способ создания заряда взрывного дробления горных пород

Формула изобретения

Способ создания заряда взрывного дробления горных пород, включающий бурение скважины на уступе, формирование в ней по высоте двух котловых полостей и заряжание их ВВ, отличающийся тем, что котловые полости формируют асимметрично относительно оси скважины со смещением центра нижней полости в сторону уступа на величину, равную ₁=(0,5÷2)R, a смещение верхней полости в противоположную сторону на величину, равную ₂=(0,2÷2,5)R, где R - радиус скважины, м, при этом расстояние от верхней поверхности уступа до центра верхней полости равно ₃=(0,4÷0,5)Н, а до центра нижней - ₄=(0,7÷0,95)Н, где Н - высота уступа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для использования при взрывной отбойке уступов на открытых разработках полезных ископаемых.

Известен способ создания заряда взрывного дробления, включающий бурение скважины на уступе, формирование в ней по высоте двух котловых полостей, заряжание их ВВ и взрывание зарядов [1].

Данный способ дает повышение эффективности взрывного дробления горной массы за счет более равномерного распределения энергии взрыва, однако этот способ не учитывает зависимости эффективности взрывного дробления от энергонасыщенности взрываемого участка от расположения котловых полостей по высоте.

Известен способ создания заряда взрывного дробления горных пород, включающий бурение скважины на уступе, формирование в ней по высоте двух котловых полостей и заряжание ВВ [2]. Этот способ взят нами в качестве прототипа.

Недостатком данного способа является то, что сопротивление породы взрыванию увеличивается от верхней части уступа до его подошвы, в результате чего ухудшается качество дробления, недостаточно прорабатывается подошва уступа и увеличивается расход ВВ.

Задачей является повышение степени дробления массива и его разупрочнения, а также улучшение проработки подошвы уступа и снижение расхода ВВ.

Это достигается тем, что в способе, включающем бурение скважины на уступе, формирование в ней по высоте двух котловых полостей и заряжание их ВВ, котловые полости формируют асимметрично относительно оси скважины со смещением центра нижней полости в сторону уступа на величину, равную ₁=(0,5-2)R, а смещение верхней полости в противоположную сторону на величину, равную ₂=(0,2-2,5)R, где R - радиус скважины, м,

при этом расстояние от верхней поверхности уступа до центра верхней полости равно ₃=(0,4-0,5)Н, а до центра нижней - ₄=(0,7-0,95)H, где Н - высота уступа.

Указанные соотношения между параметрами заряда взрывного дробления приняты исходя из следующего.

Известно, что при взрыве удлиненных (скважинных) зарядов трещины располагаются в основном в плоскостях, проходящих через ось заряда (скважины). При взрыве же сосредоточенного котлового заряда радиальные трещины развиваются во всех направлениях равномерно, что приводит к более интенсивному дроблению. Отбойка совокупностью удлиненного и котловых зарядов сочетает в себе преимущества обоих указанных зарядов, исключая при этом их недостатки, связанные с быстрым затуханием волны напряжений в случае котлового заряда и практическим отсутствием трещин в плоскостях, перпендикулярных оси заряда в случае удлиненного заряда.

При данном расположении котловых полостей линия, соединяющая их центры, параллельна линии откоса уступа, соответственно сопротивление породы взрыванию постоянно по высоте уступа, улучшается степень дробления, хорошо прорабатывается подошва уступа, снижается расход ВВ [3].

Таким образом, при использовании всей совокупности указанных отличительных признаков обеспечивают решение поставленной задачи.

На чертеже показан заряд взрывного дробления горных пород согласно изобретению.

Способ создания заряда взрывного дробления горных пород заключается в следующем.

На уступе 1 бурят скважину 2 заданного диаметра D на высоту уступа Н с перебуром. Затем определяют величину смещения центров нижней котловой полости 3 в сторону уступа по формуле и верхней котловой полости 4 в противоположную сторону по формуле, Далее определяют расстояния от верхней поверхности уступа до центра верхней полости 4 по формуле а также до центра нижней полости 3 по формуле При этом смещения и определяют так, чтобы обеспечить параллельность линии, соединяющей центры котловых полостей и линии откоса уступа. После этого формируют котловые полости 3 и 4, например, посредством термобура с косым соплом. Объемы котловых полостей определяют из условия максимальной энергонасыщенности массива по известной методике. Затем заряжают котловые полости 3 и 4 ВВ через скважину 2 и взрывают полученный заряд взрывного дробления.

Пример реализации способа.

На карьере Михайловского ГОКа при высоте уступа Н=15 м, угле откоса уступа, равном =80°, крепости пород по шкале проф. Протодъяконова М.М. =18 пробурена скважина диаметром D=250 мм. Для обеспечения параллельности линии, соединяющей центры котловых полостей 3 и 4 (на чертеже не показана), и линии откоса уступа смещение центра нижней полости 3 равно а смещение центра верхней полости составляет при и Объемы полостей 3 и 4 согласно общеизвестной методике расчета объемов котловых полостей составили соответственно 0,5 м и 0,615 м. В качестве ВВ использован граммонит 79/21. По результатам испытаний степень дробления увеличилась на 7-10%, предел прочности на сжатие снизился за счет разупрочнения массива на 3-5%, улучшилась проработка подошвы уступа и расход ВВ снизился на 13-15%.

Источники информации

1. Вовк А.А. Справочник взрывника. Киев, 1963.

2. Патент РФ №2000432 по кл. E 21 C 37/00, F 42 D 3/04 от 20.12.90 [прототип].

3. Ржевский В.В. Процессы открытых горных работ. М., 1974, с.80.