Спосіб відбійки породного масиву при проходці підняткових виробок поміж суміжними вище- та нижчележачими шахтними горизонтами

Реферат: Спосіб відбійки породного масиву при проходці підняткових виробок поміж суміжними вище- та нижчележачими шахтними горизонтами належить до гірничої справи та може бути використаний при спорудженні підняткових підземних гірничих виробок. UA 72308 U (54) СПОСІБ ВІДБІЙКИ ПОРОДНОГО МАСИВУ ПРИ ПРОХОДЦІ ПІДНЯТКОВИХ ВИРОБОК ПОМІЖ СУМІЖНИМИ ВИЩЕ- ТА НИЖЧЕЛЕЖАЧИМИ ШАХТНИМИ ГОРИЗОНТАМИ UA 72308 U UA 72308 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої справи та може бути використана при спорудженні підняткових підземних гірничих виробок. Найбільш близькими технічним рішенням, вибраним як прототип, є спосіб відбійки породного масиву при проходці підняткових виробок поміж суміжними вище- та нижчележачими шахтними горизонтами, що включає буріння в межах поперечного перерізу проектного контуру підняткової виробки, що проводиться на всю її висоту набору із п'яти свердловин, одна з яких центральна, розміщена в центрі квадрата, яким є поперечний переріз проектного контуру підняткової виробки, що проводиться, а чотири - оконтурюючі, кожна з яких розміщена в вершині кута квадрата й утворюють основний комплект оконтурюючих свердловин із формуванням в усіх свердловинах набору заряду вибухової речовини (ВР) і їх підривання в один прийом послідовно з уповільненням. При цьому формування заряду ВР у всіх свердловинах набору здійснюють багаторазово, послідовно секціями висотою не більше 2,02,5 м, починаючи з нижньої частини свердловин, а підриванням сформованих зарядів виконують також секціями багаторазово та послідовно з уповільненням до утворення підняткової виробки на повну її висоту. [Технология проходки восстающих глубокими скважинами. - В кн.: Дубынин Н. Г., Трегубов Б. Г. Подготовка блоков к очистным работам. - М.: Недра, 1968. - С. 81-90 (§5)]. Недоліками відомого способу є недостатня ефективність відбійки породного масиву у межах поперечного перерізу проектного контуру підняткової виробки, що проводиться по усій її висоті, так як відбійка породного масиву відбувається шляхом багаторазового послідовного секційного формування заряду ВР усіх свердловинах набору та підривання з уповільненням таким же чином до утворення підняткової виробки, що проводиться на повну її висоту. Крім того, велика питома витрата ВР, висока енергоємність відбійки породного масиву, значна вартість проходки, шкідливі та небезпечні умови праці гірників і підвищене екологічне навантаження на навколишнє середовище у зв'язку з тим, що відбійка породного масиву відбувається секціями висотою не більше 2,0-2,5 м багатократно та послідовно, починаючи з нижньої частини свердловини до утворення підняткової виробки, що проводиться на повну її висоту. Причинами, що перешкоджають одержанню технічного результату прототипом корисної моделі, що заявляється, є: - відбійка породного масиву шляхом багаторазового послідовного секційного формування заряду ВР у центральній свердловині та в оконтурюючих свердловинах основного комплекту оконтурюючих свердловин і їх підривання з уповільненням таким же чином до утворення підняткової виробки, що проводиться на її повну висоту, приводить до недостатньо ефективної відбійки породного масиву у межах поперечного перерізу проектного контуру підняткової виробки, що проводиться по усій її висоті; - відбійка масиву енергією вибуху секціями висотою не більше 2,0-2,5 м багаторазово та послідовно, починаючи з нижньої частини свердловини до утворення підняткової виробки, що проводиться, на її повну висоту, приводить до великої питомої витрати ВР, високої енергоємності відбійки породного масиву, значної вартості проходки, шкідливих і небезпечних умов праці гірників і підвищеного екологічного навантаження на навколишнє середовище. Задачею корисної моделі, що заявляється, є розробка способу відбійки породного масиву при проходці підняткових виробок поміж суміжними вище та нижчележачими шахтними горизонтами, в якому шляхом забезпечення можливості відбійки породного масиву в межах проектного контуру поперечного перерізу підняткової виробки, що проводиться на усю її висоту в один прийом відбійки без перепижовки з наступним випуском відбитої гірничої маси без зависання за рахунок узгодженої енергетичної взаємодії поміж об'ємом відбиваємого породного масиву в один прийом на об'єм послідовно утворюваних врубової та компенсаційної порожнини та об'ємом відбитої гірничої маси, що випускається на нижчележачий шахтний горизонт, досягають підвищення ефективності відбійки породного масиву в межах поперечного перерізу проектного контуру підняткової виробки, що проводиться, та на усю її висоту із зменшенням питомого розходу ВР, збільшенням продуктивності проходки, а також зниженням її енергоємності й вартості та за рахунок цього покращуються умови, безпечність праці гірників і екологічний стан навколишнього середовища. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі відбійки породного масиву при проходці підняткових виробок поміж суміжними вище- та нижчележачими шахтними горизонтами, що включає буріння в межах поперечного перерізу проектного контуру підняткової виробки, що проводиться, на усю її висоту набору із п'яти свердловин, одна з яких - центральна, розміщена в центрі квадрата, яким є поперечний переріз проектного контуру підняткової виробки, що проводиться, а чотири - оконтурюючі, кожна з яких розміщена в вершині кута квадрата й утворюють основний комплект оконтурюючих свердловин із формуванням в усіх 1 UA 72308 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 свердловинах набору заряду вибухової речовини (ВР) і їх підривання в один прийом послідовно з уповільненням, згідно з корисною моделлю, після буріння набору свердловин на усю висоту підняткової виробки, що проводиться, додатково бурять чотири оконтурюючі свердловини, кожна з яких паралельна та співвісна оконтурюючим свердловинам основного комплекту та розміщена посередині кожної із сторін квадрата, після чого центральну свердловину розширюють одним із відомих способів на усю висоту підняткової виробки, що проводиться, до площі перерізу, рівній 0,075-0,080 площі її поперечного перерізу з утворенням компенсаційної порожнини, а формування заряду ВР в оконтурюючих свердловинах основного та додаткового комплектів здійснюють на усю їх висоту із наступним підриванням в один прийом послідовно з уповільненням по усій висоті підняткової виробки, що проводиться, спочатку на утворену компенсаційну порожнину, починаючи з будь-якого заряду ВР в оконтурюючих свердловинах додаткового комплекту із трансформацією компенсаційної порожнини в перехресний компенсаційний простір, а потім - з подальшим підриванням з уповільненням зарядів ВР в оконтурюючих свердловинах основного комплекту із перетворенням перехресного компенсаційного простору в підняткову виробку. Суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є: - буріння в межах поперечного перерізу проектного контуру підняткової виробки, що проводиться на усю її висоту набору із п'яти свердловин; - складання набору свердловин із центральної свердловини, а також основного та додаткового комплектів оконтурюючих свердловин, при цьому кожний комплект складається із чотирьох оконтурюючих свердловин, що паралельні та співвісні поміж собою; - розміщення кожної із свердловин основного комплекту оконтурюючих свердловин у вершині кута квадрата, яким є поперечний переріз проектного контуру підняткової виробки, що проводиться; - розміщення кожної із свердловин додаткового комплекту оконтурюючих свердловин посередині кожної із сторін квадрата, яким є поперечний переріз проектного контуру підняткової виробки, що проводиться; - формування заряду ВР в оконтурюючих свердловинах основного та додаткового комплектів; - підривання в один прийом послідовно з уповільненням заряду ВР в оконтурюючих свердловинах основного та додаткового комплектів; - розширення центральної свердловини одним із відомих способів після буріння набору свердловин, на усю висоту підняткової виробки, що проводиться, до площі перерізу, рівній 0,075-0,080 площі її поперечного перерізу з утворенням компенсаційної порожнини; - формування заряду ВР в оконтурюючих свердловинах основного та додаткового комплектів здійснюють на усю їх висоту; - підривання послідовно з уповільненням в один прийом сформованого заряду ВР в оконтурюючих свердловинах додаткового комплекту по усій висоті підняткової виробки, що проводиться, на утворену компенсаційну порожнину, починаючи з будь-якого заряду ВР в оконтурюючих свердловинах додаткового комплекту із трансформацією компенсаційної порожнини в перехресний компенсаційний простір; - подальше підривання з уповільненням починаючи з будь-якого зарядів ВР в оконтурюючих свердловинах основного комплекту із перетворенням перехресного компенсаційного простору в підняткову виробку на усю її висоту. Новими суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є: - складання набору свердловин із центральної свердловини, а також основного та додаткового комплектів оконтурюючих свердловин, при цьому кожний комплект складається із чотирьох оконтурюючих свердловин, що паралельні та співвісні поміж собою; - розміщення кожної із свердловин основного комплекту оконтурюючих свердловин у вершині кута квадрата, яким є поперечний переріз проектного контуру підняткової виробки, що проводиться; - розміщення кожної із свердловин додаткового комплекту оконтурюючих свердловин посередині кожної із сторін квадрата, яким є поперечний переріз проектного контуру підняткової виробки, що проводиться; - розширення центральної свердловини одним із відомих способів після буріння набору свердловин, на всю висоту підняткової виробки, що проводиться, до площі переріз, рівній 0,0750,080 площі її поперечного перерізу з утворенням компенсаційної порожнини; - формування заряду ВР в оконтурюючих свердловинах основного та додаткового комплектів здійснюють на всю їх висоту; 2 UA 72308 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - підривання послідовно з уповільненням в один прийом сформованого заряду ВР в оконтурюючих свердловинах по усій висоті підняткової виробки, що проводиться, на утворену компенсаційну порожнину, починаючи з будь-якого заряду ВР в оконтурюючих свердловинах додаткового комплекту із трансформацією компенсаційної порожнини в перехресний компенсаційний простір; - подальше підривання з уповільненням починаючи з будь-якого зарядів ВР в оконтурюючих свердловинах основного комплекту із перетворенням перехресного компенсаційного простору в підняткову виробку на усю її висоту. Таким чином, завдяки сукупності відомих і нових суттєвих ознак стало можливим здійснення причино-наслідкового зв'язку між ними й одержаним технічним результатом. Завдяки тому, що після буріння набору свердловин, центральну розширюють одним із відомих способів на усю висоту підняткової виробки, що проводиться, до площі перерізу, рівній 0,075-0,080 площі її поперечного перерізу з утворенням компенсаційної порожнини, дозволить забезпечити по усій висоті підняткової виробки, що проводиться, в породному масиві між підривануваним з уповільненням зарядом ВР, починаючи з будь-якого заряду ВР в оконтурюючих свердловинах додаткового комплекту й утвореною компенсаційною порожниною утворення зон I-IV з гарантованою для кожної зони відбійкою при гарантованій пробивній відстані та гарантованою компенсацією об'єму відбитої гірничої маси, які будуть утворені енергією вибуху при підриванні з уповільненням вищеназваних зарядів ВР. При цьому в зонах IIV буде відбуватися узгоджена енергетична взаємодія між об'ємом відбиваного енергією вибуху породного масиву, об'ємом компенсаційної порожнини й об'ємом відбитої гірничої маси, що випускається на нижчележачий шахтний горизонт. Це дозволить відбійку породного масиву в зонах I-IV проводити ефективно, малоенергоємно, без перепижовки, а випуск відбитої гірничої маси - без зависання, що буде сприяти підвищенню ефективності відбійки породного масиву в межах поперечного перерізу проектного контуру підняткової виробки, що проводиться, і на усю її висоту із зменшенням питомого розходу ВР, збільшенню продуктивності проходки, а також зниженню її енергоємності й вартості. У випадку, якщо після буріння набору свердловин центральну свердловину розширювати на усю висоту підняткової виробки, що проводиться, до площі перерізу менше 0,075 площі її поперечного перерізу з утворенням компенсаційної порожнини, то після розширення центральної свердловини на вказану величину по усій висоті виробки, що проводиться, в породному масиві між кожним підриваним з уповільненням зарядом ВР, починаючи з будь-якого заряду ВР в оконтурюючих свердловинах додаткового комплекту та компенсаційною порожниною в зонах I-IV, що утворюються не буде забезпечена гарантована відбійка при гарантованій пробивній відстані і гарантована компенсація об'єму відбитої гірничої маси, що будуть утворені енергією вибуху при відповідному підриванні вищеназваних зарядів ВР. У зв'язку з тим, що буде порушуватися узгоджена енергетична взаємодія між об'ємом відбиваного породного масиву, об'ємом компенсаційної порожнини та об'ємом відбитої гірничої маси, що випускається на нижчележачий шахтний горизонт і відбудеться запижовка відбитої гірничої маси по усій висоті підняткової виробки, що проводиться. А це приведе до неможливої відбійки породного масиву по усій висоті підняткової виробки. У випадку, якщо центральну свердловину розширювати на усю висоту підняткової виробки, що проводиться, до площі перерізу більше 0,080 площі її поперечного перерізу з утворенням компенсаційної порожнини, то після розширення центральної свердловини по усій висоті Η підняткової виробки, що проводиться, в породному масиві між зарядами ВР в оконтурюючих свердловинах додаткового комплекту та компенсаційною порожниною буде забезпечена гарантована відбійка при гарантованій пробивній відстані й занижений відносно оптимального об'єм відбитої гірничої маси, що будуть утворені енергією вибуху зарядів ВР в оконтурюючих свердловинах додаткового комплекту. І відповідно порушена узгоджена енергетична взаємодія між об'ємом відбиваного енергією вибуху породного масиву, об'ємом компенсаційної порожнини та об'ємом відбитої гірничої маси, що випускається на нижчележачий шахтний горизонт, будуть підвищені енергетичні витрати на процес утворення компенсаційної порожнини, на відбійку породного масиву в межах поперечного перерізу підняткової виробки, що проводиться, з порушенням її проектного контуру по усій висоті, що приведе до збільшення енергоємності проходки підняткової виробки із збільшенням питомих витрат ВР. Завдяки тому, що формування заряду ВР в оконтурюючих свердловинах додаткового комплекту здійснюють на усю їх висоту із наступним підриванням в один прийом по усій висоті підняткової виробки, що проводиться, на утворену компенсаційну порожнину, починаючи з будьякого заряду ВР, розміщеного в оконтурюючих свердловинах додаткового комплекту із трансформацією компенсаційної порожнини в перехресний компенсаційний простір, дасть 3 UA 72308 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 можливість забезпечити по усій висоті підняткової виробки, що проводиться при подальшому підриванні з уповільненням, починаючи з будь-якого заряду ВР в оконтурюючих свердловинах додаткового комплекту, локальну, вибірну направлену дію енергії вибуху в породному масиві між зарядами ВР в оконтурюючих свердловинах додаткового комплекту та компенсаційною порожниною з подальшим формуванням у вказаному породному масиві зон I-IV з малоенергоємними розтягуючими напругами, що створюють у свою чергу, в даних зонах малоенергоємні деформації розтягу та зрізу. А це буде сприяти узгодженій енергетичній взаємодії між об'ємом відбиваного породного масиву у вищеназваних зонах I-IV, об'ємом компенсаційної порожнини й об'ємом відбитої гірничої маси в зонах I-IV, що випускається на нижчележачий шахтний горизонт. Відбійка породного масиву в зонах I-IV буде відбуватися ефективно, малоенергоємно, без перепижовки, а випуск відбитої гірничої маси із зон I-IV на нижчележачий шахтний горизонт буде відбуватись без зависання з трансформацією компенсаційної порожнини в перехресний компенсаційний простір, що буде сприяти підвищенню ефективності відбійки породного масиву в межах поперечного перерізу проектного контуру підняткової виробки, що проводиться, і на всю її висоту із зменшенням питомих витрат ВР, збільшенням продуктивності проходки, а також зниженням її енергоємності й вартості. Завдяки тому, що після підривання послідовно з уповільненням в один прийом, починаючи з будь-якого заряду ВР в оконтурюючих свердловинах додаткового комплекту з утворенням перехресного компенсаційного простору, підривають послідовно з уповільненням інші залишені чотири заряди ВР в оконтурюючих свердловинах основного комплекту із перетворенням перехресного компенсаційного простору в підняткову виробку, це дасть можливість забезпечити по всій висоті підняткової виробки, що проводиться, локальну, вибірну, направлену дію енергії вибуху в породному масиві в зонах V-VIII між залишеними чотирма зарядами ВР в оконтурюючих свердловинах основного комплекту та перехресним компенсаційним простором. А це буде створювати в зонах V-VIII малоенергоємні розтягуючі напруги, що створюють в свою чергу, в даних зонах малоенергоємні деформації розтягу та зрізу. За цим піде узгоджена енергетична взаємодія між об'ємом відбиваного енергією вибуху породного масиву в указаних зонах, об'ємом перехресного компенсаційного простору й об'ємом відбитої гірничої маси, що випускається із зон V-VIII на нижчележачий шахтний горизонт. Відбійка породного масиву в зонах V-VIII буде відбуватись малоенергоємно, без перепижовки, випуск відбитої гірничої маси на нижчележачий горизонт без зависання з утворенням підняткової виробки, що підвищить ефективність відбійки породного масиву в межах поперечного перерізу проектного контуру підняткової виробки, що проводиться, і на усю її висоту із зменшенням питомих витрат ВР, збільшенням продуктивності проходки, а також зниженням її енергоємності й вартості та за рахунок цього покращаться умови, безпечність праці гірників і екологічний стан навколишнього середовища. Суть способу відбійки породного масиву при проходці підняткових виробок поміж суміжними вище та нижчележачими шахтними горизонтами пояснюється кресленнями, де: - на фіг. 1 зображений вертикальний переріз частини масиву, в якому на всю висоту поміж суміжними вище та нижчележачими шахтними горизонтами для проходки підняткової виробки пробурений набір свердловин, що складається із центральної свердловини, а також основного та додаткового комплекту оконтурюючих свердловин з розширенням центральної до утворення на всю висоту виробки, що проводиться, компенсаційної порожнини та формуванням зарядів ВР в оконтурюючих свердловинах основного та додаткового комплектів на усю їх висоту; - на фіг. 2 зображено теж у поперечному перерізі по А-А фіг. 1; - на фіг. 3 зображено теж після підривання послідовно в один прийом з уповільненням зарядів ВР в оконтурюючих свердловинах додаткового комплекту з трансформацією компенсаційної порожнини в перехресний компенсаційний простір; - на фіг. 4 зображений вертикальний розріз частини масиву, в якому на всю висоту поміж суміжними вище та нижчележачими шахтними горизонтами проведена передексплуатаційна підняткова виробка, частковий об'єм якої заповнений відбитою гірничою масою; - на фіг. 5 зображено теж після повного випуску та транспортування відбитої гірничої маси із нижчележачого шахтного горизонту з утворенням експлуатаційної підняткової виробки. Спосіб здійснюється наступним чином. У частині масиву 1, на усю висоту Η підняткової виробки, що проводиться, поміж суміжними вище та нижчележачими шахтними горизонтами 2 і 3 по одній з відомих технологій бурять набір свердловин, що складається із центральної свердловини 4, основного комплекту оконтурюючих свердловин 5 і додаткового комплекту оконтурюючих свердловин 6 (фіг. 1, 2), які розміщені у межах поперечного перерізу, наприклад, у вигляді квадрата 7, проектного контуру 8 підняткової виробки, що проводиться, де сторона квадрата дорівнює L (фіг. 2). 4 UA 72308 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Кожна із оконтурюючих свердловин 5 основного комплекту оконтурюючих свердловин розміщена в вершині кута квадрату 7. Кожна із оконтурюючих свердловин 6 додаткового комплекту оконтурюючих свердловин паралельна та співвісна свердловинам 5 і розміщена посередині кожної із сторін квадрата 7 на відстані, рівній L/2 від кожної із вершин кутів квадрата 7. Центральну свердловину 4 розширюють одним із відомих способів на висоту Η підняткової виробки, що проводиться, до площі перерізу, рівного 0,075-0,080 площі її поперечного перерізу 2 з утворенням компенсаційної порожнини 9, площа перерізу якої дорівнює (0,075-0,080) L . Після утворення компенсаційної порожнини 9 в нижній частині оконтурюючих свердловин 5 і 6 установлюють дерев'яні пробки 10, на яких розміщують нижню породну набійку 11. На набійці 11 формують одним із відомих способів заряд ВР 12 з бойовиком 13, в якому розміщений електродетонатор 14. Над бойовиком 13 розміщують верхню породну набійку 15. Електродетонатори 14 розміщені в бойовиках 13 з'єднують послідовно із шахтною вибуховою магістраллю. Потім ініціюванням бойовиків 13 електродетонаторами 14 виконують в один прийом послідовно підривання з уповільненням зарядів ВР 12 кожної оконтурюючої свердловини 6, починаючи з будь-якого заряду ВР 12 в оконтурюючих свердловинах 6 з трансформацією компенсаційної порожнини 9 в перехресний компенсаційний простір 16 (фіг. 3). Під час ініціювання спочатку електродетонатором 14 бойовика 13 одного із зарядів ВР 12 в оконтурюючих свердловинах 6, відбувається детонація цього заряду ВР 12. Після закінчення процесу детонації цього заряду ВР 12 в оконтурюючій свердловині 6, навколо неї за рахунок енергії вибуху виникає з уповільненням достатньо потужна, симетрична, циліндрична хвиля стиску та потік газоподібних продуктів детонації, які поширюються в усі сторони з однаковою силою й швидкістю. При досягненні фронтом хвилі стиску вільної поверхні - компенсаційної порожнини 9 в частині масиву між оконтурюючою свердловиною 6, в якій один із зарядів ВР 12 здетонував першим, і компенсаційною порожниною 9, формується зона І (фіг. 2) малоенергоємних розтягуючих напруг, утворюючих у свою чергу в даній зоні малоенергоємні деформації розтягу та зрізу. При цьому завдяки узгодженій малоенергоємній взаємодії між об'ємом відбиваного енергією вибуху породного масиву в зоні І, об'ємом утвореної компенсаційної порожнини 9 й об'ємом відбитої гірничої маси, що випускається на нижчележачий горизонт 3, відбувається ефективна малоенергоємна без перепижовки відбійка частини породного масиву в зоні І (фіг. 2) з випуском без зависання відбитої гірничої маси на нижчележачий шахтний горизонт 3. Аналогічно відбійці частини породного масиву та випуску в зоні І (фіг. 2) відбувається малонергоємна відбійка масиву в зонах II-IV (фіг. 2) при підриванні з відповідним уповільненням зарядів ВР 12 в інших залишених оконтурюючих свердловинах 6 додаткового комплекту оконтурюючих свердловин. Випуск відбитої гірничої маси із сформованих зон II-IV (фіг. 2) по всій висоті Η підняткової виробки, що проводиться, утворюється перехресний компенсаційний простір 16 (фіг. 3) Руйнування частини породного масиву в зонах V-VIII (фіг. 3) відбувається при подальшому послідовному підриванні з відповідним уповільненням зарядів ВР 12 в інших залишених, діагонально розміщених зарядів ВР 12 в оконтурюючих свердловинах 5, розміщених у кутах квадрата 7. При цьому на висоту Η поміж суміжними вище та нижчележачими шахтними горизонтами 2 й 3 відбувається послідовне перетворення утвореного перехресного компенсаційного простору 16 в утворену передексплуатаційну підняткову виробку 17, частковий об'єм якої заповнений відбитою гірничою масою 18 (фіг. 4). Дане перетворення завдяки узгодженій енергетичній взаємодії між об'ємом послідовно відбиваного породного масиву в зонах V-VIII, об'ємом утвореного перехресного компенсаційного простору 16 й об'ємом з відбитої гірничої маси 18 (фіг. 4), що випускається на нижчележачий горизонт 3, відбувається ефективно, малоенергоємно, без перепижовки та зависання відбитої гірничої маси 18. Після повного випуску відбитої гірничої маси 18, а також її навантаження та транспортування із нижчележачого шахтного горизонту 3 утворюється експлуатаційна підняткова виробка 19, яка в поперечному перерізі має, наприклад, форму квадрата із стороною, рівною L, функціонує по своєму прямому призначенню та може застосовуватися для вентиляції, доставки матеріалів, пропускання гірничої маси, при цьому шляхом забезпечення можливості руйнування гірничого масиву в межах проектного контуру поперечного перерізу підняткової виробки, що проводиться, на усю її висоту послідовно з уповільненням в один прийом підривання без перепижовки відбитої гірничої маси, а також її випуском без зависання, завдяки узгодженій енергетичній взаємодії поміж об'ємом руйнуючого породного масиву енергією вибуху в один прийом на об'єм утвореної, як компенсаційної порожнини, так і перехресного компенсаційного простору та об'ємом зруйнованої гірничої маси, що випускається 5 UA 72308 U 5 10 15 20 25 на нижчележачий шахтний горизонт, досягають підвищення ефективності відбійки породного масиву в межах поперечного перерізу проектного контуру підняткової виробки, що проводиться та на всю її висоту Η із зменшенням питомих витрат ВР, збільшенням продуктивності проходки, а також зниженням її енергоємності й вартості та за рахунок цього покращуються умови, безпечність праці гірників і екологічний стан навколишнього середовища. Технологічні параметри способу, що заявляється, одержані емпірично Державним підприємством "Науково-дослідний гірничорудний інститут" внаслідок лабораторних дослідів і промислових випробувань дії вибуху при підриванні свердловинних зарядів на циліндричну компенсаційну порожнину та перехресний компенсаційний простір. Приклад. Промислові випробування корисної моделі, що заявляється, були проведені в Кривбасі на шахті № 1 ім. Артема рудника ім. Кірова. Підняткову виробку площиною поперечного перерізу 2 2,25 м проходять поміж суміжними вище та нижчележчими горизонтами 730 і 775 м в гематитомартитових рудах міцністю 5-7 балів по шкалі проф. М. М. Протод'яконова. В межах поперечного перерізу у вигляді квадрата зі стороною, рівною 1,5 м проектного контуру підняткової виробки, що проводиться та на всю її висоту Η = 45 м буровим станком НКР-100М були вибурені свердловини комплекту, що складається із центральної свердловини діаметром 0,110 м і восьми оконтурюючих свердловин діаметром 0,085 м основного комплекту та додаткового, із яких чотири розміщені по вершинах кутів квадрата площиною поперечного 2 перерізу 1,5 м1,5 м=2,25 м , а решта розміщені посередині кожної із сторін квадрата на відстані 1,5 м: 2=0,75 м від вершини кожного із кутів квадрата. Центральна свердловина була розширена до площі перерізу, рівній 0,075 площі перерізу підняткової виробки, що проводиться, на усю її висоту, що дорівнює 45 м механічним розширювачем свердловин типу РС-0,460. Площа поперечного перерізу S розширеної центральної свердловини складає: S  0,075  2,25 м 2  0,169 м 2 , D 30 35 40 45 50 55 S  0,8 так як S  4  D2 або S  0,8D 2 , тоді 0,169  0,211  0,46м 0,8 . Розширена свердловина утворює компенсаційну порожнину. Після розширення центральної свердловини в усіх восьми оконтурюючих свердловинах із сторони нижчележачого горизонту 775 м були установлені, шляхом забивання, дерев'яні пробки, на яких розміщували породну набивку висотою 1,0 м. На набивці з вищележачого горизонту 730 м насипом у кожній оконтурюючій свердловині на всю її висоту був сформований колонковий заряд ВР із грамоніту 79/21. У верхній торцевій частині кожного колонкового заряду ВР розміщали бойовик із амоніту 6 ЖВ в патроні діаметром 0,060 м з електродетонатором. Зверху бойовиків формували насипом породну набивку висотою 1,5 м. Для ініціювання бойовиків застосовували електродетонатори марки EDУD, які приєднують послідовно до шахтної вибухової магістралі. Потім ініціюванням бойовиків здійснюють послідовно в один прийом підривання з уповільненням, починаючи з будь-якого колонкового заряду ВР оконтурюючих свердловин, розміщених посередині кожної із сторін квадрата перерізу проектного контуру підняткової виробки, що проводиться. Під час ініціювання бойовика заряду ВР у кожній названій оконтурюючій свердловині відбувається детонація з уповільненням колонкового заряду ВР. Після закінчення процесу детонації з уповільненням колонкових зарядів ВР в цих оконтурюючих свердловинах, навколо кожної із них за рахунок енергії вибуху виникає з уповільненням достатньо могутня симетрична, циліндрична хвиля стиску та потік газоподібних продуктів детонації, які розповсюджуються в усі сторони з однаковою силою й швидкістю. При досягненні фронтом хвилі стиску вільної поверхні - компенсаційної порожнини в породному масиві між оконтурюючою свердловиною, в якій заряд ВР здетонував спочатку першим, і компенсаційною порожниною, формується перша зона малоенергоємних розтягуючих напруг, створюючих у свою чергу в даній зоні малоенергоємні деформації розтягу та зрізу. При цьому завдяки узгодженій енергетичній взаємодії між об'ємом 3 3 3,92 м відбиваного енергією вибуху породного масиву в першій зоні, об'ємом 7,63 м утвореної 3 компенсаційної порожнини й об'ємом 6,66 м відбитої гірничої маси, що випускається на нижчележачий горизонт 775 м, відбувається ефективна малоенергоємна без перепижовки відбійка породного масиву в першій зоні між вище та нижче лежачими шахтними горизонтами 730 і 775 м з випуском без зависання відбитої гірничої маси на нижчележачий шахтний горизонт 775 м. Аналогічно відбійці породного масиву в першій зоні між шахтними горизонтами 730-775 м відбувається малоенергоємна відбійка масиву у другій, третій і четвертій зонах при підриванні з відповідним уповільненням в одну секунду заряду ВР в оконтурюючих свердловинах, 6 UA 72308 U 5 10 15 20 25 30 розміщених відносно першого здетонованого заряду посередині інших сторін квадрату перерізу підняткової виробки, що проводиться. Під час випуску на нижчележачому горизонті 775 м відбитої гірничої маси із другої, третьої та четвертої зон по усій висоті підняткової виробки, що 3 проводиться, рівній 45 м утворюється перехресний компенсаційний простір об'ємом 22,3 м . Відбійка породного масиву в межах проектного контуру підняткової виробки, що проводиться, залишеної частини породного масиву відбувається при подальшому підриванні в один прийом з відповідним в одну секунду уповільненням інших залишених чотирьох зарядів ВР, які розміщені в оконтурюючих свердловинах, що розташовані по вершинах кутів квадрата поперечного перерізу підняткової виробки, що проводиться. При цьому на висоту 45 м поміж суміжними вище та нижчележачими шахтними горизонтами 730 і 775 м відбувається перетворення утвореного перехресного компенсаційного простору в підняткову виробку, частковий об'єм якої спочатку буде заповнений відбитою гірничою масою, та вона є передексплуатаційною, а після повного випуску та транспортування існуючими засобами навантаження й доставки відбитої гірничої маси із нижчележачого шахтного горизонту 775 м вона стає експлуатаційною піднятковою виробкою та в поперечному перерізі має форму квадрата зі стороною, рівною 1,5 м і функціонує по своєму прямому призначенню та служить для перепускання гірничої маси із видобувних блоків на вищележачому горизонті 730 м на відкаточний нижчележачий горизонт 775 м. Таке перетворення, завдяки узгодженій енергетичній взаємодії поміж залишеною частиною 3 масиву об'ємом 78 м , руйнуючого енергією вибуху в межах проектного контуру підняткової 3 виробки, що проводиться, об'ємом 22,3 м утвореного перехресного компенсаційного простору, з урахуванням коефіцієнта розпушення k=1,34 відбитої гірничої маси, що випускається на нижчележачий горизонт 775 м, відбувається ефективно, малоенергоємно без перепижовки та зависання відбитої гірничої маси. В корисній моделі, що заявляється, в порівнянні з прототипом значно підвищується ефективність відбійки породного масиву в межах поперечного перерізу проектного контуру підняткової виробки, що проводиться і на усю її висоту їх зменшенням питомого розходу ВР у 1,30 разу, збільшенням продуктивності проходки в 1,35 разу, а також зниженням її енергоємності та вартості в 1,44 разу, що підтверджується експериментальними даними приведеними в таблиці. Таблиця Найменування показників 3 Питомий розхід ВР, кг/м Продуктивність проходки, 3 м /люд. зміну Енергоємність проходки, 3 МДж/м 3 Вартість проходки, грн./м 35 40 6,70 По об'єкту, що заявляється 5,15 Співвідношення показників 1,30 1,89 1,40 1,35 1066,76 761,97 1,44 224,68 156,03 1,44 По прототипу Застосування корисної моделі, що заявляється, дасть можливість підвищити ефективність відбійки породного масиву в межах поперечного перерізу проектного контуру підняткової виробки, що проводиться, і на усю її висоту із зменшенням питомих витрат ВР, збільшенням продуктивності проходки, а також зниженням її енергоємності та вартості за рахунок узгодженої енергетичної взаємодії поміж об'ємом відбиваного породного масиву в один прийом на об'єм утвореної як компенсаційної порожнини, так і перехресного компенсаційного простору відбитої гірничої маси, що випускається, на нижчележачий шахтний горизонт. Крім того, покращуються умови, безпечність праці гірників і екологічний стан навколишнього середовища. Технічний результат досягається у зв'язку із забезпеченням можливості відбійки породного масиву в межах проектного контуру поперечного перерізу підняткової виробки, що проводиться, на всю її висоту в один прийом відбійки без перепижовки з наступним випуском відбитої гірничої маси без зависання. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 Спосіб відбійки породного масиву при проходці підняткових виробок поміж суміжними вище- та нижчележачими шахтними горизонтами, що включає буріння в межах поперечного перерізу проектного контуру підняткової виробки, що проводиться на всю її висоту набору із п'яти 7 UA 72308 U 5 10 15 свердловин, одна з яких - центральна, розміщена в центрі квадрата, яким є поперечний переріз проектного контуру підняткової виробки, що проводиться, а чотири - оконтурюючі, кожна з яких розміщена в вершині кута квадрата й утворюють основний комплект оконтурюючих свердловин із формуванням в усіх свердловинах набору заряду вибухової речовини (ВР) і їх підривання в один прийом послідовно з уповільненням, який відрізняється тим, що після буріння набору свердловин на всю висоту підняткової виробки, що проводиться, додатково бурять чотири оконтурюючі свердловини, кожна з яких паралельна та співвісна оконтурюючим свердловинам основного комплекту та розміщена посередині кожної із сторін квадрата, після чого центральну свердловину розширюють одним із відомих способів на всю висоту підняткової виробки, що проводиться, до площі перерізу, рівній 0,075-0,080 площі її поперечного перерізу з утворенням компенсаційної порожнини, а формування заряду ВР в оконтурюючих свердловинах основного та додаткового комплектів здійснюють на всю їх висоту із наступним підриванням в один прийом послідовно з уповільненням по всій висоті підняткової виробки, що проводиться, спочатку на утворену компенсаційну порожнину, починаючи з будь-якого заряду ВР в оконтурюючих свердловинах додаткового комплекту із трансформацією компенсаційної порожнини в перехресний компенсаційний простір, а потім - з подальшим підриванням з уповільненням зарядів ВР в оконтурюючих свердловинах основного комплекту із перетворенням перехресного компенсаційного простору в підняткову виробку. 8 UA 72308 U 9 UA 72308 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10