Спосіб формування свердловинних зарядів вибухових речовин при багаторядному вибухові гірничих порід

Изобретение относится к области взрывных работ и может использоваться при разрушении горных пород скважинными зарядами взрывчатых веществ (ВВ) на открытых горных работах. Известен способ разрушения крепких горных пород, заключающийся в том. что смежные скважины бурят с чередованием без перебура и с перебуром, при этом верхний уровень заряда ВВ - в скважинах без перебура поднимает высоту, равную длине перебура [1]. Недостатками этого способа являются: 1. Некачественная проработка подошвы уступа из-за отсутствия перебура в скважинных зарядах нижним инициированием. 2. Неравномерное дробление горных пород в верхней части уступа из-за образования заслонов вследствие неравномерного распределения энергии взрыва смежных зарядов ВВ в верхней части зарядов. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ разрушения крепких горных пород, заключающийся в том, что во втором и всех последующи х четных рядах перебур отсутствует, а в третьем и всех последующи х нечетных рядах он должен рассчитываться по величине расстояния между рядами и быть меньше, чем в первом ряду [2]. К недостаткам данного способа относятся: - неравномерное дробление горных пород, разрушение законтурного массива из-за отсутствия последовательного уменьшения величины взрывного нагружения от бровки уступа к его тыльной части; - некачественная приработка подошвы уступа из-за отсутствия перебура в четных рядах скважин, так как в силу гидродинамических свойств взрыва и различных физико-механических свойств горной породы в разрушаемом массиве крепкие включения в нижней части уступа могут оказаться плохо разрушенными; - неоправданный расход ВВ из-за использования недифференцированных по величине взрывчатого вещества скважинных зарядов. Задача изобретения - равномерное дробление горных пород с сокращением законтурного массива, повышение качества проработки подошвы уступа и сокращение расхода ВВ за счет дифференцированного распределения энергии взрыва зарядов ВВ в массиве уступа горных пород. Поставленная задача решается следующим образом. В способе формирования скважинных зарядов ВВ при многорядном взрывании горных пород, включающем бурение скважин с перебуром, установку боевиков. размещение в скважинах ВВ и формирование забойки, бурение скважин в уступе и забойку каждой скважины производят от бровки уступа к тыльной его части с последовательным уменьшением величины перебура и соответственным увеличением на эту же величину длины забойки, при этом величину перебура определяют из выражения где hn - величина перебура скважин последующих рядов, м; h - величина перебура первого ряда скважин, м; n - номер ряда скважин; n - 2, 3, 4…, после чего боевики с нитями ДШ одинаковой длины располагают в каждой скважине на одинаковом расстоянии над и под уровнем подошвы уступа, равным длине перебура скважин в последнем ряду, при этом один из концов нитей ДШ боевика, расположенного над уровнем подошвы уступа, выполняют у устья скважины в виде спирали. Совокупность признаков обеспечивается рациональным распределением энергии ВВ скважинных зарядов по высоте разрушаемого уступа. Это достигается изменением линейных геометрических параметров конструкций скважинных зарядов ВВ. Сущность способа формирования скважинных зарядов ВВ при многорядном взрывании горных пород поясняется чертежом, на котором изображена схема расположения и конструкция зарядов ВВ в массиве горных пород. На чертеже представлена схема расположения на уступе 1 горных пород скважинных зарядов 2. Бурение скважин 3 с перебуром в уступе 1 и формирование забойки 4 каждой скважины 3 производят от бровки уступа 1 к тыльной его части с последовательным уменьшением величины перебура 5 и соответственным увеличением на ту же величину длины забойки 4. Величина перебура, начиная со второго ряда скважин, определяется из h выражения hn = n где hn - величина перебура скважин последующих рядов, м; h - величина перебура первого ряда скважин, м; n - номер ряда скважин; n = 2, 3, 4,... При данном способе формирования скважинных зарядов на основании приведенного выражения возможно дифференцированное распределение энергии взрыва зарядов ВВ в массиве уступа горных пород от бровки уступа к тыльной его части, что обеспечит последовательное уменьшение величины взрывной нагрузки в разгружаемом массиве. При данном способе в уступе 1 горных пород расположение зарядов образует равнобедренную трапецию с большим основанием у бровки уступа 1, с меньшим - с тыльной ее части. Плавность перехода высоты колонок зарядов, начиная с первого ряда и кончая последним, обеспечивает расчет этих величин из приведенного выражения, где знаменатель дроби и позволяет это осуществить независимо от количества рядов скважин 3 в уступе 1. При этом за величину перебура 5 и забойки 4 для первого ряда скважин 3 берут проектные величины, соответствующие действующим паспортам буровзрывных работ на горнорудных предприятиях. Взрывание скважинных зарядов 2 позволит равномерно осуществить взрывные нагружения разрушаемого уступа 1 и сохранить законтурный массив, обеспечит равмомерное разрушение верхней части уступа 1, так как плавное уменьшение ВВ в верхней части скважин 3 позволит избежать заколов в верхней части массива разрушаемого уступа 1 и, как результат, уменьшить до минимума выход негабаритной фракции с этой части. Аналогичное последовательное уменьшение длины перебура 5, начиная со второго ряда скважин, позволит рационально использовать энергию взрыва на разрушение нижней части уступа независимо от физико-механических свойств горной породы. Данный способ формирования зарядов 2 позволит уменьшить процесс заколообразований на нижний горизонт при одновременном уменьшении расхода ВВ. При этом боевики 6 с нитями ДШ 7 одинаковой длины располагают в каждой скважине 2 на одинаковом расстоянии над и под уровнем подошвы 8 уступа 1, равном длине перебура скважин в последнем ряду, обеспечат эффект встречи детонационных волн на уровне подошвы уступа 1 в чистом виде. Данный эффект позволит обеспечить качественную проработку подошвы уступа 1 за счет многократного увеличения взрывного давления в месте встречи детонационных волн. Точность встречи детонационных волн как во временном, так и в геометрическом смысле обеспечивают нити ДШ 7 одинаковой длины боевиков 6. Один из концов нитей ДШ 7 боевика 6, расположенного над уровнем подошвы уступа, выполняют в забойке4 у устья скважины 3 в виде спирали 9. Пример. Например, на карьере ЮГОКа взрывали блок, выбуренный на 40 скважин, которые на поверхности уступа расположены в четыре ряда. Параметры подготавливаемого к взрыванию блока следующие: высота уступа - 15 метров, глубина скважины для первого ряда – 8 м, величина перебура – 3 м, величина забойки - 6 м, согласно действующим паспортам буровзрывных работ, глубина скважин для второго ряда - 16,5 м, величина перебура h2 = h 3 = = 15 м, величина забойки – 7,5 м, для третьего ряда: глубина скважин - 16 м, величина , n 2 перебура h3 = h 3 = = 1 м, величина забойки - 8 м, для четвертого ряда: глубина скважин - 15,75 м, величина n 3 h 3 = = 0,75 м, величина забойки - 8,25 м. Диаметр скважин - 250 мм, расстояние между n 4 скважинами - 7 м, расстояние между рядами – 6 м. В скважины устанавливают промежуточные детонаторы, выполненные из шашек-детонаторов типа Т-400 Г и детонизирующего шнура марки ДШЗ-12. В каждую скважину устанавливают по два промежуточных детонатора с одинаковой длиной ДФ, составляющей 16 м, и располагают один под другим под проектным, уровнем подошвы уступа на одинаковом расстоянии, равном длине перебура 0,75 м в четвертом ряду. После этого формируют заряды ВВ, например, из граммолита 79/21 и забойку. При формировании забойки один из концов нитей ДЩ боевика, расположенного над уровнем подошвы уступа, выполняют в забойке у устья скважины в виде спирали. После формирования забойки коммутируют взрывную сеть. Подготовленный таким образом блок по сравнению с прототипом: снижает расход ВВ во втором ряду за счет увеличения забойки 1,5.10.50=750 кг, где 1,5 м - увеличение длины забойки, 10 - количество скважин во втором ряду, 50 кг - расход ВВ на 1 м скважины; аналогично для третьего ряда 2.10.30=1000 кг, для четвертого ряда 2,25.10.50=1125 кг. Всего экономия ВВ в верхней части разрушаемого уступа составит 3835 кг. В нижней части уступа расхода ВВ с прототипом практически аналогичен. Дифференцированное распределение энергии взрыва зарядов ВВ разрушаемом массиве уступа горных пород позволит добиться равномерного дробления горных пород с сохранением законтурного массива за счет дифференцированного распределения энергии взрыва зарядов ВВ; снижения выхода негабарита в верхней части уступа, снизит законтурное действие взрыва за счет последовательного уменьшения количества ВВ от бровки уступа к его тыльной части. Плавное уменьшение величины перебура с эффектом "встречи" детонационных волн позволит рационально использовать энергию взрыва на разрушение подошвы уступа независимо от горно-геологических условий ведения взрывных работ. Предлагаемая технология позволит значительно повысить производительность горно-транспортного оборудования. перебура h 4 =