Способ оконтуривания проходческих выработок

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при проходке подземных горных выработок любого сечения и назначения в породах любой крепости. Задачей изобретения является снижение трудоемкости, упрощение процесса заряжания шпуров, исключающие воздействия взрывной волны оконтуривающих шпуров сводчатой части выработок, снижение себестоимости работ. Способ оконтуривания проходческих горных выработок включает бурение врубовых, отбойных, вспомогательных и оконтуривающих шпуров с последующим их заряжанием и срабатыванием. Заряжание оконтуривающих шпуров осуществляют в два этапа. Первоначально заряжают невзрывчатым разрушающим составом шпуры сводчатой части, а после их срабатывания заряжают взрывчатым веществом остальные шпуры забоя. Бурение оконтуривающих шпуров сводчатой части осуществляют на расстоянии эффективной зоны действия полей напряжения. Бурение шпуров сводчатой части могут осуществлять на расстоянии друг от друга, равном 3-6 диаметрам шпура. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при проходке подземных горных выработок любого сечения и назначения в породах любой крепости.

Известен способ воздействия взрыва продольного заряда в контурных шпурах на законтурный массив, в котором заряды взрывчатого вещества рассредоточивают в оконтуривающих шпурах осевыми воздушными промежутками с продольной кумулятивной выемкой (см. Лыхин П.А. и др. Комплект шпуров при проведении горных выработок. - М.: Недра, 1970, с. 68-69).

Недостатками такого способа являются значительное увеличение количества оконтуривающих шпуров, трудоемкость операций их бурения и взрывания, стенки выработки после отбойки неровные, низкий коэффициент использования шпура.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ оконтуривания проходческих выработок, включающий бурение врубовых, отбойных, вспомогательных и оконтуривающих шпуров с последующим их заряжанием и взрыванием (см. И.Бротанек, Й.Вода. Контурное взрывание в горном деле и строительстве. - М.: Недра, 1983, с. 40-41, 46-49).

Недостатками прототипа является трудоемкость операций бурения и взрывания, невозможность оценки результатов взрывания до полной уборки разрушенной породы после отбойки. Несмотря на достижения "эффекта" гладкого взрывания в результате предварительного щелеобразования, его использование ограничено в условиях пространственного напряженного состояния массива.

Задачей предлагаемого технического решения является упрощение заряжания шпуров, снижение трудоемкости, экономичность и безопасность работ.

Технический результат заключается в исключении воздействия взрывной волны оконтуривающих шпуров сводчатой части выработок.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе оконтуривания проходческих выработок, включающем бурение врубовых, отбойных, вспомогательных и оконтуривающих шпуров с последующим их заряжанием и срабатыванием, согласно изобретению заряжание оконтуриващих шпуров осуществляют в два этапа, первоначально заряжают невзрывчатым разрушающим составом шпуры сводчатой части и после их срабатывания заряжают взрывчатым веществом остальные шпуры забоя, при этом бурение оконтуривающих шпуров сводчатой части осуществляют на расстоянии эффективной зоны действия полей напряжения, равном 3-6 диаметрам шпура.

Данный способ позволит упростить и создать безопасные условия заряжания шпуров, получить заданный контур сводчатой части массива, исключить воздействие взрывной волны оконтуривающих шпуров.

Сущность способа поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид сводчатой части выработки, на фиг.2 - изображен разрез по А-А; на фиг.3 - разрез по В-В.

При бурении шпуров на расстоянии менее 3-х диаметров шпура увеличивается количество буровых работ и расход невзрывчатого разрушающего состава.

При бурении шпуров на расстоянии более 6-ти диаметров шпуров свод контура из-за прихвата породы в секторах между шпурами становится пилообразным и требует дополнительных работ по их устранению для получения заданного контура сводчатой части.

Пример конкретного осуществления способа.

Первоначально бурили оконтуривающие шпуры сводчатой части на расстоянии, равном 4-м диаметрам шпура, с последующим их заряжанием невзрывчатым разрушающим составом. Глубину шпуров (l_шп) выбирали из заданной схемы проходческого цикла, а соответствующую марку НРС, например, по патенту № 2147562, МПК⁷ С 04 В 7/34, 2/04, опубл. 20.04.2000. БИ. № 11, выбирали следующего состава, мас.%: кальцинированная сода 1,5; глицерин 8; алюминиевая пудра 0,25; лингосульфанат технический модернизированный 1,5 и оксид кальция из обожженных известняка и гипса - остальное, из условия достижения им максимального давления (конец реакции гидратации). После их срабатывания образовывалась трещина раскола сводчатой части выработки, затем на 2-м этапе осуществляли взрывание врубовых, отбойных и вспомогательных шпуров (на фиг. не показаны). Количество шпуров и схему их размещения рассчитывали исходя из величины площади забоя, прочностных характеристик вмещающих пород, температуры среды, диаметра шпуров и величины эффективной зоны действия НРС единичного шпура (см. фиг.1, 2 и 3).

Степень снижения сопротивляемости пород разрушению (отколу) существенно зависит от диаметра шпура, физико-механических характеристик породы и расстояния от его центра, причем радиус эффективной зоны влияния НРС возрастает с увеличением его массы. Приводятся опытные данные расстояния от центра шпура (r₁), при котором достигается напряженно-деформированное состояние породы, достаточное для образования трещины раскола в зависимости от массы НРС (см. таблицу).

Начало отсчета шпуров осуществляли с вершины свода, причем расстояние между правым и левым соседними шпурами донной части (l₁) принимали вдвое меньше устьевой. Практически это расстояние составляет 2-3 диаметра шпура. На остальной части контура расстояние между шпурами (l) до конечных (начало свода обрушения) принимали в зависимости от эффективной деформационно-напряженной зоны, превышающей предел прочности пород на растяжение.

Использование предлагаемого способа позволит по сравнению с прототипом снизить трудозатраты, упростить процесс заряжания шпуров, повысить экономичность и безопасность работ с достижением высокого качества сводчатой части контура выработок.

Формула изобретения

1. Способ оконтуривания проходческих горных выработок, включающий бурение врубовых, отбойных, вспомогательных и оконтуривающих шпуров с последующим их заряжанием и срабатыванием, отличающийся тем, что заряжание оконтуривающих шпуров осуществляют в два этапа, первоначально заряжают невзрывчатым разрушающим составом шпуры сводчатой части, а после их срабатывания заряжают взрывчатым веществом остальные шпуры забоя, при этом бурение оконтуривающих шпуров сводчатой части осуществляют на расстоянии эффективной зоны действия полей напряжения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что бурение шпуров сводчатой части осуществляют на расстоянии друг от друга, равное 3-6 диаметрам шпура.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3