Способ взрывной отбойки рудных камер

Авторы патента:

Смирнов Сергей Михайлович (RU)

Цинкер Леонид Маркович (RU)

F42D3/04 - для взрыва скальных пород

E21C41/16 - способы подземной разработки полезных ископаемых (добычные машины для этого E21C 25/00-E21C 39/00); системы разработок

Владельцы патента RU 2557274:

Общество с ограниченной ответственностью "Восточный научно-исследовательский горнорудный институт" (ООО "ВостНИГРИ") (RU)

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 области горной промышленности и может быть использовано при отработке подземным способом рудных камер в условиях повышенного горного давления, ограниченных породными и закладочными массивами.

Известен способ разрушения целиков (патент 2360117, опубл. 27.06.2009 г.), в котором последовательно взрываются скважинные заряды ВВ с образованием системы противолежащих ослабляющих полостей на двух противоположных поверхностях обнажений целика, окончательное разрушения целика выполняется взрыванием камерных зарядов ВВ.

Недостатком этого способа является неравномерное дробление массива при формировании ослабляющих полостей и разрушение целика камерными зарядами.

Наиболее близким техническим решением является способ выемки целиков, включающий формирование границ целиков со стороны зажимающей среды и компенсационной камеры, бурение скважин, заряжание их ВВ и отбойку целика взрывом на зажимающую среду и компенсационную камеру (см. авт. свид. 1540434, опубл. 22.10.1989 г.).

Недостатком данного способа является низкая эффективность отработки массива за счет неравномерности его разрушения и повышения потерь скважин в условиях высокого горного давления.

Единый технический результат предлагаемого технического решения заключается в снижении расхода ВВ при взрывной отбойке рудной камеры за счет недобуривания скважин до контакта руда-закладка, расположения рядов вееров скважин в плане вогнутой формы, инициирования зарядов ВВ в рядах вееров скважин и создания условий соударения кусков и снижения сейсмического действия взрыва при короткозамедленном взрывании, предотвращения самообрушений рудного массива за счет создания вогнутой устойчивой формы обнажения компенсационной щели.

Единый технический результат достигается тем, что при взрывной отбойке рудной камеры в краевой части на контакте руда-порода формируется компенсационная щель, имеющая вогнутую форму обнажения рудного массива, в массиве бурятся ряды нисходящих вееров скважин, скважины заряжаются зарядами ВВ и взрываются на компенсационную щель, при этом граница рудной камеры формируется вогнутой формы, ряды нисходящих вееров скважин вогнутой формы в рудной камере располагают конгруэнтно вогнутой поверхности обнажения компенсационной щели на расстоянии, равном линии наименьшего сопротивления, и бурят скважины с недобуром 1 м до контакта руда-закладка, бурение вееров скважин начинают от контакта руда-порода и продолжают в направлении к компенсационной щели, заряжают зарядами ВВ уменьшенной массы и инициируют по ступеням замедления, начиная от компенсационной щели, в последнюю ступень замедления инициируют заряды ВВ ряда вееров скважин на контакте руда-порода.

Указанное техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен план бурового горизонта рудной камеры 1, на фиг.2 - поперечный разрез компенсационной щели 2, на фиг.3 - поперечный разрез рудной камеры 1.

Способ взрывной отбойки рудных камер 1 (см. фиг.1) включает проходку поперечной (2) и продольной (3) выработки для бурения нисходящих одиночных скважин 4, 5, 6 из поперечной выработки 2 и бурения нисходящих скважин в рядах вееров 7, 8, 9 из продольной выработки 3, в первую очередь в рудном массиве 10 бурятся нисходящие одиночные скважины 4, 5, 6, затем веер нисходящих скважин 7, далее последовательно бурятся ряды вееров нисходящих скважин 8, ряд вееров нисходящих скважин 9 на границе с компенсационной щелью 11 бурятся в последнюю очередь.

На поперечном разрезе А-А компенсационной щели 11 (см. фиг.2) показаны одиночные нисходящие скважины 4, 5, 6, заряжаемые зарядом ВВ 12 с недозарядом 13.

Взрывная отбойка одиночных скважин 4, 5, 6 (см. фиг.1) выполняется последовательно: взрывается заряд ВВ 12 одиночной скважины 4 в зажиме на незаряженную зарядом ВВ одиночную скважину 5, расположенную на расстоянии, равном пяти диаметрам скважины, затем в зажатой среде взрываются по 1-2 заряда ВВ 12 скважин 6 с выпуском взорванной горной массы, при этом формируется компенсационная щель 11.

На поперечном разрезе Б-Б рудной камеры 1 показан один из рядов вееров нисходящих скважин 7, 8, 9 (см. фиг.2), которые бурятся в плоскостях 14, ограниченных линией 15, бурятся до контакта руда-закладка 16 с недобуром 1 м от забоя скважины 17 до контакта руда-закладка 16, заряжаются зарядами ВВ 12 с недозарядом части скважин 13.

Инициирование зарядов ВВ 12 рядов вееров скважин 7, 8, 9 (см. фиг.1) выполняется по ступеням замедления 18, начиная от ряда вееров скважин 9, затем короткозамедленно взрываются ряды вееров скважин 8, в последнюю ступень замедления 18 взрывается ряд вееров скважин 7.

Оформление границ компенсационных щелей вогнутой формы со стороны основного массива связано с тем, что такая форма поперечного сечения обнажения наиболее устойчива при горизонтальных тектонических напряжениях в условиях повышенного горного давления, т.к. при этом снижается концентрация напряжений в призабойном пространстве. В условиях повышенных горизонтальных напряжений относительно вертикальных вогнутую форму забоя можно сравнить со сводом естественного равновесия, что дает возможность сохранять устойчивую форму обнажений в процессе буровзрывных работ и предотвратить самообрушение рудного массива и потери взрывных скважин.

Порядок бурения рядов вееров нисходящих скважин, начинающийся с бурения веера скважин на контакте руда-порода и заканчивающийся бурением рядов вееров скважин на границе с компенсационной щелью, принят из расчета уменьшения времени существования пробуренной скважины до заряжания ее ВВ и взрыва, возможного деформирования и потерь скважин.

Недобуривание скважин до контакта руда-закладка снижает действие взрыва на закладочные массивы.

Предлагаемый способ взрывной отбойки рудных камер обеспечивает устойчивую форму обнажения компенсационной щели при проведении буровзрывных работ.

Изобретение позволяет повысить безопасность и эффективность ведения взрывных работ за счет предотвращения самообрушений в выработанное пространство рудных камер и снизить расход ВВ на взрывную отбойку за счет недобуривания скважин до контакта руда-закладка и формирования в массиве рудной камеры условий, способствующих соударению рудных кусков и их взрывному разрушению.

Предлагаемый способ взрывной отбойки рудной камеры заложен в проект подготовки рудных камер на буровых горизонтах -60 м в этаже -70÷-140 м (блоки 01, 02, 03) Восточного участка Таштагольского месторождения ОАО «Евразруда».

Расчет расстояния от забоя скважины до закладочного массива

При бурении вееров скважин перпендикулярно (или под некоторым углом) к плоскости контакта руда-закладка рекомендуется бурить контрольные скважины для определения фактического положения поверхности руда-закладка. Излишне пробуренный участок скважины необходимо тампонировать.

Отстраивание фактической поверхности руда-закладка дает возможность недобуривать скважину до контакта руды с закладочным массивом.

Длина «недобуривания» скважины до контакта (L) рассчитывается по формуле:

где R_расч - расстояние от забоя скважины до контакта руда-закладка, м;

α - азимут бурения, угол (в плане) между перпендикулярным направлением к контакту руда-закладка и фактическим направлением бурения, град;

β - угол забуривания скважины, град.

Расчетное расстояние от забоя взрывных скважин до контакта с закладкой (R_расч) рассчитывается исходя из необходимого условия задания плоского фронта сейсмической волны в «рудной корке» одновременно взрываемого веера скважин при короткозамедленном взрывании рудных камер. R_pacч определяется по формуле:

На Таштагольском филиале при веерном способе взрывной отбойки линия наименьшего сопротивления W=2 м.

Величина затухания интенсивности напряжений (v) с удалением от заряда ВВ в условиях горного давления на основании экспериментальных данных [1] принимается равной (ν=3,0). Эмпирический коэффициент k=0,75.

Расчетное расстояние R_pacч=1,17, рекомендуемое нами R_paсч=1,0 м.

При R_paсч=1,0 м, ν=3,0, k=0,75, L=cosα·cosβ, м.

Способ взрывной отбойки рудной камеры, включающий формирование компенсационной щели, бурение в массиве рядов нисходящих вееров скважин, заряжание скважин зарядами ВВ и взрывание на компенсационную щель, отличающийся тем, что компенсационная щель формируется на контакте руда-закладка вогнутой формы обнажения со стороны рудного массива, ряды вееров скважин вогнутой формы в рудной камере располагают конгруэнтно обнажению компенсационной щели на расстоянии, равном линии наименьшего сопротивления, последний ряд вееров скважин 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, скважины заряжают зарядами ВВ уменьшенной массы и инициируют по ступеням замедления, начиная от компенсационной щели, при этом последней ступенью замедления инициируют заряды ВВ последнего ряда вееров скважин на контакте руда-порода.

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам разрушения замороженных грунтов, в том числе при наличии ледопородного ограждения по контуру горной выработки.

Способ формирования разгрузочной щели // 2540125

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.

Способ взрывной отбойки руды от массива со слоистой текстурой // 2532478

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.

Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых // 2527826

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

Способ взрывания удлиненных скважин (варианты) // 2524065

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.

Способ ведения буровзрывных работ // 2521629

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.

Породоразрушающее изделие // 2519318

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.

Способ ведения буровзрывных работ на карьерах // 2517289

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

Способ взрывания горных пород с твердыми включениями // 2514073

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.

Буровзрывомеханический способ скоростного проведения подземных выработок по крепким породам // 2513579

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.

Способ предотвращения и контроля внезапных зональных выбросов угля и газа // 2554605

Изобретение относится к способу предотвращения и контроля внезапных зональных выбросов угля и газа из угольных пластов. Способ предотвращения и контроля внезапных зональных выбросов угля и газа, согласно которому разделяют район производства горных работ на зоны (5) производства горных работ путем распределения дефектов и складок в месторождении таким образом, что границы зон (5) производства горных работ по возможности располагаются в осевых частях дефектов или складок.

Способ транспортировки отбитой горной массы // 2539090

Изобретение относится к горной промышленности. Способ транспортировки отбитой горной массы включает отбойку горной массы комбайном, ее отгрузку в самоходный вагон, транспортировку из отрабатываемой выработки до скребкового конвейера, транспортировку до рудоспускной скважины и разгрузку горной массы на магистральный конвейер.

Способ разработки газоносной свиты угольных пластов // 2522583

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для отработки свиты газоносных пластов. Техническим результатом является повышение безопасности и снижение затрат на дегазацию при разработке газоносных пластов.

Способ охраны подготовительных выработок // 2521096

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке пластов полезных ископаемых на больших глубинах при охране подготовительных выработок.

Флангово-сдвоенный способ вскрытия месторождения при подземной разработке // 2520316

Способ относится к подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Флангово-сдвоенный способ вскрытия месторождения при подземной разработке включает проходку по краям шахтного поля стволов, не менее двух, имеющих каждый свою стройплощадку.

Способ разработки мощного пологого пласта крупными блоками // 2520228

Изобретение относится к горному делу в области подземной разработки полезных ископаемых, залегающих мощными пологими пластами. Способ включает образование нижней подрывки пласта струговым агрегатом с перемещением в нее доставочного конвейера, прорезание в призабойном массиве продольных по длине лавы задней вертикальной и верхней по границе с кровлей щелей, опускание массива на конвейер, разделку ископаемого на блоки, выдачу из лавы ископаемого блоками, их погрузку в вагонетки и локомотивную откатку в камеру для дробления в россыпную массу.

Способ разработки крутопадающих рудных тел с неустойчивыми рудами // 2515285

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке подземным способом мощных крутопадающих рудных тел с неустойчивыми и ценными рудами, например кимберлитовых трубок.

Способ подземного блочного выщелачивания полезных ископаемых // 2506423

Изобретение относится к горному делу, а именно к добыче полезных ископаемых методом блочного подземного выщелачивания. Способ подземного блочного выщелачивания полезных ископаемых включает в себя проходку в днище блока выработок дренажного горизонта для сбора продуктивных растворов, отбойку и магазинирование руды с оставлением над выработками дренажного горизонта предохранительного целика, бурение восстающих закачных скважин из выработок дренажного горизонта через предохранительный целик, подачу по ним выщелачивающего раствора в замагазинированную руду, сбор продуктивных растворов в выработках дренажного горизонта.

Способ разработки полезного ископаемого // 2501949

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке полезного ископаемого с непрерывной доставкой из забоя камеры. Техническим результатом является увеличение эксплуатационной производительности комбайнового комплекса.

Способ подготовки рудных тел на месте залегания к выщелачиванию полезных компонентов // 2495238

Изобретение относится к области геотехнологии и может быть использовано для подземного выщелачивания металлов из руд, в частности к подготовке рудных тел на месте залегания к выщелачиванию.

Способ взрывной отбойки первичной камеры // 2566354

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.