Способ взрывного рыхления скальных пород зарядами с воздушной подушкой
Владельцы патента RU 2456538:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к разработке крепких горных пород в сложных условиях, когда завышено сопротивление по подошве уступа или отметка подошвы, и т.д. Способ включает бурение взрывных скважин с увеличенным перебуром, их заряжание с размещением в перебуре воздушной подушки, взрывание горных пород. Воздушную подушку длиной 6-10 диаметров скважины создают ниже фактической отметки подошвы уступа на 2-3 диаметра скважины. Под подушкой размещают дополнительный заряд длиной 10-20 диаметров скважины. Повышается эффективность зарядов. 3 ил.
Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к разработке крепких горных пород в сложных условиях, когда завышено сопротивление по подошве уступа или отметка подошвы, и т.д.
Широко известны способы взрывного рыхления горных пород с разделением заряда на части воздушными промежутками [1]. Увеличивается время воздействия импульса взрыва на массив, снижается переизмельчение вблизи заряда, что способствует существенному повышению качества дробления при одновременном снижении удельного расхода ВВ.
Известно также, что при расположении воздушного промежутка в нижнем торце заряда, создании воздушной подушки, кроме значительного увеличения качества дробления, исключается обратный выброс взорванной горной массы на верхнюю бровку уступа, за счет направленного выброса горной массы в сторону откоса уступ обнажается почти наполовину и имеет более крутой угол [2].
Нашими исследованиями установлено, что заряды с воздушной подушкой позволяют прорабатывать завышенное сопротивление по подошве уступа и даже при завышении подошвы уступа позволяют достичь качественной проработки подошвы уступа при изменении конструкции заряда.
Наиболее близким по существу решаемой задачи является способ взрывного рыхления пород с воздушной подушкой, в котором воздушную подушку размещают в дополнительно пробуренной части скважины, ниже проектной отметки перебура [2, с.80]. Недостатком такого способа является завышенная величина перебура - до 5,5 м (22-25 диаметров скважины), при длине воздушной подушки в 3 м (12-14 диаметров скважины).
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности зарядов с воздушной подушкой в условиях завышенного сопротивления действию взрыва за счет применения специальной конструкции заряда ВВ.
Поставленная задача достигается тем, что в способе взрывного рыхления скальных пород зарядами с воздушной подушкой, включающем бурение взрывных скважин с увеличенным перебуром, их заряжание с размещением в перебуре воздушной подушки и взрывание горных пород, согласно изобретению воздушную подушку длиной 6-10 диаметров скважины размещают ниже фактической отметки подошвы уступа на 2-3 диаметра скважины, а под нею размещают дополнительный заряд ВВ длиной 10-20 диаметров скважины.
Реализация способа представлена на схемах.
На фиг.1 представлена конструкция заряда; на фиг.2 показан видеокадр взрыва скважинных зарядов с воздушной подушкой из вспененного полистирола, на фиг.3 - вид забоя и развала горной массы после взрыва.
Способ взрывного рыхления скальных пород зарядами с воздушной подушкой осуществляют следующим образом.
На уступе 1 бурят скважины 2 по расчетной сетке с увеличенным перебуром. Затем приступают к формированию заряда с воздушной подушкой в перебуре. Для этого вначале размещают нижний боевик 3 на проводнике инициирующего импульса 4, например детонирующем шнуре (ДШ) или волноводе системы СИНВ и формируют нижний заряд ВВ 5 длиной 10-20 диаметров скважины. Над ним создают воздушную подушку 6 длиной 6-10 диаметров скважины, например, засыпая пенополистирол, причем верхняя отметка воздушной подушки 6 должна быть на 2-3 диаметра скважины ниже отметки подошвы уступа 7. Затем в скважину 2 размещают боевик 8 на проводнике инициирующего импульса 9 для верхнего заряда 10, после размещения которого формируют забойку 11. Длину нижнего заряда 5 и воздушной подушки 6 подбирают опытным путем в зависимости от решаемых задач. Так, при сильно завышенном уровне подошвы 7 увеличивают длину нижнего заряда, а при завышенном сопротивлении по подошве уступа увеличивают длину воздушной подушки 6. После зарядки всех скважин монтируют взрывную сеть. Предпочтительна порядная схема с продольными рядами в направлении от откоса уступа.
При взрываний обычных зарядов с воздушной подушкой падающая ударная волна, достигнув дна скважины, отражается, по продуктам детонации распространяется отраженная ударная волна с резко увеличенным в 10 раз давлением на ее фронте, в результате чего возникают благоприятные условия для лучшего отрыва по подошве уступа [2, с.46]. В заряде предлагаемой конструкции взаимодействуют ударные волны и газовые потоки от двух зарядов, в результате чего, по данным работы [3], давление в воздушном промежутке возрастает в 15-20 раз, существенно увеличивается продолжительность взрывного импульса и возможность отрыва пород по завышенной подошве уступа увеличиваются. Эту посылку подтвердил опытный взрыв с применением зарядов с предложенными параметрами ниже отметки подошвы уступа. При завышении подошвы уступа на 5 метров взорванная горная масса была отброшена параллельно поверхности рабочей площадки, обнажив откос уступа полностью (см. фиг.3).
Таким образом, заявляемый способ взрывного рыхления скальных пород зарядами с воздушной подушкой за счет размещения дополнительного заряда под воздушной подушкой в перебуре обеспечивает отрыв по подошве уступа при взрывании с завышенными параметрами сопротивления, позволяя тем самым решить поставленную задачу.
Источники информации
1. Марченко Л.Н., Кудряшов B.C. Методические указания по применению скважинных зарядов, рассредоточенных воздушными промежутками на открытых горных разработках // Сб. Взрывное дело №51/8. М.: Недра, 1963. - С.199-206.
2. Жунусов К. Отбойка скальных пород зарядами с воздушной подушкой. Алма-Ата, «Наука», 1979. С.80-81 (прототип).
3. Губкин В.И. Повышение эффективности скважинных зарядов с воздушными промежутками // Проблема разрушения горных пород взрывом. М.: Недра, 1967, С.149-159.
Способ взрывного рыхления скальных пород зарядами с воздушной подушкой, включающий бурение взрывных скважин с увеличенным перебуром, их заряжание с размещением в перебуре воздушной подушки и взрывание горных пород, отличающийся тем, что воздушную подушку длиной 6-10 диаметров скважины создают ниже фактической отметки подошвы уступа на 2-3 диаметра скважины, а под нею размещают дополнительный заряд ВВ длиной 10-20 диаметров скважины.
