Способ отбойки горных пород и устройство для его осуществления

 

1, Способ отбойки горных пород, включающий образование дополнительной свободной поверхности, бурение в блоке рядов скважин и послойный отрыв горной породы на свободную поверхность, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности отбойки кристаллонос-г ных пород за счет сокращения энергосети и повышения сохранности кристаллосы я , перед отрьшом производят .гидравлический разрыв во всех скважинах блоков, при JTOM рядь скважин iбурят на расстоянии друг от друга, равном половине их глубины. 2.Способ по п. 1, отлича ющ и и с я тем, что скважины в рядах через один бурят укороченными. 3.Устройство для отбойки горных пород, включакндее корпус с камерой, клин с поршнем и раздвижные щеки, отличаю ще е t я тем, что в поршне и клине вьшолнен осевой сквозной канал с наклонным седлом, а корпус снабжен переходником и пакеру ющими элементаьт. to Од

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (я)4 E 21 С 37/02 37/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ (21) 3323163/22-03 (22) 20.07.81 (46) -07.08.85. Бюл. ¹ 29 (72) Таймас Атакулов, И.Н.Агафонов, К.Н.Кошколда, И.С.Цыкалов и Ю.П.Зорин (53) 622. 232 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 767349, кл. E 21 С 37/02, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР № 353837, кл. Е 21 С 37/02, 1970. (54) СПОСОБ ОТВОЙКИ ГОРНЫХ ПО ОД И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, (57) 1. Способ отбойки горных пород, включающий образование дополнительной свободной поверхности, бурение в блоке рядов скважин и послойный отрыв горной породы на свободную поверхность, о т л и ч а ю щ и й—

„„SU„„1029677 A с я тем, что, с целью повышения эффективности отбойки кристаллонос-. ных пород за счет сокращения энерго сети и повышения сохранности кристаллосырья, перед отрывом производят ,гидравлический разрыв во всех скважи. нах блоков, при этом ряды скважин бурят на расстоянии друг от друга, равном половине их глубины.

2. Способ по п. 1, отличаюшийся тем, что скважины в рядах через один бурят укороченными..

3. Устройство для отбойки горных пород, включающее корпус с камерой, клин с поршнем и раздвижные щеки, о т л и ч а ю щ е е е ÿ тем, что в поршне и клине выполнен осевой сквозной канал с наклонным седлом, а корпус снабжен переходником и пакеру. ющими элементами.

1029б77

Изобретение относится к области горного дела, а именно к способу отбойки полезных ископаемых, например кристаллоносных жил.

Известен способ отбойки горных пород, заключающийся в бурении скважин, установке в них расклининающих устройств, их распоре в ш. уре и последующего отрыва породы (1) .

Недостатком этого способа отбойки является низкая производительность и большие затраты энергетически1 усилий при использовании устройства ""

Известен также способ отбойки гор- 15 ных пород, включающий образование дополнительной свободной поверхнос ти, бурение в блоке рядов скважин и,послойный отрыв горной породы

Ф на свободную поверхность (2), Устройство, осуществляющее изнест ный способ, включает корпус с камерой, клин с поршнем и раздвижные щели.

Для осуществления способа необходима подача высоких разрывных давлений, требующих повышенных энергозатрат, эффективность такого способа разрушения невысока и требует проходки большого количества скважин что

Ф приводит к излишним затратай на бурение .и разрушению ценного кристаллосырья.

Цель изобретения — повьппение эффективности отбойки кристаллоносных пород 35 за счет сокращения энергоемкости и повышения сохранности кристаллосырья.

Цель достигается тем, что в способе отбойки горных пород, включающем образование дополнительной свободной 40 поверхности, бурение в блоке рядов скважин и послойный отрыв горной породы на свободную поверхность, перед отрывом производят гидравлический разрыв во всех скважинах блоков, при 45 этом ряды скважин бурят на расстоянии друг от друга, равном половине их глубины.

Кроме того, скважины в рядах через один бурят укороченными. 50

Этот способ может быть осуществлен устройством для отбойки горных пород, включающим корпус с камерой, клин с поршнем и раздвижные щеки, причем в поршне и клине выполнен осевой скноэ-55 ной канал с наклонным седлом, а кор-. пус снабжен переходником и пакетирующими элементами.

Устройство предложенной конструкции обеспечивает совмещение операций гидрораэрына и последующего отрыва породы.

На фиг..1 и 2 схематически показан вариант реализации способа, на фиг.3— устройство и разрезе но время проведения гидроразрына, на фиг. 4 — процесс отрыва породы клином; на фиг.5 разрез устройства по линии А-А.

В пределах рудного тела 1, вскрытого подготовительной выработкой 2, проходится опережаюшая заходка 3, обладающая дополнительной свободной поверхностью. В плоскостях, параллельных свободной поверхности 4, проходят буровые разрывные скважины 5, располагаемые в шахматном порядке, при этом глубина (длина) скважин изменяется н том же порядке: от полной глубины заходки к ее половине. Во все пробуренные скважины, в призабойных частях, выделенного (подготовленного) блока устанавливаются распорные клиновые устройства 6. Устройства посредством высоконапорных труб 7 через оголовки, 8, снабженные манометрами 9, расходо

:мерами 10 и клапанами 11, соединяют- ,ся с коллектором 12 высокого давления, по которому подается жидкость разрыва от высоконапорного насоса

13. После опрессовки и проверки всей системы производят операции по гидроразрыву путем нагнетания жидкости поц большим давлением. Процесс гидроразрыва и образования трещин

14 характеризуется резким падением давления нагнетания и одновременным увеличением приемистости скважин, что фиксируется по манометрам и расходомерам. После проведения гидроразрыва производят скалывание или отрыв горной массы при помощи устройства, начиная с ближайших от обнаженной поверхности скважин. Поочередно вводят шарики, которые, перемещаясь по высоконапорным трубам, садятся в клапанные гнезда устройств и перекрывают осевые каналы. Увеличивающимся давлением жидкости на поршневую часть клина производится его выдвижение с раздвиганием силовых щек, приводящее к столу и отрыву отдельных кусков пород 15, которые погрузчиками 1б убираются н вагонетки 17.

Так, воздействуя последовательно н - устройство, производят разрушение

1029 рудного тела и последующую уборку разрушенной породы.

Гидроразрыв, скалывание и отрыв горных пород производятся устройством, показанным на фиг. 3-5. $

Устройство состоит иэ корпуса 18 .с кольцевой (цилиндрической) проточкой 19 и силовой гидравлической камерой 20; расположенной между клиновой частью 21, основание которой 10 выполнено в форме поршня 22, снабженного уплотнителями 23..

По оси клиновой части просверлен канал 24, имеющий выходы на конусную часть клина и клапанное седло 25, <5 в которое садится во время работы устройства шариковый клапан 26. С другой стороны корпус снабжен переходником 27 со сквозным отверстием . 28 для соединения с напорными тру- 20 бами. На переходнике укреплены пакетирующие элементы 29. На клиновой части устройства укреплены щеки 30, стянутые хомутами 31 из мягкого металла (меди, алюминия и др.).. 25

Работает устройство следующим образом..

Собранное устройство с введенной в его корпус клиновой частью 21 и сомкнутыми щеками 30, стянутыми хо- 30 мутами 31, вводится в пробуренную скважину 5. Высоконапорные трубы 7 ,соединяются через :оголовки 8 с манометрами 9, расходомерами 10 и гнездами 11 для шариков с коллектором35 высокого давления. Насосом 13 подают жидкость разрыва по трубам в устройство. Проходя по осевым отверстиям, она воздействует на стенки скважины и пакетирующие элементы 29 устройст- 4>

:ва, которыми герметизируется призабойная часть скважины. После образо:вания трещин 4 из гнезда 11 выпускается шарик 26, перемещаемый потоком ,жидкости по напорным трубам 7 в

45 гидравлическую камеру устройства.

677 4

Шарик 26 садится в клапанное гнездо

25 и перекрывает канал 24. Увеличиваю. щнмся давлением жидкости на поршень

22 клиновая часть 21 выдвигается из камеры 20 и раздвигает щеки 30, воздействуя на горную породу, производя ее разрушение и отрыв.

Благодаря наличию в устройстве гидравлической камеры, снабженной переходником и клиновой частью с поршнем, выполненным со сквозными отверстиями и клапанным узлом, возможно совмещение операций по гидроразрыву и скалыванию (отрыву) горной породы, что позволяет сократить средства (силовую энергию) и время на разрушение массива.

Глубина опережающей заходки. Зависит от физико-механических свойств пород, и, как правило, на месторождениях кристаллоносного сырья изменяется от 3 до 5 м, средний размер отбитого куска не должен превьппать

0,5 м. Расстояние между скважинами в плоскостях отбойки долгно составлять (0,2-0,5) /0, где — длина или глубина заходки.

Для создания. равномерной трещиноватости массива от гидроразрывного воздействия длина скважин в ряду (в одной плоскости) изменяется через одну от длины, равной глубине заходки и ее .половине.

Проведение гидроразрыва горных пород перед их отбойкой позволяет эа счет раскрытия существующих трещин или образования новых, значительно снизить давление последующего отрыва, производимого клиновым распирающим устройством, повысить эффектив-ность разрушения за счет предваритель. ного нарушения их сплошности, сократить время и средства, проводить поточную технологию очистных работ, повысить безопасность их проведения.

1029б77

Корректор A.Çèìîêîñoâ

Редактор Л.Письман Техред T.Ôàíòà

Заказ 5761/1

Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г ° Ужгород, ул. Проектная, 4