Способ взрывного разрушения горных пород и заряд для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК E21C37/00 F42B3/02 

Изобретение относится к горнодобьюающей промышленности и может быть использовано при производстве взрывной отбойки руд, преимущественно слюдяных, или содержащих другие кристаллические включения ценных минералов.

Известен эффективный способ взрывной отбойки руд, в котором используются заряды с осевой воздушной полостью по всей длине заряда. По зтой полости распространяется воздушная ударная волна, скорость движения которой значительно больше скорости распространения детонационной волны по заряду. За счет этого детонация в заряде распространяется в нестационарном режиме с повышенной скоростью. Недостатком этого способа применительно к отбойке крупнокристаллических минералов, является переизмельчение включений ценного материала.

Известен также способ разрушения горных пород, включающий бурение скважины, помещение в скважину рассредоточенных зарядов, имеющих кумулятивную выемку. Крайний заряд снабжают инициатором детонации: капсюлемдетонатором или концом детонирующего шнура, устье шнура заделывают забойкой и заряд взрывают.

Использование рассредоточенных зарядов псзволяет уменьшить переизмельчение рудной массы, а за счет эффекта кумуляции возрастает надежность и расстояние передачи детонации от патрона к патрону, что позволяет отказаться от соединения зарядов .детонирующим шнуром.

Недостатком этого способа отбойки руд, применительно к отбойке рудной массы, содержащей включения минералов резко отличающихся по своим физическим характеристикам, является недостаточная эффективность разрушения горных пород и переизмельчение крупнокристаллических включений ценного минерала.

Цель изобретения - повьш1ение эффективности отбойки и качества дробления рудной массы применительно к требованиям добычи минералов, например слюды, графита, талька и т.п.

Указанная цель достигается тем, что для заряжания скважин используются заряды с кумулятивными выемка, ми, имеющими осевую воздушную полость, а сами заряды размещают с концентрическим воздушным зазором от стенок скважины.

Заряд для осуществления отбойки пород по предлагаемому способу выполнен в виде цилиндра с осевой воздугпной полостью, на одном конце заряда отформована кумулятивная выемка, а на двух концах цилиндрического заряда размещены кольца, центрирующие заряд в скважине на определенном растоянии от стенок скважины (шпура), На фиг, показан один из вариантов выполнения предлагаемого способ с основными конструктивными особенностями заряда; на фиг,2-4 - варийнты вьшолнения заряда,

На фиг.1 приведена схема осуществления взрыва по Предлагаемому способу, где показаны подлежащий разрушению массив горной породы 1, в котором пробуривают скважину 2, затем помещают в нее заряды 3 взрьшчатого вещества (ВВ) с кумулятивной выемкой 4 и осевой воздушной полостью 5, снабжают заряды инициатором взрыва 6 и заполняют устье скважины забоечным материалом 7, Заряды рассредотачивают друг от друга воздушными промежутками 8, и размещают в скважине с воздушным зазором 9 от стенок скважинь 2, а инициатор взрыва 6 размещают в первом от устья скважины заряде, взрывом которого возбуждают взрыв всей системы зарядов.

На фиг.2 изображена конструктивная схема заряда для выполнения предлагаемого способа взрывания, где обозначения 3-9 те же, что и на фиг.1, а дополнительно показаны дистанционные кольца 10, которые удерживают заряд 3 в скважине 2 с зазором 9 между цилиндрическим корпусом I1 заряда и .стенкой скважины 2.

На фиг.З изображен вариант выполнения заряда, где гильза корпуса II выполнена в виде трубки, а дистанционное кольцо 10 образовано путем развальцовки торцов трубки 11, Здесь же показана формующая гильза 12 кумулятивной выемки 4, которая выполнена подвижной относительно гильзы корпуса 11 и трубки 13, образующей осевую воздушную полость 5.

На фиг.4 показан вариант выполнения заряда 3, в котором взрывчатые вещества применены в виде шашек 14 прессованного ВВ соответствующей формы (например, прессованный тротил) или в виде таблеток с осевым каналом

В качестве примера конкретного выполнения способа можно привести вариант его применения для отбойки крупнокусковых тальковых руд. Как показано на фиг, в намеченном к отбойке массиве руды 1 пробуривают скважину 2 или шпур (обычно комплект шпуров) . В скважину 2 помещают серию зарядов 3 с осевой воздушной полостью 5, при этом заряды 3 рассредотачивают воздушными промежутками 3, а для того, чтобы инициирующий импульс от заряда к заряду в скважине передавался лучше, в торцах зарядов 3 образуют кумулятивные выемки 4. 3 скважине 2 заряды 3 размещают с образование воздушного зазора 9. Затем помещают в инициатор взрыва 6 (например, дето590

натор или конец детонирующего шнура) заполняют устье скважины забоечным материалом 7 и взрывают серию скважин в принятой последовательности.

Для удобства осуществления приемов по предлагаемому способу предложены варианты выполнения зарядов,позволяющих достигнуть намеченной цели изобретения за счет реализации способа. С целью упрощения технологии изготовления заряда корпус выполняется в ввде трубки, а дистанционное кольцо образовывается путем развальцовки торцов этой трубки. Регулирование величины воздушного промежутка 7 между зарядами производится за счет взаимного перемещения формующей гильзы 12 кумулятивной выемки 3 относительно гильзы корпуса II и трубки осевой полости 4. Регулирование степени концентрации энергии взрыва при прессованных элементах заряда производится путем подбора количества шашек 14 прессованного ВВ, помещаемых в гильзу корпуса 1. Поскольку по осевой воздушной полости обеспечивается прохождение дополнительного мощного инициирующего импульса, то приз.нано возможным значительную часть заряда выполнять из более дешевых литых тротиловых шашек 14, заменяя ими более дорогостоящие прессованные шашки, кроме первой шашки в заряде, выполняющей функции приема детонирующего импульса от предшествующего заряда.

Учитьшая характер детонации зарядов предлагаемой конструкции с образованием всплесков плотности энергии взрыва на отдельных участках заряда, предусмотрено использование возможности получения для тальковых руд более выдержанной кусковатости отбитой взрывом руды, для чего длину каждого заряда в скважине принимают равной предпочтительным размерам кусковатости добывае1 1ых пород.

Использование предлагаемого способа и реализующих этот способ зарядов позволит при добыче тальковых,графитовых и слюдяных руд повысить ценность извлекаемого из недр минерального сырья за счет более щадящего разрушения рудного массива с получением более крупнокусковых тальковых, графитовых руд и с выделением крупных кристаллов слюды, предотвращая вторичные повреждения кристаллов при отбойке.

I J

У/Х//Л у хХ///Л/ХХхУх// ////l///l //

v////y

Фиг. 2.

///// ХУ ///////

.s .//

1. Способ взрывного разрушения горных пород, включающий бурение скважины, помещение в скважину с зазором рассредоточенных зарядов, имеющих кумулятивную выемку, забойку устья скважины и взрывание заряда. отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отбойки и качества дробления.рудной массы, содержащей кристаллические включения ценных минералов, в зарядах создают осевую воздушную полость, а сами заряды размещают с концентрическим воздушным зазором от стенок скважины. 2.Заряд для разрушения горных пород, содержащий цилиндрический корпус, в котором размещено взрывчатое вещество, и гильзу, формующую кумулятивную выемку, отличающи и- с я тем, что по оси заряда вьтолнена осевая воздушная полость, а корпус - в виде трубки с развальцованi ными наружу торцами, при зтом формуюсл щая гильза размещена подвияшо в осевом направлении относительно корпуса. 3.Заряд по п.2, о тлич ающ и и с я тем, что в качестве взрывчатого вещества применены прессованные шашки соответствующей формы. (UD 4.Заряд по п.2, отличающийся тем, что длину заряда принимают равной требуемым размерам ot кусковатости добьшаемых пород. сз О5