Способ постановки откосов уступов на предельном контуре Советский патент 1993 года по МПК E21C37/00 

Изобретение относится к торному делу, может быть использовано при открытой разработке рудных и нерудных твердых, полезных ископаемых.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности заотко- ски за счет обеспечения возможности управления устойчивостью уступов путем управления направлением воздействия энергии взрыва.

На фиг, 1 изображена схема расположения контурных скважин, в плане; на фиг. 2 ; то же, разрез А-А (фиг. 1); на фиг. 3 - то же, разрез Б-Б (фиг. 1); на фиг. 4 изображена

схема расположения контурных скважин при сложном откосе уступа в плане; на фиг, 5 - то же, разрез В-В (фиг. 4); на фиг. 6- то же, разрез Г-Г (фиг. 4).

Предлагаемый способ заключается ё следующем. При оформлении гладкой поверхности откосов 1 уступа на предельном контуре 2 необходимо пробурить и взорвать контурные скважины 3 в плоскости будущего откоса 1 уступа такцм образом, чтобы как можно ,лучше проработать горный массив между контурными скважинами 3 и меньше нарушить горный массив за предельным контуром 2.

со

««а Ч

00

о

Контурные скважины 3 простреливаются между собой тем лучше, чем больше трещин между ними, которые раскрываясь под .действием взрыва, создают более ровную плоскость отрыва. Для этого необходимо контурные скважины 3 бурить и направлении несогласном направлению трещинова- -тости или слоистости (указано стрелкой на фиг , 1) горного массива, а угол наклона контурных скважин 3 принимают меньшим угла откоса 1 уступа на предельном контуре. Причем угол наклона контурной скважины 3 принимают таким, чтобы как можно больше пересечь трещин, естественно в пределах возможного (фиг, 1-3). При этом контурная скважина 3 должна находиться в плоскости откоса 1 уступа.

Действующие способы, когда контурная скважина 3 расположена перпендикулярно бровке откоса 1 уступа, эффективным только при горизонтальной или близко к ней трещиноватости (слоистости) горных пород. В других вариантах между контурными скважинами 3 расположены цельные плоскости, которые тяжело простреливаются энергией взрыва., :

Предлагаемый способ особенно эффективен при вертикальных и наклонных трещинах (слоистости) с направлением их перпендикулярно направлению бровкам уступа. .. -.;. ;-.- : . .У./ ;- . ;. ...

Кроме того, наклонные контурные скважины 3, расположенные в плоскости откоса 1 уступа на предельном контуре 2, энергию взрыва распределяют под острым углом по отно,шению к откосу 1 уступа, что снижает разрушение горного массива за контуром 2, Как дополнительный эффект следует считать возможность оформлять наклонными скважинами 3 откосы 1 уступа более крутые, чем угол наклона скважины 3,

Для того, чтобы скважины 3 контурного ряда простреливались между собой, они должны находиться в одной плоскости ив тоже время в плоскости откоса 1 уступа. Это возможно, если направление контурных скважин 3 выбирают из условия, когда

сс arcsin

tg0 tg/3 .

где а-угол между верхней бровкой откоса уступа в плане и горизонтальной проекцией контурной скважины 3, градус;

в- угол наклона контурной скважины 3, градус;

угол откоса 1 уступа, градус.

Для защиты законтурной зоны от энергии массовых взрывов, создают буферную

зону взрыванием наклонных предконтур- ных скважин 4.

В слабых разрушенных породах (например в тектонически нарушенных зонах)

оформление гладкой поверхности откоса 1 уступа нецелесообразно. Более эффектИЁ- ным, с точки зрения устойчивости откосов 1 уступов, выполнить поверхность откоса 1 сложной формы, с созданием ребер жесткости типа подпорного целика 5 с одновременным использованием сложной формы откоса 1 уступа для создания эффекта обратной кумуляции с целью лучшего разрушения горных пород, предконтурнрй зоны.

Промежутки между рёбрами жесткости в дальнейшем будут служить аккумулирующими выработкам для пород, обрушающихся с верхней части откоса 1 уступа.

Для повышения устойчивости откосов

уступов на предельном контуре и снижения сейсмического эффекта взрыва, скважины 3 контурного ряда располагают в плане Но ломанной линии. При этом каждые две контурные скважины 3 располагают на генераторной линии $ откоса 1 уступа гладкой формы (фиг, 4-6) и напрайляют их в разные стороны. Расстояние между этими скважинами выбирают таким, чТрбУ бнйне простреливались между собой. Третью

скважину бурят посредине этими двумя с смещением в направлении перпендикулярном гёйеральной линии б бровки от-:,

.коса-1 уступа. - V:- V -.;..-;: :. ::::- .f .. -; . Необходимым условием является, на-V хождение каждой пары соседних контурных ;:, скважин 3 в одной плоскости и равенство углов наклона граней 7 подпорного целики 5 и угла наклона откоса 1 уступа на предель- ном контуре 2. Такое требование выполни- мо, если угол накфна смещенной контурной

скважины (контурная скважина 8 подпорного целика 5) выбирают из соотношения

A a gi+tg tgr-

где А- угол наклона контурной скважины 8 подпорного целика 5, градус;

а - угол между верхней бровкой откоса I уступа и горизонтальной проекцией контурной скважины 3, градус;

y arctg b/a ,, где Ь- расстояние от генеральной линий 6 предельного контура 2 до вершины 9 под- порного целика 5, м;

а - половина расстояния между контурными С кважинами 3 верхней площадки подпорного целика 5, м;

р угол откоса 1 уступа, градус.

Равенство углов наклона граней 1 подпорного целика 5 и основного откоса 1 уступа на предельном контуре 2 позволяет в нишах между гранями 7 и подпорного целика 5 аккумулировать горные породы, обру- шающиеся с верхней части уступа. Это позволит меньше загромождать осыпающимися породами предохранительные бермы.

Варьируя углами наклона контурных скважин 3 их направлением и смещением относительно генеральной линии б предельного контура 2, подбирают любую конфигурацию откоса 1 уступа.

Сложная форма поверхности откосов уступа на предельном контуре 2 позволяет достигать эффект обратный кумулятивного заряда (обратной кумуляции), в связи с чем скважины 4 предконтурного ряда располагают в фокусе поверхности, образованной гранями 7 подпорных целиков 5 и генеральной линией б откоса 1 уступа на предельном контуре 2.

Расстояние между контурными скважинами 3 генеральной линии б предельного контура 2, формирующими подпорный целик 5, выбирают с условием, чтобы они не простреливались между собой, а простреливались с. контурной скважиной 8 подпорного целика 5. .Лучшую простреливаемость между контурными скважинами 8 подпорного целика 8 и контурными скважинами 3 генеральной линии б предельного контура 2 можно обеспечить за счет кумулятивных зарядов, рас- полагаемых в скважинах.

П р и м е р 1. Рассмотрим применение предлагаемого способа в Тейском карьере Тейского рудоуправления, где условия благоприятны для реализации способа. В крепких породах угол откоса уступа на предельном контуре 75° высота уступа 30 м, угол наклона контурных скважин 60°. Предполагается оформление гладкой поверхности откоса уступа на предельном контуре.

Направление контурных скважин по отношению к бровке уступа определяют по формуле

% 27:65°,

,n|30

tg/ftg75°

где в- угол наклона скважины, градус;

/3 - угол наклона откоса уступа на предельном контуре, градус,ее Таким образом, направление контурных скважин по отношению к брооке уступа составляет 27,65°.

П р и м е р 2. Предполагается формирование сложной формы откоса уступа на предельном контуре. Исходные условия. Угол откосов уступа - 75°, высота уступа - 30 м, угол наклона контурных скважин - 60°, расстояние между контурными скважинами 3,5 м, расстояние от генеральной линии предельного контура до вершины подпорного целика - 0,75 м.

Угол наклона скважины подпорного целика определяют по формуле

Д arctg

tg/3

1 + tg a tg у

где а- угол между верхней бровкой откоса уступа и горизонтальной проекцией контурной скважины, градус;

. у arctg b/a;

где b;- расстояние от генеральной линии предельного контура до вершины подпорного целика, м; -

а - половина расстояния между контурными скважинами верхней площадки подпорного целика, м;

/3 - угол откоса уступа на предельном контуре, градус.

a arcsin

а arcsin

tg в, t g 60°

:tg75° у arctg .|| 23,19°

t /О

27.65е

Д arctg

tg75°

,83°.

1.+tg 27.65°-tg2 3,19е

Ширину опорного целика по основанию определяют по формуле

-11Л-Щ + ь

+ 0,75 2,55м,

30

tg71,83°

где Н - высота уступа, м.

Таким образом, угол наклона скважины подпорного целика равный 71,83°, обеспечивает его ширину по основанию 2,55 м.

Таким образом в результате использования предлагаемого способа постановки Откосов 1 на предельный контур 2, представляется возможным в зависимости от типа горных пород выбрать приемлемый вариант заотксски уступов, уменьшить на- рушенность откосов уступов, увеличить их устойчивость на предельном контуре, снизить затраты на зачистку площадок предохранительных берм.

Формула изобретения 1. Способ постановки откосов уступов на предельном контуре, включающий бурение наклонных контурных, предконтурных и технологических скважин рыхления в слоистом массиве, заряжение скважин зарядом взрывчатого вещества, взрывание, о т- л и ч а ю щ и и с я тем, что наклон скважин контурного ряда ориентируют в направлении несогласном слоистости горных пород, а направление скважин относительно верхней бровки откоса уступа в плане определяют по формуле

a arcsin

tg#. W

где а- угол между верхней бровкой откоса уступа и горизонтальной проекцией контурной скважины, град;

О - угол наклона контурной скважины, град;

Р - угол откоса уступа на предельном контуре, трэд.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и И с я тем, что, с целью повышения устойчивости откосов уступа и снижения сейсмического эффекта взрыва за предельным контуром за счет создания подпорных целиков, скважин контурного ряда располагают в плане по

вершинам ломанной линии, а скважины предконтурного ряда располагают в фокусе отражающих поверхностей, образованных гранями поднапорных целиков и откосов уступа на предельном контуре,

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что углы наклона граней подпорного целика оформляют равными углу откоса уступа на параллельном контуре, а угол наклона контурной скважины подпорного целика выбирают из выраженияarctg

tg/L

1 4-tgatgy

где А - угол наклона контурной скважины подпорного целика, град;

а - угол между верхней бровкой откоса уступа и горизонтальной проекцией контурной скважины, град;

у arctg b/a,

где b - расстояние от генеральной линии предельного контура до вершины подпорного целика; м; : .

а - половика расстояния между контурными скважинами верхней площадки подпорного целика, м;

ft - угол откоса уступа на предельном контуре, град.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при открытой разработке рудных и нерудных тьердых полезных ископаемых. Изобретение позволит уменьшить нарушеНнбсть откосов уступов . на предельном контуре и повысить их устойчивость в нарушенных горных породах, Способ предусматривает за счет управления направлением воздействия энергии взрыва на горный массив с учетом треЩиновзтосТи (слоистости) горных пород выбирать на-; правление и расположение взрывных скважин контурного и предконтурного рядов, обеспечивающих хорошую проработку массива между контурными скважинами и высокое качество рыхления горных пород предконтурного массива Помимо.основного эффекта, способ позволяет использовать сложную форму откоса уступа в плаНе на предельном контуре как аккумулирующие выработки для пород, осыпающихся в поверхности откоса .уступа. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. 3 ел

/-4

w // .

r .v;/-4

фм.1

Фи.ъЛ

е- в

Фиг.З

в