способ проведения восстающей горной выработки

Формула изобретения

Способ проведения восстающей горной выработки, включающий бурение одиночных скважин на всю высоту восстающего в контуре горной выработки, маркшейдерскую съемку пробуренных скважин, заряжание скважин ВВ, инициирование и секционное взрывание скважинных зарядов ВВ, отличающийся тем, что маркшейдерскую съемку в устье и забое каждой скважины проводят в единой системе координат "x-y", при этом величину смещений скважин на любой необходимой высоте восстающего относительно точек заложения устья и забоя скважин определяют по формулам





где x и y - приращение координат "x" и "y" на отметке "n" относительно отметок "x" и "y" верхнего бурового горизонта;

x_y и y_y - координаты "x" и "y" устья скважины;

x₃ и y₃ - координаты "x" и "y" забоя скважины;

H_в - высота восстающей горной выработки;

h - расстояние от верхнего бурового горизонта до забоя взрываемой секции,

а затем по полученным параметрам приращений координат определяют порядок и степень замедления взрывания скважин, причем в первую очередь взрывают скважины с наименьшими параметрами приращений координат.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области горнорудной промышленности, в частности к взрывным способам проведения восстающих выработок.

Известен способ проведения восстающих горных выработок (см. а.с. 822602 Е 21 D 1/00, Е 21 D 3/00), включающий бурение врубовых и оконтуривающих скважин на глубину выработки, бурение дополнительных скважин, заряжание и взрывание зарядов с замедлением, в котором дополнительные скважины бурят на глубину выработки, затем производят взрывание зарядов во врубовых и оконтуривающих скважинах, причем соблюдают интервалы замедления взрывания во врубовых скважинах меньшими, чем в оконтуривающих.

Недостатком данного способа является отсутствие контроля величины смещения пробуренных врубовых и оконтуривающих скважин в забое относительно расположения скважин в устье восстающей выработки, соответственно отсутствует оптимальный порядок взрывания и замедления при образовании восстающего.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ проведения горной выработки (см. Глазунов В.Н., Овчинников М.Н. Современные способы проведения восстающих выработок М., Госгортехнадзор, 1963, с.76-78), включающий бурение одиночных скважин на всю высоту восстающего в контуре горной выработки, маркшейдерскую съемку пробуренных скважин, заряжание скважин ВВ, инициирование и секционное взрывание скважинных зарядов ВВ.

Недостатком данного способа является недостаточная эффективность проходки восстающей выработки секционным взрыванием из-за отсутствия возможности расчетов параметров смещения скважин в забое восстающей выработки, а соответственно определения порядка и степеней замедления при взрывании скважин.

Единым техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение эффективности секционной отбойки зарядами ВВ за счет повышения точности выбора порядка и замедления взрывания скважин в контуре проводимой восстающей горной выработки, что позволяет снизить себестоимость проведения одного погонного метра восстающей горной выработки и сократить удельный расход ВВ.

Единый технический результат достигается тем, что в известном способе проведения восстающей горной выработки, включающем бурение скважин на всю высоту восстающего в контуре горной выработки, маркшейдерскую съемку пробуренных скважин, заряжание скважин ВВ, инициирование и секционное взрывание скважинных зарядов ВВ, отличающийся тем, что маркшейдерскую съемку в устье и забое каждой скважины проводят в единой системе координат "х-у", при этом величину смещений скважин на любой необходимой высоте восстающего относительно точек заложения устья и забоя скважин определяют по формулам





где x и y - приращение координат "х" и "у" на отметке "n" относительно отметок "х" и "у" верхнего бурового горизонта; _у и у_у - координаты "х" и "у" устья скважины; х_з и у_з - координаты "х" и "у" забоя скважины; Н_в - высота восстающей горной выработки, h - расстояние от устья скважин верхнего бурового горизонта до забоя скважин взрываемой секции, а затем по полученным параметрам приращений координат определяют порядок и степень замедления взрывания скважин, причем в первую очередь взрывают скважины с наименьшими параметрами приращений координат.

Проведение маркшейдерской съемки в устье и забое каждой скважины в единой системе координат позволяет определять фактическое месторасположение скважин на буровом горизонте и горизонте подсечки, а также по всей длине проходимой восстающей выработки.

Определение смещений скважин на любой высоте восстающего относительно устья и забоя по предложенным формулам позволяет установить последовательность взрывания зарядов ВВ в скважинах отдельных секций восстающей выработки на необходимой высоте.

Взрывание скважин в определенном порядке, начиная со скважин с меньшими параметрами приращений координат, обеспечивает повышение эффективности выбора порядка и замедления взрывания отдельных скважин взрываемых секций в контуре проводимой восстающей выработки, что позволит снизить себестоимость проведения одного погонного метра восстающей выработки и сократить удельный расход ВВ.

Указанное техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен вертикальный продольный разрез подготавливаемых к отработке выемочных блоков с образованием восстающей горной выработки; на фиг.2 показан разрез по А-А на фиг.1; на фиг.3 - показан вид В (1:10); на фиг. 4 показан разрез по Б-Б на фиг.1, на фиг.5 показан вид С (1:10), а на фиг.6 (1:10) показана схема фактического месторасположения скважин в устье, забое и по всей длине при проходке восстающей выработки.

При вскрытии и подготовке мощных рудных месторождений рудное тело по простиранию разделяют на выемочные единицы (блоки) 1. В каждом блоке 1 на нижнем горизонте проходятся подготовительно-нарезные выработки 2, на верхнем горизонте подготавливается комплекс буровых выработок 3. Восстающую горную выработку 4 формируют путем взрывания зарядов в скважинах 5, пробуренных из буровых выработок 3. Рудный массив выемочного блока 1 для подготовки к массовому взрыву и последующему обрушению рудной массы разбуривают нисходящими 6 и восходящими 7 и 8 скважинами.

Определение очередности взрывания скважинных зарядов при секционной проходке восстающих выработок с использованием предлагаемого способа осуществляется следующим образом. На основании маркшейдерской съемки, выполненной в выемочном блоке при бурении скважин для образования восстающей горной выработки (см. фиг. 1), совмещают планы бурового горизонта (см. фиг.2) и горизонта подсечки (см. фиг.4). В системе координат "х-у" находят точки заложения устья скважин 1, 2, 3 и т.д. (см. фиг.3) на буровом горизонте и точки заложения забоя 1", 2", 3" и т.д. (см. фиг.5) на горизонте подсечки. По представленным формулам определяют фактическую величину смещений скважин на любой необходимой высоте восстающей горной выработки относительно точек заложения устья и забоя скважин (см. фиг.6).

Предлагаемый способ проведения восстающей горной выработки в выемочных блоках при подземной разработке мощных рудных месторождений прошел апробацию на Шерегешской шахте (п. Шерегеш, Кемеровской обл.) при подготовке блоков 9-а, 10, 32 и 34 в этаже 255325 м.

Например, при расчете параметров проходки восстающей горной выработки в блоке 9-а в этаже 255325 м Шерегешской шахты высота восстающей горной выработки (Н) составляла 40 м. На буровом горизонте скважины были расположены согласно типовому паспорту буровзрывных работ по заданной сетке (см. фиг.3) На горизонте подсечки (см. фиг.5) скважины (по представленной маркшейдерской системе) расположились со значительными отклонениями. Для определения очередности и замедления взрывания скважин был произведен расчет согласно представленным в заявке формулам.

Величина смещений скважин на расстоянии 15 мм от устья (бурового горизонта) определялась и составляла

Скважина 1





Скважина 2





Скважина 3





Скважина 4





Скважина 5





Скважина 6





Скважина 7





Скважина 8





В соответствии с наименьшими параметрами приращения координат была определена очередность взрывания скважин: 4; 3; 7; 1; 8; 2; 5; 6.

Предлагаемый способ проведения восстающей горной выработки при надземной выработке мощных рудных месторождений позволил снизить себестоимость проведения одного погонного метра восстающей выработки на 1215% и сократить удельный расход ВВ в 1,21,5 раза.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа проведения восстающей горной выработки в 4 блоках Шерегешской шахты составил 1,3 млн. рублей.