Способ образования врубовой полости

 

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к технологии проходки выработок с применением секционного взрывания. Предлагаемый способ позволяет значительно увеличить коэффициент использования шпуров за счет обоснованного определения параметров заложения врубовых шпуров и ликвидации запрессовки ее донной части. Достигается это тем, что бурение шпуров второй секции осуществляют на определенном расстоянии от центрального компенсационного шпура, определяемых из зависимостей, установленных из условия пробивного расстояния между ними. Прямые призматические шпуры первой секции бурят на вершинах прямоугольника, расстояние до которых от центрального компенсационного шпура также определяют по установленным зависимостям. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к технологии проходки горных выработок с использованием секционных (ярусных) прямых врубов с компенсационными шпурами.

Известен способ образования врубовой полости, включающий бурение перпендикулярно плоскости забоя центрального компенсационного шпура и прямых шпуров заданной глубины, заряжание и последовательное взрывание [1] Известен способ образования врубовой полости, включающий бурение перпендикулярно поверхности забоя центрального компенсационного шпура, шпуров первой и второй секции причем шпуры первой секции бурят укороченными, а второй заданной глубины, заряжание укороченных шпуров полностью, а шпуров заданной глубины на участках глубже забоя укороченных и последовательное взрывание [2] Недостатком этих способов является низкое качество образования врубовой полости, так как нет оптимального соотношения между центральным компенсационным шпуром и шпурами первой и второй секции с учетом очередности их взрывания. Занижение расстояний между центральным компенсационным шпуром и секционными врубовыми шпурами от оптимального приводит к тому, что большая часть энергии взрыва расходуется на переуплотнение раздробленной горной массы, способствующей запрессовке донной части шпуров мелочью разрушившихся межшпуровых целиков. Завышение расстояний между центральным компенсационным шпуром и секционными врубовыми шпурами от оптимального приводит к нехватке усилий энергии взрыва на разрушение межшпуровых целиков в донной части шпуров.

Цель изобретения повышение качества образования врубовой полости за счет определения оптимального местоположения шпуров первой и второй секции, которое исключает запрессовку донной части вруба, и тем самым повышает коэффициент использования шпура (КИШ).

Предлагаемый способ образования врубовой полости осуществляется следующим образом, в способе, включающем бурение перпендикулярно поверхности забоя центрального компенсационного шпура, шпуров первой и второй секции, причем шпуры первой секции бурят укороченными, а второй заданной глубины, заряжание укороченных шпуров полностью, а шпуров заданной глубины на участках глубже забоя укороченных, шпуры второй секции бурят от центрального шпура, на расстояниях, определяемых из выражений: a (12,668d_шп-0,005f-0,2747) м (1) b (10,0d_шп-0,004f-0,1274) м (2) c (10,0d_шп-0,004f-0,1074) м (3) d (10,0d_шп-0,004f-0,0874) м (4) а устья шпуров первой секции располагают в вершинах прямоугольника на расстояниях от центрального шпура, определяемых из выражений:
a₁= , м
(5)
b₁= , м
(6)
c₁= , м
(7)
d₁= , м
(8) где a, b, c, d соответственно расстояния между врубовыми шпурами второй секции и центральным компенсационным шпуром, м;
f крепость пород по шкале проф. М. М. Протодьяконова;
d_шп диаметр шпура, м;
А_эт работоспособность эталонного ВВ, см³ (в данном случае аммоните N 6 ЖВ);
Авв работоспособность используемого (другого вида) ВВ, см³;
a₁₁b₁₁c₁₃d₁ соответственно, расстояния между врубовыми шпурами первой секции и центральным компенсационным шпуром.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что способ отличается от известного тем, что бурение шпуров второй секции 5, 6, 7, 8 осуществляют на определенных расстояниях от центрального компенсационного шпура, определяемых из зависимостей 1 4, а устья шпуров первой секции 1, 2, 3, 4 располагают в вершинах прямоугольника, расстояния которых от центрального компенсационного определяют по зависимости 5 8.

Формулы 1 4 получены следующим образом.

В различных горно-геологических условиях ряда разрабатываемых месторождений проведены экспериментальные взрывы на предмет установления пробивного расстояния между врубовыми шпурами второй секции и компенсационным шпуром. В качестве взрывчатого вещества во всех случаях использовался аммонит N 6 ЖВ. Затем математической обработкой полученных результатов экспериментальных взрывов были получены эмпирические зависимости определения величин пробивного расстояния между врубовыми шпурами второй секции и центральным компенсационным шпуром в виде следующих зависимостей:
a 12,668_шп 0,005 f 0,2747,
b 10.0 d_шп 0,004 f 0,1274.

c 10,0 d_шп 0,004 f 0,1074,
d 10,0 d_шп 0,004 f 0,0874. Однако вышеуказанные зависимости определения величин пробивного расстояния получены при использовании в качестве взрывчатого вещества аммонита N 6 ЖВ. Поэтому при использовании других видов ВВ параметры расположения врубовых шпуров второй секции должны корректироваться с учетом фактической работы взрыва делением на коэффициент работоспособности ВВ.

k_вв=
Формулы 5 8 получены из следующих соображений:
Расстояния а₁, b₁, c₁, d₁, от компенсационного шпура до врубовых шпуров первой секции соответственно гипотенузы прямоугольных треугольников OKF и др. которые определяются по теореме Пифагора.

На чертеже представлена техническая сущность способа.

Способ образования врубовой полости включает бурение центрального концентрационного шпура 0 и от него на расстояниях, определяемых по формулам 1 4, врубовых шпуров второй секции 5, 6, 7, 8. Врубовые шпуры первой секции 1, 2, 3, 4 бурят от центрального компенсационного шпура на расстояниях, определяемых по формулам 5 8.

Физическая сущность предлагаемого способа заключается в том, что при взрывании зарядов в прямых призматических шпурах первой секции создаются за счет увеличения объема компенсации (объем компенсационной полости включает в себя объемы участка компенсационного шпура и незаряжаемых участков шпуров второй секции) более благоприятные условия для работы зарядов второй секции.

Кроме этого, при взрывании зарядов первой секции образуется естественная запрессовка устьевой части шпуров второй секции (искусственная забойка), которая позволяет увеличить время воздействия газов взрыва на стенки врубовых шпуров второй секции в несколько раз. Однако именно заложение врубовых шпуров второй секции 5, 6, 7, 8 от компенсационного шпура на расстояниях, определяемых из зависимостей 1 4, позволяет обоснованно определять рациональные величины пробивного расстояния между ними и этим самым повысить коэффициент использования шпуров и исключить запрессовку донной части вруба мелочью разрушаемых межшпуровых целиков.

Рассмотрим осуществление способа на конкретном примере. Расчет произведен для следующих условий: крепость породы f 10 по шкале проф. Протодьяконова; диаметр шпура d_шп 0,042 м; глубина шпуров второй секции l_шп 1,8 м; глубина шпуров первой секции 0,9 м; ВВ аммонит N 6ЖВ.

По формулам 1 4 определяются величины заложения врубовых шпуров второй секции 5, 6, 7, 8 от центрального компенсационного шпура. Соответственно они равны:
а 0,2 м; b 0,250 м; с 0,280 м; d 0,300 м.

По формулам 5 6 определяются величины заложения врубовых шпуров первой секции 1, 2, 3, 4 от центрального компенсационного шпура. Соответственно они равны:
a₁ 0,330 м; b₁ 0,380 м; с₁ 0,420 м; d₁ 0,360 м.

После установления величин заложения секционных врубовых шпуров производится обуривание врубовой полости. Вначале бурятся центральный компенсационный шпур и от него на соответственно ранее установленных расстояниях врубовые шпуры второй секции 5, 6, 7, 8 с глубиной бурения 1,8 м. Затем бурятся врубовые шпуры первой секции 1, 2, 3, 4 глубиной бурения 0,9 м. Врубовые шпуры первой секции 1, 2, 3, 4 заряжаются полностью с оставлением, как принято на практике недозаряда, Врубовые шпуры второй секции заряжаются на участках глубже забоя укороченных шпуров, примерно наполовину (донная часть). Взрывание шпуров врубовой полости осуществляется последовательно. Cначала взрываются шпуровые заряды второй секции 5, 6, 7, 8. После взрыва первой секции образуется естественная запрессовка устьев шпуров второй секции, которая позволяет увеличить время воздействия газов взрыва на стенки шпуров в несколько раз. Затем после взрыва зарядов первой секции за плоскостью забоя образуется дополнительная врубовая открытая поверхность. Кроме того, за счет обоснованного определения параметров заложения врубовых шпуров в забое повышается коэффициент использования шпуров, исключается запрессовка отбитых межшпуровых целиков, что благоприятствует более рациональному расходу энергии ВВ и в конечном итоге, при секционном взрывании повышается качество образования врубовой полости. Таким образом, изобретение промышленно применимо на горнодобывающих предприятиях.

Формула изобретения

СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ ВРУБОВОЙ ПОЛОСТИ, включающий бурение перпендикулярно поверхности забоя центрального компенсационного шпура, шпуров первой и второй секций, причем шпуры первой секции бурят укороченными, а второй заданной глубины, заряжание укороченных шпуров полностью, а шпуров заданной глубины - на участках глубже забоя укороченных и последовательное взрывание, отличающийся тем, что шпуры второй секции бурят от центрального шпура на расстояниях, определяемых из выражений




а устья шпуров первой секции располагают на вершинах прямоугольника на расстояниях от центрального шпура, определяемых из выражений




где a, b, c, d соответственно расстояния между центральным компенсационным шпуром и рубовыми шпурами второй секции, м;
a₁, b₁, c₁, d₁ соответственно расстояния между центральным компенсационным шпуром иврубовыми шпурами первой секции, м;
f крепость пород по шкале проф. М.М.Протодьяконова;
d_шп диаметр шпура, м;
A_эт работоспособность аммонита N 6ЖВ;
A_вв работоспособность используемого ВВ.

РИСУНКИ

Рисунок 1