Способ заоткоски уступов Советский патент 1993 года по МПК E21C41/30 

Изобретение относится к горному делу, может быть применено при открытой разработке рудных и нерудных твердых полезных ископаемых. Дополнительная область техники, к которой относится изобретение - строительство, в частности сооружение котлованов в скальных горных породах.

Целью предлагаемого способа является повышение устойчивости борта на предельном контуре за счет обеспечения его подпора при уменьшении объемов вынимаемых вскрышных пород.

На фиг.1 изображен фрагмент плана уступа при реализации способа заоткоски; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 -- фрагмент

совмещения трех уступов карьера; на фиг.5 - разрез В-В на фиг,4; на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг,4.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

На предельном контуре карьера контурные скважины 1 (фиг. 1,2) бурят под разными углами наклона так, чтобы соседние скважины были попарно скрещенными (фиг.2), т.е. не располагались в одной плоскости. После размещения в скрещенных контурных скважинах зарядов с кумулятивной выемкой и взрывания, откосу уступа 2 (фиг.1) придается форма сложных линейчатых поверхностей, образующих систему контрфорсов 3 (фиг.1). После взрывания двух соседних

ся ся

00

Сл

крещенных контурных скважин формируется линейчатая поверхность, соответствующая перемещению горизонтальной прямой линии по двум образующим - осям взрывных скважин. Участок, соответствующий трем соседним скрещенным контурным скважинам, образует совокупность двух линейчатых поверхностей, представляющих зеркальное изображение друг друга. В результате чередования крутых и наклонных ребер, соответствующих скважинам 1, формируются контрфорсы 3. повышающие устойчивость откоса уступа, На фиг. 1 и 2 показана схема реализации способа, когда скрещенные контурные скважины 1 бурят под углами наклона fi и /fe, а устья скважин образуют ломаную линию. Возможны иные варианты (на чертежах не показаны) реализации способа: расположение устьев скважин на одной прямой, бурение скрещенных скважин соответственно под не- сколькими (более двух) углами наклона в зависимости от физико-механических свойств горных пород конкретных участков борта, сочетание контурных скважин, расположенных в одной плоскости, и скрещенных контурных скважин и др..

Для повышения качества проработки отрезной щели кумулятивные заряды в скважинах 1 располагают с постепенным разворотом кумулятивных выемок вдоль оси скважин под углом б, устанавливаемом по формуле

5 arctg

2x-tg|

где 5 -угол разворота кумулятивных вые мок по отношению к направлению 4 (фиг.З) их действия в точке скрещивания 5 (фиг.2); а - угол скрещивания скважин в плоскости, параллельной этим скважинам (фиг.2);

х - расстояние; от точки скрещивания 5 (фиг.2) в плоскости, параллельной скрещивающимся скважинам (фиг.2); . а - минимальное расстояние, между скрещивающимися скважинами (фиг.З).

Кумулятивные заряды в скважинах 1 увеличивают по мере удаления от точки скрещивания 5 и увеличения расстояния (фиг.З) между зарядами.

Расстояние между зарядами I определяют по формуле:

V-42T-tgf)2

(2)

величину зарядов в контурных скважинах устанавливают по зависимости

10

15

20

ЛГ-ОРД- a2+(2x-tgf)2

16Q

(3)

где q - масса заряда ВВ на 1 м скважины,

КГ

7 3,14...;

ггро динамическая прочность массива на растяжение рД, равная 0,5 статической прочности блоков, Па;

а - минимальное расстояние между скрещивающимися скважинами, м;

х - расстояние от точки скрещивания до заряда в плоскости, параллельной скрещивающимся Скважинам, м;

а - угол скрещивания скважин в плоскости, параллельной этим скважинам, градус:

Q-теплота взрыва, Дж/кГ.

Контрфорсы 3 в смежных уступах 6 (фиг.4) смещают друг относительно друга и формируют в плане ломаные п ромежуточ- 25 ные бермы 7 (фиг.4). За Счет этого поверхность 8 (фиг.5,6) борта карьера становится круче поверхности 9 (фиг.5,6) борта при обычной технологии заоткоски, что обеспечивает уменьшение объемов вскрыши.

Рассмотрим применение предлагаемого способа в Соколовском карьере Соколов- ско-Сарбайского ГПО.

Контурные скважины бурят попарно скрещенными под углами наклона соответственно 60° и fti « 75°. Угол скрещивания скважин равен аш 15°. Минимальное расстояние между контурными скважинами а 3,0 м. Высота спаренного уступа равна 30м.

Углы разворота кумулятивных выемок д, расстояние между зарядами I и величины зарядов на 1 м скважины в зависимости от расстояния х от точки скрещивания скважин определены по формулам 4$ (1)-(3} и приведены в таблице.

30

35

40

50

ОРД 4- 106Па;

При расчете величины q по формуле (3) ис,ход- ными данными приняты: 0 3511 -103Дж/кГ.

За счет повышения устойчивости откосов уступов путем придания им формы слож ных линейчатых поверхностей, образующих

систему контрфорсов, и смещения контрфорсов в смежных уступах угол наклона борта в заоткашиваемом районе повышается с 51° до 55° или на 4°.

Количество вскрыши, уменьшаемое за счет использования предлагаемого способа, равно; Q ;г Н2 (ctg - ctg ft 02} L ;

Q 240 (ctg 51° - ctg 55°) 3000 9469,4

ТЫС.М3

где Н - общая высота заоткашиваемого района, м;

/3oi , - углы откоса борта карьера соответственно без применения новой технологии и с ее применением, градус;

L - средняя длина заоткашиваемого района, м.

Таким образом предлагаемый способ позволяет повысить эффективность открытой разработки за счет повышения устойчивости откосов уступов и уменьшения объемоё вскрыши.

Формула изобретения

1. Способ заоткоски уступов, включающий бурение ряда контурных скважин на высоту уступа и смежных скважин скрещивающихся с контурными, заряжение их и взрывание с формированием откоса уступа с проекцией ломанного профиля на плоскость, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости борта на предельном контуре за счет обеспечения его подпора при уменьшении объемов вынимаемых вскрышных пород, откос уступа формируют выпукловогнутого профиля на горизонтальную плоскость посредством бурения скрещивающихся скважин в контурном ряду, причем скрещивающиеся скважины бурят на высоту уступа, а заряды в скважине увеличивают по мере удаления от точки скрещивания смежных скважин.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что, с целью повышения качества проработки отрезной щели, кумулятивные заряды располагают с постепенным разворотом кумулятивных выемок вдоль

оси скважин под углом, опредепяемым по формуле

,2x-tgf 0 о arctg ----- ,

где о- угол разворота кумулятивных выемок по отношению к направлению их дейст- вия в точке скрещивания, градус;

а - угол скрещивания скважин в плоскости, параллельной этим скважинам, градус;

х - расстояние от точки скрещивания в плоскости, параллельной скрещивающимся скважинам, м;

а - минимальное расстояние между скрещивающимися скважинами, м.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что величину заряда в контурных скважинах устанавливают по зависимости

25

q

Я СгРд- а2+()2 16Q

где g - масса заряда В В на 1 м скважины, кг;

орд -динамическая прочность массива на растяжение, равная 0,5 статической прочности блоков, П;

а - минимальное расстояние между скрещивающимися скважинами, м;

х - расстояние от точки скрещивания до заряда в плоскости параллельной скрещи- вающимся скважинам, м;

а - угол скрещивания скважин в плоскости, параллельной этим скважинам, градус;

Q - теплота взрыва, Дж/кГ. 4. Способ по пп, 1-3, отличающий- с я тем, что, с целью уменьшения объемов вскрыши за счет повышения угла наклона борта карьера, ломанный профиль смежных уступов смещают симметрично друг относи- тельно друга с формированием в плане ломаной бермы.

Pttf,3

Изобретение относится к открытой разработке твердых полезных ископаемых . Для повышения устойчивости откосов уступов за счет придания им формы сложных линейчатых поверхностей предлагаемый способ предусматривает бурение контурных скважин под разными углами наклона так, чтобы соседние контурные скважины были попарно скрещенными, а также расположение кумулятивных зарядов с постепенным разворотом кумулятивных выемок вдоль оси скважин и увеличение зарядов по мере удаления от точек скрещивания. Дополнительно предусматривается смещение образуемых контрфорсов в смежных у ступах друг относительно друга и формирование ломаных промежуточных берм. 3 з.п.ф-лы, 1 табл., 6 ил. ел с

Фи.

Фи 9.6