Способ разрушения замороженных грунтов при буровзрывной проходке горных выработок



Способ разрушения замороженных грунтов при буровзрывной проходке горных выработок
Способ разрушения замороженных грунтов при буровзрывной проходке горных выработок

 


Владельцы патента RU 2554359:

Паланкоев Ибрагим Магомедович (RU)

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам разрушения замороженных грунтов, в том числе при наличии ледопородного ограждения по контуру горной выработки. Способ включат операции по созданию ледопородного ограждения по контуру выработки, разметку на плоскости забоя врубовых шпуров, а также рядов отбойных, предконтурных и контурных шпуров, располагаемых по окружностям. Центр радиуса окружностей находится в центре плоскости забоя выработки. Бурят шпуры цилиндрической формы и шпуры с профильными надрезами, заряжают зарядами ВВ врубовые, отбойные шпуры и шпуры предконтурного ряда с их последующим взрыванием. Бурение шпуров с профильными надрезами осуществляют в предконтурном ряду, центры шпуров контурного ряда размещают на радиусе, общем с центрами шпуров предконтурного ряда. Расстояние между этими центрами назначают не более 2,5-3,0 величины диаметра шпуров контурного ряда. Изобретение позволяет повысить сохранность ледопородного ограждения. 2 ил.

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при проведении вертикальных и наклонных горных выработок в замороженных грунтах, в том числе и при наличии ледопородного ограждения по контуру сооружаемой выработки.

Известен способ разрушения горных пород при проходке горных выработок в сложных условиях, в том числе и в замороженных грунтах, по авт. свид. СССР №248598 от 18.07.1969 г., кл. Е21D 01/00.

По данному техническому решению горная порода разрушается механическим способом, то есть отбойными молотками, или выбуривается с целью формирования по контуру горной выработки кольцевой щели, заполняемой затем глинистым раствором. Данная кольцевая щель, заполненная раствором или бетоном, предохраняет приконтурный массив (ледопородное ограждение по контуру выработки) от разрушения при дальнейших работах в забое выработки. Однако недостатком данного решения является то, что велика трудоемкость разрушения пород при формировании кольцевой щели по контуру выработки либо требуется создание специального оборудования для выбуривания кольцевой щели по контуру выработки, что удорожает горнопроходческие работы.

Известен способ разрушения горных пород при буровзрывной проходке горных выработок, при котором для предохранения приконтурного массива от разрушения бурят по проектному контуру горной выработки близкорасположенные шпуры, то есть с расстоянием между центрами 0,2-0,4 м (Густафсон Г. Шведская техника взрывных работ. Под ред. Г.П. Демидюка, М.: Недра, 1977, 264 стр.). Указанные шпуры, как правило, не заряжают зарядами ВВ. Такой способ позволяет снизить давление на фронте волны напряжений, которая будет сформирована действием взрыва зарядов, размещаемых в других шпурах. Это позволяет повысить сохранность приконтурного массива или ледопородного слоя, окружающего контур горной выработки.

Недостатком данного технического решения является необходимость бурения большого количества шпуров контурного ряда, что приводит к увеличению объема буровых работ.

Кроме того, при данном способе разрушения горных пород необходимо заряжать шпуры предконтурного ряда зарядами ВВ пониженной мощности, что приводит к образованию заколов на контуре горной выработки и к необходимости использования ручного труда для их устранения. Это повышает трудоемкость горнопроходческих работ.

Наиболее близким для предлагаемого технического решения является способ взрывной отбойки горных пород по авт. свид. СССР №1343931 A1 от 08.01.1986 г., кл. Е21С 37/00. Данный способ-прототип включает операции по бурению цилиндрических шпуров в забое по задаваемой схеме, а в контурном ряду - бурение шпуров с профильными надрезами на стенках. Затем все шпуры заряжаются зарядами ВВ, но удельный расход ВВ для шпуров с профильными надрезами уменьшается благодаря наличию на стенках шпуров профильных надрезов. Эти надрезы, то есть концентраторы напряжений, направлены в соответствии с проектным контуром горной выработки, позволяют снизить массу шпурового заряда ВВ и осуществить разрушение горной породы по направлению ориентации надрезов без уменьшения расстояния между шпурами контурного ряда. Благодаря уменьшению массы шпуровых зарядов (или применению маломощных зарядов ВВ) снижается разрушающее действие взрыва на приконтурный массив, то есть повышается его сохранность и надежность.

Недостатком технического решения-прототипа является следующее:

- известно, что структура водонасыщенного грунта, из которого путем контурного замораживания создается ледопородное ограждение по контуру горной выработки, неоднородна. Прочность этого ограждения незначительна, и его величина в разных зонах контура различна даже в пределах одной заходки. Это влияет на параметры (скорость волны, давление на фронте и т.д.) волны напряжений, сформированной при взрыве заряда ВВ в шпурах как контурного ряда, так и других рядов. Это приводит к ситуации, при которой может разрушиться ледопородное ограждение;

- известно, что применение шпуров с профильными надрезами позволяет снизить удельный расход ВВ, то есть снизить массу шпурового заряда на 30-50%, а остальная доля энергии взрыва будет формировать волны напряжений в горном массиве, направленные в том числе и на ледопородное ограждение.

Участки этого ограждения, имеющие уменьшенную прочность, могут разрушаться.

Таким образом, недостатком прототипа является низкая сохранность ледопородного ограждения при буровзрывном разрушении замороженных грунтов.

Целью настоящего изобретения является повышение сохранности ледопородного ограждения.

Указанная цель достигается тем, что бурение шпуров с профильными надрезами осуществляют в предконтурном ряду, а центры шпуров контурного ряда размещают на общем радиусе с центрами шпуров предконтурного ряда и расстояние между этими центрами назначают не более 2,5-3,0 величин диаметров шпуров контурного ряда.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена плоскость забоя горной выработки, сооружаемой в замороженных грунтах, на фиг.2 - узел 1, представляющий собой фрагмент плоскости забоя с рядами шпуров.

Предлагаемый способ разрушения замороженных грунтов включает следующие основные операции.

Обводненный горный массив 1 подвергается замораживанию, например создается ледопородное ограждение 2 по контуру 3 горной выработки. Данная операция проводится по известной технологии, например путем циркуляции хладоносителя по замораживающим колонкам 4, размещенным в водонасыщенном грунте.

На плоскости забоя выполняют разметку шпуров по расчетной схеме, из которых 5 - это врубовые шпуры, 6 - ряды отбойных шпуров, 7 - шпуры предконтурного ряда и 8 - шпуры контурного ряда. Ряды отбойных 6, предконтурных 7 и контурных 8 шпуров размещают по окружностям, центр радиуса которых находится в центре плоскости забоя. Заряжание шпуров зарядами ВВ и их взрывание осуществляется известными методами.

Предлагаемый способ разрушения замороженных грунтов осуществляется следующим образом.

Размещают по расчетной схеме вокруг проектного контура 3 горной выработки замораживающие колонки 4. За счет циркуляции хладоносителя по замораживающим колонкам создается ледопородное ограждение 2. Затем начинают подготовку к разрушению горных пород в забое выработки.

Для этого производят разметку шпуров на плоскости забоя. Врубовые шпуры 5 располагают в центре забоя, а отбойные 6, предконтурные 7 и контурные 8 размечают в рядах, которые располагаются по окружностям, центр радиуса которых находится в центре плоскости забоя горной выработки.

Затем осуществляют бурение шпуров. Причем врубовые 5, отбойные 6 и контурные 8 шпуры имеют цилиндрическую форму, а шпуры предконтурного ряда 7 бурят с профильным надрезом на стенках шпуров в виде треугольников 9. Расстояние между центрами шпуров врубовых 5, отбойных 6 и шпуров предконтурного ряда 7 определяют по существующим в горном деле известным методикам.

При бурении цилиндрических шпуров контурного ряда 8 выполняют условие, при котором центры этих шпуров находятся на общем радиусе с центрами шпуров предконтурного ряда 7, а расстояние «а» между этими центрами не должно превышать 2,5-3,0 диаметра шпуров 8 контурного ряда.

Затем производят заряжание и взрывание врубовых 5, отбойных 6 и шпуров 7 предконтурного ряда по известным методикам. Шпуры контурного ряда 8 не заряжают.

Наличие надрезов 9 в профильных шпурах 7 предконтурного ряда позволяет обеспечить эффективное разрушение грунта без уменьшения расстояния между шпурами.

Центры цилиндрических шпуров 8 контурного ряда размещаются на общем радиусе с центрами шпуров 7, поэтому расстояние между шпурами 8 контурного ряда также не будет уменьшаться, то есть обеспечивается снижение объема буровых работ при одновременном повышении сохранности ледопородного ограждения.

Повышение сохранности ледопородного ограждения по предлагаемому способу достигается следующим образом.

Давление взрыва в шпурах 7 с надрезами формирует в вершине надреза 9 волну напряжения в виде эллипса, которая разрушает горную породу в направлении вершины 9 надрезов. Другая часть энергии взрыва формирует волну напряжений, направленную к ледопородному ограждению, то есть к незаряженным шпурам 8 контурного ряда. Эта волна напряжений интенсивно разрушает горную породу, находящуюся между рядом контурных шпуров 8 и рядом предконтурных шпуров 7, то есть на расстоянии, обозначенном «а», теряет свою энергию и увеличивает трещиноватость породы в этой зоне, повышая сопротивление для волны напряжений. Таким образом снижается энергия волны напряжений, направленной к контуру ледопородного ограждения 2.

Известно, что контур любого цилиндрического отверстия является местом концентрации напряжений, уменьшающим сопротивляемость среды разрушению, как на контуре отверстия, так и на расстоянии от центра отверстия, равном 2,5-3,0 величины диаметра этого отверстия (Савин Г.Н. Концентрация напряжений около отверстий. М.-Л.: Госуд. издательство технико-теоретической литературы, 1951 г., 454 стр.). Поэтому цилиндрические шпуры 8 контурного ряда, располагаемые на общем радиусе со шпурами 7 с расстоянием «а» между центрами, равном 2,5-3,0 величины диаметра цилиндрических шпуров 8, являются «ловушками» для волны напряжений, сформированных взрывом зарядов ВВ в шпурах 5, 6 и 7, то есть снижают давление на фронте этой волны. Благодаря снижению давления на фронте волны напряжений, направленной на ледопородное ограждение, повышается его сохранность.

Способ разрушения замороженных грунтов при буровзрывной проходке горных выработок, включающий операции по созданию ледопородного ограждения по контуру выработки, разметку на плоскости забоя врубовых шпуров, а также рядов отбойных, предконтурных и контурных шпуров, располагаемых по окружностям, центр радиуса которых находится в центре плоскости забоя выработки, бурение шпуров цилиндрической формы и шпуров с профильными надрезами, заряжание зарядами ВВ врубовых, отбойных шпуров и шпуров предконтурного ряда с их последующим взрыванием, отличающийся тем, что бурение шпуров с профильными надрезами осуществляют в предконтурном ряду, центры шпуров контурного ряда размещают на радиусе, общем с центрами шпуров предконтурного ряда, а расстояние между этими центрами назначают не более 2,5-3,0 величины диаметра шпуров контурного ряда.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности и может быть использовано в угольных и рудных шахтах при проведении горных выработок в удароопасных породах с применением буровзрывных работ.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам взрывной отбойки руды от массива со слоистой текстурой и развитой системой трещиноватости. Способ включает бурение параллельных рядов вертикальных скважин под углом χ к линии внутренней бровки уступа, заряжание скважин зарядами взрывчатого вещества (ВВ), монтаж внутрискважинных и поверхностной взрывных сетей и порядное короткозамедленное взрывание зарядов ВВ с образованием в каждом ряду плоской взрывной волны сжатия.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является повышение безопасности открытых горных работ.

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 горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке скальных горных пород. В процессе уточнения районирования с помощью регистрации изменения энергетических показателей работы двигателей напора, подъема привязывают через положение ковша в пространстве и во времени операции черпания, наполнения, удержания наполненного ковша в цикле экскавации для регистрации изменения качества подошвы уступа, гранулометрического состава и формы навала отбитой массы при переходе от погашенного околоскважинного к погашенному межскважинному пространству.

Изобретение относится к изделию для разрушения горной породы с использованием взрывчатого вещества. Породоразрушающее изделие (32) содержит герметизированную удлиненную гибкую трубу (40), патрон (74) с энергетическим материалом, расположенный внутри трубы (40), клапанное устройство (50, 54, 56, 64, 66, 68) для обеспечения заполнения трубы жидкостью и расширения и приспособление (86) для детонирования энергетического материала при погружении патрона в жидкость.

Изобретение относится к способам ведения буровзрывных работ на карьерах. Способ включает бурение параллельных рядов скважин, заряжание их зарядами взрывчатого вещества и короткозамедленное взрывание зарядов.

Изобретение относится к горной промышленности и строительству, а именно к способам взрывания разнопрочных массивов горных пород на открытых горных работах. Способ включает бурение основных и дополнительных скважин в массиве из вмещающих пород и твердых включений.

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам проведения горных выработок по крепким породам буровзрывным и взрывомеханическим способами, и может быть использовано при скоростном проведении подземных горных выработок, штолен, туннелей по крепким породам.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности на открытых горных работах при разработке рудных и нерудных блоков месторождений полезных ископаемых, участки которых существенно различаются по горно-геологической структуре и качеству полезного компонента, а именно к селективной выемке полезного ископаемого крупномасштабным взрывным разрушением горных массивов сложной структуры.

Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом в условиях повышенного горного давления для отработки рудных камер, ограниченных породными и закладочными массивами. Способ включает бурение одиночных нисходящих скважин с размещением в них зарядов ВВ, последовательное взрывание одиночных нисходящих скважин и формирование компенсационной щели по контакту руда-порода с образованием вогнутой поверхности обнажения в рудном массиве, ряды вееров скважин вогнутой формы в рудной камере располагают конгруэнтно вогнутому обнажению компенсационной щели на расстоянии, равном линии наименьшего сопротивления, последний ряд располагают по линии контакта руда-порода, веера скважин бурят с недобуром 1 м до контакта руда-закладка, в последнюю очередь бурятся ряды вееров скважин на границе с компенсационной щелью, в скважинах размещают заряды ВВ с недозарядом, ряды вееров скважин короткозамедленно взрывают на поверхность обнажения компенсационной щели, при этом в последнюю очередь взрывается ряд вееров скважин на контакте руда-порода. Изобретение позволяет повысить безопасность и эффективность ведения взрывных работ. 3 ил., 1 пр.
Изобретение относится к способу дезинтеграции руд, горных пород и других твердых материалов в процессах подготовки минерального сырья к обогащению. Для дезинтеграции руды одновременно взрывают две и более части руды через воздушный промежуток. Каждую часть руды обрабатывают кумулятивными взрывами. Кумулятивные выемки зарядов взрывчатых веществ направляют навстречу друг другу перед взрыванием. Изобретение повышает эффективность дезинтеграции сырья.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в рудных шахтах при блочной отбойке горной массы. Способ направленного разрушения горных пород при подготовке выемочного блока включает бурение в плоскости предполагаемого разрушения контурного ряда пучков скважин, их заряжание взрывчатым веществом и взрывание. Устья скважин контурного ряда расположены в форме полуокружностей, ориентированных навстречу друг другу и направленных вдоль границы контура выемочного блока. Контурный ряд скважинных зарядов ВВ взрывают первой очередью по отношению к остальным отбойным пучкам скважин. Взрывание зарядов ВВ в контурном ряду производят попарно полуокружностями скважин с замедлением через определенные интервалы. Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности и качества оконтуривания подготавливаемого выемочного блока. 2 ил.

Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом для отработки первичных камер в пологих и крутопадающих залежах в условиях повышенного горного давления. Способ включает бурение одиночных восходящих скважин с размещением в них зарядов ВВ, последовательное взрывание одиночных восходящих скважин и формирование границ компенсационных щелей по линии изобары с ориентацией выпуклой части в сторону основного массива. Ряды вееров скважин выпуклой формы в первичной камере располагают конгруэнтно обнажениям компенсационных щелей на расстоянии, равном линии наименьшего сопротивления. Центральный ряд располагают вкрест простирания рудной залежи и бурят с недобуром до контакта руда-порода. Остальные ряды вееров скважин бурят до контакта рудного тела со стороны лежачего и висячего боков. В последнюю очередь бурятся ряды вееров скважин на границе с компенсационными щелями. В скважинах размещают заряды ВВ с недозарядом, ряды вееров скважин короткозамедленно взрывают на две противоположные поверхности обнажений первичной камеры. Последней очередью одновременно взрываются центральный и смежные с ним ряды вееров скважин. Изобретение позволяет повысить безопасность и эффективность ведения взрывных работ и снизить расход ВВ на первичную отбойку. 3 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, используется для добычи полезных ископаемых буровзрывным способом с применением схем короткозамедленного взрывания зарядов взрывчатых веществ (ВВ). Способ включает бурение скважин в блоке, анализ свойств горных пород и определение на его основе удельного расхода qв заряда ВВ для каждой взрывной воронки, закладку в скважины зарядов ВВ и последующее короткозамедленное взрывание этих зарядов по принятой схеме с образованием разных по диаметру и глубине взрывных воронок. Удельный расход qв заряда ВВ для каждой взрывной воронки определяют по установленным соотношениям, а заряды ВВ с меньшими углами раскрытия взрывной воронки взрывают с опережением по отношению к зарядам ВВ с большими углами раскрытия взрывной воронки в каждом ряду скважин. Изобретение позволяет повысить эффективность взрывной отбойки, снизить объем буровых работ и расход ВВ, обеспечить качественное дробление горной породы. 1 ил., 1 табл.
Наверх