Спосіб формування свердловинних зарядів вибухової речовини

Реферат: Спосіб формування свердловинних зарядів вибухової речовини включає буріння свердловин на уступі, їхнє заряджання вибуховою речовиною, виконання забивання свердловинних зарядів, обвалення гірського масиву. У першому ряді свердловини заповнюють вибуховою речовиною до рівня забивання, а другий і наступний ряди заряди в свердловинах розділяють інертними проміжками, висота яких диференційована для кожного ряду свердловин. В кожному ряді виконують перебури свердловин, глибина яких диференційована для кожного ряду свердловин. Довжину інертного проміжку між зарядами вибухової речовини в свердловинах, а також глибину перебуру визначають системою рівнянь H H hi  hi  h 0  m(i  2),(i  2,3,...) . 0.1f m 4 UA 84967 U (12) UA 84967 U UA 84967 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до гірничих робіт, виконуваних при відкритій розробці рудних покладів. Зокрема, корисна модель стосується виконання підривних робіт, які здійснюються для обвалення гірського масиву за допомогою масових вибухів, які виконують за допомогою свердловинних зарядів. Відомий спосіб руйнування міцних гірських порід, що полягає в тому, що в другому і всіх наступних парних рядах перебур відсутній, а в третьому і всіх наступних непарних рядах він розраховується по величині відстані між рядами і буде менше, ніж у першому ряді. До недоліків відомого способу належить неякісне пророблення підошви уступу через відсутність перебуру в парних рядах. Це приводить до нераціональної витрати вибухової речовини (ВР), необхідності додаткових трудових і матеріальних витрат пов'язаних з необхідністю підготовки підошви уступу для роботи технологічного устаткування для екскавації гірської маси або виконання бурових робіт. Найбільш ближнім технічним рішенням, вибраним як прототип, є спосіб формування свердловинних зарядів ВР при багаторядному обваленні гірських порід. Спосіб полягає в бурінні свердловин на уступі. Забивання кожної свердловини проводять від брівки уступу до тильної його частини з послідовним зменшенням величини перебуру і відповідним збільшенням на ту ж величину довжини забивання, величину перебуру, починаючи із другого ряду свердловин. Довжину свердловин виконують відповідно до встановленої аналітичної залежності. До недоліків відомого способу належить неякісне дроблення гірського масиву, особливо в умовах міцних гірських порід і як наслідок зниження продуктивності гірничотранспортного устаткування, а також необхідність виконання вторинного дроблення. Недоліком відомого способу є збільшення витрат на виконання гірських робіт з видобутку руди і як наслідок збільшення собівартості кінцевого продукту - товарного залізорудного концентрату для металургійної промисловості. Задачею корисної моделі є вдосконалення способу формування свердловинних зарядів вибухової речовини за рахунок диференційованої довжини свердловин у кожному ряді, з урахуванням фізико-механічних властивостей гірських порід. Технічний результат від використання корисної моделі полягає в тому, що забезпечується висока якість дроблення гірського масиву, якісне пророблення підошви уступу, а також мінімізація витрат на вторинне дроблення. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що спосіб формування свердловинних зарядів вибухової речовини включає буріння свердловин на уступі, їхнє заряджання вибуховою речовиною, виконання забивання свердловинних зарядів і обвалення гірського масиву. Відповідно до корисної моделі, у першому ряді свердловин заповнюють вибуховою речовиною до рівня забивання, а другий і наступний ряди заряди в свердловинах розділяють інертними проміжками, висота яких диференційована для кожного ряду свердловин, крім того в кожному ряді виконують перебури свердловин, глибина яких диференційована для кожного ряду свердловин, при цьому довжину інертного проміжку між зарядами вибухової речовини в свердловинах, а також глибину перебуру визначають системою рівнянь H H hi  hi  h0  m(i  2),(i  2,3,...) , 0.1f 4 де H - довжина верхнього заряду ВР; H - довжина нижнього заряду ВР; h 0 - мінімально припустима довжина інертного проміжку по паспорту БВР; hi - довжина інертного проміжку і-ї свердловини; m 45 50 hi - довжина перебуру і-ї свердловини; f - коефіцієнт міцності гірських порід по шкалі проф. М.М. Протодьякова; m - коефіцієнт, що враховує міцність гірських порід. Заявлена корисна модель ілюструється кресленням, де показана схема розташування свердловин на уступі. Спосіб реалізується таким чином. При відкритій розробці рудного покладу вибурюють свердловини 3 із зарядами вибухової речовини (ВР). Заряди на уступі 1 вибурюють відповідно до прийнятого паспорта буро 1 UA 84967 U 5 10 вибухових робіт, виходячи з технології ведення гірничих робіт і фізико-механічних властивостей гірських порід і рудного масиву. Буріння свердловин 3 здійснюють із перебуром 4 в уступі 1 гірських порід. Довжина перебуру від брівки уступу 1 до тильної його частини виконують змінної довжини з урахуванням умови: H H, де H - довжина верхнього заряду ВР; H - довжина нижнього заряду ВР. Величина кожного наступного перебуру, починаючи із другого, визначається з рівняння hi  hi  h0  m(i  2),(i  2,3,...) , де h 0 - мінімально припустима довжина інертного проміжку по паспорту БВР; hi - довжина інертного проміжку і-ї свердловини; 15 20 25 30 35 40 45 50 55 hi - довжина перебуру і-ї свердловини; m - коефіцієнт, що враховує міцність гірських порід. 0.1f , m 4 де f - коефіцієнт міцності гірських порід по шкалі проф. М.М. Протодьякова. Величина перебуру 4 першої свердловини береться згідно з паспортом БВР для конкретних гірничо-технічних умов ведення підривних робіт. Довжина забивання 6 для першої і для всіх наступних свердловин 3, величина постійна, обумовлена по діючому паспорту БВР. Згідно з паспортом БВР повністю визначаються і параметри свердловинного заряду ВР 2. У свердловинних зарядах 2, починаючи із другої свердловини 3, використовуються інертні проміжки 5, з послідовним збільшенням їхньої величини по аналогічному алгоритму як і для випадку формування перебуру. При цьому співвідношення між довжиною верхнього заряду ВР 7 і нижнього 8 повинно бути більшим, або рівним. У всіх свердловинних зарядах ВР 2 у верхній і нижньої його частинах установлюють проміжні детонатори 9. При даному способі ведення буро-вибухових робіт при повсюдному використанні густинних, потужних, емульсійних ВР, можливо раціональний розподіл енергії вибуху в конкретних гірничогеологічних умовах видобутку корисної копалини. Диференційовані конструкції свердловинних зарядів ВР 2, сформовані по запропонованій системі, дозволяють запобігти перездрібнюванню обваленої гірської маси в безпосередній близькості уздовж свердловинного заряду 2, що позитивно позначиться на рівномірності дроблення. При цьому запропонований спосіб ведення буро-вибухових робіт, при одночасному зниженні негативного впливу вибуху на масив і сейсміку, дозволить значно знизити витрата ВР і підвищити продуктивність гірничотранспортного устаткування. Приклад: на кар'єрі ПГЗКа підривають блок, вибурений на 50 свердловин, розташовані на поверхні уступу в п'ять рядів. Буро-вибухові параметри підготовлюваного блока: міцність гірських порід f  20 балів, висота уступу 15 метрів; глибина свердловини першого ряду 18 метрів, включаючи 3 метри перебуру; глибина свердловини другого ряду 16 метрів, довжина перебуру 1 метр; глибина свердловин третього ряду 16,5 метрів, перебур 1,5 метра; глибина четвертого ряду свердловин 17 метрів, перебур 2 метри, а також глибина свердловин п'ятого ряду 17,5 метра, перебур 2,5 метра. Після вибурення блока по зазначених параметрах у свердловини встановлюють у верхній і нижній частині проміжні детонатори, після чого формують свердловини заряду ВР. Причому, в свердловинах першого ряду заряди ВР виконують без інертних проміжків, а в наступних рядах формують інертні проміжки між зарядами ВР. Відповідно до запропонованого алгоритму, інертні проміжки по величині, починаючи із другого ряду свердловини і кінчаючи п'ятим, мають довжину, відповідно: 1 метр; 1,5 метра; 2 метри; 2,5 метра. Залежно від умов залягання гірських порід інертний проміжок може зміщатися по висоті свердловини, але за умови, що довжина верхнього заряду ВР більше або дорівнює довжині нижнього заряду (H  H ) . По закінченні зарядки свердловин формують забивання однакової довжини для всіх рядів свердловин. Для зазначених параметрів уступу вона може наближатися до 9 метрів. Підготовлений у такий спосіб блок, у порівнянні із прототипом, дозволить раціонально розподілити енергію вибуху по висоті уступу гірських порід, що руйнується. У свою чергу спосіб ведення буро-вибухових робіт дозволить досягти рівномірного дроблення обваленої гірської маси, знизити негативний вплив вибуху на масив і знизити його сейсмічний вплив. 2 UA 84967 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 Спосіб формування свердловинних зарядів вибухової речовини, що включає буріння свердловин на уступі, їхнє заряджання вибуховою речовиною, виконання забивання свердловинних зарядів, обвалення гірського масиву, який відрізняється тим, що у першому ряді свердловини заповнюють вибуховою речовиною до рівня забивання, а другий і наступний ряди заряди в свердловинах розділяють інертними проміжками, висота яких диференційована для кожного ряду свердловин, крім того в кожному ряді виконують перебури свердловин, глибина яких диференційована для кожного ряду свердловин, при цьому довжину інертного проміжку між зарядами вибухової речовини в свердловинах, а також глибину перебуру визначають системою рівнянь H H hi  hi  h 0  m(i  2),(i  2,3,...) , 0.1f m 4 де H - довжина верхнього заряду ВР; H - довжина нижнього заряду ВР; h 0 - мінімально припустима довжина інертного проміжку по паспорту БВР; hi - довжина інертного проміжку і-ї свердловини; hi - довжина перебуру і-ї свердловини; f - коефіцієнт міцності гірських порід по шкалі проф. М.М. Протодьякова; m - коефіцієнт, що враховує міцність гірських порід. Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3