Способ взрывной подготовки к селективной выемке рудного тела и покрывающих вскрышных пород
Владельцы патента RU 2738331:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" (RU)
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано на открытых горных разработках при взрывной подготовке к селективной выемке на контакте руда-порода массива, включающего рудное тело и покрывающие вскрышные породы. Технический результат - увеличение качества и полноты извлечения руды за счет первичного взрывания покрывающих рудное тело вскрышных пород и последующее взрывание рудного тела в зажатой среде с сохранением структуры и положения его в массиве. Способ включает бурение нисходящих скважин и их заряжание скважинными зарядами взрывчатого вещества. Нижнюю и верхнюю части зарядов рассредоточивают породным инертным промежутком. Затем осуществляют забойку скважин и инициирование зарядов. Инициирование зарядов осуществляют с опережающим короткозамедленным взрыванием верхней части зарядов относительно их нижней части. При этом взрывные скважины обуривают на проектную глубину по чередующимся слоям покрывающих пород и рудного тела с размещением зарядов с промежуточными детонаторами, снаряженными электрическими детонаторами. Эти детонаторы предусматривают с электронным программируемым замедлением в заряде по рудному телу и неэлектрической системой инициирования в заряде по покрывающим породам. Заряды рассредоточивают забоечным материалом до контакта рудного тела с покрывающими породами. Электрические детонаторы с электронным программируемым замедлением программируют таким образом, чтобы инициирование рассредоточенной части зарядов по рудному телу шло после инициирования части зарядов по покрывающим породам. 7 ил.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано на открытых горных разработках при взрывной подготовке к селективной выемке на контакте руда-порода массива, включающего рудное тело и покрывающие вскрышные породы.
Известен способ селективной выемки руды (Суханов А.Ф., Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом. Учебник для вузов, 2-е изд., перераб. и доп. М., Недра. 1983. 238 с.), включающий взрывание группы зарядов в условиях, когда отсутствует открытая поверхность взрываемого блока, которая прикрыта определенным объемом ранее разрушенной породы.
Недостатком способа является необходимость оставления ранее взорванной горной массы для создания буфера, что приводит к уменьшению ширины рабочей площадки отрабатываемого горизонта.
Известен способ подготовки взрывных блоков (Суханов А.Ф., Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом. Учебник для вузов, 2-е изд., перераб. и доп. М., Недра. 1983. 320 с), включающий бурение вертикальных, наклонных или горизонтальных (слабонаклонных) шпуров диаметром 32-70 мм и глубиной до 5 м; опробование скважин геолого-геофизическими методами, заряжание и взрывание соответственно выбранным параметрам буровзрывных работ и схеме коммутации скважинных зарядов, экскавацию взорванной горной массы по выбранной планограмме добычи полезного ископаемого.
Недостатком данного способа является дополнительный объем бурения шпуров под зарядку, необходимость проведения детальной эксплуатационной разведки, необходимость заряжания и взрывания большого числа шпуров, сложность организации работ при необходимости отбойки значительных объемов горной массы.
Известен способ короткозамедленного многорядного взрывания уступов (В.В. Ржевский, Процессы открытых горных работ, М.: Недра, 1978, стр. 109.), обеспечивающий различные варианты дробления горной массы взрывом, сопровождающиеся перемещением взорванной горной массы на уступе, а шириной и направлением заходки экскаватора обеспечивается последовательность выемки полезного ископаемого.
Недостатком данного способа является смещение рудного тела и его перемешивание с породой относительно первоначального горногеологического залегания, вследствие производства короткозамедленной буровзрывной отбойки.
Известен способ взрывания на открытых разработках разнопрочных слоистых массивов горных пород (патент РФ №2563893, опубл. 27.09.2015 г.), принятый за прототип, включающий бурение нисходящих скважин, их заряжание комбинированными скважинными зарядами взрывчатого вещества ВВ с размещением в нижней части скважин менее мощного ВВ. Нижнюю и верхнюю части зарядов рассредоточивают породным инертным промежутком. В верхней части скважин размещают более мощное ВВ. Затем осуществляют забойку скважин и инициирование зарядов. В процессе заряжания менее мощное ВВ в нижней части скважин размещают до уровня почвы более прочного слоя породы. Инертный промежуток выполняют с высотой от 1,75 до 2,5 диаметров скважин d. Инициирование зарядов осуществляют с опережающим короткозамедленным взрыванием верхней части зарядов относительно их нижней части.
Недостатком данного способа является необходимость использования разных типов ВВ для верхней и нижней частей скважины, а также применение короткозамедленного взрывания между верхней и нижней частями зарядов ВВ, что не исключает перемешивания руд и покрывающих пород в процессе взрывания.
Техническим результатом является увеличение качества и полноты извлечения при последующей экскаваторной отработке, снижение потерь и разубоживания руд на контакте руда-порода за счет первичного взрывания покрывающих рудное тело вскрышных пород и последующее взрывание рудного тела в зажатой среде с сохранением структуры и положения его в массиве, также достигается качественное дробление рудного тела и снижение опасной зоны по разлету отдельных кусков горной массы и действию ударно-воздушной волны.
Технический результат достигается тем, что взрывные скважины обуривают на проектную глубину по чередующимся слоям покрывающих пород и рудного тела с размещением зарядов с промежуточными детонаторами, снаряженными электрическими детонаторами с электронным программируемым замедлением в заряде по рудному телу и неэлектрической системой инициирования в заряде по покрывающим породам, причем заряды рассредоточивают забоечным материалом до контакта рудного тела с покрывающими породами, а электрические детонаторы с электронным программируемым замедлением программируют таким образом, чтобы инициирование рассредоточенной части зарядов по рудному телу шло после инициирования части зарядов по покрывающим породам.
Способ поясняется следующими фигурами:
фиг. 1 - технологическая схема способа взрывной подготовки,
фиг. 2 - схема конструкции скважинного заряда,
фиг. 3 - схема взорванного горного массива;
фиг. 4 - исходное состояние массива, где рудное тело покрывает слой вскрышных пород;
фиг. 5 - моделирование опережающего короткозамедленного взрывания покрывающих рудное тело пород;
фиг. 6 - моделирование последующего взрывания рудного тела в зажатой среде с интервалом в 2 секунды после инициации последней скважины по вскрышным породам;
фиг. 7 - полученный развал горной породы, где:
1 - рудное тело
2 - покрывающие породы;
3 - взрывные скважины;
4 - заряд ВВ;
5 - промежуточный детонатор;
6 - забоечный материал;
7 - концевые провода и (или) волноводы;
8 - развал взорванных покрывающих пород.
Способ осуществляется следующим образом. Способ взрывания на открытых разработках, включает маркшейдерскую съемку блока, бурение на проектную глубину нисходящих скважин по чередующимся слоям покрывающих пород 2 (фиг. 1) и рудного тела 1, заряжание взрывных скважин 3 (фиг. 2) с размещением в каждом слое зарядов ВВ 4 с промежуточными детонаторами 5, снаряженными неэлектрической системой инициирования для короткозамедленного взрывания в заряде по покрывающим породам 2 и электрическими детонаторами с электронным программируемым замедлением по рудному телу 1, причем заряды ВВ 4 рассредоточивают забоечным материалом 6 до контакта рудного тела 1 с покрывающими породами 2, производят монтаж в общую взрывную сеть концевых проводов и волноводов 7, программирование электрических детонаторов с электронным программируемым замедлением, затем инициируют общую взрывную сеть, где в покрывающих породах 2 первично инициируются заряды ВВ 4, а после формирования развала 8 (фиг. 3), инициируются запрограммированные электрические детонаторы с электронным программируемым замедлением в зарядах по рудному телу 1.
Реализация предлагаемого способа осуществляется при применении электрических детонаторов с электронным программируемым замедлением в промежуточных детонаторах 5 по рудному телу 1 и инициирование их от 2 до 3 секундным отставанием от инициирования волноводов неэлектрических систем инициирования в промежуточных детонаторах 5 по покрывающим породам 2.
Взрывание зарядов ВВ 4 по покрывающим породам 2 обеспечивает последующее взрывание зарядов ВВ 4 в рудном теле 1 в условиях зажатой среды развалом 8, который удерживает рудное тело 1 в пределах своего геологического залегания, обеспечивает качественную его фрагментацию за счет удержания продуктов взрыва сформировавшимся развалом, обеспечивает последующее селективное извлечение экскаваторной отработкой за счет минимизации перемешивания рудного тела и покрывающих пород в развале.
Способ поясняется следующим примером. Предлагаемый способ был смоделирован в специализированном программном обеспечении и иллюстрирован (фиг. 3 - фиг. 7). Модель взрываемого блока до взрыва (фиг. 4). В результате применения опережающего взрывания покрывающих рудное тело пород минимизируется примешивание покрывающих пород к рудному телу (фиг. 5). В результате последующего взрывания рудного тела в зажатой среде (фиг. 6 - фиг. 7) достигается высокая степень дробления, что выражается в низком процентном содержании негабарита, исключается разлет отдельных кусков взрываемого рудного тела, снижается действие ударно-воздушной волны.
Таким образом, технология взрывной подготовки к выемке массива, включающего в себя залегание покрывающих пород и рудное тело, при опережающем взрывании покрывающих пород, а затем рудного тела позволяет снизить потери и разубоживание при последующей экскаваторной отработке взорванного массива, увеличить полноту и качество добываемых руд, снизить опасную зону по разлету кусков горной массы и действию ударно-воздушной волны.
Способ взрывания на открытых разработках, включающий бурение нисходящих скважин, их заряжание скважинными зарядами взрывчатого вещества, нижнюю и верхнюю части зарядов рассредоточивают породным инертным промежутком, затем осуществляют забойку скважин и инициирование зарядов, инициирование зарядов осуществляют с опережающим короткозамедленным взрыванием верхней части зарядов относительно их нижней части, отличающийся тем, что взрывные скважины обуривают на проектную глубину по чередующимся слоям покрывающих пород и рудного тела с размещением зарядов с промежуточными детонаторами, снаряженными электрическими детонаторами с электронным программируемым замедлением в заряде по рудному телу и неэлектрической системой инициирования в заряде по покрывающим породам, причем заряды рассредоточивают забоечным материалом до контакта рудного тела с покрывающими породами, а электрические детонаторы с электронным программируемым замедлением программируют таким образом, чтобы инициирование рассредоточенной части зарядов по рудному телу шло после инициирования части зарядов по покрывающим породам.
