Способ образования врубовой полости

 

Назначение: изобретение относится к горному делу, преимущесвенно к технологии проходки выработок с применением секционного взрывания. Сущность изобретения: способ позволяет значительно увеличить коэффициэнт использования шпуров за счет ликвидации запрессовки ее донной части. Для этого шпуры первой секции размещают на вершинах квадрата, а устья верхнего и нижнего шпуров второй секций размещают на серединах сторон этого квадрата и бурят параллельно компенсационному шпуру. Устья боковых шпуров второй секции бурят в направлении середины сторон квадрата, образованного забоями шпуров первой секции. 3 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 шпуров заданной глубины, заряжание и последовательное взрывание [1] Известен способ образования врубовой полости, включающий бурение перпендикулярно поверхности забоя компенсационного шпура, а вокруг него симметрично шпуров первой и второй секции, бурение шпуров первой секции наполовину глубины бурения компенсационного шпура, размещение зарядов в первой секции в укороченных шпурах полностью, в шпурах второй секции на участках, расположенных глубже забоя укороченных шпуров, и последовательное взрывание секционных зарядов сначала в шпурах первой секции, затем второй секции [2] Недостатком этих способов являются низкая эффективность образования врубовой полости по следующим причинам: во-первых, большая часть энергии взрыва расходуется на переуплотнение разбуренной горной массы (запрессовка врубовой полости); во-вторых, нет оптимального соотношения расстояний между шпурами первой и второй секции с учетом очередности их взрывания.

Кроме того, при проходке горных выработок, особенно по простиранию залежи, бурение прямых призматических врубовых шпуров второй секции приводит к тому, что большая часть энергии взрыва расходуется на переуплотнение раздробленной горной массы, способствующей запрессовке донной части шпуров мелочью разрушившихся межшпуровых целиков. Запрессовка донной части врубовых шпуров второй секции, в свою очередь, приводит к низкому коэффициенту использования шпуров, в результате чего снижается объем отбитой горной массы при проходке выработок. Это влечет, в свою очередь, за собой повышение расходов ВВ на 1 т отбитой горной массы и, следовательно, снижение эффективности образования врубовой полости.

Техническая задача повышение качества образования врубовой полости путем исключения запрессовки ее донной части, что в конечном итоге повышает коэффициент использования шпура.

Техническая задача решается за счет того, что в способе, включающем бурение перпендикулярно поверхности забоя компенсационного шпура, а вокруг него симметрично шпуров первой и второй секции, бурение шпуров первой секции наполовину глубины бурения компенсационного шпура, размещение зарядов в первой секции в укороченных шпурах полностью, а в шпурах второй секции на участках, расположенных глубже забоя укороченных шпуров, и последовательное взрывание секционных зарядов сначала в шпурах первой секции, затем второй секции, устья шпуров первой секции размещают в вершинах квадрата на расстоянии от компенсационного шпура, определяемого из выражения а= 0,2081+0,0561L_ш-0,004f, м, (1) причем устья верхнего и нижнего шпуров второй секции размещают на серединах сторон этого квадрата и бурят параллельно компенсационному шпуру, а устья боковых шпуров второй секции размещают на расстоянии от компенсационного шпура, определяемого из выражения b= 0,1729+0,1323L_ш-0,0076f, м, (2) и бурят в направлении середины сторон квадрата, образованного забоями шпуров первой секции, где L_ш глубина шпуров проходческого забоя, равная глубине шпуров второй секции (L_ш=L_ш"), м; f-крепость пород по шкале проф.М.М.Протодъяконова.

Сущность предлагаемого способа поясняется фиг.1-3.

Формулы (1) и (2) получены математической обработкой данных экспериментальных взрывов, проведенных в различных горно-геологических условиях ряда разрабатываемых месторождений. Использование формул (1) и (2) для расчетов позволяет определить оптимальные величины врубовых шпуров первой и второй секций и таким образом исключить запрессовку их донной части.

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 первой секции, определяемое по формуле (1) и врубовых боковых шпуров второй секции с бурением их в направлении, середины сторон квадрата, образованного забоями шпуров первой секции на расстоянии от центрального компенсационного шпура, определяемого по формуле (2), исключает запрессовку донной части вруба мелочью разрушаемых межшпуровых целиков и этим самым повышает коэффициент использования шпура.

Рассмотрим осуществление способа на конкретном примере. Бурится центральный компенсационный шпур 0 и от него на определенном расстоянии, установленном по формуле (1) параллельно компенсационному шпуру 0, врубовые шпуры 1 4 первой секции, устья которых расположены в вершинах квадрата. Затем бурят также параллельно компенсационному шпуру верхний и нижний шпуры 5 и 6 второй секции, устья которых размещаются на серединах сторон этого квадрата. В последнюю очередь бурятся боковые врубовые шпуры 7 и 8 второй секции в направлении середины сторон квадрата, образованного забоями шпуров первой секции, устья которой расположены на расстоянии от центрального компенсационного шпура, определенного по формуле (2).

При зарядке шпуров 5-8 второй секции заряжаются на половину (донная часть). Взрывание шпуров врубовой полости осуществляется последовательно. Сначала взрываются шпуровые заряды врубовой полости первой секции (1-4), затем шпуровые заряды второй секции (5-8). После взрыва первой секции образуется естественная запрессовка устьев шпуров второй секции, которая позволяет увеличить время воздействия газов взрыва из стенки шпуров в несколько раз. Затем после взрыва зарядов второй секции за плоскостью забоя образуется дополнительная врубовая открытая поверхность. Кроме того, за счет обоснованного определения параметров заложения врубовых шпуров в забое исключается запрессовка отбитых межшпуровых целиков, что благоприятствует более рациональному расходу энергии ВВ и в конечном итоге при секционном взрывании повышается качество образования врубовой полости.

Формула изобретения

СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ ВРУБОВОЙ ПОЛОСТИ, включающий бурение перпендикулярно к поверхности забоя компенсационного шпура, а вокруг него симметрично шпуров первой и второй секций, бурение шпуров первой секции на половину глубины бурения компенсационного шпура, размещение зарядов в первой секции в укороченных шпурах полностью, в шпурах второй секции на участках, расположенных глубже забоя укороченных шпуров, и последовательное взрывание секционных зарядов сначала в шпурах первой секции, затем второй секции, отличающийся тем, что устья шпуров первой секции размещают в вершинах квадрата на расстоянии от центрального компенсационного шпура, определяемого из выражения a 0,2081 + 0,0561 L_ш 0,004 f, м, где L_ш глубина шпуров проходческого забоя, м; f крепость пород по шкале проф.М.М.Протодьяконова,
причем устья верхнего и нижнего шпуров второй секции размещают на серединах сторон этого квадрата и бурят параллельно компенсационному шпуру, а устья боковых шпуров второй секции размещают на расстоянии от центрального компенсационного шпура, определяемого из выражения
b 0,1729 + 0,1323 L_ш 0,0076 f, м,
и бурят в направлении середины сторон квадрата, образованного забоями шпуров первой секции.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3