Способ безвзрывного отделения блоков от горного массива

 

Использование: добыча блоков природного камня. Сущность изобретения: в плоскости предполагаемого откола блока бурят ряд шпуров. Нижние части шпуров заполняют расширяющимся при затвердевании веществом. В устья шпуров устанавливают гидроклинья. Глубина незаполняемой части шпура составляет 1 - 3 длины рабочего органа гидроклина. После достижения расширяющимся веществом максимального давления включают гидроклинья и отделяют блок. 2 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам добычи блоков природного камня и направленного отделения блоков от горного массива.

Известны способы отделения блоков от горного массива, предусматривающие бурение ряда шпуров в плоскости предполагаемого раскола, размещение в части шпуров взрывчатого вещества и взрывание [1]. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ отделения блоков от массива, включающий бурение ряда шпуров по линии предполагаемого раскола и размещение в них гидроклиньев при создании давления, которым производится отделение блоков от горного массива [2]. Недостатком такого способа является ограничение высоты отделяемого блока трехкратной длиной рабочего органа гидроклина, помещенного в шпур. В противном случае требуемая направленность плоскости откола не выдерживается.

Целью способа является повышение качества поверхности откола при безвзрывном отделении блоков от горного массива.

Достигается это тем, что в плоскости предполагаемого откола блока бурят ряд шпуров, с недобуром 0,15-0,20 м до подошвы, нижние части шпуров заполняют веществом, расширяющимся при затвердевании, после чего в верхние части шпуров помещают рабочие органы гидроклиньев, причем глубина незаполняемой части шпуров веществом, расширяющимся при затвердевании, изменяется в пределах длины рабочего органа гидроклина от устья шпура до 3-кратной длины рабочего органа гидроклина, а при достижении расширяющимся веществом максимального давления гидроклиньями развивают дополнительную ориентированную квазистатическую нагрузку, позволяющую совместно с действием расширяющегося при затвердевании вещества произвести направленное отделение блока от горного массива.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что в плоскости предполагаемого откола бурят ряд шпуров с недобуром 0,15-0,20 м до подошвы, нижние части которых заполняют веществом, расширяющимся при затвердевании, а в верхних частях шпуров размещают рабочие органы гидроклиньев, причем глубина незаполняемой части шпуров - веществом, расширяющимся при затвердевании, изменяется в пределах от длины рабочего органа гидроклина до 3-кратной длины его рабочего органа, а при достижении расширяющимся веществом максимального давления гидроклиньями развивают дополнительную ориентированную квазистатическую нагрузку, позволяющую совместно с действием расширяющегося при затвердевании вещества произвести направленное отделение блока от горного массива.

Отличие предлагаемого способа от известного состоит в том, что нижние части шпуров, пробуренных в плоскости предполагаемого откола блока, заполняются веществом, расширяющимся при затвердевании, а в верхних частях шпуров размещают рабочие органы гидроклиньев, причем глубина незаполняемой части шпуров веществом, расширяющимся при затвердевании, изменяется в пределах от устья шпура до длины рабочего органа гидроклина и от устья шпура до 3-кратной длины его рабочего органа, а при достижении расширяющимся веществом максимального давления гидроклиньями развивают дополнительную ориентированную квазистатическую нагрузку, позволяющую совместно с действием расширяющегося при затвердевании вещества произвести направленное отделение блока от горного массива.

На фиг. 1 представлено устройство, осуществляющее способ; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1.

Оно содержит отделяемый блок 1, шпуры 2, расширяющееся вещество 3, гидроклинья 4.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

В плоскости требуемого откола блока 1 бурят ряд шпуров 2 с недобуром 0,15-0,20 м до подошвы глубиной L. Нижние части шпуров 2 заполняют расширяющимся при затвердевании веществом 3, в верхние части шпуров 2 ориентированно вставляют рабочие органы гидроклиньев 4, причем глубина незаполняемой части шпуров 2, расширяющимся при затвердевании веществом 3, изменяется от устья шпура в пределах от глубины рабочего органа гидроклина 4 до 3-кратной длины его рабочего органа. При отделении блоков крепких горных пород от массива (σ_сж = 230 МПа) незаполняемая часть шпуров веществом, расширяющимся при затвердевании, составляет глубину от устья шпура, равную длине рабочего органа гидроклина.

При разрушении менее прочных пород, как известно, высота отделяемого блока ограничивается 3-кратной длиной рабочего органа гидроклина, поэтому при отделении блоков высоких уступов незаполняемая часть шпуров веществом, расширяющимся при затвердевании, составляет от устья шпура глубину, равную 3-кратной длине рабочего органа гидроклина. При достижении расширяющимся веществом 3 максимального давления, которое определяется экспериментальным путем, согласно разработанной методике, устанавливается момент времени включения гидроклиньев 4, развивающих дополнительную ориентированную квазистатическую нагрузку, позволяющую совместно с действием расширяющегося при затвердевании вещества 3 произвести направленное отделение блока 1 от горного массива.

Использование предлагаемого способа позволяет улучшить качество плоскости откола блоков высоких уступов от горного массива и исключить взрывные нагрузки, вызывающие трещинообразование в камне.

Формула изобретения

СПОСОБ БЕЗВЗРЫВНОГО ОТДЕЛЕНИЯ БЛОКОВ ОТ ГОРНОГО МАССИВА, включающий бурение ряда шпуров в плоскости предполагаемого раскола, размещение в них гидроклиньев и отеделение блоков с помощью гидроклиньев, отличающийся тем, что, с целью повышения качества поверхности отделяемых блоков, предварительно донную часть шпуров заполняют веществом, расширяющимся при затвердевании, гидроклинья устанавливают в верхней части шпуров, а отделение блока производят после достижения максимального давления, создаваемого веществом, расширяющимся при затвердевании, при этом глубина не заполняемой этим веществом части шпура составляет 1 - 3 длины рабочего органа гидроклина.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2