Способ борьбы с пылью и газами при ведении взрывных работ в карьере Советский патент 1992 года по МПК E21F5/00 

со

С

Осуществляют закрепление взрывных скважин путем тампонирования трещин горного массива в два этапа перед заряжанием скважин. Вначале тампонируют стенки скважин на всю их глубину, а затем нагнетание тампонажного раствора производят только в пределах верхнего слоя взрываемого блока, равного по глубине величине перебура скважин предыдущего горизонта. Закрепление трещин верхнего слоя производят последовательно от центра блока к его периферии, а в тампонажный раствор включают температуропоглощающие и га- зонейтрализующие агенты. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к проблеме борьбы с пылью и газами при взрывных работах на карьерах и может быть использовано при добыче рудных, нерудных и строительных полезных ископаемых.

Известны способы борьбы с пылегазо- вым облаком (ПГО) в карьерах путем создания преград на пути его движения в атмосфере, подавления и осаждения его внутри карьерного пространства, например, путем создания завес за счет распыле- ния воды или химически активных растворов, путем локализации взрывных газов гидрозабойкой, снижения запыленности и загазованности воздуха на открытых горных работах путем применения мощных гидрозавес в виде активного воздействия на пылегазовое облако воздушно-водяными

струями карьерных вентиляторов-оросителей НК-12 КВ.

Однако такие способы имеют недостатки, связанные с ограниченной дальнобойностью водяных струй и завес, невозможностью их размещения и действия на взрывном блоке и внутри пылегазового облака, а также высокой температурой взрывных газов в момент зарождения пылегазового облака непосредственно при взрыве.

Известен также способ борьбы с пыле- газовым облаком при взрывных работах, заключающийся в создании водяных завес на пути движения ПГО путем взрывания расположенных на блоке емкостей с водой и распылением воды с борта карьера дальнеструйными установками.

VI СА ЧЭ

ю

IO1

ю

Недостатком этого способа борьбы с ПГО является невозможность сократить температуру взрывных газов и задержать пылегазовый выброс забоечного материала в момент взрыва.

Наиболее близким к предлагаемому является способ снижения пыли при производстве массовых взрывов в карьерах путем применения снежной забойки скважин с инертной примороженной верхней ее час- тью. Снижение пылегазового выброса достигается в данном случае путем заполнения заряженной скважины искусственным снегом и однометровым слоем инертной забойки с небольшим включени- ем искусственного снега, после чего верхняя часть скважины заливается водой, что приводит к смерзанию забойки и примерзанию ее к стенкам скважины, Это способствует снижению скорости смещения частиц забойки скважины и времени ее вылета, увеличивается время реакции продуктов детонации с материалом забойки из искусственного снега, увеличивает время действия взрыва на массив, способствует более эффективному пылегазоподавлению при движении продуктов детонации по скважине.

Недостатком этого способа борьбы с ПГО является невысокая эффективность примерзания забойки к стенкам скважин, невозможность длительного удержания забойки при высоких температурах взрыва и использования данного способа в летнее время года, невозможность задержать про- рыв горячих газов в атмосферу карьера по трещинам взрываемого блока.

Целью изобретения является повышение эффективности борьбы с пылью и газами при взрывах скважинных зарядов в карьере за счет предотвращения переизмельчения горных пород при взрыве и обеспечения возможности использования ВВ с минимальным содержанием тротила и нулевым кислородным балансом.

Сущность способа состоит в том, что закрепление скважин осуществляют путем тампонирования трещин в два этапа перед .заряжанием скважин, при этом вначале тампонируют стенки скважин на всю их глу- бину, а затем нагнетание тампонажного раствора производяттолько в пределах верхнего слоя взрываемого блока, равного по глубине величине перебура скважин предыдущего горизонта, причем закрепление трещин указанного слоя производят последовательно от центра блока к его периферии.

Кроме того, при закреплении взрываемого блока в тампонажный раствор

включают температуропонижающие и нейтрализующие агенты.

На фиг. 1 показан взрываемый блок до закрепления, общий вид; на фиг. 2 - то же, после закрепления.

На фиг. 1 и 2 показаны взрываемый блок 1 взрывные скважины 2, зона 3 интенсивного пылеобразования, зона 4 обводненного трещиноватого массива, система 5 тампониро- вания, закрепленная зона 6, гибкие высоконапорные трубопроводы 7.

Способ борьбы с пылегазовым облаком в карьерах реализуется следующим образом.

При массовых взрывах в карьерах верхний слой массива - зона 3 интенсивного пылеобразования на взрывном блоке 1, равный по глубине величины перебура скважин предыдущего горизонта, представляет собой сильно трещиноватый массив, который является одним из основных источников образования пыли в карьере. Горячие взрывные газы, прорываясь через трещины массива, интенсивно его разрушают, приводят к переизмельчению пород и образованию мелкодисперсной пыли, наиболее опасной с экологической и гигиенической точки зрения, а наличие обводненного трещиноватого массива 4 приводит к частичному заливанию и разрушению водой взрывных скважин 2.

Уменьшение пылегазообразования в верхнем слое взрываемого блока и предотвращение поступления воды в скважины осуществляется предлагаемым способом следующим образом.

До заряжания скважин взрывчатым веществом в них устанавливают систему 5 тампонирования. Система состоит из перфорированных по всей глубине скважины полых труб, выполняющих роль иньекторов при нагнетании тампонажного раствора, причем инъекторы выполнены раздельно для тампонирования трещин верхнего слоя блока -зоны 3 интенсивного пылеобразования для тампонирования трещин массива в пределах оставшейся глубины скважины, т.е. зоны 4 обводненного трещиноватого массива. С этой целью предусматривается вывод гибких высоконапорных трубопроводов 7 от иньектора для тампонирования трещин верхнего слоя блока и инъектора для тампонирования трещин обводненного массива, расположенного ниже зоны 3 интенсивного пылеобразования, которые и со- единяются нагнетающими насосами (компрессорной установкой), На компрессорной установке предусматривают две емкости: первая - с тампонажным раствором для закрепления трещин верхнего слоя блока (зоны 3 интенсивного пылеобразования), вторая - для закрепления трещин обводненного массива 4.

В качестве тампонажного раствора используют глино-цементный раствор плотностью р 1,23 т/м . Для ускорения твердения глино-цементного раствора и повышения его крепости к нему на 1 м3 добавляют 100 кг цемента и 10 кг натриевого жидкого стекла с модулями 3,0-3,4. Введение таких добавок повышает прочность в 3-4 раза, причем в тамронажный раствор для тампонирования верхнего слоя включают температуропонижающие и нейтрализующие агенты (ингибиторы типа ПВК-1, ПФ-1, известь и др). Нагнетание тампонажного раствора ведут при высоких давлениях зажимным способом. Вначале тампонирование трещин взрываемого блока производят одновременно на всю глубину скважины при помощи двух инъекторов (до начала схватывания раствора) с давлением 10-15 ат.

Затем нагнетание тампонажного раствора производяттолько в пределах верхнего слоя взрываемого блока для более качественного закрепления зоны 3 интенсивного пылеобразования с давлением 30- 50 ат. При этом закрепление трещин взрываемого блока производят последовательно от центра блока к его периферии.

В процессе взрыва закрепленный верхний слой взрываемого блока надежно задерживает преждевременный выброс газового и пылевого факела, что приводит к повышению КПД взрыва, возможности использования ВВ с минимальным содержанием тротила и нулевым кислородным балансом, а также задерживает проникновение горячих взрывных газов в трещины массива, что приводит к их охлаждению и значительному уменьшению переизмельч е- ния горных пород, а следовательно, и значительному уменьшению пылеобразования. Кроме того, снижение температуры взрывных газов при помощи температуропонижа- ющих агентов внутри массива горных пород позволяет значительно уменьшить высоту поднятия ПГО в карьере по температурному фактору, а использование газонейтрализу- ющих агентов в составе тампонажных растворов позволяет уменьшить количество вредных газов в ПГО.

Следует отметить, что повышение КПД взрыва за счет тампонирования верхнего слоя массива дает возможность снижения удельного расхода ВВ и коэффициента разрыхления взорванной горной массы, что приводит в конечном счете к сокращению выделения пыли при производстве массовых взрывов.

Кроме этого, закрепление трещин горных пород на всю глубину скважины позволит предотвратить поступление и затопление подземными водами подготовленных к заряжанию скважин.

Применение предлагаемого способа

борьбы с пылегазовым облаком в карьерах позволяет получить значительный социальный эффект, так как снижает вредное воздействие продуктов взрыва на окружающую среду, обеспечивает ведение взрывных работ на карьерах без выброса пылегазового облака за пределы карьера.

Возможный экономический эффект представляется за счет применения неводо- наполненных (обычных) ВВ.

Формула изобретения

повышения эффективности борьбы с пылью и газами за счет предотвращения переизмельчения горных пород при взрыве и обеспечения возможности использования ВВ с минимальным содержанием тротила и

нулевым кислородным балансом, закрепление скважин осуществляют путем тампони- рования трещин в два этапа перед заряжанием скважин, при этом вначале тампонируют стенки скважин на всю их глубину, а затем нагнетание тампонажного раствора производяттолько в пределах верхнего слоя взрываемого блока, равного по глубине величине перебура скважин предыдущего горизонта, причем закрепление

трещин указанного слоя производят последовательно от центра блока к его периферии.

взрываемого блока, равного по глубине величине перебура скважин, в тампонажный раствор вводят температуропонижающие агенты

/

/

/ /