим составом, содержащим цемент, и откол блоков при затвердевании данного состава, отличающийся тем, что, с целью повышения качества отбиваемых блоков за счет ориентации полей разрушающих напряжений преимущественно вдоль плоскостей предполагаемого откола блоков, заполнение скважин невзрывчатым разрушающим составом осуществляют в порядке расположения блоков от свободной поверхности с временным интервалом, равным не менее шестикратного, разброса времени достижения разрушающего напряжения при затвердевании данного состава.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что колонки не- взрывчатого разрушающего состава в скважинах на уровнях пересечения ими границ блоков рассредотачивают изолирующими промежутками длиной 1-5 диаметров скважины и в невзрывчатый разрушающий состав вводят вещество - ускоритель твердения в количествах

q , кг,

где Q - норма расхода вещества - ускорителя твердения на участок от устья скважины до 1-го изолирующего промежутка, кг; п - номер участка в скважине между изолирующими промежутками, считая от ее устья.

utl:.i li -A.

. r it t

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для отбойки скальных пород, преимущественно содержащих ценные кристаллы полезного ископаемого. Цель изобретения - повышение качества отбиваемых блоков за счет ориентации полей разрушающих напряжений преимущественно вдоль плоскостей предполагаемого откола блоков. Бурят скважины в плоскости предполагаемого откола блоков параллельными свободным поверхностям, глубиной, кратной размеру блока. Заполняют скважины невзрывчатым разрушающим составом (НРС), включающим вещество-ускоритель твердения (ВУТ) в порядке расположения блоков от свободной поверхности с временным интервалом, равным не менее шестикратного разброса времени достижения разрушающего напряжения при затвердевании НРС. При этом колонки НРС в скважинах на уровне пересечения ими границ блоков рассредотачивают изолирующими промежутками длиной, равной 1-5 диаметра скважины. Количество ВУТ вводимого в НРС равно G=Q/2^N-1, где Q - норма расхода ВУТ на участок от устья скважины до 1-го изолирующего промежутка, кг

N - номер участка в скважине между изолирующими промежутками, считая от ее устья. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

I

.

.

/ T T 5

иМ

4

0И f

JT3Lf