Способ определения энергоемкости взрывного разрушения пород

Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение точности определения энергоемкости взрывного разрушения пород за счет учета изменения прочностных свойств пород взрывами предыдущих скважин. Поставленная задача достигается тем, что в способе определения энергоемкости взрывного разрушения пород, включающем определение прочностных характеристик пород по энергоемкости бурения горных пород и вычисление на их основе энергоемкости взрывного разрушения пород, согласно изобретению проводят взрывы на опытных блоках с типовыми конструкциями зарядов по типовым схемам взрывания с повторным определением прочностных характеристик пород на оставшихся участках блока после взрывания каждой ступени замедления, вычисляют коэффициенты изменения прочностных характеристик пород от воздействия взрыва предыдущих ступеней замедления для каждой типовой схемы взрывания и используют эти коэффициенты при вычислении энергоемкости разрушения пород каждой ступени замедления рабочих блоков для аналогичных условий. Заявляемый способ определения энергоемкости взрывного разрушения пород при его реализации с помощью буровзрывного агрегата позволяет достаточно просто оценить изменения свойств массива каждой следующей ступени замедления от действия ранее взорванных зарядов.

 

Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород.

Известно, что массу зарядов для разрушения горных пород рассчитывают исходя из условия ее соответствия прочности взрываемых пород [1]. Существуют различные способы оценки свойств взрываемых пород - от оценки на образцах с пересчетом на массив до оценки свойств непосредственно в массиве. Установлена линейная зависимость между удельными энергоемкостями бурения (кВт·ч/м) и взрывного дробления (МДж/м³) [2, табл.14].

Наиболее близким по существу решаемой задачи является способ расчета параметров взрывания на основе оценки взрываемости пород по удельной энергоемкости шарошечного бурения. При бурении взрывных скважин проводят замер энергоемкости бурения, полученные величины удельной энергоемкости бурения используют для расчета величины удельного расхода ВВ для взрывания пород данного типа [2].

Недостатком этого способа, принятого за прототип заявляемому способу, является отсутствие учета изменения свойств пород в районное скважин второй и последующих ступеней замедления от действия взрывов предыдущих скважинных зарядов в процессе развития взрыва во времени и пространстве.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение точности определения энергоемкости взрывного разрушения пород за счет учета изменения прочностных свойств пород взрывами предыдущих скважин.

Поставленная задача достигается тем, что в способе определения энергоемкости взрывного разрушения пород, включающем определение прочностных характеристик пород по энергоемкости бурения горных пород и вычисление на их основе энергоемкости взрывного разрушения пород, согласно изобретению проводят взрывы на опытных блоках с типовыми конструкциями зарядов по типовым схемам взрывания с повторным определением прочностных характеристик пород на оставшихся участках блока после взрывания каждой ступени замедления, вычисляют коэффициенты изменения прочностных характеристик пород от воздействия взрыва предыдущих ступеней замедления для каждой типовой схемы взрывания и используют эти коэффициенты при вычислении энергоемкости разрушения пород каждой ступени замедления рабочих блоков для аналогичных условий.

Способ определения энергоемкости взрывного разрушения пород осуществляют, например, с помощью буровзрывного агрегата для укрытия взрываемого уступа, снабженного манипуляторами для бурения, зарядки и забойки горизонтальных взрывных скважин, а также взрывной станцией [3], следующим образом.

Выбирают несколько опытных блоков, сложенных характерными для данного карьера типами горных пород. Обуривают их горизонтальными скважинами по типовым схемам взрывания с замером энергоемкости бурения, при этом скважины второго и далее рядов обуривают через одну. Затем рассчитывают величину зарядов типовой конструкции по энергозатратам на бурение, например, по формуле, предложенной в [2], и выполняют зарядку первого ряда скважин. После этого буровзрывным агрегатом укрывают взрываемый участок блока и производят взрывание первой ступени замедления (первого ряда скважин) под укрытием с помощью взрывной станции буровзрывного агрегата. Затем буровым манипулятором агрегата бурят с замером энергоемкости остальные скважины в следующей ступени замедления (в следующем ряду скважин). Очевидно, что измеренные значения энергоемкости бурения будут отличаться от значений при первоначальном бурении на некоторую величину, поскольку произошло нарушение массива действием взрыва зарядов скважин первого ряда. По полученным величинам энергоемкости бурения дополнительных скважин проводят расчет зарядов скважин следующей ступени замедления (следующего ряда скважин) по той же формуле, что и в первом случае, зарядным манипулятором агрегата выполняют зарядку, а забоечным манипулятором - забойку скважин следующей ступени замедления (следующего ряда скважин) и проводят их взрывание под укрытием. Процесс повторяют до последней ступени замедления (последнего ряда скважин).

Описанная последовательность определения прочностных характеристик проводится по всем характерным типам пород карьера, конструкциям зарядов и схемам взрывания. Затем производят вычисление коэффициентов ослабления массива горных пород под действием взрыва предыдущих зарядов для каждой следующей ступени замедления (каждого ряда скважин) характерных типов пород и вносят параметры в банк данных, накапливая информацию для различных пород, конструкций зарядов ВВ и схем взрывания. Эту информацию в дальнейшем используют при расчете параметров зарядов по ступеням замедления (рядам скважин) по первоначально измеренной энергоемкости бурения взрывных скважин по принципу аналогии, т.е. для каждого ряда взрываемых скважин заряд рассчитывают с поправочным коэффициентом из банка данных.

Таким образом, заявляемый способ определения энергоемкости взрывного разрушения пород при его реализации с помощью буровзрывного агрегата позволяет достаточно просто оценить изменения свойств массива каждой следующей ступени замедления от действия ранее взорванных зарядов и тем самым решить поставленную задачу.

Источники информации

1. Технические правила ведения взрывных работ на дневной поверхности. - М.: Недра, 1972. - 240 с.

2. Тангаев И.А. Энергоемкость процессов добычи и переработки полезных ископаемых. - М.: Недра, 1986. - 231 с (прототип).

3. Шевкун Е.Б., Секисов Г.В., Мирошников В.И., Чередников С.В. Способ разрушения горных пород взрывом и устройство для его осуществления: Патент РФ №2039253, 1995.

Способ определения энергоемкости взрывного разрушения пород, включающий определение прочностных характеристик пород по энергоемкости бурения и скорости звука в массиве горных пород и вычисление на их основе энергоемкости взрывного разрушения пород, отличающийся тем, что проводят взрывы на опытных блоках с типовыми конструкциями зарядов по типовым схемам взрывания с повторным определением прочностных характеристик горных пород на оставшихся участках блока после взрывания каждой ступени замедления, вычисляют коэффициенты изменения прочностных характеристик пород от воздействия взрыва предыдущих ступеней замедления для каждой типовой схемы взрывания и используют эти коэффициенты при вычислении энергоемкости разрушения пород для каждой ступени замедления рабочих блоков для аналогичных условий.