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

Реферат: Спосіб руйнування породного масиву при проходці підняткових виробок поміж суміжними вищета нижчележачими шахтними горизонтами належить до гірничої справи та може бути використаний при спорудженні підняткових підземних гірничих виробок. Використання способу забезпечує підвищення ефективності руйнування породного масиву в межах поперечного перерізу проектного контуру підняткової виробки, що проводиться, та на усю її висоту із зменшенням питомого розходу вибухової речовини, збільшенням продуктивності проходки, а також зниженням її енергоємності й вартості та за рахунок цього покращуються умови, безпечність праці гірників і екологічний стан навколишнього середовища. UA 75941 U (54) СПОСІБ РУЙНУВАННЯ ПОРОДНОГО МАСИВУ ПРИ ПРОХОДЦІ ПІДНЯТКОВИХ ВИРОБОК ПОМІЖ СУМІЖНИМИ ВИЩЕ- ТА НИЖЧЕЛЕЖАЧИМИ ШАХТНИМИ ГОРИЗОНТАМИ UA 75941 U UA 75941 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 близьким технічним рішенням, вибраним як прототип, є спосіб руйнування 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 комплекту 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 із формуванням в усіх свердловинах комплекту заряду вибухової речовини (ВР) і їх підривання в один прийом послідовно з уповільненням. При цьому формування заряду ВР у всіх свердловинах комплекту здійснюють багаторазово, послідовно секціями висотою не більш 2,0-2,5 м, починаючи з нижньої частини свердловин, а підривання 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 руйнування породного масиву у межах поперечного перерізу проектного контуру підняткової виробки, що проводиться по усій її висоті, так як руйнування породного масиву відбувається шляхом багаторазового послідовного секційного формування заряду ВР усіх свердловинах комплекту та підривання з уповільненням таким же чином до утворення підняткової виробки, що проводиться на повну її висоту. Крім того великий питомий розхід ВР, висока енергоємність руйнування породного масиву, значна вартість проходки, шкідливі та небезпечні умови праці гірників і підвищене екологічне навантаження на навколишнє середовище у зв'язку з тим, що руйнування породного масиву відбувається секціями висотою не більш 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: - руйнування породного масиву шляхом багаторазового послідовного секційного формування заряду ВР у центральній свердловині та в оконтурюючих свердловинах і їх підривання з уповільненням таким же чином до утворення підняткової виробки, що проводиться на її повну висоту, приводить до недостатньо ефективного руйнування породного масиву у межах поперечного перерізу проектного контуру підняткової виробки, що проводиться, по усій її висоті; - руйнування масиву енергією вибуху секціями висотою не більш 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 великого питомого розходу ВР, високої енергоємності руйнування породного масиву, значної вартості проходки, шкідливих і небезпечних умов праці гірників і підвищеного екологічного навантаження на навколишнє середовище. В основу корисної моделі поставлена задача розробки способу руйнування породного масиву при проходці підняткових виробок поміж суміжними вище- та нижче лежачими шахтними горизонтами, в якому шляхом забезпечення можливості руйнування породного масиву в межах проектного контуру поперечного перерізу підняткової виробки, що проводиться, на усю її висоту в один прийом руйнування без перепижовки з наступним випуском зруйнованої гірничої маси без зависання за рахунок узгодженої енергетичної взаємодії поміж об'ємом руйнованого породного масиву в один прийом на об'єм послідовно утворюваних врубового та компенсаційного простору й об'ємом зруйнованої гірничої маси, що випускається на нижчележачий шахтний горизонт, досягають підвищення ефективності руйнування 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 руйнування 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 комплекту 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 1 UA 75941 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вершині кута квадрата із формуванням в усіх свердловинах комплекту заряду вибухової речовини (ВР) і їх підривання в один прийом послідовно з уповільненням, згідно корисної моделі після буріння комплекту свердловин на усю висоту підняткової виробки, що проводиться, додатково бурять три врубові свердловини, перша з яких розміщена посередині між однією з оконтурюючих і центральною свердловиною комплекту, а друга та третя розміщені посередині сторін, що утворюють в квадраті вершину кута з оконтурюючою свердловиною, поміж якою та центральною свердловиною комплекту розміщена перша врубова свердловина, після чого першу врубову свердловину розширюють одним із відомих способів на усю висоту підняткової виробки, що проводиться, до площі поперечного перерізу рівній 0,020-0,025 площі поперечного перерізу підняткової виробки, що проводиться, з утворенням врубової порожнини, переріз якої має форму круга, причому формування заряду ВР в усіх свердловинах комплекту та в залишених другій і третій врубових свердловинах здійснюють на усю їх висоту із наступним підриванням в один прийом послідовно з уповільненням по усій висоті підняткової виробки, що проводиться, спочатку на утворену врубову порожнину, починаючи з центральної свердловини комплекту й оконтурюючої свердловини поміж якої та центральною свердловиною комплекту утворена врубова порожнина, потім із залишених врубових свердловин із трансформацією врубової порожнини у врубовий простір, переріз якого має форму квадрата, після чого із залишеної пари діагонально розміщених оконтурюючих свердловин із трансформацією утвореного врубового простору в компенсаційний простір, переріз якого має форму прямокутного рівнобедреного трикутника, а в кінці - із останньої оконтурюючої свердловини із трансформацією утвореного трикутного 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 комплекту із п'яти свердловин; - складання комплекту свердловин із центральної свердловини, а також чотирьох оконтурюючих свердловин; - розміщення центральної свердловини в центрі квадрата, яким є поперчений переріз проектного контуру підняткової виробки, що проводиться; - розміщення кожної із оконтурюючих свердловин у вершині кута квадрата, яким є поперечний переріз проектного контуру підняткової виробки, що проводиться; - додаткове буріння трьох врубових свердловин, перша із яких розміщена посередині між однією із оконтурюючих і центральною свердловиною комплекту, а друга та третя розміщені посередині сторін, що утворюють в квадраті вершину кута з оконтурюючою свердловиною, поміж якою та центральною свердловиною комплекту розміщена перша врубова свердловина; - розширення першої врубової свердловини одним із відомих способів на усю висоту підняткової виробки, що проводиться, до площі перерізу рівній 0,020-0,025 площі поперечного підняткової виробки, переріз якої має форму круга; - формування заряду ВР в усіх свердловинах комплекту та в залишених другій і третій врубових свердловинах здійснюють на усю їх висоту; - підривання сформованих зарядів ВР в один прийом послідовно з уповільненням по усій висоті підняткової виробки, що проводиться, спочатку на утворену врубову порожнину, починаючи з центральної свердловини комплекту й оконтурюючої свердловини поміж якою та центральною свердловиною комплекту утворена врубова порожнина потім із залишених врубових свердловин із трансформацією врубової порожнини у врубовий простір, переріз якого має форму квадрата, після чого із залишеної пари діагонально розміщених оконтурюючих свердловин із трансформацією утвореного врубового простору в компенсаційний простір, переріз якого має форму прямокутного рівнобедреного трикутника; - послідуюче підривання з уповільненням заряду ВР останньої оконтурюючої свердловини із трансформацією утвореного трикутного компенсаційного простору в підняткову виробку. Новими суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є: - додаткове буріння трьох врубових свердловин, перша з яких розміщена посередині між однією із оконтурюючих і центральною свердловиною комплекту, а друга та третя розміщені посередині сторін, що утворюють в квадраті вершину кута з оконтурюючою свердловиною поміж якою та центральною свердловиною комплекту розміщена перша врубова свердловина; - розширення першої врубової свердловини одним із відомих способів на усю висоту підняткової виробки, що проводиться, до площі перерізу рівній 0,020-0,025 площі поперечного підняткової виробки, переріз якої має форму круга; - формування заряду ВР в усіх свердловинах комплекту та в залишених другій і третій врубових свердловинах здійснюють на усю їх висоту; 2 UA 75941 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - підривання сформованих зарядів ВР в один прийом послідовно з уповільненням по усій висоті підняткової виробки, що проводиться, спочатку на утворену врубову порожнину, починаючи з центральної свердловини комплекту й оконтурюючої свердловини поміж якою та центральною свердловиною комплекту утворена врубова порожнина потім із залишених врубових свердловин із трансформацією врубової порожнини у врубовий простір, переріз якого має форму квадрата, після чого із залишеної пари діагонально розміщених оконтурюючих свердловин із трансформацією утвореного врубового простору в компенсаційний простір, переріз якого має форму прямокутного рівнобедреного трикутника; - послідуюче підривання з уповільненням заряду ВР останньої оконтурюючої свердловини із трансформацією утвореного трикутного компенсаційного простору в підняткову виробку. 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 комплекту свердловин і трьох врубових свердловин першу врубову свердловину розширюють одним із відомих способів на усю висоту підняткової виробки, що проводиться, до площі перерізу рівній 0,020-0,025 площі поперечного перерізу виробки, що проводиться, з утворенням врубової порожнини, дозволить забезпечити по усій висоті підняткової виробки, що проводиться, в породному масиві між підриваним з уповільненням зарядом ВР, починаючи з центральної свердловини комплекту й оконтурюючої свердловини, поміж якою та центральною свердловиною комплекту утворена врубова порожнина, потім із залишених врубових свердловин і утвореною врубовою порожниною утворення зон I-IV з гарантованим для кожної зони руйнуванням при гарантованій пробивній відстані та гарантованою компенсацією об'єму зруйнованої гірничої маси, яка буде утворена енергією вибуху при підриванні з уповільненням вищеназваних зарядів ВР. При цьому в зонах IIV буде відбуватися узгоджена енергетична взаємодія між об'ємом руйнованого енергією вибуху породного масиву, об'ємом компенсаційної порожнини й об'ємом зруйнованої гірничої маси, що випускається на нижчележачий шахтний горизонт. Це дозволить руйнування породного масиву в зонах I-IV проводити ефективно, малоенергоємно, без перепижовки, а випуск відбитої гірничої маси - без зависання, що буде сприяти підвищенню ефективності руйнування 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 комплекту свердловин і трьох врубових свердловин першу врубову свердловину розширювати на усю висоту підняткової виробки, що проводиться, до площі перерізу менше 0,020 площі поперечного перерізу виробки, що проводиться, з утворенням врубової порожнини, то після розширення першої врубової свердловини на вказану величину по усій висоті виробки, що проводиться, в породному масиві між кожним підриваним з уповільненням зарядом ВР, починаючи з центральної свердловини комплекту й оконтурюючої свердловини поміж якою та центральною свердловиною комплекту утворена врубова порожнина, потім із залишених врубових свердловин і утвореною врубовою порожниною в зонах I-IV, що утворюються не буде забезпечене гарантоване руйнування при гарантованій пробивній відстані і гарантованій компенсації об'єму зруйнованої гірничої маси, що буде утворена енергією вибуху при відповідному підриванні вищеназваних зарядів ВР. У зв'язку з тим, що буде порушуватися узгоджена енергетична взаємодія між об'ємом руйнованого породного масиву, об'ємом врубової порожнини та об'ємом зруйнованої гірничої маси, що випускається на нижчележачий шахтний горизонт і відбудеться запижовка зруйнованої гірничої маси по усій висоті підняткової виробки, що проводиться. А це приведе до неможливого руйнування породного масиву по усій висоті підняткової виробки. У випадку, якщо першу врубову свердловину розширювати на усю висоту підняткової виробки, що проводиться, до площі перерізу більше 0,025 площі поперечного перерізу виробки, що проводиться, з утворенням врубової порожнини, то після розширення першої врубової свердловини на вказану величину по усій висоті підняткової виробки, що проводиться, в породному масиві між кожним підриваним з уповільненням зарядом ВР, починаючи з центральної свердловини комплекту й оконтурюючої свердловини поміж якою та центральною свердловиною комплекту утворена врубова порожнина, потім із залишених врубових свердловин і утвореною врубовою порожниною в зонах I-IV, що утворюються буде забезпечене гарантоване руйнування при гарантованій пробивній відстані і гарантованій компенсації об'єму зруйнованої гірничої маси, що буде утворена енергією вибуху при відповідному підриванні вищеназваних зарядів ВР. У зв'язку з тим, що буде занижений відносно оптимального об'єм зруйнованої гірничої маси, що буде утворений енергією вибуху при підриванні з уповільненням вищезазначених зарядів ВР. При цьому відповідно буде порушена узгоджена енергетична 3 UA 75941 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 взаємодія між об'ємом руйнованого енергією вибуху породного масиву, об'ємом врубової порожнини та об'ємом зруйнованої гірничої маси, що випускається на нижчележачий шахтний горизонт, будуть підвищені енергетичні витрати на руйнування породного масиву в межах поперечного перерізу підняткової виробки, що проводиться, яке приведе до збільшення енергоємності проходки підняткової виробки із збільшенням питомих витрат ВР. Завдяки тому, що формування заряду ВР в центральній свердловині комплекту, оконтурюючій свердловині поміж якою та центральною свердловиною комплекту утворена врубова порожнина, а також другій і третій врубових свердловинах здійснюють на усю їх висоту із наступним підриванням сформованих зарядів ВР в один прийом з уповільненням по усій висоті підняткової виробки, що проводиться, на утворену врубову порожнину дасть можливість забезпечити по усій висоті підняткової виробки, що проводиться, локальну, вибірну направлену дію енергії вибуху в породному масиві між вищеназваними зарядами ВР та врубовою порожниною з послідуючим формуванням у вказаному породному масиві зон І-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 руйнованого породного масиву у вищеназваних зонах I-IV, об'ємом врубової порожнини й об'ємом зруйнованої гірничої маси в зонах I-IV, що випускається на нижчележачий шахтний горизонт. Руйнування породного масиву в зонах I-IV буде відбуватися ефективно, малоенергоємно, без перепижовки, а випуск зруйнованої гірничої маси із зон I-IV на нижчележачий шахтний горизонт буде відбуватись без зависання з трансформацією врубової порожнини у врубовий простір, що буде сприяти підвищенню ефективності руйнування 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. Завдяки тому, що після утворення врубового простору, підривають послідовно з уповільненням інші залишені три заряди ВР в оконтурюючих свердловинах із послідовним перетворенням утвореного врубового простору компенсаційний простір і в підняткову виробку, це дасть можливість забезпечити по усій висоті підняткової виробки, що проводиться, локальну, вибірну, направлену дію енергії вибуху в породному масиву в зонах V-VII між залишеними трьома зарядами ВР в оконтурюючих свердловинах та врубовим і компенсаційним простором. А це буде створювати в зонах V-VII 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 руйнованого енергією вибуху породного масиву в указаних зонах, об'ємом врубового та компенсаційного простору й об'ємом зруйнованої гірничої маси, що випускається із зон V-VII на нижчележачий шахтний горизонт. Руйнування породного масиву в зонах V-VII буде відбуватись малоенергоємно, без перепижовки, випуск зруйнованої гірничої маси на нижчележачий горизонт без зависання, з утворенням підняткової виробки, що підвищить ефективність руйнування 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 руйнування 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 усю висоту поміж суміжними вище- та нижчележачими шахтними горизонтами для проходки підняткової виробки пробурений набір із восьми свердловин, що складається із центральної свердловини, а також чотирьох оконтурюючих і трьох врубових свердловин з розширенням першої врубової свердловини до утворення на усю висоту виробки, що проводиться, врубової порожнини та формуванням зарядів ВР в другій і третій врубових та в усіх оконтурюючих свердловинах 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 центральній та одній оконтурюючій і двох врубових свердловинах з трансформацією врубової порожнини в врубовий компенсаційний простір; - на фіг. 4 зображено теж після підривання послідовно в один прийом з уповільненням зарядів ВР у двох оконтурюючих свердловинах з трансформацією врубового простору в компенсаційний простір; 4 UA 75941 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - на фіг. 5 зображений вертикальний розріз частини масиву, в якому на усю висоту поміж суміжними вище- та нижчележачими шахтними горизонтами проведена передексплуатаційна підняткова виробка, частковий об'єм якої заповнений зруйнованою гірничою масою; - на фіг. 6 зображено теж після повного випуску та транспортування зруйнованої гірничої маси із нижчележачого шахтного горизонту з утворенням експлуатаційної підняткової виробки. Спосіб здійснюється наступним чином. У частині масиву 1, на усю висоту Н підняткової виробки, що проводиться, поміж суміжними вище- та нижчележачими шахтними горизонтами 2 і 3 по одній з відомих технологій бурять комплект із п'яти свердловин, що складається із центральної свердловини 4, чотирьох оконтурюючих свердловин 5, 6, 7, 8, а також додатково бурять три врубові свердловини 9, 10, 11 (фіг. 1, 2), які розміщені у межах поперечного перерізу, наприклад, у вигляді квадрата 12, проектного контуру 13 підняткової виробки, що проводиться, де сторона квадрата дорівнює L (фіг. 2). Кожна із оконтурюючих свердловин 5, 6, 7, 8 розміщена в вершині кута квадрата 12, а центральна свердловина 4 розміщена в центрі квадрата 12. З трьох врубових свердловин 9, 10, 11, перша з яких 9 розміщена посередині між оконтурюючою свердловиною 8 і центральною свердловиною 4, а друга врубова свердловина 10 і третя врубова свердловина 11 розміщені посередині сторін, що утворюють у квадраті 12 вершину кута з оконтурюючою свердловиною 8. Першу врубову свердловину 9 розширюють одним із відомих способів на висоту Н підняткової виробки, що проводиться, до площі перерізу рівного 0,020-0,025 площі поперечного перерізу підняткової виробки, що проводиться, з утворенням врубової порожнини 14, площа 2 перерізу якої дорівнює (0,020-0,025) L . Після утворення врубової порожнини 14 в нижній частині свердловин 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11 установлюють дерев'яні пробки 15, на яких розміщують нижню породну набійку 16. На набійці 16 формують одним із відомих способів заряд ВР 17 з бойовиком 18, в якому розміщений електродетонатор 19. Над бойовиком 18 розміщують верхню породну набійку 20. Електродетонатори 19, розміщені в бойовиках 18, з'єднують послідовно із шахтною вибуховою магістраллю. Потім ініціюванням бойовиків 18 електродетонаторами 19 виконують в один прийом послідовно підривання з уповільненням зарядів ВР 17 кожної свердловини 4, 8, 10, 11, починаючи з заряду ВР 17 в свердловині 4 з трансформацією врубової порожнини 14 в врубовий простір 21 (фіг. 3), переріз якого має форму квадрата (фіг. 3). Під час ініціювання спочатку електродетонатором 19 бойовика 18 заряду ВР 17 в свердловині 4, відбувається детонація цього заряду ВР 17. Після закінчення процесу детонації цього заряду ВР 17 в свердловині 4, 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 - врубової порожнини 14 в частині масиву між свердловиною 4, в якій заряд ВР 17 здетонував першим, і врубовою порожниною 14, 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 руйнуємого енергією вибуху породного масиву в зоні І, об'ємом утвореної врубової порожнини 14 й об'ємом зруйнованої гірничої маси, що випускається на нижчележачий горизонт 3, відбувається ефективне малоенергоємне без перепижовки руйнування частини породного масиву в зоні І (фіг. 2) з випуском без зависання зруйнованої гірничої маси на нижчележачий шахтний горизонт 3. Аналогічно руйнуванню частини породного масиву та випуску в зоні І (фіг. 2) відбувається малонергоємне руйнування масиву в зонах ІІ-IV (фіг. 2) при підриванні з відповідним уповільненням зарядів ВР 17 у свердловинах 8, 10, 11. Випуск зруйнованої гірничої маси із сформованих зон II-IV (фіг. 2) по усій висоті Н підняткової виробки, що проводиться, утворює врубовий простір 21 (фіг. 3), переріз якого має форму квадрата (фіг. 3). Руйнування частини породного масиву в зонах V-VI (фіг. 3) відбувається при послідуючому послідовному підриванні з відповідним уповільненням зарядів ВР 17 в діагонально розміщених зарядів ВР 17 в оконтурюючих свердловинах 5, 7, розміщених у кутах квадрата 12. При цьому на висоту Н поміж суміжними вище- та нижчележачими шахтними горизонтами 2 й 3 відбувається послідовне перетворення утвореного врубового простору 21 у компенсаційний простір 22, переріз якого має форму прямокутного рівнобедреного трикутника (фіг. 4). Дане перетворення завдяки узгодженій енергетичній взаємодії між об'ємом послідовно руйнованого породного масиву в зонах V-VII, об'ємом утвореного врубового простору 21 й об'ємом зруйнованої гірничої маси, що випускається на нижчележачий горизонт 3, відбувається ефективно, малоенергоємно, без перепижовки та зависання зруйнованої гірничої маси. 5 UA 75941 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Руйнування частини породного масиву в зоні VII (фіг. 4) відбувається при послідуючому послідовному підриванні з відповідним уповільненням заряду ВР 17 в оконтурюючій свердловині 6, що розміщена у куті квадрата 12. При цьому на висоту Н поміж суміжними вищета нижчележачими шахтними горизонтами 2 й 3 відбувається послідовне перетворення утвореного компенсаційного простору 22 в утворену перед експлуатаційну підняткову виробку 23, частковий об'єм якої заповнений зруйнованою гірничою масою 24 (фіг. 3). Дане перетворення завдяки узгодженій енергетичній взаємодії між об'ємом послідовно руйнованого породного масиву в зоні VII, об'ємом утвореного компенсаційного простору 22 й об'ємом зруйнованої гірничої маси 24, що випускається на нижчележачий горизонт 3, відбувається ефективно, малоенергоємно, без перепижовки та зависання зруйнованої гірничої маси 24. Після повного випуску зруйнованої гірничої маси 24, а також її навантаження та транспортування із нижчележачого шахтного горизонту 3 утворюється експлуатаційна підняткова виробка 25 (фіг. 6), 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 руйнування енергією вибуху без перепижовки зруйнованої гірничої маси, а також її випуском без зависання, завдяки узгодженій енергетичній взаємодії поміж об'ємом руйнованого породного масиву енергією вибуху в один прийом на об'єм утвореної, як врубової порожнини, так і врубового та компенсаційного просторів, а також об'ємом зруйнованої гірничої маси, що випускається на нижчележачий шахтний горизонт, досягають підвищення ефективності руйнування породного масиву в межах поперечного перерізу проектного контуру підняткової виробки, що проводиться та на усю її висоту Н 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 руйнувань енергією вибуху при підриванні свердловинних зарядів на врубову порожнину, переріз якої має форму круга, та врубовий простір, перерізом у формі квадрата, а також компенсаційний простір, переріз якого має форму прямокутного рівнобедреного трикутника. Приклад Промислові випробування корисної моделі, що заявляється, були проведені в Кривбасі на 2 шахті ім. Кірова рудника ім. Кірова. Підняткову виробку площиною поперечного перерізу 2,25 м проходять поміж суміжними вище- та нижчележачими горизонтами 730 і 775 м в гематитомартитових рудах міцністю 5-7 балів по шкалі проф. М.М. Протод'яконова. В межах поперечного перерізу виробки, що проводиться, у вигляді квадрата зі стороною рівною 1,5 м проектного контуру підняткової виробки, що проводиться та на всю її висоту Н = 45 м буровим станком НКР-100М були вибурені свердловини набору із восьми свердловин, що складається із центральної свердловини діаметром 0,110 м, чотирьох оконтурюючих, а також трьох врубових свердловин діаметром 0,085 м, які розміщені у межах квадрата площиною поперечного перерізу 2 1,5 м × 1,5 м = 2,25 м . При цьому центральна свердловина вибурена в центрі квадрата, а кожна з оконтурюючих - у вершині кута квадрата. Перша врубова свердловина вибурена посередині між однією з оконтурюючих свердловин і центральною свердловиною, а друга та третя вибурені посередині сторін, що утворюють у квадраті вершину кута з оконтурюючою свердловиною, поміж якою та центральною свердловиною розміщена перша врубова свердловина. Перша врубова свердловина була розширена до площі перерізу рівній 0,023 площі перерізу підняткової виробки, що проводиться, на усю її висоту, що дорівнює 45 м, механічним розширювачем свердловин типу РС-0,250. Площа поперечного перерізу S розширеної центральної свердловини складає: 2 2  S=0,023×2,25 м =0,052 м, так як або тоді S   D2 S  0,8D 2 , 4 S 0,052  0,065  0,250 м . 0,8 0,8 Розширена свердловина утворює врубову порожнину. Після утворення врубової порожнини в усіх семи залишених свердловинах набору 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 вищеназваній D 55 6 UA 75941 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 свердловині на усю її висоту був сформований колонковий заряд ВР із грамоніту 79/21. У верхній 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 EDYD, які приєднують послідовно до шахтної вибухової магістралі. Потім ініціюванням бойовиків здійснюють послідовно в один прийом підривання з уповільненням, починаючи з колонкового заряду ВР центральної свердловини, двох врубових і однієї оконтурюючої, що розташовані поблизу врубової порожнини. Під час ініціювання бойовика заряду ВР у кожній названій свердловині відбувається детонація з уповільненням колонкового заряду ВР. Після закінчення процесу детонації з уповільненням колонкових зарядів ВР в цих 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 - врубової порожнини в породному масиві між свердловиною, в якій заряд ВР здетонував спочатку першим, і врубовою порожниною, формується перша зона малоенергоємних розтягуючих напруг, створюючих у свою чергу в даній зоні малоенергоємні деформації розтягу та зрізу. При 3 цьому, завдяки узгодженій енергетичній взаємодії між об'ємом 1,65 м руйнуємого енергією 3 вибуху породного масиву в першій зоні, об'ємом 2,25 м утвореної врубової порожнини й 3 об'ємом 2,24 м зруйнованої гірничої маси, що випускається на нижчележачий горизонт 775 м, відбувається ефективне малоенергоємне без перепижовки руйнування породного масиву в першій зоні між вище- та нижчележачими шахтними горизонтами 730 і 775 м з випуском без зависання зруйнованої гірничої маси на нижчележачий шахтний горизонт 775 м. Аналогічно руйнуванню породного масиву в першій зоні між шахтними горизонтами 730-775 м відбувається малоенергоємне руйнування масиву у другій, третій і четвертій зонах при підриванні з відповідним уповільненням в одну секунду заряду ВР у двох врубових і однієї оконтруюючої свердловинах, що розташовані поблизу врубової порожнини 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 проводиться, рівній 45 м, 3 утворюється врубовий простір, переріз якого має форму квадрата, об'ємом 25,31 м . Руйнування породного масиву в межах проектного контуру підняткової виробки, що проводиться, залишеної частини породного масиву відбувається при послідуючому підриванні в один прийом з відповідним в одну секунду уповільненням інших залишених трьох зарядів ВР, які розміщені в оконтурюючих свердловинах, що розташовані по вершинам 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 послідовне перетворення утвореного врубового простору в компенсаційний простір, переріз якого має форму прямокутного рівнобедреного трикутника, який трансформується 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 послідовне перетворення, завдяки узгодженій енергетичній взаємодії поміж залишеною 3 частиною масиву об'ємом 75,93 м , руйнуючого енергією вибуху в межах проектного контуру 3 підняткової виробки, що проводиться, об'ємом 50,63 м утвореного трикутного компенсаційного простору, з урахуванням коефіцієнта розпушення k=1,34 зруйнованої гірничої маси, що випускається на нижчележачий горизонт 775 м, відбувається ефективно, малоенергоємно без перепижовки та зависання зруйнованої гірничої маси. В корисній моделі, що заявляється, в порівнянні з прототипом значно підвищується ефективність руйнування породного масиву в межах поперечного перерізу проектного контуру підняткової виробки, що проводиться, і на усю її висоту їх зменшенням питомого розходу ВР у 1,40 разу, збільшенням продуктивності проходки в 1,45 рази, а також зниженням її енергоємності та вартості в 1,54 разу, що підтверджується експериментальними даними, приведеними в таблиці. 7 UA 75941 U Таблиця Найменування показників 3 По прототипу Питомий розхід ВР, кг/м 3 Продуктивність проходки, м /люд. зміну 3 Енергоємність проходки, МДж/м 3 Вартість проходки, грн./м 5 10 6,70 1,89 1066,76 224,68 По об'єкту, що заявляється 4,79 1,30 692,70 145,89 Співвідношення показників 1,40 1,45 1,54 1,54 Застосування корисної моделі, що заявляється, дасть можливість підвищити ефективність руйнування 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 руйнованого породного масиву в один прийом на об'єм утвореної, як врубової порожнини, так і врубового і компенсаційного просторів, а також об'ємом зруйнованої 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 руйнування породного масиву в межах проектного контуру поперечного перерізу підняткової виробки, що проводиться, на усю її висоту в один прийом руйнування енергією вибуху без перепижовки з наступним випуском зруйнованої гірничої маси без зависання. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 35 40 Спосіб руйнування породного масиву при проходці підняткових виробок поміж суміжними вищета нижчележачими шахтними горизонтами, що включає буріння в межах поперечного перерізу проектного контуру підняткової виробки, що проводиться на усю її висоту комплекту 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, із формуванням в усіх свердловинах комплекту заряду вибухової речовини (ВР) і їх підривання в один прийом послідовно з уповільненням, який відрізняється тим, що після буріння комплекту свердловин на усю висоту підняткової виробки, що проводиться, додатково бурять три врубові свердловини, перша з яких розміщена посередині між однією з оконтурюючих і центральною свердловиною комплекту, а друга та третя розміщені посередині сторін, що утворюють в квадраті вершину кута з оконтурюючою свердловиною, поміж якою та центральною свердловиною комплекту розміщена перша врубова свердловина, після чого першу врубову свердловину розширюють одним із відомих способів на усю висоту підняткової виробки, що проводиться, до площі поперечного перерізу, рівної 0,0200,025 площі поперечного перерізу підняткової виробки, що проводиться, з утворенням врубової порожнини, переріз якої має форму круга, причому формування заряду ВР в усіх свердловинах комплекту та в залишених другій і третій врубових свердловинах здійснюють на усю їх висоту із наступним підриванням сформованих зарядів ВР в один прийом послідовно з уповільненням по усій висоті підняткової виробки, що проводиться, спочатку на утворену врубову порожнину, починаючи з центральної свердловини комплекту й оконтурюючої свердловини поміж якою та центральною свердловиною комплекту утворена врубова порожнина, потім із залишених врубових свердловин із трансформацією врубової порожнини у врубовий простір, переріз якого має форму квадрата, після чого із залишеної пари діагонально розміщених оконтурюючих свердловин із трансформацією утвореного врубового простору в компенсаційний простір, переріз якого має форму прямокутного рівнобедреного трикутника, а в кінці - із останньої оконтурюючої свердловини із трансформацією утвореного компенсаційного простору в підняткову виробку. 8 UA 75941 U 9 UA 75941 U 10 UA 75941 U 11 UA 75941 U 12 UA 75941 U 13 UA 75941 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 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 14