Способ отбойки горных пород блоками

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для отбойки скальных пород, преимущественно содержащих ценные кристаллы полезного ископаемого. Цель изобретения - повышение качества отбиваемых блоков за счет ориентации полей разрушающих напряжений преимущественно вдоль плоскостей предполагаемого откола блоков. Бурят скважины в плоскости предполагаемого откола блоков параллельными свободным поверхностям, глубиной, кратной размеру блока. Заполняют скважины невзрывчатым разрушающим составом (НРС), включающим вещество-ускоритель твердения (ВУТ) в порядке расположения блоков от свободной поверхности с временным интервалом, равным не менее шестикратного разброса времени достижения разрушающего напряжения при затвердевании НРС. При этом колонки НРС в скважинах на уровне пересечения ими границ блоков рассредотачивают изолирующими промежутками длиной, равной 1-5 диаметра скважины. Количество ВУТ вводимого в НРС равно G=Q/2<SP POS="POST">N-1</SP>, где Q - норма расхода ВУТ на участок от устья скважины до 1-го изолирующего промежутка, кг

N - номер участка в скважине между изолирующими промежутками, считая от ее устья. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Е 21 С 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4189541/23-03 (22) 02.02.87 (46) 30.04 .89. Бюл. Ф 16 (71) Ленинградский горный институт им. Г.В. Плеханова (72) П.Ф. Корсаков (53) 622.233(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1266280, кл. В 21 С 37/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Р 1153628, кл. Е 21 С 37/00, 1984. (54) СПОСОБ ОТБОЙКИ ГОРНЫХ ПОРОД БЛОKANH (57) Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для отбойки скальных пород, преимущественно . содержащих ценные кристаллы полезного ископаемого. Цель изобретения — повышение качества отбиваемых блоков за счет ориентации полей разрушающих напряжений преимущественно вдоль плоскостей предполагаемого откола блоков. Бурят скважины в плоскости

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для отбойки скальных пород, преимущественно содержащих ценные. кристаллы полезного ископаемого.

Целью изобретения является повышение качества отбиваемых блоков за счет ориентации полей разрушающих напряжений преимущественно вдоль плоскостей предполагаемого откола блоков.

На фиг. 1 показано расположение скважин в отбиваемом слое, сечение, перпендикулярное направлению буре„„SU„„1476127 А1 предполагаемого откола блоков параллельными свободным поверхностям, глубиной, кратной размеру блока. Заполняют скважины невзрывчатым разрушающим составом (HPC), включающим вещество — ускоритель твердения (ВУТ) в порядке расположения блоков от свободной поверхности с временным интервалом, равным не менее шестикратного разброса времени достижения разрушающего напряжения при затвердевании

HPC При этом колонки HPC в скважинах на уровне пересечения ими границ блоков рассредотачивают изолирующими помежутками длиной, равной 1-5 диаметра скважины. Количество ВУТ, вводимого в HPC равно q = О/2, где

Q — норма расхода ВУТ на участок от устья скважины до 1-го изолирующего промежутка, кг; n — номер участка в скважине между изолирующими промежутками, считая от ее устья. 1 з,п. ф-лы

2 ил.

2 ния скважин; на фиг. 2 — размещение саморасширяющегося вещества и изолирующих промежутков в скважине.

Отбойка горных пород осуществляется следующим образом.

В разрабатываемом массиве 1 путем проходки донных рудоприемных выработок, отрезной щели и вруба создают горизонтальную 2 и вертикальную (в плоскости, чертежа) основные свободные поверхности и дополнительную свободную поверхность 3. При этом основную вертикальную свободную поверхность создают, как правило, в направлении, 1476127 перпендикулярном основной системе природных трещин, и дальнейшую отработку полезного. ископаемого ведут послойно снизу вверх. Высоту слоя принимают равной максимальному размеру

1 кондиционного блока (куска) горной массы (руды).

Для отбойки руды по ксктуру каждого слоя в плоскостях предполагаемого откола блоков на расстоянии 1 от свободных поверхностей 2 и 3 и друг от друга бурят скважины 4 глубиной, кратной 1 (т.е. все скважины глубиной 1, 21 или 31 и т.д.), параллельные поверхности 2 и 3. Диаметр скважин принимается таким, чтобы размещенное в скважине саморасширяющееся при затвердевании вещество (невзрывчатый разрушающий состав — НРС) обе20 спечивало полное разрушение горной породы в слое, что устанавливается экспериментально.

Количество буримых скважин за один прием определяется применяемым обо- 25 рудованием и организацией работ.

При одновременной отбойке нескольких слоев руды скважины нижележащего слоя 5 и вышележащего слоя 6 по высоте располагают в шахматном порядке или друг над другом, а допол" нительную свободную поверхность 3 создают ступенчатой формы с опережением ее в слое 5 относительно слоя 6 на величину с 1.

Пробуренные скважины затем последовательно друг за другом (порядок показан цифрами 1, 2 и т.д.) через интервал времени не менее i заполняют смесью воды с порошком HPC (т.е. скважины заполняют HPC в порядке расположения блоков от поверхностей

2и 3).

Иинимальный интервал времени между заполнением соседних скважин должен быть таким, чтобы не обеспечивал отбойку последующего блока после полного отделения предыдущего блока.

Известно, что большинство технологических процессов горного произ50 водства подчиняется нормальному закону распределения вероятностей. Поэтому, согласно математической статистике, после обработки экспериментальных данных с надежностью 0,997

55 можно принять минимальное время с = = 66, где 6 — средне-квадратичное отклонение (стандарт) от среднего времени достижения разрушающего напряжения при затвердевании НРС. Коэффициент 6 в этой формуле принят из расчета, что время отбойки блока предыдущей скважиной (скважинами) может увеличиваться от среднего времени на величину 36, а время отбойки последующей скважиной опережать среднее время на величину также 36. Следовательно, при интервале времени 6 6 отбойка каждого слоя руды будет происходить последовательными блоками длиной не более 1, начиная от дополнительной свободной поверхности.

Фактическое время между заполнением соседних скважин (групп скважин) в условиях производства из-за требований техники безопасности или по организационным причинам может быть иным, но оно всегда не должно быть, меньше

Заполнение каждой скважины HPC ведут рассредоточенно участками 7 с устройством между ними на уровне пересекаемых границ и блоков изолирующих промежутков 8 длиной Ь = 1-5 диаметров скважины. Эти промежутки могут изготавливаться из различных инертных материалов. Их можно изготовлять в процессе заполнения скважины из смесей самотвердеющих веществ, например водной смеси природного песка с алебастром в объемной пропорции от 1:1 до 2:1, где последней цифрой обозначена доля алебастра, Для ускорения HPC в скважине в его состав в процессе изготовления водной смеси на месте работ вводят ускоритель твердения. В качестве такого ускорителя рекомендуется использовать порошок хлористого кальция. С целью обеспечения последовательной отбойки блоков между участками 7 количество вводимого в смесь ускорителя твердения для каждого участка определяется по зависимости

q 1 ) (1)

2 где Q — - норма расхода ускорителя твердения на участок от устья скважины до 1-ro изолирующего промежутка 8, кг;

n — номер заполняемого участка скважины между промежутками

8, считая от ее устья.

Норма расхода ускорителя твердения Я зависит от вида ускорителя и объема заполняемого участка сква147б127 жины. Для хлористого кальция она равна 1-2Х от количества используемого цемента, т.е. (0,01 — 0,02)К (2) где К вЂ” количество цемента в HPC на длине одного конкретного участка скважины, кг.

Если в скважине все участки 7 будут иметь одинаковую длину и тот же расход цемента, то потребное количество ускорителя твердения, согласно расчетам по зависимости (1), составит:

Для первого от устья скважины участка (n=1)

Для участка 2 (n2)

Для участка 3 (n=3)

Для участка 4 (n = 4) Ч = = Ч т 2 -г

0 0

2 - 2

8 и т.д.

Из приведенного расчета видно, что норма расхода ускорителя тверде- З0 ния изменяется по геометрической прогрессии с уменьшением у каждого последующего участка в 2 раза по сравнению с предыдущим участком. Только при таком соотношении возможно обеспечить более раннее твердение каждого предыдущего участка по сравнению с последующим, что гарантирует последовательное отделение блоков по длине скважины. Последний участок у забоя 40 скважин можно заполнять и без уско» рителя твердения.

Формула изобретения.

1. Способ отбойки горных пород блоками, включающий бурение скважин в плоскостях предполагаемого откола блоков, параллельных свободным поверхностям, на глубину, кратную размеру блока, заполнение их невзрывчатым разрушающим составом, содержащим цемент, и откол блоков при затвердевании данного состава, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения качества отбиваемых блоков за счет ориентации полей разрушающих напряжений преимущественно вдоль плоскостей предполагаемого откола блоков, заполнение скважин невзрывчатым разрушающим составом осуществляют в по;рядке расположения блоков от свободной поверхности с временным интервалом, равным не менее шестикратного, разброса времени достижения разрушающего напряжения при затвердевании данного состава.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что колонки невзрывчатого разрушающего состава в скважинах на уровнях пересечения ими границ блоков рассредотачивают изолирующими промежутками длиной 1-5 диаметров скважины и в невзрывчатый разрушающий состав вводят веществоускоритель твердения в количествах

q = Q/2, кг, где — норма расхода вещества - ускорителя твердения на участок от устья скважины до 1-го изолирующего промежутка, кг;

n - -номер участка в скважине между изолирующими промежутками, считая от ее устья.

1476127

Составитель О. Попов

Техред Л.Олийнык

Редактор М. Циткина

Корректор И, Муска

Заказ 2140/32 Тираж 450 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

II II

Производственно-издательский комбинат Патент -, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101