способ разрушения негабаритов горных пород

Формула изобретения

Способ разрушения негабаритов горных пород, согласно которому в одну точку поверхности разрушаемого негабарита с регулируемой частотой одновременно направляют смесь жидкого взрывчатого вещества и жидкого окислителя при их смешивании с инициирующим веществом, при этом указанную смесь направляют на разрушаемую поверхность под углом 45 - 60^o к касательной, проведенной по поверхности разрушения, отличающийся тем, что соотношение смеси жидкого взрывчатого вещества и жидкого окислителя принимают 3 : 1, а в качестве инициирующего вещества принимают сплав жидкого калия и натрия, который смешивают со смесью жидкого взрывчатого вещества с окислителем при объемном соотношении 2 : 1 - 4 : 1, причем подачу смеси на разрушаемую поверхность осуществляют с частотой 10 - 180 порций в минуту.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии буровзрывного разрушения горных пород в горнорудной промышленности, а также может быть использовано при реконструкции сооружений для разрушения их по заданному контуру.

Известен способ разрушения горных пород взрывом, согласно которому на разрушаемой поверхности периодически формируют заряды посредством потока жидкой взрывчатой смеси, которую образуют из встречающихся струй окислителя и горючего, и инициируют заряды с регулируемой частотой, отличающийся тем, что заряды формируют одновременно несколькими потоками жидкой взрывчатой смеси, при этом последние направляют под углом 45-60^o к разрушаемой поверхности в виде сходящихся струй (авт. св. СССР N 1553673, МКИ E 21 C, 37/16. Бюл. N 12, 1990 ) - прототип.

Недостатком этого способа является сложность в обеспечении безопасности и экологии при взрыве.

Задачей изобретения является создание способа разрушения негабаритов горных пород, позволяющего эффективно разрушать негабариты скальных пород и улучшить технику безопасности при осуществлении способа.

Задача решается тем, что в способе разрушения негабаритов горных пород, согласно которому в одну точку поверхности разрушаемого негабарита с регулируемой частотой одновременно направляют смесь жидкого взрывчатого вещества и жидкого окислителя при их смешивании с инициирующим веществом, при этом указанную смесь направляют на разрушаемую поверхность под углом 45-60^o к касательной, проведенной по поверхности разрушения, соотношение смеси жидкого взрывчатого вещества и жидкого окислителя принимают 3:1, а в качестве инициирующего вещества принимают сплав калия и натрия, который смешивают с жидким взрывчатым веществом с окислителем при объемном соотношении 2:1-4:1, причем подачу смеси на разрушаемую поверхность осуществляют с частотой 10-180 порций в минуту.

Оптимальность отличительных признаков состоит в следующем:

- нижний предел (4:1) объемных соотношений жидкого BB и жидкого окислителя определяет тот минимум, при котором еще происходит инициирование; верхний предел (2:1) устанавливается экономической целесообразностью и стоимостью жидкого ВВ;

- частота синхронной подачи жидких ВВ и сплавов жидкого калия и натрия на поверхность негабарита горной породы определяется крепостью горной породы и крупностью кусков после разрушения (10 - частота для скальных пород и для малого количества крупных кусков); частота(180)-верхний предел определяется минимальными объемами, воздействующими на негабарит горных пород. При большей частоте увеличивается расход ВВ, а эффект разрушения уменьшается;

- экспериментально установлено, что максимальной эффективности формирования зарядов соответствуют углы от 45 до 60^o между потоком жидкой взрывчатой смеси и касательной к разрушаемой поверхности, а соотношение смеси жидкого взрывчатого вещества и жидкого окислителя наилучшие 3:1.

Изложенное подтверждается следующими примерами.

Пример 1. Компоненты жидкого взрывчатого вещества (ВВ) подаются под давлением порциями из форсунок на негабарит из гранита. Горючее - керосин, окислитель - четырехокись азота, инициирующее вещество - сплав калия и натрия. Смешивание компонентов ВВ и инициирование их сплавом происходит на поверхности негабарита за счет некоторого угла между направлениями потоков при подаче каждого компонента. Соотношение горючего и окислителя по объему 3: 1. Смешанная струя и инициирующий сплав падают на разрушаемую поверхность периодически порциями, образуя заряды жидкой взрывчатой смеси (жвс) под углом 60^o к касательной, проведенной по поверхности разрушения. Соотношение жидкого ВВ и инициирующего сплава 2:1, а подаются они в форсунки дозированно и синхронно с частотой 50 в минуту. Негабарит из гранита разрушается под действием взрывов при давлении - 31 МПа.

Пример 2. Компоненты жидкого ВВ подаются под давлением порциями из форсунок на негабарит из диорита. Горючее - вещество В6, окислитель - нитробензол, инициирующее вещество - сплав калия и натрия. Соотношение вещества В6 и нитробензола - 3:1. Смешивание компонентов ВВ аналогичное примеру 1. Смешанная струя и струя инициирующего сплава падают на разрушаемую поверхность под углом 45 градусов к касательной, проведенной по поверхности разрушения. Соотношение жидкого ВВ и инициирующего сплава - 4:1 и подаются они к форсункам дозированно и синхронно с частотой 100 порций в минуту. Диорит разрушается при давлении 49 МПа.

Пример 3. Прототип. Имеется рабочий орган, установленный на манипуляторе с корпусом для основной форсунки, и два дополнительных корпуса, в которых установлены идентичные форсунки. Форсунки имеют возможность углового перемещения в вертикальной плоскости навстречу друг другу. Шарниры корпусов связаны гидроцилиндром, подводящие магистрали окислителя и горючего с клапанами управления соединены так, что обеспечивают синхронную работу форсунок в заданном режиме инициирования зарядов, которые формируются на разрушаемой поверхности. Потоки от форсунок подхватывают растекающийся поток и более эффективно сформируют на преграде заряд массой более чем 0,3 кг. Угол между касательной к разрушаемой поверхности и потоком жвс - 45^o.

Примеры, подтверждающие оптимальность признаков, представлены в таблице.

Полученные данные свидетельствуют о том, что предлагаемый способ позволит разрушать негабариты более крепких пород с меньшим расходом ВВ.

При разрушении по прототипу получаем куски мрамора очень мелкие и большой расход ВВ.

Технический эффект - предложен способ, реализующий возможность дистанционного управления разрушением негабаритов горных пород, что улучшает условие работы взрывников.

Экономический эффект - меньший расход ВВ за счет регулирования частоты взрывов в зависимости от крепости пород.

Экологический эффект - в меньшем разлете кусков породы при разрушении негабарита.