Способ ведения буровзрывных работ в горных выработках

 

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при буровзрывном разрушении горных пород в угольных, нефтяных и озокеритовых шахтах, серных, колчеданных и соляных рудниках, опасных по газу и пыли. Сущность изобретения: бурят незаряжаемые шпур или скважину для образования дополнительной обнаженной поверхности, шпуры заряжают мощными взрывчатыми веществами с высокой детонационной способностью, сооружают водоналивную перемычку для ослабления воздушных ударных волн, устанавливают перемычку из газонепроницаемых материалов, отделяющую призабойное пространство от остальных выработок и имеющую лабиринт у почвы выработки, в секции лабиринта устанавливают датчик газоанализатора на кислород, рудничную атмосферу из призабойного пространства вытесняют газообразными продуктами сгорания в двигателе внутреннего сгорания, пропуская выхлопные газы двигателя через стандартную приставку каталитического обезвреживания газов, служащую в данном использовании также и искрогасителем. После создания атмосферы, неспособной к горению и взрыву, взрывают шпуровые заряды. Изобретение позволит повысить безопасность ведения взрывных работ при повышении их эффективности. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для проведения горных выработок, опасных по газу и пыли, в угольных, нефтяных и озокеритовых шахтах, серных и колчеданных рудниках.

Известно устройство для создания инертной среды в тупиковых выработках угольных шахт, содержащее перемычку и аппарат для беспламенного каталитического окисления горючего, баллон с газообразным горючим (пропан-бутан), газодувку с источником энергии для подачи воздуха в аппарат и арматуру с приборами контроля и управления для подачи в аппарат регулируемых потоков газообразного горючего и воздуха. Все оборудование установлено на передвижной платформе [1].

Недостатки известного устройства - сложность конструкции, необходимость проектирования и изготовления нестандартного оборудования затрудняют и удорожают промышленное использование установки, область применения которой ограничивается выработками, снабженными рельсовым транспортом.

Целью изобретения является повышение эффективности буровзрывных работ и упрощение оборудования для обеспечения их безопасности.

Для достижения поставленной цели параллельно заряжаемым шпурам бурят скважину или шпур, образующие дополнительную обнаженную поверхность, заряжают шпуры взрывчатым веществом, производят забойку, монтируют электровзрывную сеть и проверяют ее, в забое подвешивают водоналивную взрывогасящую перемычку, устанавливают перемычку из газонепроницаемых материалов с лабиринтом у почвы выработки, в последней от забоя секции лабиринта устанавливают датчик газоанализатора на содержание кислорода в потоке газа, выходящего из лабиринта, рудничную атмосферу призабойного пространства, изолированного перемычкой, вытесняют газами от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с приставкой каталитического обезвреживания ядовитых примесей, и после образования в призабойной зоне среды, неспособной к горению и взрыву и дополнительной проверки взрывной сети, производят взрыв.

На фиг. 1 представлена схема размещения в горной выработке объектов, применяемых для реализации способа; на фиг. 2 - схема перемычки с лабиринтом; на фиг. 3 - схема крепления деталей перемычки по ее периметру; на фиг. 4 - схема водоналивной перемычки для гашения воздушных ударных волн; на фиг. 5 - схема подвески рукавов с водой при удвоении рукава в связке.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1 - перемычка, 2 - лабиринт, 3 - двигатель внутреннего сгорания с приставкой каталитического обезвреживания ядовитых продуктов горения (в основном - оксида углерода), 4 - шпуры, 5 - скважина для создания дополнительной обнаженной поверхности. На фиг. 2 обозначено: 6 - разборная рама перемычки, 7 - вышибные листы или плиты, образующие центральную и основную площадь перемычки; 8 - пластины из эластичных материалов (пористая резина), одним концом закрепленные в раме 6 по ее периметру, а свободными концами пластины прижаты к поверхности стенок, свода и почвы выработки. На фиг. 3: 9 - упругие пластины из стеклопластика или эквивалентных материалов, при нагрузке способных к продольному изгибу; 10 - рукава из пленочного материала, заполненные водой (на фиг. 1 - в плане) на трубе 11 или другой горизонтальной опоре (фиг. 4); 12 - шланг для подачи инертизирующего газа от ДВС с каталитической приставкой их обезвреживания в зону инертизации, 13 на фиг. 2 - место ввода шланга 12 в перемычке (на расстоянии не более 1/3 от свода выработки).

Пример применения способа. При действующей вентиляции бурят шпуры 4 и параллельно им скважину 5, не заряжаемую взрывчатым веществом (ВВ). Заряжают шпуры 4, применяя мощные непредохранительные ВВ с высокой детонационной способностью, исключающей выгорания шпуровых зарядов, производят забойку и монтируют электровзрывную сеть.

Из полиэтиленовых рукавов диаметром 40-60 мм формируют водоналивную взрывогасящую перемычку, подвешивая заполненные водой рукава 10 на трубу 11, закрепленную у свода выработки, после чего приступают к сборке перемычки для инертизации призабойного пространства.

Для беспрепятственного транспортирования по горным выработкам перемычка выполнена разборной. Собирают из секций раму 6 с закрепленными по периметру пластинами 8 и 9 и устанавливают на расстоянии 2,0-2,5 м от забоя. Проверяют плотность прилегания к поверхности выработки эластичных пластин 8 из пористой резины, при необходимости перемещая (выдвигая и задвигая) некоторые из пластин 8 в зависимости от состояния поверхности выработки, после чего вставляют вышибные листы или плиты 7 (из фанеры или пенопласта) в центральной части перемычки 1. Места установки вышибных листов 7 герметизированы полосками микропористой резины, закрепленными на торцевой поверхности листов 7 по их периметру или на поверхности рамы 6, контактирующей с торцами вставляемых листов или плит 7.

В последней от забоя секции лабиринта устанавливают датчик газоанализатора на кислород. Доставленный на вагонетке или волокуше двигатель внутреннего сгорания с приставкой каталитического обезвреживания продуктов горения включают в работу, пропуская газы по шлангу 12 в призабойную зону и контролируя выходящий из лабиринта газ на содержание кислорода. При содержании 12 объемных процента кислорода метановоздушная среда не способна к горению и взрыву. Для гарантии содержание кислорода доводят до 8-10%, повторно проверяют электровзрывную сеть, убирают датчик газоанализатора из лабиринта, уходят в укрытие и производят взрыв шпуровых зарядов.

Воздушной ударной волной листы или плиты 7 будут выбиты из центральной части перемычки 7 (что обеспечивает их многократное применение), рама 6 перемычки с пластинами 8 из пористой резины по ее периметру беспрепятственно сдвинется в направлении прохождения воздушных ударных волн, и забой будет доступен для проветривания действующей вентиляцией.

Основные преимущества способа: использование ДВС с типовой приставкой каталитического обезвреживания ядовитых примесей облегчает промышленное применение способа инертизации рудничной атмосферы, позволяющего вести взрывные работы прямым врубом - наиболее эффективным способом разрушения горных пород благодаря возможности увеличения глубины шпуров с увеличением массы шпуровых зарядов и подвиганием выработки за взрыв с повышением производительности труда проходчиков. Водоналивная взрывогасящая перемычка ослабит воздушные ударные волны от взрывов шпуровых зарядов увеличенной массы и повышенной мощности.

Формула изобретения

1. Способ ведения буровзрывных работ в горных выработках, опасных по газу и пыли, включающий бурение, заряжание, забойку шпуров, монтаж электровзрывной сети, установку перемычки из газонепроницаемых материалов и вытеснение из заперемыченного призабойного пространства рудничной атмосферы газообразными продуктами окисления горючего с контролем вытесняемого газового потока анализом кислорода и завершающейся взрыванием шпуровых зарядов, отличающийся тем, что бурят скважину или шпур для образования дополнительной обнаженной поверхности, а рудничную атмосферу вытесняют из изолированного перемычкой призабойного пространства газами из двигателя внутреннего сгорания с приставкой каталитического обезвреживания ядовитых примесей.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в забое дополнительно устанавливают водоналивную перемычку в виде рукавов из пленочных материалов, заполненных водой, закрепленных у свода выработки и свободно свисающих по ее высоте параллельными рядами, пересекающими поперечное сечение горной выработки.

РИСУНКИ

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