Укрытие мест взрыва матами из шин
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке крепких горных пород в стесненных условиях, когда необходимо исключить разброс взрываемой горной массы. Укрытие выполнено в виде однослойного мата, уложенного на поверхность взрываемого объема, составленного из соединенных между собой автомобильных шин. Мат закреплен с помощью канатов или цепей за анкеры, установленные в неглубоких скважинах на поверхности уступа. Часть однослойного мата размещают на откосе и подошве взрываемого уступа таким образом, чтобы перегибы на нижней и верхней бровках уступа приходились на места соединения отдельных шин однослойного мата между собой, а на подошве уступа размещалось 1-2 шины. Изобретение позволяет повысить безопасность взрывных работ за счет исключения разлета кусков породы под откос уступов. 2 ил.
Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к разработке крепких горных пород в стесненных условиях, когда необходимо исключить разброс взрываемой горной массы - при расконсервации временно нерабочих бортов глубоких карьеров, взрываний вблизи комплексов циклично-поточной технологии, разноске бортов глубоких скальных выемок в дорожном строительстве и т.д.
Распространены укрытия мест взрыва для снижения разлета кусков горной породы при взрывном дроблении различных конструкций, устанавливаемых над горизонтальной взрываемой поверхностью - арочные, щитовые, а также засыпка поверхности уступа грунтом, автомобильными шинами навалом в несколько слоев [1]. Основными их недостатками являются предотвращение разлета кусков только с площадки уступа, в то время как значительный выброс горной массы идет с откоса взрываемого уступа.
Наиболее близким по существу решаемой задачи является укрытие мест взрывания в виде навала из изношенных автомобильных шин. Данная конструкция имеет рабочий орган, воспринимающий воздействие взрыва, в виде отдельных шин, способных пропускать газы взрыва, снижая этим ударное воздействие на укрытие. Значительная суммарная масса шин, уложенных в несколько слоев, позволяет достичь необходимой пригрузки взрываемого массива. Инерционное сопротивление массы горной породы, усиленное массой укрытия, уравновешивает силу взрывного удара. Недостатком этого способа является большой разлет кусков взорванной горной массы под откос уступа, поскольку укрывают только горизонтальную поверхность, а также сложность в монтаже и особенно демонтаже укрытия отдельными шинами.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение безопасности взрывных работ за счет снижения разлета кусков горных пород под откос уступов.
Поставленная задача достигается тем, что укрытие мест взрыва матами из шин, включающее изношенные автомобильные шины, уложенные на поверхность взрываемого объема, согласно изобретению выполнено в виде однослойного мата, составленного из соединенных между собой автомобильных шин, закрепленного с помощью канатов или цепей за анкеры, установленные в неглубоких скважинах на поверхности уступа, при этом часть однослойного мата размещают на откосе и подошве взрываемого уступа таким образом, чтобы перегибы на нижней и верхней бровках уступа приходились на места соединения отдельных шин однослойного мата между собой, а на подошве уступа размещалось 1-2 шины.
Укрытие мест взрыва из автомобильных шин представлено на фиг.1 (вид укрытия сбоку) и фиг.2 (вид по стрелке А на фиг.1).
На подошве уступа 1 собирают однослойный мат 2 из отдельных изношенных автомобильных шин 3, размер которых по диаметру подбирают исходя из высоты уступа, чтобы перегиб мата по верхней и нижней бровкам уступа проходил по местам соединения отдельных шин. Диапазон размеров шин большегрузных автосамосвалов, например, типа БелАЗ достаточно широк - от 1,6 м у БелАЗ-540 до 3,1 м у БелАЗ-7519 [2]. Для соединения шин в них крест-накрест устанавливают цепи или канаты 4, выходы которых сквозь протектор снабжены соединительными элементами 5, например крюками и серьгами. Связь соединительных элементов 5 через цепи или канаты 4 преследует две цели. Во-первых, при возникновении нагрузок в момент взрыва они передаются на цепи или канаты 4, уравновешивая деформацию шин 3. Во-вторых, вчетверо уменьшается размер куска породы, который может быть выброшен через внутреннее отверстие шины 3, достигающее 0,6 м у шин БелАЗ-540 и 1,3 м у шин БелАЗ-7519. Эту же цель - уменьшить размер куска горной породы, могущего быть выброшенным через зазор между шинами 3, - преследует связка соединительных элементов 5 канатами или цепями 6.
Однослойный мат 2 собирают либо сразу на всю ширину укрываемого объема, либо в виде отдельных полос по длине откоса и поверхности уступа, а затем соединяют несколько полос после размещения на укрываемом объеме в единое укрытие, используя для этого вспомогательные механизмы, например автомобильные вышки.
Собранный однослойный мат 2 с помощью автомобильного крана размещают на уступе 1 так, чтобы он укрыл все взрывные скважины 7, оставляя на подошве уступа часть однослойного мата 2 размером в 1-2 шины. С помощью канатов или цепей 8 укрытие закрепляют за анкеры 9.
После размещения укрытия на уступе всю технику и рабочих удаляют за пределы опасной зоны и приступают к монтажу взрывной сети. Для этого через отверстия в шинах из скважин извлекают детонирующие шнуры или волноводы и монтируют взрывную сеть поверх укрытия.
При поочередном взрыве зарядов рыхления в скважинах 7 уступа 1 основная доля энергии взрыва расходуется на дробление горных пород и смещение газопроницаемого однослойного мата 2. Причем первым начинает смещаться его часть, размещенная на откосе уступа, поскольку вспучивание породы начинается именно с откоса. За счет использования в крайних скважинах 7 зарядов выпирающего действия первый, самый сильный удар горной массы по укрытию смягчается - происходит вспучивание горной массы с подвижкой, но без разлета [3]. Это позволяет однослойному мату из шин плавно деформироваться на откосе уступа за счет упругости самих шин 3, связующих элементов 4-6 и подтягивания вверх шин с подошвы. Вместе со вспученной горной массой укрытие создает буферный слой, демпфирующий взрыв следующих рядов скважин, аналогично взрыванию в зажиме на неубранную горную массу, и препятствующий разлету кусков сквозь зазоры в однослойном мате 2.
Эластичность укрытия из шин за счет упругости самих шин, а также связок из канатов или цепей, при вспучивании взрываемой породы не позволяет отрываться отдельным кускам от общей массы, разрыхленная горная масса плотно обхватывается матом и удерживается им в компактном состоянии. Часть однослойного мата 2, расположенная на откосе уступа 1, вспучиваясь, потянет за собой нижние шины 3, расположенные на подошве уступа, что обеспечит возможность смещения нижней части укрытия для демпфирования нагрузки и в то же время не позволит вылетать кускам горной массы из-под укрытия. Одновременно возникнет нагрузка и на горизонтальную часть однослойного мата, но ее смещению будут препятствовать анкеры 9 через канаты или цепи 8. Проушины 10 препятствуют соскальзыванию канатов или цепей 8 с анкеров 9, однослойный мат 2 начнет сползать по горной массе и за счет сил трения оказывать дополнительное сопротивление ее перемещению.
При достаточно большой длине канатов или цепей 8 они при резком натяжении также амортизируют рывок на укрытие. Кроме того, каждая отдельная шина будет при нагрузке деформироваться в различных направлениях, также смягчая общую ударную нагрузку взрыва на однослойный мат. Инерционное сопротивление компактной массы породы, усиленное массой укрытия, уравновешивает силу взрывного удара. Высота подбрасывания породы с укрытием зависит только от толщины взрываемого слоя и коэффициента разрыхления породы, поскольку от последнего зависит величина вспучивания породы после ее разрыхления. Учитывая, что коэффициент разрыхления пород при взрывании в зажиме составляет 1,05-1,1, а высота взрываемых уступов - 10-15 м, запаса длины укрытия в 1-2 шины (в зависимости от их диаметра это от 1,6 до 6 м) на подошве уступа будет достаточно, чтобы оно, вспучиваясь, не вышло за пределы взрываемой горной массы.
После взрыва укрытие с помощью канатов, снятых с анкеров, стягивают с поверхности горной массы бульдозером. При затруднениях его разъединяют и по частям убирают с горной массы. Для очередного взрыва используют те же канаты или тонкие цепи, укоротив их на нужную величину.
Таким образом, заявляемое укрытие мест взрыва матами из шин обеспечивает отбойку горных пород с минимальным разбросом кусков горной массы под откос уступа, позволяя тем самым решить поставленную задачу.
Источники информации
1. Инструкция по производству взрывных работ с защитными укрытиями. М.: ЦПЭС, 1987 (прототип).
2. Справочник. Открытые горные работы. М.: Горное бюро, 1994.
3. Г.П. Демидюк. Применение энергетического принципа к расчету скважинных зарядов на карьерах. // Взрывное дело №62/19. М.: Недра. 1967. С.36-51.
Укрытие мест взрыва матами из шин, включающее изношенные автомобильные шины, уложенные на поверхность взрываемого объема, отличающееся тем, что выполнено в виде однослойного мата, составленного из соединенных между собой автомобильных шин, закрепленного с помощью канатов или цепей за анкеры, установленные в неглубоких скважинах на поверхности уступа, при этом часть однослойного мата размещают на откосе и подошве взрываемого уступа таким образом, чтобы перегибы на нижней и верхней бровках уступа приходились на места соединения отдельных шин однослойного мата между собой, а на подошве уступа размещалось 1-2 шины.
