Спосіб проходки гірничих виробок

Реферат: Спосіб проходки гірничих виробок включає буріння шпурів заданої глибини в контурах виробки і заповнення шпурів вибуховою речовиною, обвалення гірської маси в контурах гірничої виробки, прибирання заваленої гірської маси вибурюванням шпурів для наступного кроку проходки гірничої виробки. Визначають довжину шпурів і, відповідно, розрахункову довжину "стаканів" необвалених частин шпурів в масиві гірської породи, створених при ініціюванні вибухової речовини при проходці гірничої виробки. Після вибурювання шпурів розміщують в порожнині кожного в торцевій частині циліндричний обмежувальний елемент з матеріалу з акустичноюжорсткістю. Довжину обмежувального елемента виконують відповідною розрахунковій довжині "стакана", що утворюється після обвалення гірської породи. Після розміщення обмежувальних елементів в порожнині шпурів їх заповнюють вибуховою речовиною, а також розміщують ініціюючі елементи. Після цього шпури заповнюють забійкою і обвалюють гірський масив в контурах гірничої виробки на крок проходки, а після збирання гірської маси витягають фіксуючі елементи зі "стаканів" і виконують буро-вибухові роботи для подальшого кроку проходки гірничої виробки. UA 105515 U (12) UA 105515 U UA 105515 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої промисловості і може бути використана для проходки гірничих виробок вибуховим способом, що включає послідовне буріння горизонтальних або похилих шпурів і подальше їх підривання за заданою схемою. Корисна модель може бути використана при виконанні підземних гірничих робіт в тому випадку, коли для утворення гірських виробок необхідно вибухове обвалення гірських порід. Найбільш близьким рішенням, вибраним як прототип, є спосіб проходки гірських виробок, що включає буріння шпурів заданої глибини в контурах виробки і заповнення шпурів вибуховою речовиною, обвалення гірської маси в контурах гірничої виробки, прибирання обваленої гірської маси, вибурювання шпурів для наступного кроку проходки гірського виробки (В.Ф. Бизов, П.Й. Федоренко "Вибухові роботи", Бібліотека гірничого інженера. - Кривий Ріг: "Мінерал", 2001. - С. 180-183). Недоліком відомого способу є те, що після збирання гірської маси вибій являє собою відносно гладку поверхню, на якій залишилися донні частини шпурів -"стакани". Розташування цих "стаканів" може збігатися з проектним розташуванням шпурів при наступному кроці буропідривних робіт. Це ускладнює ведення бурових робіт, так як розміщення бурового інструменту заборонено в "стаканах" через те, що в них можуть залишатися частинки вибухової речовини. Взаємодія працюючого бурового інструменту з вибуховою речовиною може призвести до її детонації і внаслідок цього - до високої ймовірності виникнення різної складності травм у бурильника. Проектне положення бурового інструменту за зоною "стаканів" в міцних породах вимагає тривалого часу для забурювання або спеціального оснащення, яке фіксує положення бурового інструменту. Задачею корисної моделі є удосконалення способу проходки виробок за рахунок розміщення в торцевій частині шпурів циліндричних обмежувальних елементів, довжина яких не перевищує розрахункової довжини "стакана". Технічний результат від використання корисної моделі полягає в запобіганні можливості заповнення "стаканів" вибуховою речовиною та підвищення безпеки роботи гірничого персоналу за рахунок розміщення у "стаканах" обмежувальних елементів, які запобігають розміщення у торцевій частині шпуру залишку вибухової речовини. Використання заявленої корисної моделі дозволяє знизити трудові та матеріальні витрати на проходку виробок та збільшити швидкість проходки виробок. Поставлена задача вирішується тим, що у способі проходки гірських виробок, що включає буріння шпурів заданої глибини в контурах виробки і заповнення шпурів вибуховою речовиною, обвалення гірської маси в контурах гірничої виробки, прибирання заваленої гірської маси, вибурювання шпурів для наступного кроку проходки гірничої виробки, згідно з корисною моделлю, з урахуванням фізико-механічних параметрів гірських порід в контурах гірничої виробки, паспорта буро-вибухових робіт визначають довжину шпурів і, відповідно, розрахункову довжину "стаканів"-необвалених частин шпурів в масиві гірської породи, створених при ініціюванні вибухової речовини при проходці гірничої виробки, а після вибурювання шпурів розміщують в порожнині торцевої частини циліндричний обмежувальний елемент з матеріалу з акустичною жорсткістю, величина якої менше акустичної жорсткості гірської породи, при цьому довжину обмежувального елемента виконують відповідної розрахункової довжині "стакана", що утворюється після обвалення гірської породи, а після розміщення обмежувальних елементів в порожнині шпурів їх заповнюють вибуховою речовиною з ініціюючими елементами, після чого шпури заповнюють забійкою і обвалюють гірський масив в контурах гірничої виробки на крок проходки, а після збирання гірської маси витягають обмежувальні елементи зі "стаканів" і виконують буро-вибухові роботи для подальшого кроку проходки гірничої виробки. Спосіб реалізується наступним чином. При підземній розробці корисних копалин на гірничодобувних підприємствах проходять гірничі виробки різного призначення значної протяжності. Як правило, проходка виробок здійснюється із застосуванням буровибухових робіт, при яких, згідно з розробленим паспортом, вибурюють шпури різної просторової орієнтації в контурах виробки. Після заповнення вибуховою речовиною шпурів, і розміщення в них елементів, що ініціюють і забійки їх підривають. Після обвалення гірничої маси її витягують і транспортують до місця складування. Після вилучення гірничої маси оголюються груди забою, що дозволяє виконувати наступний цикл буро-підривних для просування проходки виробки. Особливістю вибухового способу проходки є те, що після обвалення шпурів в грудах забою залишаються циліндричні порожнини торцевих частин шпурів. Як правило, ці торцеві частини можуть бути заповнені нездетонованою вибуховою речовиною. При розміщенні або попаданні в 1 UA 105515 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 порожнину "стакана" бурової коронки працюючого бурового верстата вибухова речовина може детонувати, що може призвести до катастрофічних наслідків. Виходом з положення може бути попередження розміщення вибухової речовини в утворених "стаканах". Для реалізації корисної моделі визначають фізико-механічні параметри гірських порід в контурах гірничої виробки, яка проходиться. У відповідності з паспортом буро-вибухових робіт визначають кількість і напрямок шпурів для вибухового обвалення гірських порід у контурах виробки. Визначають довжину шпурів і розрахункову довжину "стаканів", які можуть утворитися після обвалення гірничої маси. Виходячи з отриманих параметрів, попередньо виготовляють циліндричний обмежувальний елемент з матеріалу з низькою акустичної жорсткістю. Діаметр обмежувального елемента має відповідати внутрішньому діаметру шпуру і при необхідності вільно переміщатися усередині порожнини шпуру до його торцевій частині. Обмежувальний елемент можна виконувати з різних матеріалів - деревини або полімерних матеріалів. Основною вимогою до обмежувальних елементам є те, що їх акустична жорсткість повинна бути менше акустичної жорсткості гірських порід. Це запобігає їх руйнуванню вибухом і запобігає зниженню їх захисних властивостей. Знижена жорсткість обмежувальних елементів призводить до їх часткової деформації під дією вибухової хвилі і запобігає проникненню вибухових речовин у зону утворення "стаканів". Виготовлені обмежувальні елементи розміщують на місці виробництва бурових робіт. Після вибурювання всього комплекту шпурів у їх порожнину поміщають обмежувальні елементи, які досилають до торцевої частини шпурів у глибині масиву. Після розміщення обмежувальних елементів свердловину заповнюють вибуховою речовиною в необхідному обсязі. У вибуховій речовині розташовують ініціюючі елементи. Після формування заряду вибухової речовини, порожнину свердловини заповнюють забійкою. Конструкція забійки заряду вибухової речовини і спосіб ініціювання вибухової речовини може бути будь-який, який прийнятий на гірничодобувному підприємстві. Після повного спорядження шпурових зарядів, виконують їхні ініціювання і обвалення гірського масиву. Після прибирання гірської маси груди забою очищають від заколів. Після очищення груди забою, встановлюють місцезнаходження кожного "стакана", який залишився після обвалення шпурів. В "стаканах" залишаються обмежувальні елементи, які виймають за допомогою спеціального пристрою, основне призначення якого підвищення швидкості демонтажу обмежувальних елементів і початок виконання наступного циклу буро-вибухових робіт для проходки гірничої виробки. Якщо при обваленні шпуру обмежувальний елемент виступає за границю груди забою, то його витяг можливий без застосування механічних пристроїв. Після повного вилучення обмежувальних елементів, що залишилися "стакани" не містять вибухової речовини і є безпечними. Для проходки виробки може бути розпочато новий цикл бурових робіт. Розміщення обмежувального елемента в "стакані", утвореному при обваленні шпуру, забезпечує підвищення безпеки гірничих робіт. Дослідження показали, що застосування обмежувального елемента при розміщенні в шпурах забезпечує повне запобігання попадання в "стакани" вибухової речовини. Дослідно-промислові дослідження показали, що фіксуючі елементи ефективно попереджають розміщення вибухової речовини в "стаканах" шпурів після їх обвалення. Виготовлення та застосування фіксуючих елементів знижує собівартість ведення гірничих робіт за рахунок забезпечення високої швидкості проходки виробок. Випуск фіксуючих елементів може здійснюватися безпосередньо на гірничодобувному підприємстві в умовах спеціалізованих майстерень. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Спосіб проходки гірничих виробок, що включає буріння шпурів заданої глибини в контурах виробки і заповнення шпурів вибуховою речовиною, обвалення гірської маси в контурах гірничої виробки, прибирання заваленої гірської маси вибурюванням шпурів для наступного кроку проходки гірничої виробки, який відрізняється тим, що з урахуванням фізико-механічних параметрів гірських порід в контурах гірничої виробки, паспорта буро-вибухових робіт визначають довжину шпурів і, відповідно, розрахункову довжину "стаканів" - необвалених 2 UA 105515 U 5 10 частин шпурів в масиві гірської породи, створених при ініціюванні вибухової речовини при проходці гірничої виробки, а після вибурювання шпурів розміщують в порожнині кожного в торцевій частині циліндричний обмежувальний елемент з матеріалу з акустичною жорсткістю, величина якої менше акустичної жорсткості гірської породи, при цьому довжину обмежувального елемента виконують відповідною розрахунковій довжині "стакана", що утворюється після обвалення гірської породи, а після розміщення обмежувальних елементів в порожнині шпурів їх заповнюють вибуховою речовиною, а також розміщують ініціюючі елементи, після чого шпури заповнюють забійкою і обвалюють гірський масив в контурах гірничої виробки на крок проходки, а після збирання гірської маси витягають фіксуючі елементи зі "стаканів" і виконують буро-вибухові роботи для подальшого кроку проходки гірничої виробки. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3