Способ взрывной отбойки первичной камеры

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 области горной промышленности и может быть использовано при отработке первичных камер в пологих и крутопадающих залежах в условиях повышенного горного давления.

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

Недостатком этого способа является неравномерное дробление массива при формировании ослабляющих полостей и разрушении 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. 22.10.89 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 первичной камеры за счет расположения рядов вееров скважин в плане выпуклой формы, инициирования зарядов ВВ в рядах вееров скважин и создания растягивающих полей напряжения при короткозамедленном взрывании, предотвращения самообрушений за счет создания вогнутой устойчивой формы обнажений выработанного пространства первичной камеры.

Единый технический результат достигается тем, что при взрывной отбойке первичной камеры в ее краевых частях формируются компенсационные щели, границы которых имеют выпуклую форму, в массиве бурятся ряды восходящих вееров скважин, скважины заряжаются зарядами ВВ и взрываются на компенсационные щели, при этом границы первичной камеры и компенсационных щелей формируют по линии изобары с ориентацией выпуклой части в сторону основного массива, ряды восходящих вееров скважин выпуклой формы в первичной камере располагают конгруэнтно обнажениям компенсационных щелей на расстоянии, равном линии наименьшего сопротивления, и бурят скважины до контакта рудного тела со стороны лежачего и висячего бока, центральный ряд вееров скважин располагают вкрест простирания первичной камеры с недобуром скважин до контакта руда-порода, бурение вееров скважин начинают с центрального ряда и продолжают в направлении к компенсационным щелям, заряжают зарядами ВВ уменьшенной массы и инициируют по ступеням замедления, начиная от компенсационных щелей, в последнюю ступень замедления одновременно инициируют заряды ВВ центрального и смежных с ним рядов вееров скважин.

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

Способ взрывной отбойки первичных камер 1 (см. фиг.1) включает проходку двух подготовительных выработок 3 для бурения восходящих одиночных скважин 4, 5, 6 и проходку двух подготовительных выработок 7 для бурения восходящих скважин в рядах вееров 8, 9, 10, 11, в первую очередь в массиве горных пород 12, имеющем максимальную горизонтальную составляющую тензора напряжений σ_max, бурятся восходящие одиночные скважины 4, 5, 6, затем центральный ряд вееров восходящих скважин 8, далее последовательно бурятся ряды вееров восходящих скважин 9, смежные с центральным рядом вееров восходящих скважин 8, ряды вееров восходящих скважин 10, и в последнюю очередь бурятся ряды вееров восходящих скважин 11, расположенные на границе с компенсационными щелями 2.

На поперечном разрезе A-A компенсационной щели 2 (см. фиг.2) показаны одиночные восходящие скважины 6, заряжаемые зарядом ВВ 13 с недозарядом 14.

Взрывная отбойка одиночных скважин 4, 5, 6 (см. фиг.1) выполняется последовательно: взрывается заряд ВВ 13 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 13 скважин 6 с выпуском взорванной горной массы в выработки 3, при этом формируются компенсационные щели 2.

На поперечном разрезе Б-Б первичной камеры 1 показан ряд вееров восходящих скважин 10 (см. фиг.3), которые бурятся в плоскостях 14, границы двух смежных плоскостей 15 имеют одинаковое падение с контактом руда-порода 16, со стороны лежачего и висячего бока рудной залежи скважины 10 бурятся до контакта руда-порода 16, заряжаются зарядами ВВ 13 с недозарядом части скважин 14.

Инициирование зарядов ВВ 13 рядов вееров скважин 8, 9, 10, 11 (см. фиг.1) выполняется по ступеням замедления 17, начиная от рядов вееров скважин 11, затем короткозамедленно взрываются ряды вееров скважин 10, в последнюю ступень замедления 17 одновременно взрываются ряды вееров скважин 8, 9.

Оформление границ первичной камеры выпуклой формы в сторону компенсационных щелей связано с тем, что полученный массив первичной камеры выпуклой формы предрасположен к разрушению за счет работы на изгиб под действием горизонтальных тектонических напряжений и возникновения главной эпюры растягивающих напряжений в сторону компенсационных щелей, что позволяет уменьшить расход ВВ при зарядке скважин и принять направление отбойки на компенсационные пространства, т.к. процесс взрывного разрушения в области растягивающих напряжений менее энергоемкий.

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 после выемки первичной камеры иметь устойчивую форму обнажений и предотвратить самообрушение массива и потери взрывных скважин в смежных камерах.

Порядок бурения рядов вееров восходящих скважин, начинающийся с бурения центрального ряда вееров скважин и заканчивающийся бурением рядов вееров скважин на границе с компенсационными щелями, принят из расчета уменьшения времени существования пробуренной скважины до заряжания ее ВВ и взрыва, возможного деформирования и потери скважины.

Предлагаемый способ взрывной отбойки первичных камер позволит сократить расход ВВ на первичное взрывание и обеспечить устойчивую форму обнажений выработанного пространства.

Изобретение позволяет повысить безопасность и эффективность ведения взрывных работ за счет предотвращения самообрушений в выработанное пространство первичных камер и снизить расход ВВ на первичную отбойку за счет формирования в массиве первичной камеры полей напряжений, способствующих взрывному разрушению.

Предлагаемый способ взрывной отбойки первичной камеры заложен в проект подготовки первичных камер на буровых горизонтах -200 м, -220 м в этаже -180÷-240 м (блоки 7, 9, 13) шахты «Естюнинская» Высокогорского ГОКа.

Способ взрывной отбойки первичной камеры, включающий формирование компенсационных щелей, бурение в массиве рядов восходящих вееров скважин, заряжание скважин зарядами ВВ и взрывание на компенсационные щели, отличающийся тем, что границы компенсационных щелей формируют 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 вееров скважин 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, скважины заряжают зарядами ВВ уменьшенной массы и инициируют по ступеням замедления, начиная от компенсационных камер, при этом последней ступенью замедления инициируют заряды ВВ центрального и смежных с ним рядов вееров скважин.