Способ укрепления плывуна при открытой разработке месторождений

 

Изобретение относится к горной промышленности и м.б. использовано при открытой разработке горизонтальных месторождений с плывуном. Цель - повышение устойчивости уступа и снижение водопритока в рабочую зону при последующей отработке пород уступа. Вдоль уступа через устойчивые покрывающие породы 3 и плывун 2 бурят ряд вертикальных скважин 4. Скважины 4 заряжают зарядом ВВ 6 в плывуне 2 и зарядом ВВ 5 на выброс в покрывающих породах 3. Формирование перемычки ведут взрыванием указанных зарядов ВВ. При взрывании в плывуне 2 образуются полости. Указанные полости заполняются покрывающими породами от взрыва на выброс в полость. При этом взрывание зарядов ВВ 5 на выброс производят с замедлением по отношению к зарядам ВБ 6 по плывуну 2, Указанное замедление рае э длительности образования полостей в плывуне 2. Скважины 4 в ряду бурят на расстоянии , разном сумме диаметра полости и ширины зоны сжатия 1 з п ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 С 41./26

:" 1 i09) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4845195/03 (22) 16.04.90 (46) 15.07.92;.Бюл. М 26 (71) Днепропетровский горный институт им.

Артема (72) В.И.Прокопенко и Рг К.Темнов (53) 622.271 (088.8) (56) Певзнер М.E. Борьба с деформациями горных пород на карьерах, М,: Недра, 1978, с.206-211.

Трупак Н.Г. Специальные способы проведейия горных выработок. M.: Недра, 1976, с.191-192, рис.83. (54) СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ПЛЫВУНА ПРИ

ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ (57) Изобретение относится к горной промышленности и м.б. использовано при открытой разработке горизонтальных месторождений с плывуном. Цель — новы„„. Ж„„1747699 А1

2 шение устойчивости уступа и снижение водопритока в рабочую зону при последующей отработке пород уступа. Вдоль уступа через устойчивые покрывающие породы 3 и плывун 2 бурят ряд вертикальных скважин

4. Скважины 4 заряжают зарядом ВВ 6 в плыьуне 2 и зарядом BB 5 на выброс в покрываю цих породах 3, Формирование пе- ремычки ведут взрыванием указанных зарядов ВВ, При вэрывании.в плывуне 2 образуются полости. Указанные полости заполняются покрывающими породами от взрыва на выброс в полость. При этом взрывание зарядов ВВ 5 на выброс производят с замедлением по отношению к зарядам ВВ 6 по плывуну 2, казанное замедление рав:„э длительности образования полостей в плывуне 2. Скважины 4 в ряду бурят на расстоянии, равном сумме диаметра пслости и ширины зоны сжатия. 1 э.п. ф-лы, 3 ил, 1747699

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к технологии открытой разработки горизонтальных месторождений полезных ископаемых, покрытых вскрышей, включающей плывун.

Известен способ укрепления плывуна (силикатиэация). В массив горных пород че. рез иньекторы, забитые в него, нагнетают жидкое стекло (иногда с добавлением хлористого кальция). В результате физико-химического воздействия иньектируемых агентов с укрепляемой породой в ней образуется гидрогель кремнекислоты, который твердеет и обеспечивает повышение устойчивости, водонепроницаемости и прочности породы, Глинистые породы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц и низким коэффициентом фильтрации предложено укреплять многокомпонентным вяжущим раствором с применением извести.

В породном массиве бурят ряд скважин, которые заполняют смесью цемента, извести и глинистых пород. При взаимодействии этого материала с укрепляемыми породами в откосе создаются сваи из материала более высокой прочности, чем укрепляемые породы, образуются вокруг скважин зоны пород пониженной влажности и повышенной прочности. Изложенные способы являются дорогостоящими, Они не позволяют укреплять вскрышные уступы с включениями плывуна и поэтому не могут быть применены прй открытой разработке месторождений, покрытых вскрышей, включающей плывун, Наиболее близким к предлагаемому является способ искусственного замораживания гЬрных пород. Способ состоит в том, что параллельно откосу разрабатываемого уступа в массиве плывуна на его мощность создают ледогрунтовое заграждение, которое защищает забой от проникновения в него воды и укрепляет откос уступа, Низкую температуру для зэмора>кивания плывуна получают путем нагнетания в него холодильных агентов (аммиака, углекислоты, фреона), По контуру ледогрунтового заграждения бурят скважины через толщу водоносных пород, в скважины опускают замораживающие колонки, по которым нагнетают агенты.

В результате охлаждения вокруг замораживающих колонок образуются цилиндры из замороженной горной породы, которые с течением времени увеличиваются и, наконец, соединяются между собой, образуя сплошное ледогрунтовое ограждение.

Недостатками способа замораживания горных пород применительно к открытым разработкам являются сложность укрепления вскрышных уступов (высотой 10 — 15 м и пород плывуна между полостями. Это позволяет создавать гидравлическую перемычку в плывуне впервые взрывным способом. Внутренние заряды ВВ в теле

45 плывуна создают полости, которые заполняются покрывающей, более устойчивой породой с помощью зарядов на выброс, В результате уплотнения пластичных пород энергией внутренних взрывов вокруг по50 лостей формируются слои с повышенными прочностными параметрами. Такой способ укрепления плывуна является новыми эффективным. С одной стороны плывун уплотняется в зонах сжатия, с другой55 упрочняется в полостях покрыв"-.þùèìè породами.

На фиг,1 изображены скважин. ые заряды; на фиг.2 — образование полостей; на фиг.3 — заполнение плывуна покрывающей породой.

30 более) и значительные затраты на создание ледогрунтового ограждения (длиной

1,5 — 2 м), Организовать замораживание плывуна узкой половой параллельно отрабатываемой заходке технически и технологически весьма трудно. Необходимо поддерживать в замороженном состоянии ледогрунтовое заграждение на всю длину уступа, что требует создания огромной замораживающей системы

Цель изобретения — повышение устойчивости уступа и снижение водопритока в рабочую зону при последующей отработке пород уступа, Предлагаемый способ укрепления плывуна целесообразно применять при разработке уступа по бестранспортной схеме. Более устойчивые откосы уступов обеспечивают меньший объем переэкскавируемой вскрыши, р результате снижения притока воды уменьшаются потери и засорение полезного ископаемого

Поставленная цель достигается тем, что вдоль уступа через устойчивые покрывающие породы и плывун бурят ряд вертикальных скважин и в плывуне формируют перемычку, Для этого скважины заряжают зарядом взрывчатого вещества (ВВ) в плывуне и зарядом ВВ на выброс в покрывающих породах. Формирование перемычки ведут взрыванием указанных зарядов 8В с образованием полостей в плывуне и зэполнением последних покрывающими породами от взрыва на выброс в полость, причем взрывание зарядов ВВ на выброс производят с замедлением по отношению к зарядам

ВВ по плывуну, равным длительности образования полостей в плывуне, Скважины в ряду бурят нэ расстоянии, равном сумме диаметра полости и ширины зоны сжатия

1747699

Способ применяется при открытой разработке горизонтального пласта 1, в кровле которого залегает водонасыщенный плывун

2, Плывун покрыт устойчивыми породами 3;

Способ включает бурение взрывных сква- 5 жин 4, в которых размещают заряды на выброс 5, и внутренние заряды 6, Способ связан с образованием полостей 7 и эон 8 сжатия, Плывун укрепляют следующим обра- 10 зом.

Сначала в уступе через толщу покрывающих пород 3 и плывуна 2 (до кровли рудно- . го пласта 1) бурят вертикальные взрывные скважины 4, Скважины бурят в ряду на рас- 15 стоянии друг от друга, равном сумме диаметра полости 7 и ширины зоны 8 сжатия, Ряд скважин располагают параллельно откосу разрабатываемого уступа, на некотором расстоянии от откоса. Затем заряжают 20 скважины ВВ. B верхней части скважины размещают заряд на выброс 5, в нижней— внутренний заряд 6. Собирают взрывную сеть, Включают в сеть эамедлителя, которые должны взрывать заряды 5 и 6 в разное 25 время, Заряды на выброс по отношению к. внутренним зарядам должны взрываться с замедлением, равным длительности образования в плывуне полостей 7. В результате взрывания зарядов 6 на всю мощность 30 плывуна 2 образуются воздушные полости

7. Для этого формируют внутренний заряд длиной. соответствующей мощности плывуна. Между полостями в толще плывуна создаются зоны 8 сжатия. В этих зонах 35 происходит сокращение первоначальной пористости породы эа счет ее сжатия и других структурных изменений, происходящих в поровом пространстве под действием ударных и упругих волн, качественно изме- 40 няющих структуру пластиЧной породы, делающих ее более монолитной и менее проницаемой. Длина зарядов 5 рассчитывается, исходя из условия заполнения полостей 7 покрывающей плывун породой 3. При вэрывании этих зарядов устойчивая порода. выбрасывается в толщу плывуна, за счет чего плывун уплотняется, укрепляется. При взрывании всего ряда скважин образуется водозаградительная перемычка, Она будет. предотвращать приток воды в рабочую зону, где работает вскрышное и дробильное обо- . рудование.

Ф о р м у л а .и з о б р е т е н и я

1. Способ укрепления плывуна при открытой разработке месторождений, включающий бурение вдоль уступа ряда вертикальных скважин через устойчивые покрывающие породы и плывун и формирование перемычки в плывуне, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения устойчивости уступа и снижения водопритока в рабочую зону при последующей отработке пород уступа, скважины заряжают зарядом ВВ в плывуне и зарядом ВВ на выброс в покрываюших породах, а формирование перемычки ведут взрыванием ука; занных зарядов BB с образованием полостей в плывуне и заполнением послед-. них покрывающими породами от взрыва на выброс в полость, при этом взрывание зарядов BB на выброс производят с замедлением по отношению к зарядам BB по плывуну, равным длительности образования полостей в плывуне.

2, Способ по п.1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что скважины в ряду бурят на расстоянии, равном сумме диаметра полости и ширинь эоны сжатия.

1747699

COt;TBBMTeAb B. llpOKOrtGHKG

Техред M.Mopãeêòàë Корректор Э. Лончакова

Редактор 3. Слиган

Производственно-издательский комбинат "Патенг", r. Ужгород, ул.Гагаоина. 101

Заказ 2483 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН; СССР

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