Способ открытой разработки с взрывным воздействием на пласт полезного ископаемого



Способ открытой разработки с взрывным воздействием на пласт полезного ископаемого
Способ открытой разработки с взрывным воздействием на пласт полезного ископаемого

 


Владельцы патента RU 2539083:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к открытой разработке угольных пластов со скальными вскрышными породами. Способ включает удаление покрывающих скальных вскрышных пород взрывным рыхлением зарядами с воздушной подушкой в нижнем торце заряда, механическое рыхление и бульдозирование пород пласта, их штабелирование, погрузку в транспортные средства экскаватором. Взрывные скважины для скальных вскрышных пород забуривают в пласт полезного ископаемого на глубину воздушной подушки в нижнем торце заряда. Массовый взрыв осуществляют поскважинно системой неэлектрического инициирования. В пласт полезного ископаемого пониженной крепости забуривают каждую вторую или третью взрывную скважину. Изобретение позволяет повысить эффективность разрушения и снизить энергоемкость механического рыхления пласта полезного ископаемого за счет его предварительного ослабления воздействием взрывного рыхления скальных пород вскрыши. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к разработке горных пород с применением механического рыхления, например, угольных пластов.

Широко известны традиционные способы рыхления различных горных пород: скальных, полускальных, плотных и мерзлых, слагающих отрабатываемые массивы, например массивы уступов рудных карьеров и угольных разрезов. При этом для рыхления крепких осадочных горных пород применяют бульдозер-рыхлитель, для скальных и полускальных пород - буровзрывной способ [1, 2].

Механическое рыхление позволяет облегчить раздельную выемку маломощных горизонтальных и наклонных (до 20°) пластов, эффективно регулировать кусковатость горной массы, уменьшить потери и разубоживание полезного ископаемого благодаря отсутствию развала и перемешивания пород, минимально переизмельчать и разупрочнять горные породы, повысить безопасность работ. Рыхлители успешно применяются при разработке угля, фосфоритных и апатитовых руд, сланцев, песчаников, полускальных известняков, а также маломощных слоев скальных сильно- и чрезвычайно трещиноватых руд и пород. Хорошее качество подготовки и небольшая мощность разрыхленного слоя позволяют вести выемку горной массы скреперами, бульдозерами и погрузчиками.

В качестве ближайшего аналога принят способ открытой разработки кусковатых и песчано-глинистых пород, включающий формирование рабочего уступа с углом наклона 0-30° к горизонту, механическое рыхление и бульдозирование пород, их штабелирование, погрузку в транспортные средства экскаватором, в котором сначала забой разрыхляют с помощью бульдозера-рыхлителя, имеющего дополнительные зубья на бульдозерном отвале, приподнимают отвал на высоту его зубьев, транспортируют кусковатую породу в бульдозерный штабель с последующим конусованием, из бульдозерного штабеля кусковатую породу перегружают в экскаваторный штабель и отгружают в транспортные средства, затем бульдозируют в штабель мелкокусковатую и песчано-глинистую породу с последующей ее отгрузкой экскаватором в транспортные средства [3].

Основным недостатком такой технологии являются значительные энергозатраты на механическое рыхление, которые можно снизить предварительным ослаблением прочности пласта полезного ископаемого динамическим взрывным воздействием.

Такое динамическое воздействие предложено в способе взрывания уступов под укрытием, включающем бурение взрывных скважин, их заряжание, размещение на уступе укрытия в виде мата, составленного из соединенных между собой автомобильных шин, закрепление его за анкеры, установленные в неглубоких скважинах, с помощью канатов или тонких цепей и взрывание горных пород, в котором укрытие размещают только на поверхности уступа и выполняют двухслойным, для этого мат из изношенных автомобильных шин составляют со смещением соседних рядов шин на половину их диаметра, размещая его на металлическую сетку, а скважинные заряды выполняют с воздушной подушкой в нижней части, например, из вспененного полистирола [4]. Применение воздушной подушки в нижней части заряда позволяет повысить динамическое воздействие взрыва на забой скважины и усилить разрушающее действие заряда ВВ в районе перебура без размещения в нем взрывчатых веществ [5].

Процесс развития взрыва и движения взорванной горной массы при отбойке зарядами с воздушной подушкой в случае применения схемы с порядным взрыванием от откоса в тыл уступа происходит так, что взорванная горная масса перемещается параллельно плоскости рабочей площадки уступа, без подъема вверх, что существенно снижает высоту развала и дальность его отброса от остающегося откоса уступа.

В случае же применения поскважинного взрывания с использованием, например, системы неэлектрического взрывания ИСКРА, как показали наши экспериментальные взрывы на разрезе «Буреинский-2» ОАО «Ургалуголь», развал горной массы имеет меньший отброс от откоса уступа и большую высоту. Однако повышенная динамическая нагрузка от заряда с воздушной подушкой обеспечивает проработку подошвы уступа на полную глубину скважины: экскаватор выбирает горную массу по уровню забоя взрывных скважин. Следовательно, эффект динамического воздействия воздушной подушки в нижнем торце скважинных зарядов при рыхлении вскрышных пород можно использовать для снижения прочностных показателей пласта полезного ископаемого без размещения в нем заряда ВВ. Производственные испытания показали, что в пластах пониженной крепости достаточно внедрять в него воздушную подушку каждой второй скважины, а в отдельных случаях и каждой третьей, при этом пространственные параметры пласта не изменяются, что немаловажно при селективной выемке полезного ископаемого.

Основным результатом изобретения, включая технический, является повышение эффективности и снижение энергоемкости механического рыхления пласта полезного ископаемого за счет его предварительного ослабления воздействием взрыва при рыхлении покрывающих скальных пород вскрыши.

Данный результат достигается тем, что в способе открытой разработки с взрывным воздействием на пласт полезного ископаемого, включающем удаление покрывающих скальных вскрышных пород после взрывного рыхления зарядами с воздушной подушкой в нижнем торце заряда, механическое рыхление и бульдозирование пород пласта, их штабелирование, погрузку в транспортные средства экскаватором, согласно изобретению взрывные скважины в скальных вскрышных породах забуривают в пласт полезного ископаемого на глубину воздушной подушки в нижнем торце заряда, а массовый взрыв осуществляют поскважинно системой неэлектрического инициирования.

В пласт полезного ископаемого пониженной крепости забуривают каждую вторую или третью взрывную скважину.

Реализация способа представлена на схемах. На фиг.1 показан ряд взрывных скважин; на фиг.2 представлен разрез А-А на фиг.1.

Способ открытой разработки с взрывным воздействием на пласт полезного ископаемого осуществляют следующим образом.

Скважины 1 для взрывного рыхления скальных горных пород, покрывающих пласт 2 полезного ископаемого, например угля, пробуривают в пласт 2 на высоту воздушной подушки 3 и производят их зарядку, размещая в нижней торцевой части скважин 1 воздушную подушку 3. Высоту воздушной подушки 3 и способ ее исполнения выбирают, например, согласно рекомендациям, изложенным в работе [5], или исходя из практического опыта работы предприятия. После размещения воздушной подушки 3 формируют заряд ВВ 4 на расчетную высоту с установкой в его верхней части промежуточного детонатора 5 на волноводе 6, затем формируют забойку 7. Взрывное рыхление пород вскрыши производят поскважинным взрыванием с использованием систем неэлектрического взрывания, например ИСКРА.

Разрыхленные взрывом вскрышные породы убирают экскаватором и зачищают бульдозером поверхность пласта полезного ископаемого. После этого проводят послойное механическое рыхление и бульдозирование пород пласта, их штабелирование, погрузку в транспортные средства экскаватором. Динамическое воздействие взрывной волны в районе воздушной подушки существенно снижает прочность полезного ископаемого и энергоемкость его механического рыхления.

Таким образом, заявляемый способ открытой разработки с взрывным воздействием на пласт полезного ископаемого обеспечивает разупрочнение пласта полезного ископаемого без существенного изменения его положения в пространстве, позволяя тем самым решить поставленную задачу.

Источники информации

1. Открытые горные работы. Справочник. М.: Горное дело, 1994.

2. Ржевский В.В. Процессы открытых горных работ. М.: «Недра», 1978. 541 с.

3. Патент Российской Федерации №2039268 МКИ 7 E21C 41/26.

4. Патент Российской Федерации №2317521 МКИ 7 F42D 5/05.

5. Жунусов К. Отбойка скальных пород зарядами с воздушной подушкой. Алма-Ата, «Наука», 1979. С.33, 47-52, 80-81.

1. Способ открытой разработки с взрывным воздействием на пласт полезного ископаемого, включающий удаление скальных вскрышных пород после взрывного рыхления зарядами с воздушной подушкой в нижнем торце заряда, механическое рыхление и бульдозирование крепких пород пласта полезного ископаемого, их штабелирование, погрузку в транспортные средства экскаватором, отличающийся тем, что при обуривании скальных вскрышных пород взрывные скважины забуривают в пласт полезного ископаемого на глубину воздушной подушки в нижнем торце заряда, а массовый взрыв осуществляют поскважинно системой неэлектрического инициирования.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в пласт полезного ископаемого пониженной крепости забуривают каждую вторую или третью взрывную скважину.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной и горно-химической промышленности, используется для ограждения и охраны трещиноватого горного массива от возможного проникновения за пределы создаваемого экрана жидких растворов.

Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывное рыхление скальных массивов горных пород.

Изобретение относится к горному делу, к отбойке горных пород. Способ взрывания удлиненных скважин включает бурение скважин, определение места размещения боевика для прямого и обратного инициирования заряда взрывчатого вещества (ВВ) расчетным путем, формирование удлиненного заряда ВВ, установку боевика в заряде ВВ, разделяющего его на две части, заполнение скважины в верхней ее части ВВ и забоечным материалом, взрывание скважины.

Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке наклонных рудных залежей малой и средней мощности. Способ включает проведение подготовительных и нарезных выработок, бурение шпуров в забое выемочного блока, заряжание и взрывание шпуров, уборку отбитой рудной массы, гидравлическую зачистку отработанного блока, при этом шпуры в нижнем ряду располагают на расстоянии 2-3 диаметров шпура, заряжают через один с рассредоточенным зарядом, при этом шпуры каждого последующего ряда ориентированы по одной линии в направлении восстания рудной залежи.
Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к взрывным работам, и может быть использовано при ведении взрывных работ с применением смесительно-зарядных машин (СЗМ) для механизированного приготовления эмульсионного взрывчатого вещества (ЭВВ) в процессе заряжания скважин на открытых горных работах.
Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности и, в частности, к взрывным работам в скважине для интенсификации притоков флюида продуктивного пласта в скважину и, в частности к локализации выделенной энергии в призабойной зоне скважины.

Изобретение относится к горному делу, в частности к взрывному дроблению пород, и может быть использовано для осушения слабообводненных нисходящих скважин. .

Изобретение относится к области строительства и горного дела и может быть использовано при креплении уступов карьеров, строительстве дорог, тоннелей, подверженных воздействию грунтовых вод.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при формировании и стабилизации качества руд на стадии горных работ. Техническим результатом является повышение показателей качества и извлечения технологических сортов руд и горной массы для рудосортировки.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при освоении алмазорудных месторождений и некоторых месторождений других драгоценных кристаллов.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых по бестранспортной системе в сложных горно-геологических условиях.

Изобретение относится к горной промышленности, точнее к открытым разработкам мощных месторождений при применении техники непрерывного действия. Технический результат заключается в бесперебойной добыче полезного ископаемого по всему фронту ведения работ.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является повышение эффективности разработки глубокозалегающих месторождений.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при вскрытии глубоких горизонтов карьеров. Техническим результатом является повышение эффективности разработки.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке крутопадающих месторождений площадной формы. Технологическим результатом является снижение текущего коэффициента вскрыши в первоначальный период разработки месторождения.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при освоении нескальных пластовых месторождений наклонного и крутого падения. Техническим результатом является повышение эффективности освоения нескальных пластовых месторождений наклонного и крутого падения.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой добыче в виде кусковой массы строительных горных пород скального и полускального типов.

Предлагаемый способ относится к горной промышленности, в частности к разработке месторождений открытым способом, и может быть использован в глубоких карьерах и угольных разрезах, где добыча полезных ископаемых становится невозможной без усиления естественного воздухообмена на нижних горизонтах или без средств искусственной вентиляции. Техническим результатом является повышение эффективности проветривания карьеров и угольных разрезов путем обеспечения безотрывного обтекания борта карьера и угольного разреза естественным воздушным потоком. Способ включает выбор участков в зоне действия ветровых потоков, обуривание уступов скважинами, заряжание их зарядами ВВ, взрывание их и экскавацию взорванной горной массы. При этом производят обуривание лишь верхних уступов без перебура до проектного контура профиля борта, а заряжание и взрывание скважин производят поэтапно блоками на высоту профиля. Определяют зависимость угла падения и профиля борта карьера от преобладающей скорости ветра по математической формуле. 1 табл., 3 ил.
Наверх