Способ уступной отбойки горной массы в крутопадающей приконтурной зоне

 

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет снизить потери и разубоживание полезного ископаемого при изменчивом контуре его контакта с породой за счет уменьшения перемешивания руды и породы и исключения выполаживания этого контакта после взрывания. В контактной зоне бурят ряд контурных скважин (С) 5 на глубину верхнего отрабатываемого 1 и нижележащего 6 уступов с перебуром за подошву уступа 6. При этом С 5 пересекают контур контакта 2 руды и породы на уровне средней части уступа 6 по его высоте. Затем в массиве уступа 1 по обе стороны контакта 2 параллельно С 5 бурят ряды С 7 рыхления на всю глубину уступа 1 с перебуром 8 за подошву уступа 1. После заряжения С 5, 7 производят монтаж взрывной сети по схеме. В первую очередь взрывают заряды рядов С 7 последовательно от периферии к приконтурной зоне по обе стороны от нее, оставляют невзорванными заряды двух рядов С 7, ближайших к приконтурной зоне со стороны ее лежачего бока. Во вторую очередь взрывают заряды С 5, затем заряды С 7, ближайшего к приконтурной зоне, и в последнюю очередь заряды следующего ряда С 7. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых с крутым падением рудной залежи. Целью изобретения является снижение потерь и разубоживание полезного ископаемого при изменчивом контуре его контакта с породой за счет уменьшения перемешивания руды и породы и исключения выполаживания этого контакта после взрывания. На фиг. 1 представлена схема расположения скважин на уступе; на фиг. 2 вид сверху на этот уступ (стрелками показаны направления действия взрывов рядов скважин); на фиг. 3-5 характер изменения состояния уступа по мере взрывания рядов скважин. Способ осуществляют в условиях одного из карьеров, где вскрышные породы представлены среднеблочными известняками, а полезное ископаемое среднеблочной рудой. Как вскрышные породы, так и руда относятся к пятой категории взрываемости. Карьер отрабатывают уступами высотой H_y 15,0 м. При диаметре скважины, равном 250 мм, вместимость 1 п. м. скважины равна 49 дм³. Все скважины на уступе вертикальные, размеры блока в плане следующие: длина 140 м, ширина 30 м, объем 68400 м³. Процесс производства работ по отбойке горной массы в приконтактной зоне принятого блока уступа следующий. Геологическая служба карьера обозначает на поверхности отрабатываемого уступа 1 контур контакта 2 и дает уголα его наклона к горизонту, который в данном случае равен 65^о, одновременно устанавливается граница предварительно раздробленной зоны 3 (в верхнем отрабатываемом уступе 1), которая образована в результате взрывания ряда оконтуривающих скважин 4 дробления при отработке вышележащего уступа. Ширина раздробленной зоны 3 определяется величиной, равной двум радиусам дробления зарядов ВВ ряда оконтуривающих скважин дробления, и составляет 6,0 м. Затем с поверхности уступа 1 на расстоянии от ряда скважин 4, равном в среднем 6 м, т. е. двум радиусам дробления зарядов ВВ, бурят ряд оконтуривающих скважин 5 дробления на глубину верхнего отрабатываемого 1 и нижележащего 6 уступов с перебуром за подошву уступа 6, равным 2,0 м. Пробуренные скважины 5 должны пересекать контур контакта 2 в середине нижележащего уступа 6 по его высоте.Фактическое место пересечения скважинами 5 контакта 2 определяют по изменению состава бурового шлама. В случае непопадания скважиной 5 в контакт 2 или отклонения точки пересечения от центра ±2,0 м по высоте скважины 5 бракуют и перебуривают заново. Расстояние между скважинами 5 в ряду принимается равным двум радиусам дробления зарядов ВВ и составляет 6,0 м. Затем в массиве уступа 1 по обе стороны контакта 2 параллельно скважинам 5 бурят ряды скважин 7 рыхления на всю глубину уступа 1 с перебуром 8 за подошву уступа 1 на 3,0 м. Расстояние между ближайшим рядом скважин 7 и центром раздробленной зоны 3, образованной в результате взрывания скважин 4 при отработке вышележащего горизонта, принимается равным двум радиусам дробления зарядов ВВ и составляет 6,0 м. Расстояние между скважинами 7 в первом ряду принимается также равным двум радиусам дробления зарядов ВВ и составляет 6,0 м. Скважины 7 остальных рядов бурят по квадратной сетке на всю глубину уступа 1 с перебуром 8 за подошву уступа 1, равным 3,0 м. Сетка скважин 7 принимается равной 7,0 х 7,0 м. Расстояние от ряда скважин 4 и первого от него ряда скважин 7 до следующего ряда скважин 7 рыхления принимается также равным 7,0 м. Расчет параметров зарядов ВВ в скважинах 5 дробления производятся в следующем порядке. Вначале рассчитывают массу и высоту колонки нижней части заряда 9, которая предназначена для создания зоны дробления в зоне контакта нижележащего уступа. В качестве взрывчатого вещества для нижнего заряда 9 используют граммонит 30/70 со скоростью детонации, равной 4000 м/с, удельный расход которого равен 0,6 кг/м³. С учетом увеличения удельного расхода на 20% при взрывании на подпорную стенку, т. е. в зажиме, что имеет место при создании зоны дробления на нижележащем уступе, удельный расход принимают равным 0,72 кг/м³. При расстоянии между скважинами 5, равном 6,0 м, и высоте уступа 1, равной 15 м, объем зоны дробления, создаваемой в массиве нижележащего уступа, составляет 540 м³, а масса нижней части заряда 9 в скважине составляет около 390 кг. При диаметре скважины 5, равном 0,25 м, и плотности заряжания промышленными ВВ, равной 0,9 г/см³, вместимость 1 п. м. скважины составляет 44 кг. Таким образом, длина колонки нижнего заряда 9 в скважине 5 дробления составляет около 9,0 м. Затем рассчитывают высоту колонки и массу верхней части заряда 10 скважин 5, которые предназначены для разрыхления периферийной приконтактной зоны отрабатываемого массива уступа 1. Для этого задают высоту колонки забойки 11, равную 6,0 м, и высоту части колонки верхнего заряда 10 ниже подошвы уступа 1, равную величине перебура 8, а вся высота колонки заряда 10 равна 12 м. После расчета параметров колонки зарядов 9, 10 скважин 5 определяют место расположения верхнего 12 и нижнего 13 боевиков. Верхний боевик 12 от поверхности уступа 1 располагается на расстоянии, равном сумме высот колонок забойки 11 и части верхнего заряда 10, находящегося между забойкой 11 и верхним боевиком 12. Высоту части колонки верхнего заряда 10 над боевиком 12 принимают равной 1 м исходя из скоростей детонации ВВ в нижнем 9 и верхнем 10 зарядах, обеспечивающих встречу фронтов детонации ВВ в промежутке 14 под уровнем перебура 8. Из расчета, что встреча двух фронтов детонации должна произойти в промежутке, определяют место расположения нижнего боевика 13 по отношению к верхнему боевику 12. Параметры зарядов 15 принимают идентичными параметрам верхней части заряда 10 скважин 5, предназначенных для рыхления и сдвига приконтактной зоны отрабатываемого уступа 1 со стороны углаα падения плоскости контакта. Параметры зарядов скважин 7 рыхления отрабатываемого уступа 1 определяют следующим образом. При сетке скважин рыхления 7,0 х 7,0 м и высоте уступа 1, равной 15,0 м, выход горной массы с одной скважины составляет 735 м³. Масса заряда в одной скважине при удельном расходе, равном 0,6 кг/м³, составляет 441 кг. Высоту колонки забойки принимают равной 6,0 м, а высоту колонки заряда рыхления 12 м. Плотность взрывчатого состава для скважин 7 рыхления при использовании ВВ марки ФПА составляет 0,75 г/см³. После заряжания всех скважин производят монтаж взрывной сети по схеме, предусматривающей следующий порядок взрывания. Первыми взрывают группы скважин 7 рыхления от периферии взрываемого массива к плоскости контакта 2 с таким условием, чтобы отбойка массива производилась в противоположные стороны от контакта 2. Интервал замедления между взрыванием групп скважин 7 рыхления составляет 35 мс. Перед заключительной стадией детонации из оставшихся рядов скважин 5 дробления и смежных с ними двух рядов скважин 7 рыхления первыми взрывают скважины 5, затем через 35 мс взрывают ближайший к ним ряд скважин 7 в стороны лежащего бока контакта 2 и последним через 35 мс взрывают следующий ряд скважин 7 рыхления. Необходимость пересечения скважинами 5 плоскости контакта на нижележащем уровне обуславливается тем, что создаваемая взрыванием зарядов в этих скважинах зона дробления должна располагаться непосредственно в контактной зоне и с таким условием, чтобы эта зона охватывала массив по обе стороны контакта, т. е. в одинаковых объемах были бы раздроблены как породы вскрыши, так и полезное ископаемое. В этом случае полностью исключается сдвижение раздробленной горной массы в горизонтальной плоскости и перемещение происходит по вертикали в сторону единственной обнаженной поверхности. С целью предотвращения выброса горной массы от взрыва заряда и обеспечения направленного движения продуктов детонации в сторону предварительно разрушенного скважинами рыхления массива пород и в сторону зоны дробления, ранее созданной на обрабатываемом уступе, в скважинах 5 между верхней и нижней частями заряда ниже перебура скважин 7 устанавливают промежуток из инертного забоечного материала, а также размещают боевики в верхней и нижней частях заряда на расстоянии, определяемом в зависимости от скорости детонации ВВ. В результате такого расположения пробки и боевиков в момент взрыва создаются условия, при которых продукты встречной детонации, приходя одновременно с двух сторон, резко сжимают материал промежутка, что приводит к его расклиниванию в скважине и что, в свою очередь, не только задерживает прорыв продуктов детонации нижнего заряда по каналу скважин в атмосферу, но и способствует интенсивному трещинообразованию вокруг нижнего заряда с выходом трещин по линии наименьшего сопротивления. Это приводит к тому, что продукты детонации нижнего заряда, работающего в условиях всестороннего сжатия, выходят в атмосферу на значительно большей площади через разрыхленный массив, что резко гасит их скорость и, следовательно, перемешивание и выброс горной массы. Минимальное перемешивание и разброс полезного ископаемого и пустых пород в приконтактной зоне при отработке верхнего отрабатываемого уступа также достигаются порядком короткозамедленного взрывания скважинных зарядов, который предусматривает сдвижение разрыхленной массы в стороны от контакта на предварительно взорванную горную массу. После взрывания скважин 5 с коротким замедлением взрывают ближайший ряд скважин 7, которые кроме рыхления массива пород, расположенного между ними и раздробленной зоной, производят смещение верхней части массива раздробленной приконтактной зоны, делая контакт более крутым с целью улучшения работы экскаваторов с точки зрения более полной выемки массива пород, налегающего на контакт, будь то порода вскрыши или полезное ископаемое. Смещение контакта до оптимального значения 80-90^о, т. е. до рабочего угла откоса, регулируется также массой заряда и типом ВВ, обладающим регулируемой плотностью заряжания, скоростью детонации и количеством выделяемых газов. Смещение массива в верхней части отрабатываемого уступа происходит в сторону налегающего на контакт массива, так как зона ослабления, способная перемещаться за счет уплотнения разрыхленной горной массы, находится именно в этой части уступа. Последним взрывают следующий ряд скважин 7, который служил подпорной стенкой для предыдущего ряда, способствуя сдвижению массива в сторону контакта. Такой порядок взрывания позволяет свести до минимума потери и разубоживание полезного ископаемого в приконтактной зоне.

Формула изобретения

1. СПОСОБ УСТУПНОЙ ОТБОЙКИ ГОРНОЙ МАССЫ В КРУТОПАДАЮЩЕЙ ПРИКОНТУРНОЙ ЗОНЕ, включающий бурение ряда контурных скважин в контактной зоне, бурение рядов скважин рыхления по обе стороны этой зоны параллельно ряду контурных скважин с перебуром в подошву разрабатываемого уступа, заряжание скважин на полную глубину, забойку и взрывание зарядов, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь и разубоживания полезного ископаемого при изменчивом контуре его контакта с породой за счет уменьшения перемешивания руды и породы и исключения выполаживания этого контакта после взрывания, контурные скважины бурят с перебуром в подошву нижележащего уступа и пересечением контакта руды и породы на уровне средней части нижележащего уступа, при этом в первую очередь взрывают заряды рядов скважин рыхления последовательно от периферии к приконтурной зоне по обе стороны от нее, оставляют невзорванными заряды двух рядов скважин рыхления, ближайших к приконтурной зоне со стороны ее лежащего бока, во вторую очередь взрывают заряды контурных скважин, затем заряды ряда скважин рыхления, ближайшего к приконтурной зоне, и в последнюю очередь заряды следующего ряда скважин рыхления. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в контурных скважинах на уровне перебура скважин рыхления размещают инертную прокладку и осуществляют встречно-направленное взрывание частей заряда по обе стороны этой прокладки с одновременным подходом к ней фронтов детонации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 11-2002

Извещение опубликовано: 20.04.2002        

---