Прямий циліндричний вруб

1 Прямий циліндричний вруб, що включає комплект паралельних шпурів з довжиною, що дорівнює довжині західки, і центральний випереджальний шпур, який відрізняється тим, що він виконаний із центрального випереджального і шести оточуючих його шпурів, причому відстань між усіма шпурами у врубі однакова і визначена по формулі 6 де Q z - заряд оточуючих шпурів, що дорівнює Q Z = Q O (і-з-0,5), Q o - МІСТКІСТЬ заряду, кг/м, що дорівнює Qo = Д S 3 , А - щільність патронування, кг/м3, S 3 - площа перерізу заряду, м 2 , І_з - довжина західки, м, q - нормальна питома витрата вибухової речовини (ВР), кг/м3 2 Прямий циліндричний вруб за п 1, який відрізняється тим, що центральний випереджальний шпур має довжину, що перевищує глибину західки і яку визначають по формулі L 4 =L 3 (1 + 0,1 ?Г), де f - коефіцієнт МІЦНОСТІ порід по Протод'яконову 3 Прямий циліндричний вруб за п 1, який відрізняється тим, що набійка центрального випереджального шпуру виконана мінімально припустимої довжини і розміщена перед зарядом ВР в шпурі, причому маса заряду Q n визначається по формулі Q n = Q 0 L 3 0,1 Ї Г 4 Прямий циліндричний вруб за п 1, який відрізняється тим, що його центр розташований від підошви виробки на відстані, яка дорівнює 1/3 висоти виробки, а всі шпури пробурені похилими вверх під кутом нахилу 5-10 градусів до осі виробки CM CD CD Корисна модель належить до гірничої галузі і її слід використовувати при проведенні гірничих виробок буровибуховим способом Відомий прямий сгнрально-крокуючий вруб, що включає шпури, пробурені перпендикулярно до площини вибою, устя яких розміщені по спіралі, причому маса заряду, глибина і ступінь уповільнення кожного наступного шпуру більше попереднього [Смирняков В В И др Технология строительства горных предприятий - М Недра, 1989, стр 289-292] Недоліком такого врубу є складність виконання, потреба у великій КІЛЬКОСТІ ступенів уповільнення електродетонаторів, високі вимоги до кваліфікації прохідників, точності розмітки і буріння шпурів, ретельного заповнення їх забійним матеріалом Відомий прямий вруб, що включає пробурені перпендикулярно поверхні вибою горизонтальні ряди шпурів, з яких нижній перший ряд складається з трьох зближених шпурів, а всі ІНШІ - із двох шпурів Торцеві часті зарядів розташовують на уявлюваній площині з поступовим заглибленням зарядів вищестоящих рядів шпурів до повної глибини шпурів останнього ряду [Авторское свидетельство СССР №1545720, МКИ кл F42D3/04, E21D9/00, 1988] Недоліком такого прямого врубу є складність розміщення і буріння шпурів, необхідність у великій КІЛЬКОСТІ ступенів уповільнення електродетонаторів, велике відкидання породи від вибою і мож о> 6624 ливість ушкодження кріплення, що уповільнює виконання і підвищує трудомісткість прохідницьких робіт. Крім того, відомий прямий вруб з "підчищающим" зарядом при проведенні горизонтальних виробок, що складається з комплекту чотирьох паралельних шпурів однакової довжини, а п'ятий, збільшеної довжини, розташований у геометричному центрі ромба, причому в його донній частині додатково розміщений "підчищающій" заряд, який підривають в останню чергу [Савельев Ю.Я. и др. Внедрение прямого вруба с «подчищающим» зарядом при проведении горизонтальных выработок. - Горный журнал, 1982, №7, стр. 53-54]. До числа недоліків цього прямого врубу можна віднести підвищену дальність відкидання висадженої породної маси від вибою, підвищена небезпечність ушкодження кріплення при вибуху, необхідність повного заповнення забійним матеріалом центрального шпуру. Найбільш близьким до корисної моделі за технічною суттю і досягаемому ефекту є прямий циліндричний вруб, розташований у центрі вибою, що складається з центрального шпуру і паралельно йому пробурених оточуючих шпурів. Глибина бічних шпурів однакова, у донної частини центрального шпуру поміщений заряд вибухової речовини (ВР), його уповільнення складає 15-30мс стосовно оточуючих його шпурів [Демчук П.А., Яковенко В.А., Губарев Н.А., Применение прямых врубов при проведении выработок / в сб. проектирование и строительство угольных предприятий - М.: ЦНИЭИуголь, 1969, № 10, стр. 11-12]. Недоліками такого врубу, як і інших відомих прямих врубів, є складність розміщення і буріння шпурів; потрібність у великій кількості ступенів уповільнення електродетонаторів; розташування врубу в центрі вибою призводить до великого відкидання породи від вибою, та високої імовірності ушкодження вибухом кріплення; низька ефективність і надійність вибуху, що уповільнює виконання і підвищує трудомісткість прохідницьких робіт. В основу винаходу покладене завдання створити такий прямий вруб, який за допомогою раціонального вибору конструкції та параметрів розташування шпурів, дозволить підвищити ефективність і надійність вибуху, зменшити імовірність ушкодження кріплення і знизити дальність відкидання висадженої породи. Поставлена технічна задача досягається тим, що в прямому врубі, що включає комплект паралельних шпурів з довжиною, що дорівнює довжині заходки, і центральний випереджальний шпур, при цьому, згідно з корисною моделлю вруб виконаний із центрального випереджального і шести оточуючих його шпурів, причому відстань між усіма шпурами у ньому однакова і визначена по формулі: де Qz - заряд оточуючих шпурів, що дорівнює: Qz =Q0(L3-0,5) (2) Qo - місткість заряду, кг/м рівна Q0=A-S3 (3) Д- щільність патронування, кг/м3; Эз- площа перерізу заряду, м 2 ; І_з- довжина заходки, м; q - нормальна питома витрата ВР, кг/м3. Доцільно, щоб прямий циліндричний вруб мав центральний випереджальний шпур довжиною, яка перевищує глибину заходки, і визначається по формулі: іц=і3(ї + 0,1$ї) (4) де f - коефіцієнт міцності порід по Протод'яконову; Також доцільно, щоб набійка центрального випереджального шпуру була виконана мінімально припустимої довжини і розміщена перед зарядом ВР в шпурі, причому маса заряду визначалась по формулі: Qn=Q0L3Q,-\& (5) Крім того, доцільно щоб центр врубу був розташований від підошви виробки на відстані, яка дорівнює 1/3 висоти виробки, а всі шпури були пробурені похилими вверх під кутом нахилу 5-10 градусів до осі виробки. Те, що центральний випереджальний шпур виконано довжиною, визначеною по формулі (4), і заряд в цьому шпурі визначений по формулі (5), дозволяє оптимальним чином врахувати глибину заходки і міцність порід, що підриваються, що гарантує високу ефективність роботи вибуху. Завдяки тому, що всі шість шпурів прямого циліндричного врубу пробурені на однакових відстанях один від одного і від центрального шпуру досягається потрібне руйнування порід у врубовій порожнині навколо центрального шпуру, та високоефективна робота заряду викиду. Таке розміщення шпурів гранично просто для розмітки і буріння, мінімізує помилки при забурюванні, вимагає мінімального часу і дуже зручно для контролю технічним персоналом. Те, що вруб розміщують у нижній частині вибою виробки, на відстані рівної 1/3 висоти виробки від підошви, а також те, що шпури врубу пробурені похилими вверх під кутом нахилу, рівному 5-10 градусів до осі виробки зменшується до мінімуму імовірність ушкодження кріплення при вибуху і відстань відкидання породи. Розміщати вруб нижче цієї висоти недоцільно, оскільки в цьому випадку він опиниться в зоні, де майже відсутні деформації розтягання, тому ефективність роботи врубу значно зменшиться. Розміщення врубу вище третини висоти виробки над підошвою призводить до значного відкидання породи від вибою і зростанню імовірності ушкодження кріпи, тоді як ефективність утворення врубової порожнини не підвищується. Розташовувати шпури під більшим кутом до осі виробки, чим 5-10 градусів, недоцільно, тому що це призводить до ускладнення паспорта і процесу буріння. Бурити шпури під меншим кутом малоефективно. Таким чином, існує прямий причиннонаслідковий зв'язок між істотними відмітними ознаками корисної моделі і їх відповідністю вимогам сформульованої технічної задачі. На Фіг. 1 зображена конструкція прямого врубу, на Фіг.2 - розріз А-А Фіг. 1, на Фіг.З - розріз Б-Б Фіг. 1, на Фіг.4 - розташування врубу у вибої виробки. 6624 Прямий вруб складається з паралельних центрального випереджального шпуру 1, і шести оточуючих шпурів 2, розташованих по окружності, причому відстань між усіма шпурами є однаковою і визначена по формулі (1) У центральному випереджальному шпурі 1 розміщають заряд викиду 3, а забійку 4 приймають довжиною, мінімально припустимою за правилами безпеки У оточуючих шпурах 2 розміщають заряди 5 ДІЯ прямого циліндричного врубу полягає в наступному Першими підривають заряди 5 (наприклад, електродетонаторами ЗДКЗ - ОП) у оточуючих шпурах 2 При їхньому одночасному вибуху циліндричні ударні хвилі завдяки запропонованому розташуванню оточуючих шпурів 2 сходяться одночасно до центрального випереджального шпуру 1, взаємодіють і відбиваються від його стінок, що викликає руйнування масиву в межах врубової порожнини 6 і її донної частини 7 За межами окружності розташування шпурів 2 утворюється зона радіальних і тангенціальних тріщин 8 Газові продукти вибуху від зарядів 5 відкидають зруйновану породу від вибою, що призводить до утворення врубової порожнини 6 глибиною 0,6-0,7 глибини І_ш врубових шпурів 2 Породи донної частини 7 врубової порожнини запресовуються навколо центрального випереджального шпуру, створюючи забійку підвищеної ЩІЛЬНОСТІ, ТОДІ як заряд викиду 3 виявляється поза зоною запресувальної ди зарядів 5 При подальшому вибуху заряду викиду 3 (наприклад, електродетонатором ЭДКЗПМ - 15), газоподібні продукти вибуху внаслідок запресовування не мають вільного виходу в атмосферу і виконують більшу механічну роботу з руйнування і викиду породи, що залишилася у донній частини 7 врубової порожнини 6 Тим самим цілком формується врубова порожнина граничної глибини І_ш, що забезпечує ефективну роботу з високим коефіцієнтом використання шпурів (к в ш ) всіх інших шпурів у вибої виробки Таким чином, корисна модель вирішує поставлену задачу і забезпечує 1 високу ефективність утворення врубової порожнини і роботу вибуху з високим к в ш , 2 зниження імовірності ушкодження кріплення вибухом і зменшення відкидання породи від вибою, 3 підвищення техніко-економічних показників буровибухового проведення гірських виробок Фіг 1 А-А Б-Б Фіг 2 Фіг З 6624 Фіг 4 Комп ютерна верстка А Крижанівський Підписне Тираж 28 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 4 2 , 01601