Спосіб відбою скельних порід

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности, к отбойке скальных пород энергией взрыва на карьерах. Известен способ короткозамедленного взрывания скальных пород, заключающийся в бурении в породном массиве сетки скважин, размещение в них зарядов взрывчатого вещества (В-В), средств инициирования и забойки из сыпучих материалов. Интервалы замедления и последовательность взрывания устанавливают с помощью пиротехнических замедлителей при монтаже взрывной сети [1]. К недостаткам известного способа следует отнести сложность монтирования взрывной сети и размещение пиротехнических замедлителей на открытой поверхности, что не исключает случаев и х отказов и повышает опасность ведения взрывных работ. Наиболее близким по технической сущности является способ ведения взрывных работ в скальных породах, включающий бурение скважин, оснащение их средствами инициирования, забойку из сыпучих материалов, при этом смежные скважинные заряды в диагональном ряду (или ряды скважинных зарядов) формируют из разных типов ВВ, имеющих различные детонационные характеристики, что обеспечивает их разновременное взрывание без установки дополнительных замедлителей, а пиротехнические реле, как правило, размещают между рядами скважинных зарядов [2]. К недостаткам этого способа относятся необходимость использования ВВ с различной удельной энергией взрыва и разный характер дробления скальных пород в зонах, прилегающих к скважинным зарядам с разным типом ВВ. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа отбойки скальных пород, путем поочередного размещения в ряду скважин забойки из сыпучих материалов с комбинированной запирающей забойки, состоящей из чередующихся участков НРС и обычной забойки, и за счет этого достигается эффект короткозамедленного взрыва, что ведет к повышению эффективности дробления пород и однородности гранулометрического состава. Поставленная задача решается тем, что в способе отбойки скальных пород, включающем бурение скважин, размещение в них зарядов ВВ и средств инициирования, забойку из сыпучих материалов, установку пиротехнических замедлителей между рядами скважинных зарядов и последующее взрывание, согласно изобретению, в ряду скважинных зарядов, через один, формируют комбинированную забойку, размещая участки НРС над зарядом и в верхней части скважины граничащей с поверхностью, высотой 3-5 диаметра скважины, причем средства инициирования располагают в донной части, а взрывание производят после окончания реакции гидратации. Применение комбинированной забойки из чередующи хся участков НРС и обычной забойки обеспечивает за счет запирающего эффекта, создаваемого действием НРС на стенки скважины, увеличение длительности взрывного импульса и продолжительности воздействия продуктов взрыва (ПВ) на отбиваемые породы. Кроме того, при поочередном размещении в ряду (рядах) скважин забойки сыпучих материалов и комбинированной запирающей забойки реализуется эффект кратности взрывного воздействия на отбиваемые породы, за счет взрывных импульсов различной длительностиот взрывав ВВ в смежных скважинах. К условиям взрывания относится способ чередования скважинных зарядов ВВ с обычной сыпучей и комбинированной, плотно запирающей ВВ забойкой с применением НРС. При мгновенном взрываний ряда скважин зарядов, в смежных скважинах, а результате использования забойки с различными запирающими свойствами, параметры взрывных импульсов существенно различаются между собой по длительности и амплитуде. Амплитуда и длительность взрывных импульсов от взрывов зарядов АА в скважинах, в которых применялась сыпучая забойка будет значительно меньше, по сравнению с длительностью и амплитудой взрывных импульсов от взрывов аналогичных зарядов, заглушенных комбинированной забойкой. Это объясняется увеличением взрывной полости в результате срезки и сдвижки сыпучей забойки и утечки ПВ через забойку из взрывной полости на стадии ее динамического расширения, что и приводит к существенному снижению параметров импульсов. В дальнейшем в массиве скальных пород будет происходить взаимодействие и наложение волн напряжений от взрывных импульсов с различной амплитудой и длительностью. Процессы взрыва в скважинных зарядах с сыпучей забойкой закончатся раньше. За это время образуются новые трещины и новые свободные поверхности в непосредственной близости от зарядов с комбинированной забойкой, где еще будет происходить нарастание напряжений, а также множественный рост новых трещин. Эти факторы способствуют активному протеканию процессов разрушения. При этом реализуется новый эффект короткозамедленного взрывания и увеличивается кратность взрывного воздействия на отбиваемый массив скальных пород. Кроме того, за счет вторичных соударений кусков пород, достигается дополнительное дробление. Способ реализуется следующим образом. В массиве скальных пород производят бурение скважин (фиг. 1), в которых затем размещают заряды ВВ 4 и средства инициирования 5. Боевики 5 располагают в донной части скважин на линии сопротивления по подошве (в самом сложном для взрывания месте), что позволяет дополнительно улучшить проработку подошвы уступа. В выделенном ряду (рядах) скважин (фиг. 2), по схеме порядной, диагональной, диагонально-волновой, радиальной и т.д. "через один", для удержания ПВ и увеличения длительности взрывного''импульса, выполняют забойку из забоечного материала различного типа. В одном случае это отходы дробильных цехов: песок, буровая мелочь и т.п. А в смежных скважинах формируют комбинированную герметизирующую забойку (фиг. 1), которую выполняют следующим образом. Выше зарядов ВВ 4 и в верхней части скважин, граничащих с поверхностью, располагают участки НРС 2 высотой 3-5 диаметров заполняемых скважин, а оставшиеся свободными промежутки заполняют обычной сыпучей забойкой 3. Для предотвращения смешивания НРС с ВВ и забойкой нижний участок НРС можно отделить прокладками. Пиротехнические замедлители устанавливают только между выделенными рядами скважинных зарядов ВВ. Взрывание производят после окончания реакции гидратации НРС и развития им максимальных распирающих усилий на стенки скважин,достигающих 30-50МПа. Предлагаемый способ иллюстрируется следующим примером его осуществления. Способ опробован на карьере при отбойке диоритов. Для этого в соответствии с типовым проектом на производство буровзрывных работ методом скважинных зарядов бурилась квадратная сетка скважин диаметром 105мм для реализации порядной схемы взрывания. Были выделены контрольный и три опытных участках в практически одинаковых условия х для сравнения результатов взрывания. Количество рядов скважинных зарядов каждый раз было по 3, а скважин в рядах по 6 штук. Расстояние между скважинами в рядах - 3,2м, между рядами - 2,8м. Глубина скважин составляла 11,3м, в том числе перебура - 1,3мм. Длина забойки определялась по формулам "Союзвзрывпрома" и в каждой серии была по 3,8мм. Боевики - по одной шашке ТП-400 в скважине - располагались в верхней части перебура. Пиротехнические замедлители КЗДШ - 69, с интервалом замедления в 20мс, устанавливали только между рядами скважинных зарядов. Способ взрывания - при помощи дентонирующето шн ура (1) фиг. 1. На контрольном участке забойку всех скважин производили отходами цеха дробления. На опытных участках использовалась (в ряду скважинных зарядов "через один") комбинированная забойка из чередующи хся участков НРС и отходов дробильного цеха. На первом участке, над зарядами ВВ размещали участок НРС высотой 0,3м, затем шел участок сыпучей забойки высотой 3,2м, и, наконец, оставшиеся 0,3м в устьях скважин заполняли НРС. На втором опытном участке высотой столбиков НРС составляла 0,4м, и на третьем - 0,5м. Соответственно промежуток с сыпучей забойкой был 3,0м и 2,8м. В смежныхскважинах забойка выполнялась из отходов дробильного цеха. Взрывание производилось после окончания реакции гидратации НРС. Время окончания реакции гидратации определялось по табличным данным из "Рекомендации по применению невзрывчатых разрушающи х средств для добычи блоков природного камня на карьерах Министерства промышленных строительных материалов СССР" и составляло при температуре среды +20°С 18ч. Фактически, взрывание производилось через сутки. Анализ результатов гранулометрического состава взорванной горной массы показал, что на опытных участках были достигнуты лучшие показатели дробления по сравнению с контрольным. Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице. №№ Краткая характеристика контрольного и опытных Кол-во рядов скваж, Кол-во скваж. в ряду пп участков зар. ряд. шт. 1. Контрольные с забойкой из сыпучих материалов. 3 6 2. Опытный с комбинированной забойкой (высота НРС-3 скважин) 3 6 3. Опытный с комбинированной забойкой (высота НРС-4 скважин) 3 6 4. Опытный с комбинированной забойкой (высота НРС-5 скважин) 3 6 Продолжение таблицы №№ Процентное содержание фракций дробл. мм Размер ср. пп куска, мм до 20 30 до 200 300 400 500 1. 60 7 8 83 251 2. 65 7 7 88 203 3. 73 6 6 91 178 4. 79 6 5 95 162