Способ установки взрывораспорного анкера

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых в породах средней и ниже средней устойчивости. Техническим результатом изобретения является повышение устойчивости подземных горных выработок за счет увеличения толщины слоя горных пород, скрепляемых взрывораспорными анкерами увеличенной длины и устанавливаемых с опережением взрыва скважинного заряда. Способ заключается в том, что взрывораспорный анкер вводят в устье скважины последовательно соединяемыми отрезками труб и размещают на участке возможного обрушения боковых пород. В полость взрывораспорного анкера вводят отрезок детонирующего шнура с капсюлем-детонатором мгновенного действия, устанавливают герметизатор. Затем участок скважины между ее устьем и герметизатором заполняют взрывчатым веществом, устанавливая капсюль-детонатор замедленного действия. Отрезок детонирующего шнура взрывают с опережением на 1-2 секунды относительно взрыва взрывчатого вещества. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Заявляемое изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых в породах средней и ниже средней устойчивости, кроме шахт, опасных по газу и пыли, например, угольных.

Заявляемое изобретение относится к приоритетному направлению развития науки и технологии «Технологии экологической безопасности разработки месторождений и добычи полезных ископаемых«, поскольку решает одну из проблем, связанных с устойчивостью горных пород.

Известен способ установки взрывораспорного анкера, включающая прикрепление детонирующего шнура к первому отрезку трубы, установку отрезка трубы в устье скважины, пропускание детонирующего шнура через второй отрезок трубы меньшего диаметра, который вводят в первый отрезок трубы и устанавливают его в устье скважины, формируя взрывораспорный анкер из указанных отрезков труб, и взрывание детонирующего шнура [Авторское свидетельство, на изобретение СССР, №1620640, кл. E21D 21/00, опубликовано 15.01.1991, Бюллетень изобретений №2].

Общим признаком известного способа установки взрывораспорног анкера с заявляемым изобретением являются:

- выполнение взрывораспорного анкера из отрезков труб;

- установка в скважину взрывораспорного анкера, длина которого превышает размеры поперечного сечения подземной горной выработки.

Недостатками известной анкерной крепи для крепления горных выработок являются:

- выполнение взрывораспорног анкера из отрезков труб разного диаметра значительно затрудняет его перемещение по скважине из-за неровностей в стенках скважины и ее искривлении, образовавшихся при бурении.

- наличие детонирующего шнура внутри взрывораспорного анкера при его перемещении по скважине известными способами создает опасность преждевременного взрыва детонирующего шнура;

- способ установки взрывораспорного анкера в устье скважины исключает возможность опережающего крепления участков боковых пород на расстоянии 3-5 м и более от забоя.

За прототип принят способ установки взрывораспорного анкера как наиболее близкий по технической сущности и выполняемым им функциям к заявляемому изобретению, включающий бурение скважины из горной выработки, размещение в ней отрезка трубы, введение в отрезок трубы установленного на удерживающем стержне детонирующего шнура, заполнение отрезка трубы водой, установку пробки для удержания водяного столба и взрывание детонирующего шнура. Вода в шпуре необходима для нейтрализации пламени взрыва в шахтах, опасных по газу и пыли [Широков А.П. и др. Анкерная крепь. Справочник. М, Недра, 1990, 206 с, стр.40, рис.3.2.г.]

Общими признаками известного способа установки взрывораспорного анкера с заявляемым изобретением являются:

- бурение скважины из горной выработки;

- размещение в скважине отрезка трубы;

- введение детонирующего шнура в отрезок трубы;

- взрывание детонирующего шнура.

Недостатками известного способа установки взрывораспорного анкера являются:

- невозможность установки в скважину взрывораспорного анкера, длина которого превышает размеры поперечного сечения горной выработки;

- невозможность размещения внутри отрезка трубы, установленного в скважине длиной, превышающей размер поперечного сечения подземной горной выработки, детонирующего шнура ввиду осложнений при введении в отрезок трубы значительного по длине удерживающего стержня;

-опасность установки детонирующего шнура в отрезок трубы с применением удерживающего стержня ввиду наличия трения детонирующего шнура о внутренние стенки отрезка трубы;

- трудность установки отрезка трубы в скважину в результате значительного сопротивления на его торце при перемещении отрезка трубы по искривленной скважине с неровными стенками;

- уменьшение сцепления отрезка трубы значительной длины со стенками шпура за счет «местного вдавливания» трубы в стенки скважины в результате невозможности введения в шпур удерживающего стержня длиною, превышающей размеры поперечного сечении подземной горной выработки;

- известный способ исключает опережающую установку взрывораспорного анкера относительно взрыва скважинного заряда.

Причинами недостатков известного способа установки взрывораспорного анкера являются:

- отсутствие способа установки взрывораспорного анкера в скважину из подземной горной выработки, размер поперечного сечения которой меньше длины скважины;

- отсутствие технических решений по соединению отрезков трубы без увеличения ее внешнего и уменьшения ее внутреннего диаметров;

- сложность установки детонирующего шнура в полость взрывораспорного анкера, длина которого превышает размер горной выработки в ее поперечном сечении;

- отсутствие приемов, повышающих безопасность перемещения детонирующего шнура внутри взрывораспорного анкера;

- отсутствие способов, снижающих сопротивление перемещению на торце взрывораспорного трубчатого анкера при перемещении его вдоль искривленной при бурении скважине;

- отсутствие технического решения по увеличению сцепления взрывораспорного трубчатого анкера длиной, превышающей размер горной выработки в ее поперечном сечении, со стенками скважины;

- отсутствие способа установки взрывораспорного анкера в скважину для крепления участка пород на расстоянии 3-5 м от ее устья и более при взрываний заряда взрывчатого вещества в скважине.

Повышение устойчивости подземных горных выработок за счет увеличения толщины скрепляемого слоя пород взрывораспорными анкерами сдерживается в результате имеющихся недостатков применения взрывораспорных анкеров. Взрывораспорный анкер невозможно установить в скважину, если длина взрывораспорного анкера превышает размеры поперечного сечения подземной горной выработки. Отсутствует способ опережающей установки взрывораспорного анкера в скважине относительно взрыва скважинного заряда взрывчатого вещества.

Таким образом, проблема повышения устойчивости подземных горных выработок за счет увеличения толщины скрепляемого слоя пород взрывораспорными анкерами заключается во вводе взрывораспорного анкера в устье скважины, пробуренной из подземной горной выработки, размеры поперечного сечения которой меньше длины взрывораспорного анкера, и в опережающей установке взрывораспорного анкера в скважине относительно взрыва скважинного заряда взрывчатого вещества.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи по повышению устойчивости подземных горных выработок за счет увеличения толщины слоя горных пород, скрепляемых взрывораспорными анкерамив в результате ввода взрывораспорного анкера в устье скважины, пробуренной из подземной горной выработки, размеры поперечного сечения которой меньше длины взрывораспорного анкера, и в опережающей установке взрывораспорного анкера в скважине относительно взрыва скважинного заряда взрывчатого вещества.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении устойчивости подземных горных выработок за счет увеличения толщины слоя горных пород, скрепляемых взрывораспорными анкерами, в результате ввода взрывораспорного анкера в устье скважины, пробуренной из подземной горной выработки, размеры поперечного сечения которой меньше длины взрывораспорного анкера, и в опережающей установке взрывораспорного анкера относительно взрыва скважинного заряда взрывчатого вещества.

Технический результат заявляемого изобретения достигается тем, что:

- способ установки взрывораспорного анкера, включающий бурение скважины из подземной горной выработки по рудному телу и боковым породам, размещение в скважине отрезка трубы со стороны ее устья, введение в отрезок трубы детонирующего шнура и его взрывание, отличающийся тем, что бурение скважины по осуществляют на высоту участка возможного обрушения этих пород, при этом устанавливают взрывораспорный анкер длиной, равной высоте участка возможного обрушения этих пород, перед размещением в скважине отрезка трубы со стороны ее устья осуществляют сборку верхней части взрывораспорного анкера путем соединения направляющего элемента, выполненного в виде отрезка трубы с дном овальной формы, по меньшей мере. с одним дополнительным отрезком трубы, наращиваемым до заданной длины взрывораспорного анкера, при этом блок с гибкой нитью для подъема детонирующего шнура устанавливают в направляющий элемент, гибкую нить протягивают через дополнительный отрезок трубы и собранную часть взрывораспорного анкера вводят в устье скважины, после этого протянутую через дополнительный отрезок трубы гибкую нить пропускают через отрезок трубы, размещаемый со стороны устья скважины, соединяют его с дополнительным отрезком трубы и собранную конструкцию взрывораспорного анкера перемещают вверх на расстояние, равное длине размещаемого со стороны устья скважины отрезка трубы, и устанавливают в скважине на участке возможного обрушения боковых пород, введение в полость взрывораспорного анкера отрезка детонирующего шнура с прикрепленным к нему первым капсюлем-детонатором мгновенного действия с первой ударно-волновой трубкой осуществляют с помощью гибкой нити, огибающей блок, установленный в направляющем элементе, путем подъема и размещения на участке между блоком с гибкой нитью и торцом устья взрывораспорного анкера, при этом на участке скважины перед устьем взрывораспорного анкера устанавливают герметизатор, участок скважины между ее устьем и герметизатором заполняют взрывчатым веществом, инициируемым вторым капсюлем-детонатором замедленного действия со второй ударно-волновой трубкой, причем отрезок детонирующего шнура с прикрепленным к нему первым капсюлем-детонатором мгновенного действия с первой ударно-волновой трубкой взрывают первым,- а взрывчатое вещество, размещенного в скважине на участке между ее устьем и герметизатором, инициируемого вторым капсюлем-детонатором замедленного действия со второй ударно-волновой трубкой, взрывают вторым от одного источника инициирования первой и второй ударно-волновых трубок,

- на участках соединения отрезков труб один отрезок трубы с внешним конусом скрепляют с внутренним конусом другого отрезка трубы, устанавливая внешний конус во внутренний конус, при этом выступы, равномерно расположенные по торцу окружности отрезка трубы с внешним конусом с прорезанными с обеих сторон выступов параллельно оси трубы щелями, перемещают по выполненным на участках отрезка трубы с внутренним конусом направляющим пазам и устанавливают в отверстия, расположенные вдоль линии, разделяющей цилиндрическую и конусную части отрезка трубы с внутренним конусом.

- на цилиндрических участках отрезков труб выполняют щели, обеспечивающие дополнительное сцепление труб со стенками скважины под действием давления газов при взрыве детонирующего шнура.

Бурение скважины осуществляют по боковым породам на высоту участка возможного обрушения этих пород, устанавливают взрывораспорный анкер длиной, равной высоте участка возможного обрушения боковых пород. Длина взрывораспорного анкера равна высоте участка возможного обрушения боковых пород, то есть длине скважины на этом участке. Это объясняется следующим. Известно два типа анкеров. Несущая способность анкеров первого типа обеспечивается за счет крепления анкера в двух точках - в устье и в районе дна скважины. Крепление участка возможного обрушения боковых пород по его высоте происходит натяжением анкера между дном и устьем скважины путем закручивания гайки в устье скважины. В этом случае скважину бурят за пределы участка возможного обрушения боковых пород по устойчивым боковым породам, в которых анкер закрепляют в районе дна скважины и натягивают закручиванием гайки в устье скважины. Боковые породы по высоте участка возможного их обрушения как бы подвешивают к устойчивым боковым породам на анкерах. В результате длина анкера превышает высоту участка возможного обрушения боковых пород. Однако такие анкеры не могут применятся одновременно при взрываний горных пород. Несущая способность анкеров второго типа, например взрывораспорных, создается сцеплением поверхности этого анкера со стенками скважины по всей ее длине. При этом боковые породы по высоте участка возможного их обрушения скрепляются анкерами, образуя слой устойчивых, боковых пород, исключающий их обрушение. Тогда длину анкера принимают равной высоте участка возможного обрушения боковых пород, а скважину бурят только по высоте этого участка. Такое техническое решение направлено на установку взрывораспорного анкера, которая опережает взрывание скважинного заряда взрывчатого вещества, повышая устойчивость подземных горных выработок. Это обеспечивает достижение технического результата.

Перед размещением в скважине отрезка трубы со стороны ее устья осуществляют сборку верхней части взрывораспорного анкера путем соединения направляющего элемента, выполненного в виде отрезка трубы с дном овальной формы, по меньшей мере. с одним дополнительным отрезком трубы, наращиваемым до заданной длины взрывораспорного анкера, при этом блок с гибкой нитью для подъема детонирующего шнура устанавливают в направляющий элемент, гибкую нить протягивают через дополнительный отрезок трубы и собранную часть взрывораспорного анкера вводят в устье скважины, после этого протянутую через дополнительный отрезок трубы гибкую нить пропускают через отрезок трубы, размещаемый со стороны устья скважины, соединяют его с дополнительным отрезком трубы и собранную конструкцию взрывораспорного анкера перемещают вверх на расстояние, равное длине размещаемого со стороны устья скважины отрезка трубы, и устанавливают в скважине на участке возможного обрушения боковых пород, введение в полость взрывораспорного анкера отрезка детонирующего шнура с прикрепленным к нему первым капсюлем-детонатором мгновенного действия с первой ударно-волновой трубкой осуществляют с помощью гибкой нити, огибающей блок, установленный в направляющем элементе, путем подъема и размещения на участке между блоком с гибкой нитью и торцом устья взрывораспорного анкера,

Такие технические решения направлены на установку взрывораспорного анкера, длина которого превышает размеры поперечного сечения подземной горной выработки. Кроме того, направляющий элемент с дном овальной формы значительно снижают сопротивление перемещению взрывораспорного анкера по скважине. Это способствует достижению технического результата.

На участке скважины перед устьем взрывораспорного анкера устанавливают герметизатор, Это техническое решение направлено на предотвращение заполнения взрывчатым веществом внутренней полости взрывораспорного анкера. В результате исключается одновременное взрывание отрезка детонирующего шнура во взрывораспорном анкере и взрывчатого вещества в скважине. Это способствует достижению технического результата

Участок скважины между ее устьем и герметизатором заполняют взрывчатым веществом, инициируемым вторым капсюлем-детонатором замедленного действия со второй ударно-волновой трубкой. Отрезок детонирующего шнура с прикрепленным к нему первым капсюлем-детонатором мгновенного действия с первой ударно-волновой трубкой взрывают первым, а взрывчатое вещества, размещенное в скважине на участке между ее устьем и герметизатором, инициируемого вторым капсюлем-детонатором замедленного действия со второй ударно-волновой трубкой взрывают вторым от одного источника инициирования первой и второй ударно-волновых трубок. Эти технические решения направлены на опережающую установку взрывораспорного анкера относительно взрывания скважинного заряда взрывчатого вещества. В результате достигается технический результат.

На участках соединения отрезков труб один отрезок трубы с внешним конусом скрепляют с внутренним конусом другого отрезка трубы, устанавливая внешний конус во внутренний конус, при этом выступы, равномерно расположенные по торцу окружности отрезка трубы с внешним конусом с прорезанными с обеих сторон выступов параллельно оси трубы щелями, перемещают по выполненным на участках отрезка трубы с внутренним конусом направляющим пазам и устанавливают в отверстия, расположенные вдоль линии, разделяющей цилиндрическую и конусную части отрезка трубы с внутренним конусом. Эти технические решения направлены на соединения отрезков труб без увеличения внешнего и уменьшения внутреннего диаметра отрезков труб, что снижает сопротивление перемещению взрывораспорного анкера вверх по скважине и способствует достижению технического результата.

На цилиндрических участках отрезков труб выполняют щели, обеспечивающие дополнительное сцепление труб со стенками скважины под действием давления газов при взрыве детонирующего шнура. Это направлено на повышение несущей способности взрывораспорного анкера увеличенной длины и способствует достижению технического результата.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами (фиг.1÷7).

На фиг.1÷6 показаны позиции установки взрывораспорного анкера до взрыва отрезка детонирующего шнура и взрывчатого вещества в скважине, на фиг.7 - после взрыва отрезка детонирующего шнура и взрывчатого вещества в скважине.

На фиг.1 изображена скважина, пробуренная из подземной горной выработки по рудному телу за пределы его контакта с боковыми породами по высоте участка возможного обрушения боковых пород.

На фиг.2 - верхняя часть взрывораспорного анкера, состоящая из направляющего элемента, соединенного с дополнительным отрезком трубы. Верхняя часть взрывораспорного анкера установлена в устье скважины.

На фиг.3 - взрывораспорный анкер после его сборки, установленный в устье скважины,

На фиг.4 - взрывораспорный анкер после его сборки, установленный в скважине на участке возможного обрушения боковых пород.

На фиг.5 - взрывораспорный анкер после его сборки, установленный в скважине на участке возможного обрушения боковых пород с отрезком детонирующего шнура, первым капсюлем - детонатором мгновенного действия и первой ударно - волновой трубкой.

На фиг.6 - скважина перед взрывом с введенным в нее взрывораспорного анкера с отрезком детонирующего шнура, первым капсюлем-детонатором мгновенного действия, первой ударно-волновой трубкой, зарядом взрывчатого вещества, вторым капсюлем-детонатором замедленного действия и второй ударно-волновой трубкой.

На фиг.7 - продольный разрез подземной горной выработки после взрыва, показывающий взрывораспорные анкеры, установленные на участке с возможным обрушением боковых пород и рудное тело, взорванное скважинными зарядами.

Позиции способа установки взрывораспорного анкера по заявляемому изобретения обозначены следующими цифрами:

- 1 - подземная горная выработка;

- 2 - скважина;

- 3 - рудное тело;

- 4 - боковые породы;

- 5 - контакт рудного тела с боковыми породами;

- 6 - граница участка возможного обрушения боковых пород;

- 7 - взрывораспоный анкер;

- 8 - отрезок трубы, размещаемый со стороны устья скважины;

- 9 - направляющий элемент, выполненный в виде отрезка трубы с дном овальной формы;

- 10 - дополнительный отрезок трубы;

- 11 - внешний конус отрезка трубы;

- 12 - внутренний конус отрезка трубы;

- 13 - продольные щели внешнего конуса;

- 14 - элементы внешнего конуса с выступами;

- 15 - элементы внешнего конуса без выступов;

- 16 - отверстия на участке отрезка трубы с внутренним конусом;

- 17 - выступ элемента внешнего конуса;

- 18 - продольные пазы внутреннего конуса;

- 19 - линия, разделяющая внутренние поверхности внутреннего конуса и отрезка трубы;

- 20 - дно овальной формы направляющего элемента;

- 21 - блок направляющего элемента;

- 22 - гибкая нить для подъема детонирующего шнура;

- 23 - зажим для крепления отрезка детонирующего шнура;

- 24 - отрезок детонирующего шнура;

- 25 - первый капсюль-детонатор мгновенного действия;

- 26 - первая ударно-волновая трубка;

- 27, 28 - щели на цилиндрических участках отрезков труб;

- 29, 30 - отгибающиеся упоры, образованные щелями, вырезанными на цилиндрических участках отрезков труб;

- 31 - герметизатор устья взрывораспорного анкера;

- 32 - второй капсюль-детонатор замедленного действия;

- 33 - вторая ударно-волновая трубка;

- 34 - взрывчатое вещество;

- 35 - очистная камера по добыче полезного ископаемого;

- 36 - кровля очистной камеры, представленная боковыми породами;

- 37 - взорванное рудное тело;

- 38 - почва подземной горной выработки.

На чертеже (фиг.1) показана подземная горная выработка 1, скважина 2, рудное тело 3, участок боковых пород 4, контакт 5 рудного тела с боковыми породами, граница 6 участка возможного обрушения боковых пород. Позиции 7÷38 на чертеже (фиг.1) не видны, а показаны на чертеже (фиг.2) - позиции 9÷30, на чертеже (фиг.3) - позиции 7÷-8, на чертеже (фиг.6) - позиции 31÷34, на чертеже (фиг.7) - позиции 35÷38.

На чертеже (фиг.2) показана верхняя часть взрывораспорного анкера 7, которая установлена в устье скважины 2. Верхняя часть включает дополнительный: отрезок трубы 10, соединенный с направляющим элементом 9, выполненным в виде отрезка трубы, с дном овальной формы. На чертеже (фиг.2) внешний конус 11 отрезка трубы, внутренний конус 12 отрезка трубы, продольные щели 13 на внешнем конусе 11 отрезка трубы, элементы внешнего конуса отрезка трубы с выступами 14, элементы внешнего конуса отрезка трубы без выступов 15, отверстия 16 на участке отрезка трубы с внутренним конусом, выступы 17 элементов внешнего конуса отрезка трубы, продольные пазы 18 внутреннего конуса, линия 19, разделяющая внутренние поверхности внутреннего конуса и отрезка трубы, дно 20 овальной формы направляющего элемента, блок 21 направляющего элемента, гибкая нить 22 для подъема отрезка детонирующего шнура, щели 27, 28 на цилиндрических участках отрезков труб, отгибающиеся упоры 29, 30 щелей на цилиндрических участках труб. Позиции 1÷6, 23÷26, 31÷38 на чертеже (фиг.2) не видны, а показаны на чертеже (фиг.1) - позиции 1÷6, на чертеже (фиг.6) - позиции 23÷26, 31÷34, на чертеже (фиг.7) - позиции 35÷38.

На чертеже (фиг.3) показан собранный взрывораспорный анкер 7, который установлен в устье скважины 2. Верхняя часть взрывораспорного анкера 7 соединена с отрезком трубы 8, устанавливаемым со стороны устья скважины 2. Наименование позиций на чертеже (фиг.3) те же, что и на чертеже (фиг.2). Позиции 1÷6, 23÷26, 31÷38 на чертеже (фиг.2) не видны, а показаны на чертеже (фиг.1) - позиции 1÷6, на чертеже (фиг.6) - позиции 23-26, 31÷34, на чертеже (фиг.7) - позиции 35÷38.

На чертеже (фиг.4) показан собранный взрывораспорный анкер 7, который поднят вверх по скважине 2 и установлен на участке возможного обрушения боковых пород 4. Позиции 1÷6, 23÷26, 31÷38 на чертеже (фиг.4) не видны, а показаны на чертеже (фиг.1) - позиции 1÷6, на чертеже (фиг.6) - позиции 23÷26, 31÷34, на чертеже (фиг.7) - позиции 35÷38.

На чертеже (фиг.5) показан взрыввораспорный анкер 7, установленный в скважине 2 на участке возможного обрушения боковых пород 4 с зажимом 23, отрезком детонирующего шнура 24, первым капсюлем - детонатором мгновенного действия 25 и первой ударно - волновой трубкой 26.. Позиции 1÷4, 31÷38 на чертеже (фиг.5) не видны, а показаны на чертеже (фиг.1) - позиции 1÷4, 31÷34, на чертеже (фиг.7) - позиции 35÷38.

На чертеже (фиг.6) показана скважина 2 перед взрывом с введенным в нее взрывораспорного анкера 7 с отрезком детонирующего шнура 24, первым капсюлем-детонатором мгновенного действия 25, первой ударно-волновой трубкой 26, герметизатором 31, вторым капсюлем-детонатором замедленного действия 32, второй ударно-волновой трубкой 33 и зарядом взрывчатого вещества 34 Позиции 27÷30, 35÷38 на чертеже (фиг.6) не видны, а показаны на чертеже (фиг.5) - позиции 27÷30, на чертеже (фиг.7) - позиции 35÷38.

На на чертеже (фиг.7) показан продольный разрез подземной горной выработки 1 после взрыва с установленными взрывораспорными анкерами 7 на участке с возможным обрушением боковых пород 4. Очистная камера 35 по добыче полезного ископаемого, кровля 36 очистное камеры 35, представленная боковыми породами, взорванное рудное тело 37, размещенное на почве 38 подземной горной выработки 1. Позиции 1, 3, 5, 8÷34 на чертеже (фиг.7) не видны, а показаны на чертеже (фиг.1) - позиции 1, 3, 5, на чертеже (фиг.3) - позиции 7÷30, на чертеже (фиг.6) - позиции 31÷34.

Способ установки взрывораспорного анкера осуществляется следующим образом. Условия применения - пологозалегающее рудное тело мощностью 10.0 м залегает в неустойчивых боковых породах. При добыче руды боковые породы обрушаются и в значительной степени снижают эффективность добычных работ. Высота подземной горной выработки для бурения скважин - 2,5 м. Высота участка,возможного обрушение боковых пород - 4,0 м. Длина взрывораспорного анкера, равная 4,0 м, превышает высоту подземной горной выработки для бурения скважины - 2,5 м. Применяем способ установки взрывораспорного анкера из подземной горной выработки по заявляемому изобретению.

Для этого, из подземной горной выработки 1 бурят скважину 2 глубиной 10,0 м по рудному телу 3, пересекают его контакт 5 с боковыми породами 4 и бурят на участке боковых пород 4 высотой от контакта 5 рудного тела 3 с боковыми породами 4 до границы 6, в пределах которой боковые породы обрушаются. Высота участка возможного обрушения боковых пород составляет 4,0 м. Длину взрывораспорного анкера принимают равной высоте этого участка, то есть 4,0 м.

Блок 21 с гибкой нитью 22 для подъема детонирующего шнура устанавливают в направляющий элемент 9, выполненный в виде отрезка трубы с дном 20 овальной формы. Оба конца гибкой нити 22 протягивают через внутреннюю полость по меньшей мере одного дополнительного отрезка трубы 10. Дополнительный отрезок трубы 10 соединяют с направляющим элементом 9 вводом внешнего конуса 11 дополнительного отрезка трубы 10 во внутренний конус 12 направляющего элемента 9. При этом, элементы внешнего конуса с выступами 14 входят в продольные пазы 18 внутреннего конуса 12 направляющего элемента 9, а элементы внешнего конуса без выступов 15 скользят по поверхности внутреннего конуса 12 направляющего элемента 9, приближаясь к линии 19, разделяющей внутренние поверхности внутреннего конуса 12 и отрезка трубы направляющего элемента 9. Продольные щели 13 внешнего конуса 11 дополнительного отрезка трубы 10 снижают жесткость внешнего конуса 11 и облегчают установку выступов 17 в отверстия 16 на участке отрезка трубы направляющего элемента 9.

Направляющий элемент 9, соединенный с дополнительным отрезком трубы 10 вводят в устье скважины 2. Оба конца гибкой нити 22, протянутые через внутреннюю полость дополнительного отрезка трубы 10, пропускают через отрезок трубы 8, размещаемый со стороны устья скважины 2.

Отрезок трубы 8, размещаемый со стороны устья скважины 2, соединяют с дополнительным отрезком трубы 10 вводом внешнего конуса 11 отрезка трубы 8 во внутренний конус 12 дополнительного отрезка 10. При этом элементы внешнего конуса с выступами 14 входят в продольные пазы 18 внутреннего конуса 12 дополнительного отрезка трубы 10, а элементы внешнего конуса без выступов 15 скользят по поверхности внутреннего конуса 12 дополнительного отрезка трубы 10, приближаясь к линии 19, разделяющей внутренние поверхности внутреннего конуса 12 и дополнительного отрезка трубы 10. Продольные щели 13 внешнего конуса 11 отрезка трубы 8 снижают жесткость внешнего конуса 11 и облегчают установку выступов 17 в отверстия 16 дополнительного отрезка трубы 10.

Направляющий элемент 9,, соединенный с дополнительным отрезком трубы 10, соединенным с отрезком трубы 8, вводят в устье скважины 2 перемещением вверх на длину отрезка трубы 8.

Взрывораспорный анкер 7 перемещают по скважине 2 вверх на участок возможного боковых пород 4. Отрезок детонирующего шнура 24 прикрепляют зажимом 23 к гибкой нити 22. К нижнему концу отрезка детонирующего шнура 24 подсоединяют первый капсюль-детонатор мгновенного действия 25 в защищенном от повреждений корпусе с первой ударно-волновой трубкой 26, поднимают и устанавливают внутри взрывораспорного анкера 7.

Выведенные из скважины 2 две гибкие нити 22 закрепляют в подземной горной выработке 1, а первую ударно-волновую трубку 26 оставляют свободной.

Устанавливают герметизатор 31 устья взрывораспорного анкера, предотвращающий заполнение внутренней полости взрыворасорного анкера 7 взрывчатым веществом 34 при заряжании скважины 2.

Заполняют скважину 2, устанавливая второй капсюль-детонатор 32 замедленного действия с патроном-боевиком и второй ударно-волновой трубкой 33.

Из скважины 2 выводят: первую ударно-волновую трубку 26, вторую ударно-волновую трубку 33, присоединяют их к одному источнику инициирования первой 26 и второй 33 ударно-волновых трубок, например, к детонирующему шнуру, являющемуся элементом общей схемы взрывной сети массового взрыва и инициируемого электродетонатором.

Инициируют первый капсюль-детонатор 25 мгновенного действия и второй капсюль-детонатор 32 замедленного действия, от одного источника инициирования, то есть находящиеся в скважине 2 средства взрывания инициируют за один прием взрывания.

В процессе этого приема первым взрывают отрезок детонирующего шнура 24. Образовавшиеся при взрыве высокого давления и температуры газы плотно прижимают стенки отрезков трубы взрывораспорного анкера 7 к стенкам скважины 2, отгибающиеся упоры внедрают в породу при их отгибе, увеличивая несущую способность взрывораспорного анкера 7.

В результате взрыва отрезка детонирующего шнура 24 укрепляют боковые породы 4 на участке возможного их обрушения между контактом 5 рудного тела с боковыми породами и границей 6 этого участка до взрыва взрывчатого вещества в скважине 2.

В процессе этого же приема, через 1-2 секунды после инициирования первого капсюля-детонатора 25 мгновенного действия, взрывают второй капсюль-детонатор замедленного действия 32, который взрывает взрывчатое вещество 34 в скважине 2. При этом взрыве дробят рудное тело 3, образуют очистную камеру 35 с кровлей 36 очистной камеры 35 и взорванным рудным телом 37 на почве 38 подземной горной выработки 1.

Образованная кровля 36 является устойчивой и не способна обрушаться, так как боковые породы 4 закреплены установленными взрывораспорными анкерами 7.

Таким образом, взрывораспорные анкеры 7, установленные с опережением взрыва скважинных зарядов, способствуют образованию очистной камеры 35, создавав вместо участка возможного обрушения боковых пород, устойчивую кровлю из боковых пород очистной камеры 35, повышая эффективность добычи полезного ископаемого, В результате достигается технический результат.

Оригинальность заявляемого изобретения заключается во введении в скважину взрывораспорного анкера повышенной несущей способности длиною, превышающей размеры поперечного сечения подземной выработки, а также в опережающей установке взрывораспорного анкера относительно взрыва скважинного заряда

1. Способ установки взрывораспорного анкера, включающий бурение скважины из подземной горной выработки по рудному телу и боковым породам, размещение в скважине отрезка трубы со стороны ее устья, введение в отрезок трубы детонирующего шнура и его взрывание, отличающийся тем, что бурение скважины осуществляют по боковым породам на высоту участка возможного обрушения этих пород, при этом устанавливают взрывораспорный анкер длиной, равной высоте участка возможного обрушения боковых пород, перед размещением в скважине отрезка трубы со стороны ее устья осуществляют сборку верхней части взрывораспорного анкера путем соединения направляющего элемента, выполненного в виде отрезка трубы с дном овальной формы, по меньшей мере с одним дополнительным отрезком трубы, наращиваемым до заданной длины взрывораспорного анкера, при этом блок с гибкой нитью для подъема детонирующего шнура устанавливают в направляющий элемент, гибкую нить протягивают через дополнительный отрезок трубы и собранную часть взрывораспорного анкера вводят в устье скважины, после этого протянутую через дополнительный отрезок трубы гибкую нить пропускают через отрезок трубы, размещаемый со стороны устья скважины, соединяют его с дополнительным отрезком трубы и собранную конструкцию взрывораспорного анкера перемещают вверх на расстояние, равное длине размещаемого со стороны устья скважины отрезка трубы, и устанавливают в скважине на участке возможного обрушения боковых пород, введение в полость взрывораспорного анкера отрезка детонирующего шнура с прикрепленным к нему первым капсюлем - детонатором мгновенного действия с первой ударно-волновой трубкой осуществляют с помощью гибкой нити, огибающей блок, установленный в направляющем элементе, путем подъема и размещения на участке между блоком с гибкой нитью и торцом устья взрывораспорного анкера, при этом на участке скважины перед устьем взрывораспорного анкера устанавливают герметизатор, участок скважины между ее устьем и герметизатором заполняют взрывчатым веществом, инициируемым вторым капсюлем - детонатором замедленного действия со второй ударно-волновой трубкой, причем отрезок детонирующего шнура с прикрепленным к нему первым капсюлем - детонатором мгновенного действия с первой ударно-волновой трубкой взрывают первым, а взрывчатое вещество, размещенное в скважине на участке между ее устьем и герметизатором, инициируемое вторым капсюлем - детонатором замедленного действия со второй ударно-волновой трубкой, взрывают вторым от одного источника инициирования первой и второй ударно-волновых трубки.

2. Способ установки взрывораспорного анкера по п.1, отличающийся тем, что на участках соединения отрезков труб один отрезок трубы с внешним конусом скрепляют с внутренним конусом другого отрезка трубы, устанавливая внешний конус во внутренний конус, при этом выступы, равномерно расположенные по торцу окружности отрезка трубы с внешним конусом с прорезанными с обеих сторон выступов параллельно оси трубы щелями, перемещают по выполненным на участках отрезка трубы с внутренним конусом направляющим пазам и устанавливают в отверстия, расположенные вдоль линии, разделяющей цилиндрическую и конусную части отрезка трубы с внутренним конусом.

3. Способ установки взрывораспорного анкера по п.1, отличающийся тем, что на цилиндрических участках отрезков труб выполняют щели, обеспечивающие дополнительное сцепление труб со стенками скважины под действием давления газов при взрыве детонирующего шнура.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способу анкерного крепления горных выработок. .

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для контроля сцепления анкерной крепи с массивом горных пород, необходимого для поддержания ею пород в устойчивом состоянии.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при анкерном креплении горных выработок, преимущественно пройденных в слабых вмещающих породах, а также в условиях повышенного горного давления.

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам борьбы с пучением почвы горных выработок. .

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для крепления горизонтальных выработок при пересечении выработками различно ориентированных плоскостей ослабления.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способу крепления горных выработок анкерной крепью. .

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способу поддержания горных выработок с использованием средств усиления анкерной крепи. .

Изобретение относится к устройству для укрепления горной породы тросовым анкером, также называемым натяжным тросом. Технический результат заключается в создании такого устройства, которое имеет меньший вес, может использоваться с существующими буровыми станками и может использовать мощность, уже подведенную к буровому станку, с помощью имеющегося вращателя буровой установки. Устройство для подъема и подачи тросового анкера содержит раму и вращатель, выполненный с возможностью перемещения вдоль указанной рамы, кожух, пару разнесенных колес, выполненных с возможностью взаимодействия с тросовым анкером и установленных в указанном кожухе, и средства вращения колес, соединенные с указанными колесами с обеспечением их вращения и выполненные с возможностью соединения с вращателем бурового станка. Устройство для захвата тросового анкера, предназначенное для прикрепления к вращателю, выполненное с возможностью перемещения вместе с указанным вращателем, содержит средства захвата тросового анкера, имеющего расширенную часть, и средства обеспечения прохождения указанной расширенной части через указанное устройство и автоматического удерживания тросового анкера в устройстве после его подачи в указанное устройство. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к опережающему анкерному креплению горных выработок из призабойного пространства и может быть использовано в горнодобывающей промышленности и тоннелестроении. Способ опережающего крепления горных выработок с помощью анкеров, включающий бурение опережающих скважин и установку в них анкеров, при котором за контуром предполагаемого забоя и за зоной опорного горного давления из призабойного пространства осуществляют бурение шпура криволинейно к продольной оси будущей выработки с выходом криволинейного шпура в ту же выработку, в забой или призабойное пространство с другой или с той же стороны, размещают в шпуре гибкий анкер и закрепляют его с обоих концов с возможностью натяжения анкера в шпуре. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для разработки удароопасных пластов. Техническим результатом изобретения является повышение и обеспечение устойчивости выработки, пройденной по пласту, опасному по горным ударам, с целью минимизации последствий разрушения в случае горного удара. Способ крепления горных выработок, пройденных на пластах опасных по горным ударам, включающих крепление свода выработки комбинированной крепью, состоящей из анкерной и рамной крепи. При этом нижние в ряду анкера с помощью хомута с отверстиями прижимают стойку рамной крепи к массиву. Между массивом и хомутом на анкерах располагают податливый элемент. Анкера устанавливают под углом α к горизонтальной плоскости и закрепляют их в слое породы, являющемся продолжением почвы выработки. Угол α определяют по формуле град, где lа - активная длина анкера, м; b - расстояние от почвы выработки до места установки анкера, м; h - мощность непосредственной почвы, м. 2 ил.

Группа изобретений относится к установке анкерного стержня в шпуре, в котором они закрепляются с помощью, например, способной к отверждению массы. Задача изобретения - предоставление универсального установочного инструмента, с помощью которого могут быть установлены различные анкерные стержни и, в том числе, анкерные стержни без резьбы. При этом анкерному стержню не требуются какие-либо захваты, геометрия для захвата, а также какие-либо дополнительные усилия в части временного монтажа вспомогательных инструментов, например гаек. Установочный инструмент имеет корпус, который имеет зажимное устройство, в которое может быть введен в продольном направлении анкерный стержень и в нем зафиксирован. При этом предусмотрен по меньшей мере один зажимной элемент, который установлен в зажимном устройстве и наклонен под установочным углом к продольной оси зажимного устройства. Зажимной элемент установлен в направляющей зажимного устройства таким образом, что зажимной элемент из положения приема, при котором анкерный стержень в продольном направлении может быть введен в зажимное устройство, может перемещаться в положение зажима, в котором анкерный стержень зафиксирован в зажимном устройстве в направлении окружности и продольном направлении. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу заполнения пробуренных шпуров под анкеры в кровле выработки картриджами со смолой. Технический результат заключается в повышении эффективности работы и увеличении скорости проходки, обеспечивая безопасную и эффективную работу в выработках. На первом этапе пробуривают шпур в кровле выработки с использованием пневматической машины для постановки анкерной крепи и прочищают пробуренный шпур промывкой водой или продувкой воздухом. Используют телескопическую трубу в сочетании с многосекционными обсадными трубами. Телескопическую трубу вытягивают на нужную высоту в соответствии с глубиной шпура, пробуренного в кровле, вставляют верхнее отверстие телескопической трубы в пробуренный шпур на определенную глубину, множество картриджей со смолой помещают последовательно в телескопическую трубу через нижнее отверстия телескопической трубы и проталкивают картриджи со смолой в самое глубокое положение пробуренного шпура вдоль всей телескопической трубы посредством толкающего стержня. Картриджи со смолой выдавливают вверх и перемешивают, так что картриджи со смолой оказываются скрепленными посредством связующего со стенками шпура в породной толщи. Затем толкающий стержень вынимают из телескопической трубы; телескопическую трубу отводят и затем вынимают из пробуренного шпура; и в завершение вставляют анкер, чтобы осуществить перемешивание картриджей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к горной промышленности и предназначена для использования при укреплении стенок горных выработок. Технический результат - повышение надежности установки и функционирования трубчатого анкера. По способу выполняют трубу с внешним диаметром, превышающим диаметр шпура, продольным пазом по всей ее длине и передним концом конической формы. На трубу надевают опорную плиту. Часть трубы, выступающей за пределы опорной плиты к заднему ее торцу, разделяют на секторы продольными прорезями. При этом часть секторов трубы выполняют с поверхностями, образующие которых параллельны продольной оси трубы. Другую часть секторов выполняют с поверхностями, образующие которых не параллельны продольной оси трубы и образуют конус, направленный вершиной к опорной плите. Устанавливают торец задней части трубы частью ее секторов в кольцевую проточку ударника. Под действием осевой силы через ударник вводят в шпур трубу передним концом конической формы. В процессе введения трубы в шпур ударником формируют упоры опорной плиты из секторов трубы на различном удалении от ее продольной оси. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к расширяемым трубчатым анкерам. Технический результат - повышение устойчивости анкера к действующим на него силам и коррозии. Анкер включает трубчатый анкерный болт. Производство анкерного болта содержит этапы, на которых вначале определяют длину и диаметр отверстия в породе. Обеспечивают вытянутую трубчатую часть. Обеспечивают вытянутое усиливающее средство. Вставляют усиливающее средство в трубчатую часть. Элемент, сформированный из двух частей, которые расположены вместе, одна внутри другой, помещают в формирующее устройство. Прикрепляют одну сторону элемента к концевой секции, в то время как вторую сторону элемента прикрепляют к концевой детали. Формируют продольный сгиб вдоль протяжения элемента. Формируют отверстие в концевой детали для соединения анкерного болта со сжатым веществом. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 13 ил.
Наверх