Способ и устройство для препятствования попаданию и обрушению обломков горных пород во взрывную скважину
Настоящее изобретение предлагает устройство и способ для препятствования падению или обрушению обломков окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину. Устройство содержит гибкий лист, имеющий пару расположенных на расстоянии друг от друга и продолжающихся в продольном направлении боковых краев и пару расположенных на расстоянии друг от друга и продолжающихся в боковом направлении торцевых краев. Лист имеет криволинейную форму, ограничивающую продольный проход, продолжающийся между отверстиями на расположенных в продольном направлении противоположных концах, причем один конец криволинейного листа вставляют в открытый конец взрывной скважины, в результате чего криволинейный лист плотно прижимается к внутренней поверхности взрывной скважины и образует барьер, препятствующий падению или обрушению окружающих обломков отбитых горных пород в открытый конец взрывной скважины. Настоящее изобретение также предлагает способ взрывания по уступам и установочное устройство для установки в скважину устройства для препятствования падению или обрушению обломков окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области взрывания, в частности, в горной промышленности и при открытых разработках.
Уровень техники
Полезные ископаемые, такие как железная руда и уголь, можно извлекать с помощью ряда способов, включая сюда наземные открытые способы добычи. Такие способы могут вовлекать использование взрывания с помощью больших количеств взрывчатых веществ для разрыхления значительных количеств руды с целью ее последующей выемки экскаваторами и т.п. Процесс взрывания ведет к раздроблению горных пород, содержащих руду в обломках различных размеров. Желательно, чтобы процесс взрывания позволял получать материал со средним как можно меньше размером обломков с целью сведения к минимуму необходимости дальнейшего раздробления с помощью раздавливания, измельчения, вибрации и других процессов.
Взрывание по уступам, является процессом, который вовлекает бурение скважин в горных породах по глубине, диаметру и на расстоянии друг от друга и заполнение скважин взрывчатым материалом для формирования удлиненного заряда, который разрушает горные породы требуемым образом. Взрывные скважины могут иметь диаметры до 270-311 миллиметров или даже до 350 мм и более и глубиной до 50 метров и более. Эти взрывные скважины заполняют большим количеством взрывных материалов, которые, по меньшей мере, частично, являются взрывчатыми веществами с низкой скоростью детонации на основе нитрата аммония. Взрывчатый материал контактирует с запалом и покрыт или «забит» таким материалом, как заполнитель. Запал приводят в действие электрическим или неэлектрическим путем с целью детонации взрывчатого вещества.
Большую часть горных пород, которые разрушаются после взрывания, убирают с участка добычи экскаваторами для дальнейшей обработки или с целью удаления отходов. Однако на уступе карьера в области углубления скважины после достижения относительной отметки (RL) могут оставаться значительные количества обломков отбитых горных пород или «подготовленного» материала. Может быть целесообразным использование значительно увеличенных глубин скважин для преднамеренного и существенного увеличения глубины подготовленного слоя. Глубина подготовленного слоя вплоть до 4 метров и более может повысить эффективность процесса раздробления посредством максимального увеличения объема мелких обломков в результате последующего взрывания.
Эти обломки или «подготовленный» материал остаются в том месте, где должны быть пробурены взрывные скважины для последующего взрывания. После бурения взрывных скважин обломки отбитых горных пород или подготовленный материал могут обрушаться в отверстия готовых взрывных скважин и частично заполнять или даже блокировать пробуренную скважину перед закладкой взрывчатого материала. В тех местах, где первые четыре и более метров по глубине взрывной скважины могут проходить через подготовленный слой, существует высокий риск обрушения материала во взрывные скважины. Влажные условия среды также могут способствовать смазыванию обломков отбитых горных пород, усилия обрушение обломков отбитых горных пород во взрывные скважины.
Любое описание существующего уровня техники на протяжении всего документа никоим образом не должно рассматриваться как допущение, что любой из упомянутых документов или других материалов был опубликован, известен или образует часть общедоступных сведений.
Раскрытие изобретения
По первому аспекту настоящее изобретение предлагает устройство для препятствования падению или обрушению обломков окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину; устройство содержит: упруго-гибкий лист, имеющий пару расположенных на расстоянии друг от друга и продолжающихся в продольном направлении боковых краев и пару расположенных на расстоянии друг от друга и продолжающихся в боковом направлении торцевых краев, причем лист имеет криволинейную форму, ограничивающую продольный проход, продолжающийся между отверстиями на расположенных в продольном направлении противоположных концах, причем один конец криволинейного листа вставляют в открытый конец взрывной скважины, причем в криволинейной форме боковые края листа являются свободными, и лист имеет свойство принимать плоскую форму, в результате чего наружная поверхность криволинейного листа прижимается к внутренней поверхности взрывной скважины и образует барьер, препятствующий падению или обрушению окружающих обломков отбитых горных пород во взрывную скважину.
Предпочтительно, лист пригоден для прикладывания к нему усилия с целью придания листу цилиндрической или конической формы, причем после вставления через открытый конец взрывной скважины лист принимает, по существу, цилиндрическую форму, соосную с взрывной скважиной. Предпочтительно, лист пригоден для ручного манипулирования с целью придания ему цилиндрической или конической формы.
Согласно изобретению лист образован из упруго-гибкого материала, имеющего свойство принимать, по существу, плоскую форму, в результате чего во время использования во взрывной скважине лист прижимается к внутренней поверхности взрывной скважины. Преимущественно, упругие свойства материала, из которого образован лист, позволяют наружной поверхности листа прижиматься к внутренней поверхности взрывной скважины, тем самым обеспечивая образование барьера, препятствующего падению или обрушению обломков окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину.
В вариантах выполнения продолжающиеся в продольном направлении боковые края сужаются на концах. Когда лист сгибают на себя, вручную или иным образом, и противолежащие в поперечном направлении параллельные края приближаются друг к другу, сужение концов боковых краев способствует получению более равномерной цилиндрической формы листа.
В вариантах выполнения ширина листа между продолжающимися в продольном направлении боковыми краями меньше длины окружности взрывной скважины. Предпочтительно, лист пригоден для принятия, по существу, цилиндрической формы во взрывной скважине, причем боковые края расположены на расстоянии друг от друга. Предпочтительно, лист пригоден для прикладывания усилия, например, посредством ручного манипулирования, для придания ему цилиндрической формы. Как вариант, лист может быть подвергнут механическому манипулированию для придания ему цилиндрической формы. В вариантах выполнения ширина листа между продолжающимися в продольном направлении боковыми краями равна длине окружности взрывной скважины или больше длины окружности взрывной скважины. Следует принять во внимание, что ширина меньше длины окружности взрывной скважины является предпочтительной, поскольку это допускает искажение и неравномерность взрывной скважины, а также требует меньшего числа отверстий в листе для их использования в качестве захватов, тем самым, сводя к минимуму ослабления листа. Однако варианты выполнения листа, в которых ширина листа равна или больше длины окружности взрывной скважины, также удовлетворяют общим задачам изобретения, которые состоят в формировании барьера, препятствующего падению или обрушению обломков окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину.
В вариантах выполнения продолжающиеся в продольном направлении боковые края сужаются на концах. Когда лист сгибают на себя, и противолежащие в поперечном направлении параллельные края приближаются друг к другу, сужение концов боковых краев способствует получению более равномерной цилиндрической формы листа.
Предпочтительно, продолжающиеся в продольном направлении боковые края имеют удлиненные полки для упирания друг в друга, когда лист имеет криволинейную форму.
В вариантах выполнения гибкий лист представляет собой, по существу, плоский лист из гибкого материала. Гибкий лист имеет в нормальном состоянии плоскую форму и пригоден для скатывания с целью придания ему криволинейной формы. Другими словами, в исходном состоянии лист имеет свойство принимать, по существу, плоскую форму.
В вариантах выполнения лист имеет, по меньшей мере, одно отверстие в листе рядом с каждым продолжающимся в продольном направлении боковым краем, пригодное в качестве захвата, с помощью которого пользователь может вручную скатывать лист для придания ему криволинейной формы. В вариантах выполнения лист имеет, по меньшей мере, одно отверстие в листе рядом с одним из торцевых краев, пригодное в качестве захвата, с помощью которого пользователь может вручную вставлять и удалять лист относительно открытого конца взрывной скважины.
В вариантах выполнения лист имеет пару отверстий в листе, которые пригодны для вставления в них удлиненного элемента для создания контакта с поверхностью, окружающей взрывную скважину, с целью препятствования дальнейшему вставлению листа через отверстие во взрывную скважину. Предпочтительно, рядом с каждым продолжающимся в продольном направлении боковым краем расположена пара отверстий, которые выровнены друг с другом по длине листа, для вставления продольного элемента перпендикулярно длине листа.
По другому аспекту настоящее изобретение предлагает способ препятствования падению или обрушению обломков окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину; способ включает в себя: обеспечение наличия упруго-гибкого листа, имеющего пару расположенных на расстоянии друг от друга и продолжающихся в продольном направлении боковых краев и пару расположенных на расстоянии друг от друга и продолжающихся в боковом направлении торцевых краев, формование листа для придания ему криволинейной формы, ограничивающий продольный проход, продолжающийся между отверстиями на расположенных в продольном направлении противоположных концах, вставление одного конца криволинейного листа в открытый конец взрывной скважины, причем в криволинейной форме боковые края листа являются свободными, и лист имеет свойство принимать плоскую форму, в результате чего наружная поверхность криволинейного листа прижимается к внутренней поверхности взрывной скважины и, по существу, соосно с ней образует барьер, препятствующий падению или обрушению окружающих обломков отбитых горных пород во взрывную скважину.
Предпочтительно, способ включает расположение листа во взрывной скважине в слое обломков подготовленных отбитых горных пород для образования барьера, защищающий внутреннюю поверхность взрывной скважины в подготовленном слое от падения и обрушения обломков во взрывную скважину. Предпочтительно способ может включать в себя вставление удлиненного элемента через отверстия в листе, в результате чего удлиненный элемент контактирует с поверхностью, окружающей взрывную скважину, для препятствования дальнейшему вставлению листа через открытый конец взрывной скважины.
В варианте выполнения способ включает: прикладывание усилия к гибкому листу для придания ему конической формы, сужающейся в осевом направлении от отверстия большего диаметра на одном из концов до отверстия меньшего диаметра на другом конце, вставление конца меньшего диаметра через открытый конец взрывной скважины, и освобождение листа для придания ему, по существу, цилиндрической формы во взрывной скважине, тем самым, образуя барьер, препятствующий падению или обрушению обломков окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину.
В варианте выполнения способ включает: прикладывание усилия к гибкому листу для придания ему цилиндрической формы и вставление листа через открытый конец взрывной скважины и освобождение листа, в результате чего лист прижимается к внутренней поверхности взрывной скважины, образуя барьер, препятствующий падению или обрушению обломков окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину.
Предпочтительно, способ включает прикладывание усилия к листу вручную для придания ему конической или цилиндрической формы. Как вариант, способ также может включать в себя механическое прикладывание усилия к листу для придания ему конической или цилиндрической формы.
Варианты выполнения устройства и способ являются преимущественными в том, что они обеспечивают удобную установку барьера в открытый конец взрывной скважины, который препятствует падению или обрушению обломков окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину.
Варианты выполнения устройства и способ являются преимущественными в том, что они способны сохранять открытое отверстие для взрывной скважины с целью удобной закладки обычных взрывчатых материалов и других расходных материалов во взрывную скважину.
По другому аспекту настоящее изобретение предлагает способ взрывания по уступам, включающий в себя: бурение взрывных скважин через слой обломков подготовленных отбитых горных пород и ниже в устойчивой породе; формование, по существу, плоского упруго-гибкого листу для придания ему криволинейной формы, ограничивающей продольный проход и отверстия на расположенных в продольном направлении противоположных концах, вставление одного конца криволинейного листа в открытый конец взрывной скважины, причем в криволинейной форме боковые края листа являются свободными, и упругий лист имеет свойство принимать плоскую форму, в результате чего наружная поверхность криволинейного листа прижимается к внутренней поверхности взрывной скважины в слое обломков подготовленных отбитых горных пород и образует барьер, защищающий внутреннюю поверхность взрывной скважины в подготовленном слое от падения и обрушения обломков во взрывную скважину.
Предпочтительно, способ включает в себя прикладывание усилия к гибкому листу для придания ему конической формы, сужающейся в осевом направлении от отверстия большего диаметра на одном из концов до отверстия меньшего диаметра на другом конце, вставление конца меньшего диаметра через открытый конец взрывной скважины, и освобождение листа для придания ему, по существу, цилиндрической формы во взрывной скважине. В другом варианте выполнения способ включает в себя прикладывание усилия к гибкому листу для придания ему цилиндрической формы и вставление листа через открытый конец взрывной скважины и освобождение листа, в результате чего лист прижимается к внутренней поверхности взрывной скважины.
Предпочтительно, способ включает прикладывание усилия к листу вручную для придания ему конической или цилиндрической формы. Как вариант, способ может включать в себя механическое прикладывание усилия к листу для придания ему конической или цилиндрической формы.
Предпочтительно, лист имеет продольный размер по длине, который составляет 1 метр, 1,5 метра, 2 метра, 2,5 метра, 3 метра, 3,5 метра, 4 метра и более или любой размер между указанными значениями, как определяется геологическими требованиями. Предпочтительно, способ включает в себя вставление криволинейного листа в открытый конец взрывной скважины, в результате чего криволинейный лист плотно прижимается к внутренней поверхности взрывной скважины на глубину приблизительно 1 метр, приблизительно 1,5 метра, приблизительно 2 метр, приблизительно 2,5 метра, приблизительно 3 метра, приблизительно 3,5 метра, приблизительно 4 метра и более или на любую глубину между указанными значениями в слое обломков подготовленных отбитых горных пород, как определяется геологическими требованиями.
По другому аспекту настоящее изобретение предлагает установочное устройство для установки во взрывную скважину устройства, препятствующего падению или обрушению обломков окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину, причем установочное устройство содержит формующее устройство, пригодное для формования плоского гибкого листа с целью придания ему криволинейной формы с целью вставления в открытый конец взрывной скважины, в результате чего криволинейный лист плотно прижимается к внутренней поверхности взрывной скважины, образуя барьер, препятствующий падению или обрушению обломков окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину.
Предпочтительно, формующее устройство содержит профилированную трубу, пригодную для придания листу криволинейной формы, когда лист движется через трубу.
В варианте выполнения профилированная труба имеет широкое отверстие в верхней части и боковые стенки, сужающиеся к узкому нижнему выпуску.
Предпочтительно, в установочном устройстве находится запас из множества листов, уложенных в штабель. Установочное устройство предпочтительно содержит захват листов и механизм подачи, способные захватывать отдельный лист из штабеля и подавать лист через профилированную трубу.
Краткое описание чертежей
Ниже приведено подробное описание настоящего изобретения со ссылкой на предпочтительные варианты выполнения, показанные на приложенных чертежах, на которых:
фиг. 1 - перспективный вид устройства для препятствования падению обломков окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину, причем устройство содержит упруго-гибкий, по существу, прямолинейный лист, имеющий пару противолежащих, по существу, параллельных краев;
фиг. 2 - перспективный вид устройства из фиг. 1, причем к упруго-гибкому листу прикладывают усилие для придания ему конической формы, сужающейся в осевом направлении от конца большего диаметра к концу меньшего диаметра;
фиг. 3 - перспективный вид устройства из фиг. 1, где конец меньшего диаметра вставляют в открытый конец взрывной скважины;
фиг. 4 - перспективный вид устройства из фиг. 1, где после вставления конца меньшего диаметра через открытый конец взрывной скважины лист освобождают, так что он принимает, по существу, цилиндрическую форму, соосную со взрывной скважиной, тем самым образуя барьер, препятствующий падению обломков окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину;
фиг. 4 - перспективный вид устройства из фиг. 1, где противолежащие, по существу, параллельные края листа расположены близко друг к другу, и через горизонтально выровненные отверстия в цилиндрическое устройство вставлен удлиненный элемент, контактирующий с поверхностью, окружающей взрывную скважину, для препятствования дальнейшему вставлению листа через отверстие взрывной скважины;
фиг. 5 - вид сверху устройства из фиг. 1, где удлиненные полки вдоль противолежащих параллельных краев расположены близко друг к другу и пригодны для упирания друг в друга;
фиг. 6 - перспективный вид устройства по другому варианту выполнения изобретения;
фиг. 7 - вид сверху варианта выполнения, содержащего устройство для препятствования падению или обрушению обломков окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину, причем устройство является упруго-гибким, по существу, прямолинейным листом, имеющим пару противолежащих, по существу, параллельных краев, причем края сужаются на одном конце;
фиг. 8 - перспективный вид устройства из фиг. 7, где к листу приложено усилие для придания ему цилиндрической формы; и
фиг. 9 - устройство для установки листа любых вариантов выполнения из фиг. 1-8 во взрывную скважину.
Ниже приведено подробное описание настоящего изобретения со ссылкой на варианты выполнения, показанные на фигурах.
Осуществление изобретения
На фиг. 1-5 показан вариант выполнения изобретения, содержащий устройство 10, которое во время использования пригодно для препятствования попаданию или обрушению обломков 40 окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину 30. На фиг. 1 показан фронтальный разрез открытого конца одиночной взрывной скважины 30, хотя следует принять во внимание, что для взрывания может быть пробурено большое число таких взрывных скважин. Взрывная скважина 30 может быть пробурена диаметром до 270-311 миллиметров или до 350 мм и более и глубиной до 50 метров и более. После бурения взрывную скважину 30 заполняют взрывчатым материалом, пригодным для грунтовых условий, например, смесью нитрата аммония с жидким топливом (ANFO) или эмульсией или их смесью, после чего устанавливают запал для детонации.
Большую часть горных пород, которые раздробляются после взрывания, убирают с участка добычи экскаваторами для дальнейшей обработки или с целью удаления отходов. Однако на уступе карьера в области углубления скважины после достижения относительной отметки (RL) могут оставаться значительные количества обломков отбитых горных пород или обломков «подготовленных» горных пород. Может быть целесообразным использование значительно увеличенных глубин скважин для преднамеренного и существенного увеличения глубины подготовленного слоя. Глубина подготовленного слоя вплоть до 4 метров и более может повысить эффективность процесса раздробления посредством максимального увеличения объема мелких обломков в результате последующего взрывания. Эти обломки подготовленных горных пород остаются в том месте, где должны быть пробурены взрывные скважины для последующего взрывания. Как показано на фиг. 1, взрывная скважина 30 имеет открытый верхний конец 33, который окружен слоем подготовленных горных пород, состоящим из обломков 40 отбитых горных пород. Слой обломков 40 подготовленных горных пород может иметь глубину до 4 и более метров. По существу, вплоть до первых 4 или более метров глубины взрывной скважины 30 ниже верхнего открытого конца 33 может присутствовать слой обломков 40 отбитых горных пород. Некоторое количество обломков 40 отбитых горных пород может обрушаться во взрывную скважину у открытого верхнего конца взрывной скважины 30 или в его направлении.
На фиг. 2 показан вариант выполнения устройства 10 настоящего изобретения. Устройство 10 содержит гибкий лист 20, предпочтительно состоящий из упругого материала, такого как упруго-гибкий полимерный материал, который может быть армирован нейлоном или каким-либо другим гибким армирующим материалом. Материал, из которого образован гибкий лист 20, представляет собой полиэтилен высокой плотности (HDPE), который может иметь или не иметь антистатические свойства. Лист 20 имеет пару противолежащих поверхностей 18, 19 и предпочтительно образован в прямоугольной форме, так что он имеет первую пару расположенных на расстоянии друг от друга и продолжающихся в продольном направлении параллельных боковых краев 21, 23 и вторую пару расположенных на расстоянии друг от друга и продолжающихся в боковом направлении параллельных торцевых краев 22, 24. В варианте выполнения на фиг. 1-5 первая пара параллельных боковых краев 21, 23 имеет удлиненные полки 25, 27, продолжающиеся вдоль, по существу, всей длины этих краев. Следует принять во внимание, что вторая пара параллельных и расположенных на расстоянии друг от друга торцевых краев 22, 24 необязательно должна иметь параллельные края. Лист 20 имеет группу отверстий 12, 13, 14, 15, которые расположены в боком направлении на расстоянии друг от друга и выровнены парами 12, 14 и 13, 15 в продольном направлении. Лист 20 также имеет еще одно отверстие 16, расположенное рядом с одним из торцевых краев, которое служит в качестве ручки.
На фиг. 3 и 4 показан лист 20 во время использования. Как показано на фиг. 3, лист 20 пригоден для придания ему криволинейной формы из исходной плоской формы, например, цилиндрической или конической формы. Листу 20 можно придать цилиндрическую или коническую форму посредством ручной или механической гибки листа 20. Когда лист 20 имеет цилиндрическую форму или, как показано на фиг. 3, коническую форму, лист 20 ограничивает продольный проход, сужающийся в осевом направлении от конца 11 большего диаметра, ограничивающего отверстие большего диаметра, до конца 12 меньшего диаметра, ограничивающего отверстие меньшего диаметра. Конец 11 большего диаметра состоит из одного торцевого края 22 из торцевых краев, наиболее близко расположенного к группе отверстия 12, 13, 14, 15. Конец 12 меньшего диаметра состоит из другого торцевого края 24 из торцевых краев, наиболее удаленного от группы отверстий 12, 13, 14, 15. Конец 12 меньшего диаметра имеет наружный диаметр меньше диаметра открытого конца 33 взрывной скважины 30. Конец 12 меньшего диаметра листа 20, когда он имеет коническую форму, сначала вставляют в открытый конец 33 взрывной скважины 30.
После вставления конца 12 меньшего диаметра листа 20 в открытый конец 33 взрывной скважины 30 выполняют следующее. Лист 20 освобождают, так что упругие свойства материала, из которого образован лист 20, позволяют листу развертываться и, вполне возможно, с помощью некоторых ручных манипуляций, принимать, по существу, цилиндрическую форму, по существу, соосную с взрывной скважиной 30. Как показано на фиг 4 и 5, одна противолежащая поверхность 18 из противоположных поверхностей листа образует цилиндрическую внешнюю и обращенную наружу поверхность, которая обращена к обращенной внутрь, по существу, цилиндрической поверхности 32 взрывной скважины 30.
Несмотря на то, что на фигурах показан лист 20, образованный в конической форме для вставления во взрывную скважину 30, следует принять во внимание, что лист 20 может быть образован, по существу, в цилиндрической форме, ограничивающей продольный проход, продолжающийся между его расположенными в продольном направлении концами 11, 12. Диаметры концов 11, 12 могут быть, по существу, такими же, как перед вставлением одного из концов 11, 12 в открытый конец 33 взрывной скважины 30. Когда лист 20 освобождают, он уже может быть цилиндрическим и соосным, по существу, с цилиндрической поверхностью взрывной скважины 30. Упругие свойства материала, из которого образован лист 20, обуславливают прижатие наружной поверхности 18 к внутренней поверхности 32 взрывной скважины 30.
Как показано на фиг. 4, лист 20 расположен внутри открытого конца 33 взрывной скважины 30 и образует барьер, препятствующий падению или обрушению обломков 40 окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину 30 или рядом с открытым концом 33 взрывной скважины 30. Поскольку слой обломков 40 подготовленных горных пород может иметь глубину вплоть до четырех и более метров, лист 20 способствует препятствованию обрушению верхнего участка внутренней поверхности 32 взрывной скважины 30. Продольный размер листа 20 между противолежащими в продольном направлении противоположными торцевыми концами 22, 24 может составлять 1 метр, 1,5 метра, 2 метра, 2,5 метра, 3 метра, 3,5 метра, 4 метра и более в длину или может соответствовать любому размеру между указанными значениями. Длину листа 20 выбирают на основе геологических требований. Расположенный внутри взрывного отверстия 30 лист 20 обеспечивает опору для внутренней поверхности 32 на значительном участке подготовленного слоя обломков 40 горных пород. Следовательно, лист 20 образует барьер, препятствующий, например, в подготовленном слое, падению или обрушению обломков 40 окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину 30.
Ширина листа 20 между парой параллельных боковых краев 21, 23 немного меньше длины окружности, обращенной внутрь, по существу цилиндрической поверхности 32 взрывной скважины 30. Когда лист 20 принимает, по существу, цилиндрическую форму внутри взрывной скважины 30, боковые края 21, 23 листа оказываются на расстоянии друг от друга и не перекрываются. В варианте выполнения на фиг. 1-5 удлиненные полки 25, 27 расположены на небольшом расстоянии друг от друга и пригодны для упирания друг в друга и препятствования скольжению краев 21, 23 друг по другу. Удлиненные полки 25, 27 препятствуют уменьшению длины окружности листа 20 в ее цилиндрической форме внутри взрывной скважины 30 ниже установленного порогового значения. Другими словами, удлиненные полки 25, 27 вдоль краев листа 20 пригодны для упирания друг в друга с целью удерживания наружной цилиндрической поверхности 18 листа 20 возле обращенной внутрь, по существу, цилиндрической поверхности 32 взрывной скважины 30 и обломков 40 отбитых горных пород возле открытого конца 33 взрывной скважины 30 или рядом с этим концом.
Каждое из отверстий 12, 13, 14, 15 продолжается через лист 20 от наружной поверхности 18 до внутренней поверхности 19. Через пару горизонтально выровненных отверстий 12, 14 или 13, 15 может быть горизонтально вставлена удлиненная штанга. 50. Каждая пара горизонтально выровненных отверстий 12, 14, 13, 15 расположена в соответствующем положении по длине листа 20, так что пользователь может выбирать высоту листа 20 во взрывной скважине 30. Противоположные концы штанги 50 контактируют с поверхностью 55, окружающей открытый конец 33 взрывной скважины 30. Штанга 50 находится в зацеплении с парой горизонтально выровненных отверстий 12, 14 или 13, 15 и в контакте с окружающей поверхностью 55 для препятствования прохождению листа 20 дальше в открытый конец 33 взрывной скважины 30. Как показано на фиг. 4, из открытого конца 33 взрывной скважины 30 выступает небольшой участок листа. Удлиненная штанга 50 служит для крепления листа 20 возле открытого конца 33 взрывной скважины 30 или в направлении этого конца.
На фиг. 6 показан другой вариант выполнения устройства 100, который сходен с вариантом выполнения на фиг. 1-5 и действует таким же образом. Элементы устройства на фиг. 6, которые являются сходными по конструкции или функционированию или являются такими же, как и элементы варианта выполнения на фиг. 1-5, обозначены сходными номерами позиций. Устройство 100 содержит гибкий лист 20, предпочтительно состоящий из упругого материала, такого как упруго-гибкий полимерный материал, который также может быть армирован. Лист 20 имеет пару противолежащих поверхностей 18, 19 и предпочтительно образован в прямоугольной форме, так что он имеет первую пару противолежащих в поперечном направлении, расположенных на расстоянии друг от друга и продолжающихся в продольном направлении параллельных боковых краев 21, 23 и вторую пару противолежащих в продольном направлении, расположенных на расстоянии друг от друга и продолжающихся в поперечном направлении параллельных торцевых краев 22, 24. В отличие от варианта выполнения на фиг. 1-5 вариант выполнения на фиг. 6 не имеет удлиненных полок вдоль первой пары параллельных боковых краев 21, 23. Следует принять во внимание, что пары краев 21, 23, 22, 24 необязательно должны быть параллельными. Лист 20 имеет группу отверстий 12, 13, 14, 15, которые расположены в боковом направлении на расстоянии друг от друга и выровнены парами 12, 14 и 13, 15 в продольном направлении. Лист 20 имеет несколько отверстий 16, которые служат в качестве ручек или захватов, позволяющих пользователю манипулировать листом для придания ему конической или цилиндрической формы, как показано на фиг. 3, 4 и 5, из плоской формы, как показано на фиг. 6. Отверстия 16, действующие в качестве ручки, позволяют пользователю манипулировать листом с внутренней и наружной сторон относительно открытого конца 33 взрывной скважины 30.
Несмотря на то, что в варианте выполнения устройства 100 на фиг. 6 ширина листа 20 между продолжающимися в продольном направлении боковыми краями 21, 23 меньше длины окружности взрывной скважины 30, следует принять во внимание, что в других вариантах выполнения ширина может быть равна или больше длины окружности взрывной скважины 30.
На фиг. 7 и 8 показан другой вариант выполнения устройства 200, который сходен с вариантами выполнения на фиг. 1-6 и действует таким же образом. Элементы устройства на фиг. 7 и 8, которые являются сходными или такими же, как и элементы варианта выполнения на фиг. 1-6, обозначены сходными номерами позиций. Устройство 200 содержит гибкий лист 20, состоящий из упругого материала, такого как армированный упруго-гибкий полимерный материал. Лист 20 имеет пару противолежащих поверхностей 18, 19 и предпочтительно образован в прямоугольной форме, так что он имеет первую пару противолежащих в поперечном направлении и расположенных на расстоянии друг от друга параллельных боковых краев 21, 23 и вторую пару противолежащих в продольном направлении и расположенных на расстоянии друг от друга торцевых краев 22, 24. В отличие от варианта выполнения на фиг. 6 в варианте выполнения на фиг. 7 и 8 противолежащие в поперечном направлении параллельные боковые края 21, 23 сужаются на концах 21а, 23а. Сужение концов 21а, 23а противолежащих в поперечном направлении параллельных боковых краев 21, 23 уменьшает направленный наружу раструб углов листа 20, когда листу 20 вручную или иным образом придают криволинейную форму, например, цилиндрическую форму, как показано на фиг. 8. Соответственно, когда лист 20 сгибают на себя, и противолежащие в поперечном направлении параллельные боковые края 21, 23 приближаются друг к другу, сужение концов 21а, 23а противолежащих в поперечном направлении параллельных боковых краев 21, 23 способствует получению более равномерной цилиндрической формы листа 20. Дальний конец листа 20, имеющий сужающиеся концы 21а, 23а, пригоден для начального вставления во взрывную скважину 30. Сведение к минимуму направленного наружу раструба углов листа 20 на его дальнем конце, где пересекаются противолежащие в поперечном направлении параллельные боковые края 21, 23 и противолежащие в продольном направлении параллельные края 22, 24, облегчают вставление листа 20 во взрывную скважину 30.
По другому аспекту изобретение предлагает способ препятствования падению или обрушению обломков 40 окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину 30. Способ включает в себя этап гибки посредством прикладывания усилия вручную или иным образом к упруго-гибкому листу 20, например, листу 20 на фиг. 2 или фиг. 6, для придания ему, по существу, цилиндрической формы или конической формы, сужающейся в осевом направлении от конца большего диаметра к концу меньшего диаметра, как показано на фиг. 3. Способ включает в себя вставление одного конца листа 20, который может быть концом меньшего диаметра, через открытый конец взрывной скважины 30, как показано на фиг. 3. Далее лист освобождают или манипулируют этим листом для придания ему, по существу, цилиндрической формы, соосной с взрывной скважиной 30, как показано на фиг. 4. Таким образом, лист 20 образует барьер, препятствующий падению или обрушению обломков окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину 30 у свободного конца взрывной скважины 30 или рядом с ним.
По другому аспекту изобретение предлагает способ взрывания по уступам. Способ включает в себя бурение взрывных скважин через слой обломков 40 подготовленных отбитых горных пород и в расположенных ниже устойчивых горных породах. Подготовленный слой 40 может иметь глубину вплоть до 4 метров и более. Способ включает в себя формование, по существу, плоского гибкого листа 20, например, листа 20 на фиг. 2 или фиг. 6, для придания ему криволинейной формы, ограничивающей продольный проход, продолжающийся между отверстиями на расположенных в продольном направлении противоположных концах. Способ также включает в себя вставление одного конца криволинейного листа 20 в открытый конец взрывной скважины 30, в результате чего криволинейный лист 20 плотно прижимается к внутренней поверхности 32 взрывной скважины 30 в слое обломков 40 подготовленных отбитых горных пород и образует барьер, защищающий внутреннюю поверхность 32 взрывной скважины 30 в подготовленном слое обломков 40 отбитых горных пород от их падения и обрушения во взрывную скважину 30.
Способы могут включать в себя прикладывание усилия к гибкому листу 20 для придания ему конической формы, сужающейся в осевом направлении от отверстия большего диаметра на одном из концов к отверстию меньшего диаметра на другом конце, вставление конца меньшего диаметра через открытый конец взрывной скважины 30 и освобождение листа 20 для придания ему, по существу, цилиндрической формы внутри взрывной скважины 30. Как вариант, способ может включать в себя прикладывание усилия к гибкому листу 20 для придания ему, по существу, конической формы и вставление одного конца через открытый конец взрывной скважины 30 на требуемую глубину. После этого через отверстия 12, 13, 14, 15 в листе 20 может быть вставлена удлиненная штанга 50. Удлиненная штанга 50 контактирует с поверхностью, окружающей взрывную скважину 30, как показано на фиг. 4, для удерживания листа 20 у отверстия во взрывной скважине.
Предпочтительно, лист 20 имеет продольный размер по длине, который составляет 1 метр, 1,5 метра, 2 метра, 2,5 метра, 3 метра, 3,5 метра, 4 метра и более или любой размер между указанными значениями. Длину листа 20 выбирают на основе геологических требований. Предпочтительно, способы включают в себя вставление криволинейного листа 20 в открытый конец взрывной скважины, в результате чего криволинейный лист 20 плотно прижимается к внутренней поверхности 32 взрывной скважины 30 на глубину приблизительно 1 метр, приблизительно 1,5 метра, приблизительно 2 метр, приблизительно 2,5 метра, приблизительно 3 метра, приблизительно 3,5 метра, приблизительно 4 метра и более или на любую глубину между указанными значениями в слое обломков 40 подготовленных отбитых горных пород.
Лист 20 может оставаться на месте внутри взрывной скважины 30 во время следующего этапа закладки взрывчатых материалов и других расходных материалов во взрывную скважину 30. В вариантах выполнения способов лист 20 может оставаться в цилиндрической форме или может подвергаться манипуляциям для придания ему конической формы, например, посредством гибки листа 20 для придания ему конической формы, как показано на фиг. 3, так что лист 20 может действовать как воронка, через которую взрывчатые материалы и другие расходные материалы могут загружаться во взрывную скважину 30.
В вариантах выполнения способов пользователь выбирает требуемую высоту для листа 20, который расположен во взрывной скважине 30, посредством установки удлиненной штанги 50 через требуемую пару отверстий 12, 14, 13, 15. После вставления листа 20 во взрывную скважину 30 удлиненная штанга 50 опирается на поверхность 55, окружающую взрывную скважинку 30. Отверстия 12, 14, 13, 15 расположены таким образом, что после вставления через них удлиненной штанги 50 указанная удлиненная штанга 50 смещается от центральной оси продольного прохода, продолжающегося через криволинейный лист 20, для способствования вставлению во взрывную скважину 30 крепежного материала, загрузке взрывчатых материалов, установке запала и подаче любых других расходных материалов во взрывную скважину 30. Затем лист 20 может быть частично извлечен, и ему может быть придана форма воронки для закладки во взрывную скважину 30 забойного материала. Лист 20 может быть удален из взрывной скважины 30 для придания ему плоской формы с целью хранения.
На фиг. 9 показано установочное устройство 300 для установки листа 20 во взрывную скважину 30. Устройство 300 содержит формующее устройство 310, пригодное для формования плоского гибкого листа 20 с целью придания ему криволинейной формы для вставления в открытый конец взрывной скважины 30, в результате чего криволинейный лист плотно прижимается к внутренней поверхности взрывной скважины 30 и образует барьер, препятствующий падению или обрушению окружающих обломков отбитых горных пород во взрывную скважину 30.
В установочное устройство 300 помещено множество листов 20 из фиг. 6 в виде штабеля 315. Устройство 300 содержит захват 320 листов и механизм 325 подачи, которые служат для захватывания отдельного листа 20 из штабеля 315 и подачи листа 20 в вертикальное формующее устройство 330. В варианте выполнения, показанном на фиг. 9, захват 320 и механизм 325 подачи содержат конструкцию из приводных ремней, предназначенных для захватывания каждый раз одного из листов 20 из штабеля 315. Однако в другом варианте выполнения может использоваться любая механическая конструкция, пригодная для захватывания одного листа 20 из штабеля 315 и подачи листа 20 в вертикальное формующее устройство 330. Формующее устройство 330 пригодно для формования листа 20 с целью придания ему криволинейной формы, ограничивающей продольный проход, продолжающийся между отверстиями на расположенных в продольном направлении противоположных концах. Формующее устройство 330 содержит вертикально ориентированную профилированную трубу 332 с широким отверстием в верхней части 334 и боковые стенки, сужающиеся к узкому нижнему выпуску 336. Однако в другом варианте выполнения может использоваться любая механическая конструкция, пригодная для формования листа с целью придания ему криволинейной формы, ограничивающей продольный проход, продолжающийся между отверстиями на расположенных в продольном направлении противоположных концах.
Выпуск 336 формующего устройства 330 пригоден для ручного или автоматического расположения над открытым концом взрывной скважины 30 или до некоторой степени в открытом конце взрывной скважины. Захват 320 листов и механизм 325 подачи пригодны для перемещения отдельного захваченного листа 20 через трубу 332 и через выпуск с целью подачи криволинейного листа 20 в открытый конец взрывной скважины 30. Формующее устройство пригодно для продолжения подачи листа 20 на требуемую глубину во взрывной скважине 30 и освобождает лист 20, когда он достигает заданной глубины. Таким образом, освобожденный лист, имеющий, по существу, цилиндрическую форму, соосную со взрывной скважиной 30, как показано на фиг. 4, образует барьер, препятствующий падению или обрушению окружающих обломков отбитых горных пород во взрывную скважину 30.
Установочное устройство 300 может быть смонтировано на транспортном средстве (не показано) или прицепе (не показан), соединенном с транспортным средством, или любом другом передвижном средстве, пригодном для маневрирования в том месте, где имеется множество предварительно пробуренных взрывных скважин 30. Транспортное средство или другое передвижное средство может быть грузовиком, которым вручную управляет водитель, или в варианте выполнения может быть выполнено с возможностью автономного или полуавтономного управления. Транспортное средство или другое передвижное средство может содержать управляющий модуль, который содержит GPS-устройство для определения местоположения и пригоден для управления средствами привода и средствами управления транспортного средства. Управляющий модуль пригоден для получения или программирования координатами местоположения одной или нескольких из множества взрывных скважин и автономного маневрирования установочного устройства 300 на место рядом с первой из взрывных скважин.
Управляющий модуль, помещенный рядом с первой взрывной скважиной 30, может автономно управлять установочным устройством для установки одного из листов 20 во взрывную скважину. Управляющий модуль может обеспечивать расположение выпуска установочного устройства 300 над взрывной скважиной, используя координаты взрывной скважины или используя изображение с камеры, смонтированной на устройстве 300 или транспортном средстве 350 или на их комбинации. Управляющий модуль автономно или полуавтономно приводить в действие захват 320 листов и механизм 325 подачи для перемещения листа 20 через формующее устройство 330 и через выпуск 336 с целью подачи криволинейного листа 20 в открытый конец 20 взрывной скважины 30.
Управляющий модуль может обеспечивать автономное маневрирование установочного устройства 300, транспортного средства, прицепа или другого передвижного средства на место рядом со следующей взрывной скважиной для последующей автономной или полу автономной установки листа 20. Управляющий модуль может обеспечивать систему для автономной или полуавтономной установки листов в большое количество взрывных скважин.
Несмотря на то, что изобретение было описано со ссылкой на конкретные примеры, специалистам в этой области следует принять во внимание, что изобретение может быть внедрено во многих других формах с сохранением общих принципов и сущности описания, представленного в настоящем документе.
1. Устройство для препятствования падению или обрушению обломков окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину, содержащее:
упругогибкий лист, имеющий пару расположенных на расстоянии друг от друга и продолжающихся в продольном направлении боковых краев и пару расположенных на расстоянии друг от друга и продолжающихся в боковом направлении торцевых краев, причем лист имеет криволинейную форму, ограничивающую продольный проход, продолжающийся между отверстиями на расположенных в продольном направлении противоположных концах, причем один конец криволинейного листа предназначен для вставления в открытый конец взрывной скважины, при этом в криволинейной форме боковые края листа являются свободными и лист имеет свойство принимать плоскую форму, в результате чего наружная поверхность криволинейного листа прижимается к внутренней поверхности взрывной скважины и образует барьер, препятствующий падению или обрушению окружающих обломков отбитых горных пород во взрывную скважину.
2. Устройство по п. 1, в котором лист пригоден для прикладывания к нему усилия с целью придания листу цилиндрической или конической формы, причем после вставления через открытый конец взрывной скважины лист принимает по существу цилиндрическую форму, соосную с взрывной скважиной.
3. Устройство по п. 1 или 2, в котором ширина листа между продолжающимися в продольном направлении боковыми краями меньше длины окружности взрывной скважины, равна длине окружности взрывной скважины или больше длины окружности взрывной скважины.
4. Устройство по любому из пп. 1–3, в котором продолжающиеся в продольном направлении боковые края сужаются на концах, что способствует получению более равномерной цилиндрической формы листа.
5. Устройство по любому из пп. 1–4, в котором лист в нормальном состоянии является плоским листом из гибкого материала.
6. Устройство по любому из пп. 1–5, в котором лист имеет отверстия, которые пригодны для вставления в них удлиненного элемента для создания контакта с поверхностью, окружающей взрывную скважину, с целью препятствования дальнейшему вставлению листа через отверстие во взрывную скважину.
7. Устройство по любому из пп. 1–6, в котором лист имеет, по меньшей мере, одно отверстие в листе рядом с каждым продолжающимся в продольном направлении боковым краем, пригодное в качестве захвата, с помощью которого пользователь вручную скатывает лист для придания ему криволинейной формы.
8. Устройство по любому из пп. 1–7, в котором лист имеет, по меньшей мере, одно отверстие в листе рядом с одним из торцевых краев, пригодное в качестве захвата, с помощью которого пользователь вручную вставляет и удаляет лист относительно открытого конца взрывной скважины.
9. Способ препятствования падению обломков окружающих горных пород во взрывную скважину, включающий:
обеспечение наличия упругогибкого листа, имеющего пару расположенных на расстоянии друг от друга и продолжающихся в продольном направлении боковых краев и пару расположенных на расстоянии друг от друга и продолжающихся в боковом направлении торцевых краев, формование листа для придания ему криволинейной формы, ограничивающий продольный проход, продолжающийся между отверстиями на расположенных в продольном направлении противоположных концах,
вставление одного конца криволинейного листа в открытый конец взрывной скважины, причем в криволинейной форме боковые края листа являются свободными и лист имеет свойство принимать плоскую форму, в результате чего наружная поверхность криволинейного листа прижимается к внутренней поверхности взрывной скважины и по существу соосно с ней образует барьер, препятствующий падению или обрушению окружающих обломков отбитых горных пород во взрывную скважину.
10. Способ по п. 9, включающий:
прикладывание усилия к гибкому листу для придания ему цилиндрической формы,
вставление одного конца через открытый конец взрывной скважины и
освобождение листа для придания ему по существу цилиндрической формы, соосной со взрывной скважиной, для образования барьера, препятствующего падению обломков окружающих отбитых горных пород в открытый конец взрывной скважины.
11. Способ по п. 9 или 10, включающий в себя вставление удлиненного элемента через отверстия в листе, в результате чего удлиненный элемент контактирует с поверхностью, окружающей взрывную скважину, для препятствования дальнейшему вставлению листа через открытый конец взрывной скважины.
12. Способ взрывания по уступам, включающий в себя:
бурение взрывных скважин через слой обломков подготовленных отбитых горных пород и ниже в устойчивой породе,
прикладывание усилия к по существу плоскому упругогибкому листу для придания ему криволинейной формы, ограничивающей продольный проход между отверстиями на расположенных в продольном направлении противоположных концах; вставление одного конца криволинейного листа в открытый конец взрывной скважины, причем в криволинейной форме боковые края листа являются свободными и упругий лист имеет свойство принимать плоскую форму, в результате чего наружная поверхность криволинейного листа прижимается к внутренней поверхности взрывной скважины в слое обломков подготовленных отбитых горных пород и образует барьер, защищающий внутреннюю поверхность взрывной скважины в подготовленном слое от падения и обрушения обломков во взрывную скважину.
13. Способ по п. 12, включающий прикладывание усилия к гибкому листу вручную для придания ему конической или цилиндрической формы, вставление листа через открытый конец взрывной скважины и освобождение листа для придания ему по существу цилиндрической формы во взрывной скважине.
14. Способ по п. 12 или 13, в котором лист имеет продольный размер по длине, который составляет 1 метр, 1,5 метра, 2 метра, 2,5 метра или любой размер по длине между указанными значениями.
15. Способ по любому из пп. 12-14, в котором криволинейный лист вставляют в открытый конец взрывной скважины, в результате чего криволинейный лист плотно прижимается к внутренней поверхности взрывной скважины на глубину приблизительно 1 метр, приблизительно 1,5 метра, приблизительно 2 метра, приблизительно 2,5 метра или на любую глубину между указанными значениями в слое обломков подготовленных отбитых горных пород.
16. Установочное устройство для установки во взрывную скважину устройства, препятствующего падению или обрушению обломков окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину, причем установочное устройство содержит формующее устройство, пригодное для формования плоского гибкого листа с целью придания ему криволинейной формы с целью вставления в открытый конец взрывной скважины, в результате чего криволинейный лист плотно прижимается к внутренней поверхности взрывной скважины, образуя барьер, препятствующий падению или обрушению обломков окружающих отбитых горных пород во взрывную скважину.
17. Устройство по п. 16, в котором формующее устройство содержит профилированную трубу, пригодную для придания листу криволинейной формы, когда лист движется через трубу.
18. Устройство по п. 17, в котором профилированная труба имеет широкое отверстие в верхней части и боковые стенки, сужающиеся к узкому нижнему выпуску.
19. Устройство по любому из пп. 16–18, в котором в установочном устройстве находится запас из множества листов, уложенных в штабель.
20. Устройство по п. 19, содержащее захват листов и механизм подачи, выполненные с возможностью захватывать отдельный лист из штабеля и подавать лист через профилированную трубу.
