Способ заоткоски уступов

 

Использование: при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом в промышленном, транспортном и гидротехническом строительстве. Сущность изобретения: способ ззоткоски уступов при открытой разработке месторождений полезных ископаемых включает создание экранирующей щели на контуре уступа путем бурения оконтуривающих скважин и механического воздействия на породный массив. Новым является то, что производят обсадку оконтуривающих скважин , цементируют их и создают вибрацию в направлении колебаний, перпендикулярном плоскости экранирующей щели, при этом параметры колебаний выбир аюд из следующих соотношений (а - 1/1 убЕУ/э (1), где (У - круговая частота колебаний, Е и рмодуль Юнга и плотность породы; I - ширина приконтурной ленты; W a L Н/Т (2), где W - мощность колебаний, а - удельная энергия образования новой поверхности в горной породе, L - длина экранирующей щели, Н - глубина оконтуривающих скважин , Т - необходимое время для создания щели. 1 п.ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s)>s Е 21 С 41/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с г

1 (21) 4864762/03 (22) 05,09.90 (46) 23.09.92. Бюл. N 35 (71) Всесоюзный научно-исследовательский. проектный и конструкторский институт горного дела и металлургии цветных металлов "Гипроцветмет" (72) Б.В.Несмеянов, И.О,Королев, А.Б.Чачкис, Г.Н,Городничев, P.Ø.Áåêçàèòååâ, А, Н. Городничев и И.В. Соколова (56) Авторское свидетельство СССР N. 1364722, кл, Е 21 С 37/12, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 666655552222, кл. Е 21 С 41/02, 1979. (54) СПОСОБ ЗАОТКОСКИ УСТУПОВ (57) Использование: при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом в промышленном, транспортном и гидротехническом строительстве. Сущность изобре-.ения; способ заоткоски уступов при открытой разработке

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом, промышленном, транспортном и гидротехническом строительстве.

Известен способ направленного разрушения горных пород, включающий бурение скважин в плоскости раскола и заполнения скважин твердеющей расширяющейся массой (1).

Недостатком данного способа является

его низкая эффективность из-зэ относительно высокой стоимости расширяющегося заполнителя и отсутствия гарантии образования, >50 1763667 А1 месторождений полезных ископаемых включает создание экранирующей щели на контуре уступа путем бурения оконтуривающих скважин и механического воздействия на породный массив, Новым является то, что производят обсадку оконтуривающих скважин, цементируют их и создают вибрацию в направлении колебаний, перпендикулярном плоскости экранирующей щели, при этом параметры колебаний выби аю иэ следующих соотношений в =. 1/I 6Е/р (1), где м — круговая частота колебаний, Е и р— модуль Юнга и плотность породы; I — ширина приконтурной ленты; W = а L H/Т (2), где W — мощность колебаний, а — удельная энергия образования новой поверхности в горной породе, L — длина экрэнирующей щели, Н вЂ” глубина оконтуривающих скважин, Т вЂ” необходимое время для создания щели, 1 п.ф-лы. экранирующей щели после расширения за- (д) пол нителя.

Известен способ разрушения монолит- 0 ных объектов, включающий бурение скважин по линии намеченного разрушения породных межскважинных целиков посредством пуансонов(2). а»>ай

Недостатком этого способа является его низкая технологичность. Площадь воздействия пуансона одной давильной установки на массив горных пород весьма ограничена, поэтому для создания эффективных нагрузок по всей длине скважины необходимо создавать специальные гирлянды из давильных установок, что при длине оконтуривающих скважин 25--30 м и более

1763667 (2) 3 4 делают данный способ трудноосуществи- производят их обсадку таким образом, чтомым. КроМе того, примене. ие давильных бы верхняя часть обсадной колонны выстуустановок связайо с испохльзова ием масло- пала над поверхностью устья скважины на станций, что ухудшает эколсги .ескую ситу- 50-60 см. После этого оконтуривающую ацию.на контуре карьера . 5 скважину цементируют. На выступающие

Найболее близким по те «Унической сущ- части обсадных. колойй оконтуривающих ности и достйгкаемым результатам к данно-. скважин крепят вибраторы, которые подму изобретению является сп зссб заоткоски включают к электросети. Выбор типа вибрауступов при открытой разработке место- тора осуществляют, исходя из соответствия рождений полезйых ископаемьх, включаю- 10 их характеристик (собственная частота и щий предварительное щелеобраэование на мощность) требуемым параметрам колебаконтуреуступайутехмбуренияокотнтуриваю- ний, определяемым по формулам (1) и.(2).

-щих:скважин и взрывания в них зарядов ВВ После образования экранирующей щели ." f3),...... .†.: - ... ": -::: .: вибраторы отключают. Факт образования

Недостатком этого способа является 15 экрзнирутющей щели и, при необходимости, невыСокое, качество заоткСски вследствие ее параметры определяют известнйми спотого, что взрывание зарядов ВВ приводит к сабами, значительномоу трещинообразованию в за- Пример. Заоткоску осуществляют в контурном массиве ; что суцественно:ухуд- "горном массиве, основной породой которошает:условия обеспечения его длительной 20 r0 является мрамор. Величины ахи Е, вхоустойчивости, Кроме того, при проведении дящие в формулы (1) и (2)к имеют следующие вэпрывйых работ возникает несбходимость значения(4): а 100Дж/м,р 2710 кг/м, вывода из опасной зоны обсртуКования, что Е = 107 х 10 Па, Ширийу! приконтурной стнйжаетттехнологичность пэокводймых ра- лейты принимают равной 50"м, значения бот,—... : " : -- . -: - .: 25 другйх величин приняты следующими, вв

Целью изобретения являетСя повыше- =100 м, Н = 30 м, Т= 60 с = 1 мин. ние техйологичности и качества заоткоски. ", . Отметим, что приведенное. выше зйачеПоставленная цель" достйгуа«,ется тем, что ние Е характерно для ненарушенного тре- в способе заоткоски уступов пк!1иб открытой, щинами образца породы. В разработке месторождейий полезных иска- 30 действйтельности же в трещиноватом маспаемых, включающем соэхдание экрканирую- сиве значение Е в 3-7 раз меньше аналогичщей щеслина койтуре уступ." пу1ембуренйя ного значейия для образца, поэтому для оконтусрйвающих скважин и механического расчетов принимают Е .15 х 109 Па. Процесс воздейсутвия на породный массив, произво- . вынужденных колебаний в приконтурном дят обсадку оконтуривающих скважин, це- 35 массиве описывается следующим дйффе- ментируют их и создают вибраЦию в — ренциальным уравйением, грайичными и направлении: колебаний, пер 1ендйкуляр- ..- . начальнытмиусловиями, записанными в безном плоскости экранируЮ цей щели, при размерном. виде; этом параметры колебаний вйбирают из .. фц . ф «1и следующих саотношений; 40 . — — = —,— x =0 =о(т}, « 2 «Р Д х — — (1) BU дО

Т Р вЂ” /,=1=0,ОГ!=о=о,—,/,=о=о, (3) где ««! — кРУговаЯ частота колебс ний, Х

E u p — модуль Юнга и плотноксть порогде Ц вЂ” смещение точки массива; ! — ширина приконтурной л«нты; . - X текущая координата, отсчить ваемая от контура щели, причем ось Ох направлена в сторону свободной поверхности откосе; где W мощность колебаний; < время а — удельйая энергия обраэовайия но- 50 ...

Н вЂ” глубина оконтуриваащ 1х скважин; осуществляется по формулам (в левых часТ вЂ” необходимое время для создания тях нижеследующих формул стоят безразщели. 55 мерные величины, а в правых — размерные):

Способ осуществляется следующим об- ц = ц/! „= х/!, t = т/!! !, = +, (4) разом,.:... -: . у p Е

По контуру карьера бурят оконтуриваю- где «г — напряжение в массиве. щие скважины необходимой глубины. Затем Введя преобразования Лапласа по времени; (13) Составитель

Техред M.Моргентал

Корректор М .Андрушенко

Редактор

Заказ 3439 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственно о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10!

5 1763667 .11(х ) S (Гз« u(„t) о (3)-S f . МоЩность вибРатоРов Wb Равна:

eo(t)dt a+ . ; . ЧЧь 1/р W" 1/0,1 х 5кВт 50 кВт(12) и, разрешив преобраэованну«о задачу (3); . где у - 0,05-0,15 - коэффйциент п0лезй0го получим. выражение для лвпласского образа действия вибратора. функции О(х,с):.: - . 5 РаСстояние 1 1(в, между скважинами рассго chS 1 — х} .:: . считывают по формуле:

0 (х,S) .. (5) в

В Случае гармоническиХ вынужденных, . vv«« колебаний oo(t) = оясозсл. гдеe« - сопас,в . где йь — мощность одного вибратора, — круговая частота колебаний, . 10 Выбрав в качестве вибратора агрегаты

$> ...: .. мощностью 2 к8 т, по формуле (13) получгим; и СГл(о» =о к: (Ю .. 100M õ 2»8 Е

50кВт

Подставив выражение (6) для @>(Я в - Создание относительно несложным формулу (5) и воспользовавшись известным 15 способом качественйой экранйрую«ей щеасимптотическим. Свойством преобразова- ли позволит Обеспечить Оптимальный угол ниЯ Лапласа, получйм вырагжение ДлЯ О(х, ), наклона борта карьера. что даст вс зможпри УсгтановйвшихсЯ колгебайиЯх: .: . ность снизить затраты на вскрышу и повыЦ(ххах)=оЯ вЂ” (1 — созв«) «- —.— (совф —.: сит безопасность ведения горных работ.

1 :: .1 йР crP — 6... 20 Ф о р м y n а и з о б р е т е н и в

Сйособ зао .îñêè Уступов при открытой разработке месторождений полезных искод, паемых, включающий создание экранируюИз формулы (7) следует выражение для . щ щели на контУРе УстУпа пУтем УРениЯ относительной деформации на контуре щеформации на контуре ще . 25 ОконТУРиваюЩих скважин «(«механичЕСкОго ли: воздействия на йорчодный массив, о т л и ч аю щт и и с я тем," î, с целью повыгшейия созга воз к(Г) = (ф».,= »O.,т — -. (8) технологичности и кечествв веоткоски. лро изводЯт обсадкУ огкокнтУ(Ривающих скважин, ПеРеЯя в формулу (8) к пРеделу при, 30 цементйруют их и создают вибрацйю в на(о о = мб,получим . :.::" - .. пркавлсегний колебайий перпендинкулярнОМ

gt) = (т«slnobt : (9) . . :: плоскости зкранирующгей.щели, при этом паргамтетры колебаний выбирают из следуюИз (9) следует, что при (o = ао йастУпнаг-,: щих соотношений ет резонанс и деформация неограниченно 35

ВОЗРаетаЕт ВПЛОТЬ ДО РаЗРУВ«ЕНв4гЯ МаССИВа :.:.:-, .:: ®.— Ц(р

B раЗМЕРНОМ ВИДЕ РЕЗО»НаНС«1ая ЧаетОта, Гдв 61- КРУГОВая ЧаСтОта КОЛЕбаНИй ; очевидно, выражаетсЯ фоРмулой (1)..Под- -: E и р- модуль «Онгга и плотность пороставив в эту формулуисходные данные, получи+: .. -:::.40 . I — ширина приконтурной лейты;

1 бх1,5х10 ": «л/= а 1.-«-«/Т, % 0,271 „ 104 : .: где W — мощность колебаний: (1p): . . c — удельная энергия Образования ноРасчет мощности колеб,«ни(«по форму- вой поверхности в горной йороде ле (2) дает .. 45; . L.— длина экРанйРУющей щели;

100х100х30 .: . Н вЂ” глубина оконтуриввющихскважин; а = 60 =5 квт Т вЂ” необходимое время для создания щели.