Способ ведения буровзрывных работ на карьере
Владельцы патента RU 2669422:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кыргызско-Российский Славянский университет (КРСУ) (KG)
Изобретение относится к горному делу и может применяться на открытых разработках месторождений при проведении буровзрывных работ (БВР), в частности на карьерах. Способ ведения буровзрывных работ на карьере включает бурение взрывных скважин, заряжание их зарядами ВВ, взрывание зарядов ВВ. С рабочей площадки уступа бурят вспомогательные вертикальные скважины до уровня подошвы уступа. Взрывные скважины бурят из стенок вспомогательных вертикальных скважин по их высоте сверху донизу, выполняя их с наклоном к горизонту и не доводя забой скважин до поверхности склона уступа. Вспомогательные вертикальные скважины заполняют инертным материалом. Изобретение позволяет повысить эффективность БВР и расширить технологические возможности. 2 ил.
Изобретение относится к горному делу и может применяться на открытых разработках месторождений при проведении буровзрывных работ (БВР), в частности на карьерах.
Известен способ взрывной отбойки руд и пород при разработке месторождений твердых полезных ископаемых, включающий бурение взрывных скважин, расположение в нижней части скважин донного заряда на уровне горизонтальной плоскости, совпадающей с плоскостью рабочей площадки нижележащего уступа, заполнение скважин зарядами, взрывание зарядов (патент RU 2449240; F42D 1/08, F42D 3/04; 27.04.2012).
Недостаток известного способа заключается в повышенных материальных затратах на проведение БВР, обусловленных необходимостью изготовления донных зарядов, имеющих оригинальное конструктивное исполнение и, соответственно, повышенную стоимость. Расположение, согласно технологии способа, донных зарядов в горизонтальной плоскости, совпадающей с плоскостью рабочей площадки нижележащего уступа горной разработки, требует точного размещения зарядов, что также является недостатком способа, т.к. нарушение этого требования технологии приведет к снижению эффективности проведения БВР. Кроме этого, недостаток способа в пониженной эффективности БВР из-за нерациональной потери энергии взрыва зарядов за счет вертикального выброса взрывных газов из скважин в открытое пространство при выбивании забойки из устья скважин ударной волной.
Известен способ взрывной отбойки руд и пород, включающий бурение пилотных взрывных скважин, проведение гидроразрыва горного массива по линии подошвы обрабатываемого уступа, бурение основных взрывных скважин, заряжание скважин зарядами взрывчатых веществ (ВВ), взрывание зарядов ВВ (патент RU 2602567; F42D 3/04, Е21С 41/26; 20.11.2016).
Недостатком известного способа являются повышенные материальные затраты, необходимые на выполнение технологии способа, слагаемые из затрат на проведение гидроразрыва горного массива и стоимости оборудования для проведения гидроразрыва. Выполнение трещины гидроразрыва по линии подошвы обрабатываемого уступа предполагает ее точное прохождение, что также является недостатком способа, т.к. нарушение этого требования технологии обуславливает снижение эффективности проведения БВР. В данном случае, точное прохождение трещины гидроразрыва трудновыполнимо или невозможно в силу неоднородности руд и пород горного массива, имеющих различные физико-механические свойства. Также, недостаток способа заключается в пониженной эффективности БВР, связанной с нерациональной потерей энергии взрыва зарядов ВВ при вертикальном выбросе взрывных газов из скважин в открытое пространство.
За прототип выбран способ разработки месторождений твердых полезных ископаемых, включающий бурение горизонтальных или слабонаклонных к горизонту скважин, заряжание скважин зарядами ВВ, установку на добычной блок мобильного щита, закрывающего блок со стороны рабочей площадки уступа и со стороны откоса уступа, взрывание скважин под щитом (патент RU 2181834; Е21С 41/00; 27.04.2002).
Недостатком известного способа являются повышенные материальные затраты, обусловленные применением специального технологического оборудования - мобильного щита. Затраты включают стоимость щита, расходы на его установку на добычной блок и уборку с блока, расходы на техническое обслуживание и ремонт. Недостатком способа является технологическое ограничение его применения - возможно полностью обурить откос уступа только при небольшой его высоте, т.к. высота бурения откоса ограничена технологическими возможностями бурового оборудования и верхняя часть откоса, по крайней мере, вне доступа для бурового оборудования при большой высоте уступа. Так же, как и у аналогов, недостаток способа заключается в пониженной эффективности БВР, обусловленной нерациональной потерей энергии взрыва зарядов ВВ.
Задача изобретения - повышение эффективности БВР и расширение технологических возможностей способа при снижении материальных затрат на БВР.
Поставленная задача решается тем, что в способе ведения буровзрывных работ на карьере, включающем бурение взрывных скважин, заряжание их зарядами ВВ, взрывание зарядов ВВ, с рабочей площадки уступа бурят вспомогательные вертикальные скважины до уровня подошвы уступа, взрывные скважины бурят через стенки вспомогательных вертикальных скважин по их высоте сверху донизу, выполняя взрывные скважины с наклоном к горизонту и не доводя забой скважин до поверхности склона уступа, вспомогательные вертикальные скважины заполняют инертным материалом.
Выполнение вспомогательных вертикальных скважин до уровня подошвы уступа позволяет бурить взрывные скважины по всей высоте уступа, чем расширяются технологические возможности способа, т.к. исключаются зоны в середине и вверху откоса уступа при большой его высоте, недоступные для бурения при расположении бурового оборудования на рабочей площадке ниже расположенного уступа. В этом случае, нет зон, недоступных для бурения взрывных скважин по высоте уступа.
Бурение взрывных скважин через стенки вспомогательных вертикальных скважин по высоте последних сверху донизу, выполняя взрывные скважины с наклоном к горизонту и не доводя забой скважин до поверхности склона уступа, и заполнение вспомогательных вертикальных скважин инертным материалом позволяет повысить эффективность БВР за счет исключения нерациональной потери энергии взрыва зарядов ВВ, что обусловлено расположением взрывных скважин в массиве добычного блока без выхода на открытую поверхность, за счет чего ударная волна взрыва не вырывается в открытое пространство, а гасится в массиве добычного блока. В данном случае, вся энергия взрыва зарядов ВВ тратится на рыхление массива добычного блока, при этом сохраняется его исходная геолого-морфологическая структура.
Исключение потери энергии взрыва зарядов ВВ позволяет уменьшить расход ВВ, чем снижаются материальные затраты на БВР. Кроме этого, расположением взрывных скважин в массиве добычного блока без выхода на открытую поверхность исключается необходимость применения мобильного щита, что также обуславливает снижение материальных затрат на БВР.
Сущность способа ведения буровзрывных работ на карьере поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вертикальный поперечный разрез уступа, на фиг. 2 - вид уступа со стороны рабочей площадки.
На чертежах показаны добычной блок 1 - уступ карьера - горного массива 2, рабочая площадка 3, откос 4 и отметка 5 подошвы уступа карьера, вспомогательные вертикальные скважины 6 (далее скважины 6), взрывные скважины 7. Взрывные скважины 7 заполнены зарядами 8 ВВ, скважины 6 заполнены инертным материалом 9. Позицией 10 обозначен забой взрывных скважин 7.
Способ ведения буровзрывных работ на карьере реализуют следующим образом. В добычном блоке 1 пробуривают скважины 6 с рабочей площадки 3 до уровня подошвы (отметка 5) уступа. Количество и расположение скважин 6 определяют с учетом объема добычного блока 1 и физико-механических свойств горного массива 2. Через стенки скважин 6 бурят взрывные скважины 7, выполняя их слабонаклонными к горизонтальной плоскости, при этом взрывные скважины 7 не добуривают до поверхности откоса 4 уступа, оставляя между поверхностью откоса 4 и забоем 10 взрывных скважин 7 цельный слой горного массива. Расстояние по вертикали между взрывными скважинами 7 и их длину определяют, исходя из геометрических размеров уступа и физико-механических свойств горного массива 2. Выполняют взрывные скважины 7 посредством породоразрушающего инструмента, соединенного с забойным двигателем, установленным на ставе гибких труб, как при колтюбинговом бурении скважин на нефтегазовых разработках. Заполняют зарядами 8 ВВ взрывные скважины 7, инертным материалом 9 заполняют скважины 6 и взрывают заряды 8 ВВ поочередно, начиная с верхней взрывной скважины 7. Мощность зарядов 8 ВВ рассчитывают на выполнение рыхления массы добычного блока 1 с сохранением его геолого-морфологической структуры.
Таким образом, применение предложенного способа ведения буровзрывных работ на карьере позволит повысить эффективность БВР, расширить технологические возможности в выполнении обуривания добычного блока и снизить материальные затраты на проведение БВР.
Способ ведения буровзрывных работ на карьере, включающий бурение взрывных скважин, заряжание их зарядами ВВ, взрывание зарядов ВВ, отличающийся тем, что с рабочей площадки уступа бурят вспомогательные вертикальные скважины до уровня подошвы уступа, взрывные скважины бурят через стенки вспомогательных вертикальных скважин по их высоте сверху донизу, выполняя взрывные скважины с наклоном к горизонту и не доводя забой скважин до поверхности склона уступа, вспомогательные вертикальные скважины заполняют инертным материалом.
