Спосіб вибухового руйнування блока уступу

1 Спосіб вибухового руйнування блока уступу що включає його оббурювання рядами свердловин їх заряджання зарядами вибухово» речовини нормальної маси, а в прилеглих до масиву свердловинах контурного » приконтурного рядів - зарядами зменшеної маси забійку із зволоженого крупнофракціиного сипучого матеріалу (без пилових фракцій) короткоуповільнене підривання фуп свердловинних зарядів в блоці уступу, який відрізняється тим, що між свердловинами контурного ряду додатково вибурюють нахилені свердловини глибиною 5 7 м під кутом а від вертикалі в бік центру ядра пилогазовоУ хмари вибуху сформованого через 2 3 с, після вибуху блока уступу і який обчислюють по формулі а = arctg Н а/2 де Н - висота від площадки уступу до центру ядра пилогазової хмари вибуху через 2 3 с після підривання блока уступу, (знаходиться по даним кінозйомки), м, а/2 - половина ширини площадки уступу, м, потім а ці свердловини розміщують метальнг заряди масою 50 100 кг і виконують в них забійку із пдрогелю, або води в поліетиленових рукавах, а в інших свердловинних зарядах блока уступу ~ комбіновану забійку із пдрогелево) "пробки" а поліетиленовому пакеті над зарядом, довжиною (2 3) d c , де d c - діаметр свердловини, м, а зверху "пробки" - із зволоженого крупнофракціиного матеріалу, крім свердловин в контурному ряду, в яких в гирловій частині свердловини розміщують додатковий метальний заряд що складається з 2 3 тротилових шашок Т-400 і заповнюють цю частину свердловини пдрогелем на довжину колонки (8 14) d c при цьому в контурному і приконтурних рядах свердловин загальну довжину комбінованої забійки в них приймають відповідно (1,3 1,4) W і (1,1 1,2) W де W - величина л»ни найменшого опору, м, а при розвитку короткоуповільненого вибуху в першу чергу підривають заряд вибухово) речовини в метальній свердловині, а потім через 10 20 мс - суміжні з ним групи інших свердловинних зарядів з повторенням такого чергування у міру розвитку вибуху свердловин в блоці уступу 2 Спосіб по п 1 який відрізняється тим що перед заряджанням основних свердловин блока, окрім свердловин в першому від скосу уступу та свердловин контурного ряду, їх перебур від дна свердловини заповнюють пдрогелем на довжину А І, яку визначають із залежності диь If (2) де І - довжина заряда, м, b - коефіцієнт пропорцюнальносп який залежить від типу вибухової речовини, геологічних особливостей масиву порщ, що руйнується, І для грамонггу 79/21 Ь= = 0,075 0,08, а для тротилу і гаряченаливних ВР, типу ГНТ-20, ВІДПОВІДНО Ь=0,015 0,025, f - коефіцієнт МІЦНОСТІ по шкалі Протодьяконова, бали, doep - середній діаметр куска породи в розвалі гірничо) маси, м З Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що для зволоження та скріплення сипучого матеріалу 8 тілі забійки свердловини використовують водний розчин глини, наприклад, глауконітової 00 ю со < 34581 Винахід відноситься до прничорудноТ промисловості, а конкретно до технології ведення буровибухових робіт на кар'єрах Відомий спосіб вщбійки гірничих порід, що включає обурювання блоку уступа рядами свердловин, заряджання їх зарядами вибухової речовини (ВР) забійку свердловинних зарядів (СЗ) із зволоженого сипучого матеріалу в частині свердловин блоку та комбіновану забійку з того ж матеріалу, пропитаного пдрогелем в нижній частині забійки і лдрогелю в н верхній частині до горла свердловини в іншій частин» блока, короткоуповільнене підривання (КУП) груп СЗ в блоці уступу (див а С СРСР Ne 1630446 вщ ЗО 01 1989 р ) Однак при підриванні СЗ в блоці уступу пилоподавлення в хмарі вибуху недостатньо ефективне Це пояснюється тим що дисперговані виf/УОМ частинки пдрогепю які вилітають із гирла свердловин, захоплюють і зволожують значну частину нелилоБих фракцій (більші 100 мкм), а тому для досягнення заданого зниження концентрації пилу в хмарі вибуху необхідно збільшувати масу порівняно дорогої пдрогелевої забійки Найбільш близьким по технічній сутності і досягнутому результату являється спосіб вибухового руйнування гірничих порід в блоці уступу що включає обурювання блока уступу рядами свердловин, заряджання їх зарядами ВР нормальної (паспортної) маси, а в прилеглому до масиву контурному і приконтурному рядах свердловин - зарядами ВР зменшеної маси, забійку із зволоженого сипучого матеріалу, КУП груп СЗ в блоці уступу ( див а с СРСР МКИ F42D1/00 № 1170841 вщ 29 03 84 р ) Цей спосіб має ті ж недоліки, що \ аналог, і крім того в ньому не установлені оптимальні довжини забійок в СЗ по критеріях мінімального викиду шкідливих продуктів вибуху в атмосферу" кар'єру і якості подрібнення породи та оконтурювання уступу В основу нового рішення даної технічної задачі покладено вибір оптимальних довжин забійки СЗ в комбінації матеріалів пдрогелю та крупнофракційного зволоженого сипучого матеріалу, а також нове розміщення між свердловинами в контурному ряду додаткових нахилених в бік ядра пилогазової хмари вибуху коротких свердловин з метальними зарядами ВР невеликої маси і забійкою з пдрогелю, чи води в поліетиленових рукавах, а також оптимальний режим метання диспергованих частин гелю, чи води при розвитку КУП груп СЗ Це дозволить підвищити ефективність пилоподавлення в хмарі вибуху з меншими затратами рідинної забійки на вибух, а також якість подрібнення породи і оконтурювання уступу при зменшених питомих затратах ВР Зазначена задача вирішуєтсья за рахунок того, що у відомому способі вибухового руйнування блока уступу виконують його обурювання рядами свердловин, їх заряджання зарядами ВР нормальної маси, а в прилеглих до масиву свердловинах контурного » приконтурного рядів зарядами ВР зменшено) маси, забійку із зволоженого крупнофракщйного сипучого матеріалу (без пилових фракцій), КУП груп СЗ А згідно з новим винаходом між свердловинами контурного ряду додатково вибурюють нахилені свердловини гли биною 5 7 м під кутом а від вертикалі в бік центру ядра пилогазової хмари вибуху, сформованого через 2 3 сек після вибуху блока уступу і який обчислюють по формулі * н а = arctg —— град., (1) де Н - висота від площадки уступу до центру ядра пилогазової хмари вибуху через 2 3 сек після підривання блока уступу, (знаходиться по даних кінозйомки), М а/2 - половина ширини площадки уступу, м, потім в ці свердловини розміщують метальні заряди ВР масою 50 100 кг і виконують в них забійку із пдрогелю, або води в поліетиленових рукавах, а в інших СЗ блока уступу - комбіновану забійку із пдрогелевої "пробки" в поліетиленовому пакеті над зарядом ВР довжиною (2 3) d c , де d c - діаметр свердловини, м, а зверху "пробки" - із зволоженого крупнофракційного матеріалу крім СЗ ВР в контурному ряду, в яких в гирловій частині свердловини розміщують додатковий метальний заряд, що складається з 2 3 тротилових шашок Т-400 і заповнюють цю частину свердловини пдрогелем на довжину колонки (8 14)d r при цьому в контурному І приконтурному рядах С3 загальну довжину комбінованої забійки в них приймають ВІДПОВІДНО (1,3 1.4) W і (1,1 1,2) W де W - в е л и ч и н а ЛІНІЇ найменшого опору (л н о), м, а при розвитку короткоуповільненого вибуху в першу чергу підривають заряд ВР в метальній свердловині, а потім через 10 20 мс - суміжні з ним групи інших СЗ з повторенням такого чергування по мірі розвитку вибуху блока уступу Крім того, додатками до нового винаходу є те, що перед заряджанням основних свердловин блоку, окрім свердловин в першому від скосу уступа, та свердловин контурного ряду їх перебур від дна свердловини заповнюють пдрогелем на довжину ДІ, яку визначають «з залежності If м (2) де І - довжина заряда, м, b - коефіцієнт пропорцюнальності який залежить від типу ВР, геологічних особливостей масиву порід, що руйнується і для грамоніту 79/21 Ь-0,075 0,08, а для тротилу « гаряченаливних ВР, типу ГНТ-20 ВІДПОВІДНО Ь=0,015 0 025, f - коефіцієнт міцності по шкалі Протодьяконова, бали, deep - середній діаметр куска породи в розвалі гірничої маси, м, а також те, що для зволоження і скріплення сипучого матеріалу в ТІЛІ забійки використовують водний розчин глини, наприклад, глауконітової Сутність способу пояснюється на прикладі його реалізації та ілюструється на фіг 1, фіг 2 Блок уступу 1 висотою 15 м в породах міцністю f=12 14 балів обурюють станком СБШ-250 мм чотирма рядами свердловин по сітц» 7,0x7,0 м з перебуром 2,0 м (всього 100 свердловин) В контурному ряду між основними 2 свердловинами бурять додатково короткі 3 свердловини довжиною 5 7 м з нахилом від вертикалі в бік центру ядра пилогазової хмари вибуху, кут а 34581 якого знаходять по формулі (1) Якщо по даних попереднього досліду (кінозйомки) висота Н центру ядра пилогазовоі хмари через 2 3 сек після підривання блока уступу складала 100 м, а половина ширини площадки блока уступу 12 м, то кут а ~ 7° При заряджанні в свердловини 4, 5 в першому і другому рядах від скосу розміщують нормальні (паспортні) заряди 6 ВР наприклад, 600 кг (грамоніт 79/21), а потім вільним падінням поліетиленових пакетів з пдрогелем створюють пробку 7 довжиною (2 3)d c , де d c - діаметр свердловини м, а зверху "пробки" - забійку із зволоженого крупнофракційного сипучого матеріалу 8 Так вчиняють в усіх основних свердловинах блока уступу Але в доповненні до цієї операци тільки в свердловинах контурного ряду гирлову частину свердловини не заповнюють сипучим матеріалом, а спочатку розміщують в ній метальний заряд що складається із 2 3 тротилових шашок Т-400 а потім заповнюють й пдрогепем на довжину колонки величиною (8 14)dc (на ф»г не показано) При виконанні комбінованої забійки в контурному » приконтурному рядах свердловин загальну довжину комбінованої забійки приймають ВІДПОВІДНО (1,3 1 4) W і (1,1 1,2) W де W - величина лінії найменшого опору (л н о), м, що для прикладу відповідає 9 10 м і 8 0 8,5м Маси зарядів ВР в цих рядах ВІДПОВІДНО 350 400 кг та 425 450 кг В додатко вих коротких 3 свердловинах розташовують заряди ВР масою 50 1Q0 кг, а забійку в них виконують з пдрогелю, або ж води в поліетиленових рукавах (на фігурах не показано) Кр«м того в основних свердловинах блоку окрім свердловин в першому від скосу уступа та свердловин коитурного ряду їх перебур від дна свердловини 9 заповнюють пдрогелем на довжину І, яку визначають по залежності (2) Для випадку, коли 1=130 м 1=15 17, deep =0 3 м, W=7 0 м, вибухівка тротил маса заряду - 600 кг і b=0,0t5, тоді зпдно з (2) Д 1=1 4 м Для зволоження » скруплення сипучого матеріалу в ТІЛІ забійки свердловини використовують водний розчин глини, наприклад, глауконітової Після монтажу підривно) мереж» з ДШ і КЗДШ по схемі, показаній на фіг 2 виконують ініціювання капсулем-детонатором (КД) магістралі ДШ і реалізують режим КЗВ метальних і основних зарядів на блоці уступу при якому в першу чергу підривають метальні заряди а через 10 20 мс суміжні з ними групи інших зарядів блока уступу з повторенням такого чергування по мірі розвитку вибуху Обгрунтування оптимальних параметрів способу Оптимальна довжина пдрогелевої "пробки" (2 3) d c , тобто 0,5 0J м при d c = 0,25 м вибрана по критерію виключення зони переподрібнення як самої породи, так і сипучого матеріалу забійки, оточуючих верхній торець СЗ Параметри цієГ зони співрозміриі з параметрами пдрогелевої "пробки", а тому переподрібнення пдрогелю продуктами детонації заряду ВР буде сприяти ефективному подавлению шкідливих продуктів детонаци і пилу, що утворюються в цій зоні по мірі Тх руху в неактивній частині свердловини і виштовхування сипучого забійного матеріалу із свердловини Оптимальні довжини комбінованої забійки з пдрогелю і зволоженого крупнофракційного сипучого матеріалу в свердловинах контурного і приконтурного рядів ВІДПОВІДНО (1,3 1.4) W і (1,1 1 2) W вибрані по двох критеріях - допустима висота викиду пилогазових струменів з цих свердловин (не більше 100 м) і задовільне подрібнення породи в зон» їх розташування Оптимальна довжина колонки гідрогелевої забійки в гирловій частині свердловини контурного ряду дорівнює (8 15)dc, тобто 2 0 3,5 м, а також маси метальних зарядів (в контурних - 2 З тротилові шашки Т 400, а в додаткових метальних свердловинах 50 100 кг вибрані по двох критеріях - максимальна висота викиду диспергованих часток пдрогелю чи води (до 100 м) І висока якість оконтурювання відкоса уступу (отримання потрібного кута відкоса 75 80° і зменшення злому законтурного масиву) Випереджаюче підривання метальних зарядів ВР по відношенню до суміжних зарядів через 10 20 мс являється оптимальним, з одного боку по умовах високої надійності підривання (відсутність відмов) а з другого - являється достатнім для випередження фронту розльоту диспергованих часток пдрогелю, чи води по відношенню до фронту розльоту пилогазових струменів (з вибухових свердловин при формуванні загальної хмари вибуху над місцем вибуху При цьому фронт розльоту пилогазових струменів буде підштовхувати догори фронт розльоту диспергованих часток пдрогелю, чи води аж до втрати їх швидкості Після цього настає період осідання часток води в пилогазовій хмарі з захопленням часток пилу крапельками води А нижче розсіяні в хмарі непилоа» частки більшого діаметру ніж у пилу будуть осідати без зволоження за рахунок сили ваги і з більшою швидкістю осідання, ніж частки пилу, захоплені краплями води 8 результаті цього підвищується ефективність пилоподавлення при меншій иа 20 30% витраті метальної води, чи пдрогелю в хмарі вибуху в порівнянні з відомим способом пилоподавлення Запропонований спосіб в порівнянні з прототипом дозволяє гидвищити ефективність пилоподавлення в пилогазовій хмарі вибуху при менших витратах рідинної забійки в СЗ, а також підвищити якість оконтурювання відкосу уступу і зменшити злам законтурного масиву і. крім того, зменшити питомі витрати ВР по блоку, що підривається, на 20 30% без погіршення якості подрібнення порід 34581 ФІГ. 1 Фіг. 2 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03