способ разрушения горных пород

Формула изобретения

1. Способ разрушения горных пород, заключающийся в бурении шпура, размещении в нем заряда взрывчатого вещества и подрыве этого заряда, отличающийся тем, что на свободной поверхности размещают дополнительный заряд, подрываемый после подрыва основного заряда в шпуре, но не позднее достижения «лидер»-трещиной свободной поверхности, при этом место размещения дополнительного заряда и задержку времени подрыва определяют расчетно-экспериментальным методом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительный заряд размещают на удалении от точки выхода линии наименьшего сопротивления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области взрывного дела в горной, строительной и других отраслях промышленности и может найти применение, в основном, при добыче блочного камня.

Взрывные работы на дневной поверхности ведутся с целью добычи минерального сырья, сооружения каналов, разрушения отработанных промышленных объектов при невозможности их ликвидации другим способом.

Наиболее широко многообразие способов ведения взрывных работ в различных условиях и для различных задач дано в «Справочнике » (Справочник взрывника, под ред. Б.Н.Кутузова. - М.: Недра, 1988) и учебнике (Б.Н.Кутузов. Взрывные работы. - М.: Недра, 1988).

В этом спектре взрывных работ особо выделяются работы по добыче блочного камня, который, как правило, представляет собой прочную хрупкоразрушаемую горную породу (гранит, мрамор, порфирит и др.) При таких работах взрывом практически производится резка массива горных пород на отдельные блоки. Из-за безальтернативности прочный блочный камень из массива добывается только методом взрывания рядных шпуровых зарядов.

Но этот способ дает большой выход некондиционных блоков, т.е. непригодных к дальнейшей обработке и получения товарной продукции. Основной недостаток способа - генерирование взрывом множества различных видов трещин. Хотя в блоках не допускается образование даже волосяных трещин на всю длину (Б.Н.Кутузов Взрывные работы. - М., Недра: 1988, с.331-334).

Результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов формирования и распространения трещинных структур в хрупкоразрушаемых материалах позволяют достаточно надежно прогнозировать основные параметры этих структур - скорость распространения трещин, условия старта и остановки и др. (Механический эффект подземного взрыва, под ред. акад. М.А.Садовского. - М.: Недра, 1971.; Крисли П., Риплинг Э. Особенности движения трещин на участке старт - остановка. Сб. «Механика». - М.: Мир, № 25, 1981, с.74-101.; Замышляев Б.В., Евтерев Л.С. Модели динамического деформирования и разрушения горных пород. - М.: Наука, 1990).

Из целого семейства трещин наиболее опасными являются так называемые «лидер»-трещины, которые могут распространяться на расстояния в 3 5 раз большие, чем другие типы. Такие трещины быстрее всего распространяются в сторону свободной поверхности из-за «помощи» им в виде отраженной волны разрежения и соседнего взрываемого шпура под воздействием прямой волны сжатия.

Целью изобретения является повышение качества отбойки блоков за счет уменьшения числа некондиционных.

Поставленная цель достигается созданием искусственных условий остановки «лидер»-трещин, распространяющихся в сторону открытой (свободной) поверхности. Для этого предлагается размещать на свободной поверхности дополнительный заряд на удалении от точки выхода линии наименьшего сопротивления, т.е. кратчайшего расстояния от заряда до свободной поверхности, и подрывать этот дополнительный заряд после подрыва основного заряда в шпуре, но не позднее достижения «лидер»-трещиной свободной поверхности. Использование других источников генерирования волны сжатия на свободной поверхности (механический удар, электрический разряд и др.) будет менее эффективным с энергетической точки зрения.

Сущность способа поясняется чертежом. При подрыве заряда в шпурах 1 по массиву пород за волной сжатия распространяются трещины 2. После подрыва дополнительного заряда 3 по массиву навстречу и под углом к трещинам подходит волна сжатия 4. При этом «лидер»-трещина 5 разворачивается в сторону заряда 3 и останавливается. При отбойке блоков без подрыва дополнительного заряда 3 «лидер»-трещина 5 может достигать свободной поверхности (показана пунктиром), что приводит к некондиционности такого блока. Таким образом, при использовании предлагаемого способа «лидер»-трещина не выходит на свободную поверхность в точке 6 выхода линии наименьшего сопротивления.

Реализация предлагаемого способа не представляет большой сложности, но предусматривает предварительный расчет и экспериментальный подбор места размещения дополнительного заряда и разновременность подрыва основного и дополнительного зарядов.