Способ обработки массива уступами

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений открытым способом. Сущность изобретения: способ повышает эффективность и снижает трудоемкость отработки за счет создания эффекта отражения ударных волн отражательной плоскости в сторону отбойки и использования эффекта отбойки массива плоским зарядом ВВ. Способ от известных отличается тем, что в плане контуров выработки бурят нисходящие парные параллельные скважины 1-20, при этом ближние к плоскости борта уступа скважин бурят с перебуром на ширину выработки, а выработки и камеры 21 образуют в виде полостей секционным взрыванием скважин с выносом отбитой горной массы силой взрыва, при чем заряды ВВ и забоечный материал подают в емкости полостей через скважины. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений открытым способом.

Известно техническое решение (авт.св. СССР N 1056701) способ отбойки горных пород скважинными зарядами, включающий бурение скважины, заряжание скважины ВВ с созданием воздушного промежутка в ее донной части и последующее взрывание, при этом воздушный промежуток создают на уровне подошвы уступа и в него помещают отражатель ударных волн, фокусирующую поверхность которого ориентируют в сторону отбойки.

Недостатками этого способа являются неуправляемость ориентирования отражателей ударных волн на глубине в сторону отбойки; дополнительная работа по их изготовлению и дополнительный расход материалов.

Наиболее близким техническим решением является способ отбойки уступа [1] включающий проходку подводящих выработок, оформление камер для ВВ. Недостатками этого способа является большая трудоемкость и большая себестоимость при проходке подводящих выработок и камер для сосредоточенных зарядов шпуровым методом, низкий уровень использования энергии ВВ, дренаж воды по всему контуру выработки и опасность для работающих в выработках.

Целью изобретения является повышение эффективности и снижение трудоемкости отработки за счет создания эффекта отражения ударных волн от отражательной плоскости в сторону отбойки и использования эффекта отбойки массива плоским зарядом ВВ.

Поставленная цель достигается тем, что в способе отработки массива уступами, включающем проходку выработок, формирование зарядных камер, заполнения их ВВ и забойкой, взрывание зарядов ВВ и отгрузку отбитой горной массы, в плане контуров выработок бурят нисходящие парные параллельные скважины, при этом ближние к плоскости борта уступа скважины бурят с перебуром на ширину выработки, а выработки и камеры образуют в виде полостей секционным взрыванием скважины с выносом отбитой горной массы силой взрыва, причем заряды ВВ и забоечный материал подают в емкости полостей через скважины. Кроме того, с целью сокращения объема бурения скважин и повешения эффективности отбойки увеличивают длину выработки, образованной в виде полости путем выноса горной массы силой взрыва и напором водного потока, а для получения эффекта осушения уступа эту выработку проводят с подъемом 1-3^o, при этом на почву камеры для ВВ насыпают фракционный материал размером 20^oC 50 мм до уровня перекрытия контура наклонной отражательной плоскости ударных волн взрыва.

Предлагаемый способ отработки массива уступами обеспечивает регулируемое управление проведением выработки (камеры) в виде полости для плоского заряда ВВ заданной мощности в зависимости от линии наименьшего сопротивления, позволяет создать хорошо вписывающуюся в технологию отражающую плоскость на почве выработки в сторону отбойки, которая способствует проработке подошвы уступа с усиленным вектором напряжения, что позволяет снизить трудоемкость отработки. Применение плоского заряда ВВ позволяет повысить качество дробления массива. Одновременно выработка служит для стока воды, что снижает трудоемкость процесса осушения и делает возможным применение неводоустойчивых ВВ. Все технологические процессы отработки массива по предлагаемому изобретению поддаются механизации.

Способ отработки массива уступами на карьерном поле поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен продольный разрез уступа на стадии оформления выработки; на фиг.2 продольный разрез уступа на стадии полной укладки заряда ВВ; на фиг.3 поперечный разрез уступа с расположением плоского заряда ВВ; на фиг. 4 план уступа для одного заряда ВВ в выработке, в которой горную массу выбрасывают силой взрыва ( первый вариант способа); на фиг.5 план уступа для трех зарядов ВВ в выработке, в которой при проходке горную массу для заряда "а" выбрасывают силой взрыва, а для зарядов "б" и "в" выбрасывают силой взрыва и потоком воды, подаваемой из водосборника этого же карьера (второй вариант способа).

Первый вариант способа осуществляется следующим образом. По паспорту буровзрывных работ бурят парные нисходящие скважины, 1-20, например, ⊘ 100 мм (фиг.1 и 4) для оформления выработки 21 в виде полости для плоского заряда ВВ секционным взрыванием донных частей скважин. Ряд скважин 1,3,5 19 бурят с перебуром к подошве уступа 22 (фиг. 3) с расчетом, чтобы отражающая плоскость 23 ударных волн была расположена под углом 45^o к подошве уступа 22. Проведение выработки 21 на длину до 25 м (фиг.4) производится выбросом горной массы из выработки силой взрыва, а горная масса при оформлении камеры для заряда ВВ выбрасывается силой взрыва в подводящую выработку 21. Выработки и камеры для ВВ в основном аналогичны и имеют одинаковые размеры, но при увеличении линии наименьшего сопротивления для отдельных зарядов ВВ в местах их расположения в период проходки в выработке (камере) образуется полость с увеличенными размерами.

После проходки выработки (камеры) ее подготавливают к заполнению ВВ, например, способом перепуска фракционного материала размером 20-50 мм через скважины, сообщающиеся с камерой для плоского заряда ВВ. Образовавшиеся конусы насыпанного фракционного материала, разравнивают нанесением динамических ударов по вершине конуса, например, спущенным в скважину металлическим стержнем (шаром) с прикрепленным к нему шнуром (тросом).

Второй вариант способа осуществляется следующим образом. Проведение выработки 21 (фиг.5) производится с увеличенной линией наименьшего сопротивления, так как вынос отбитой горной массы из нее в основном производится секциями через пробуренные скважины от устья выработки: камеру для заряда а (фиг. 5) образуют выбросом горной массы с частичной укладкой ее в выработке, а увеличение длины выработки 21 (фиг.5 для зарядов б и в) достигают взрыванием еще нескольких секций скважин с разбросом по выработке горной массы и последующим выносом ее каждой части взорванных секций скважин напором воды, которая подается из водосборника этого же карьера насосами через несколько скважин, пробуренных для проходки выработки 21, например, с созданием селевого потока с учетом объемного веса отбиваемой горной массы. Проходка выработки усиленными зарядами ВВ обуславливает глубокую трещиноватость, которая совместно с пробуренными скважинами создает депрессионную воронку вокруг этой выработки, вследствие чего дренаж воды из массива уступа осуществляется по почве выработки.

После проходки выработки 21 ее подготавливают к заполнению ВВ. Например, через скважину 50 пропускают воздушный мяч с капроновым шнуром, затем через соседнюю скважину 49 подают воду и доставляют мяч к устью выработки 21. Ко второму концу капронового шнура присоединяют трос, а шнур слегка натягивают к кровле выработки. Затем через скважины, например, 13-18, сообщающиеся с камерой для заряда а, например, 29-30 -для камеры для заряда б и, например, 45-50 для камеры для заряда в, перепускают фракционный материал размером 20-50 мм. Далее протягивают трос к устью выработки и на стыке шнура с тросом закрепляют, например, утюг (борону и т.п.) и тянут через скважину, например, N50 вместе с утюгом, который своей массой за счет возвратно-поступательных движений разравнивает конусы насыпанного фракционного материала.

Последующие технологические процессы подготовки для первого и второго способов являются одинаковыми.

Перед заполнением камер ВВ пространство между камерами и устьем выработки заполняют горной массой фракционного состава с возможностью перепуска ее через пробуренные скважины.

После такой подготовки камеры заполняют ВВ через сообщающиеся с ними скважины в соответствии с требованием БВР.

Укладка фракционного материала выполнит двойную роль: вода будет дренировать по почве треугольной формы в поперечном сечении и в то же время позволит наклонной плоскости 23 выполнить роль концентрации ударных волн в плоскости подошвы уступа. Наличие дренажной канавки под зарядом ВВ позволит осуществить зарядку емкостей неводоустойчивыми ВВ. После укладки заряда ВВ в камеры и сообщающиеся с ними скважины, пустые емкости выработок между зарядами и забойкой из горной массы заполняют буровым шламом через скважины на границе с зарядом ВВ. Затем в устье скважин (не мене 2-х, причем одна является основной, вторая дублирующей), соединенных с зарядом, укладывают боевики (например, патрон ВВ и детонирующий шнур), а сверху в скважину укладывают забойку буровой шлам. К концам детонирующих шнуров присоединяют инициатор (электродетонатор мгновенного или коротко-замедленного взрывания).

Формула изобретения

1. Способ отработки массива уступами, включающий проходку выработок, формирование зарядных камер, заполнение их ВВ и забойкой, взрывание зарядов ВВ и отгрузку горной массы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и снижения трудоемкости отработки, в плане контуров выработок бурят нисходящие парные параллельные скважины, при этом ближние к плоскости борта уступа скважины бурят с перебуром на ширину выработки, а выработки и камеры образуют в виде полостей секционным взрыванием скважин с выносом отбитой горной массы силой взрыва, причем емкости полостей заполняют зарядами ВВ и забоечным материалом через скважины.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью сокращения объема бурения скважин и повышения эффективности отбойки, увеличивают длину выработки путем выноса горной массы силой взрыва и напором водного потока.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью осуешения уступа, выработки, образованные в виде полостей, проводят с подъемом 1 3^o, при этом на почву выработки насыпают фракционный материал размером 20 50 мм до уровня перекрытия контура наклонной отражательной плоскости ударных волн взрыва.

РИСУНКИ

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