Спосіб контурного підривання в шаруватих породах
Номер патенту: 22680
Опубліковано: 25.04.2007
Автори: Сєдунова Таїса Трохимівна, Блізнюков Віктор Григорович
Формула / Реферат
Спосіб контурного підривання в шаруватих породах, що включає буріння з поверхні верхньої брівки уступу, в площині передбачуваного контуру, в напрямку, протилежному падінню пластів, ряду похилих паралельних свердловин, розміщення в них зарядів розсипної вибухової речовини і підривання, який відрізняється тим, що буріння свердловин виконують на глибину до нижньої брівки уступу, з розміщенням в них суцільних зарядів вибухової речовини із боковими поздовжніми кумулятивними виїмками по усій довжині заряду, сформованими в крайніх свердловинах із сторони суміжних свердловин, а в суміжних свердловинах з обох сторін відносно кожної суміжної свердловини з тонким металічним облицюванням кожної кумулятивної виїмки, при цьому довжина заряду вибухової речовини складає не більше 0,80-0,85 глибини свердловини, об'єм поздовжньої кумулятивної виїмки крайньої свердловини ряду рівний об'єму кумулятивних виїмок суміжної свердловини і складає не менше 8-12 % об'єму свердловини по довжині заряду, а відстань між свердловинами в ряді в шаруватих породах визначають із залежності:
, де
- відстань між свердловинами в ряді в шаруватих породах, м;
- відстань між свердловинами в ряді в монолітних породах, м;
- кут падіння пластів до вертикалі, град;
- кут буріння свердловин до вертикалі, град.
Текст
Корисна модель відноситься до гірничо-видобувної промисловості, зокрема до способів підривання гірського масиву і може бути використаним на відкритих роботах при видобутку корисних копалин, в будівництві при спорудженні профільних виїмок, траншей та котлованів. Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним у якості прототипа, є спосіб контурного підривання в шарува тих породах, що включає буріння з поверхні верхньої брівки уступ у, в площині передбачуваного контур у, в напрямку протилежному падінню пластів, ряду по хилих паралельних свердловин. Буріння свердловин роблять на глибину з перебуром за нижню брівку уступ у. Відстань між свердловинами в ряду визначають із залежності а=амакс·(sinα+cosα·tgβ), де амакс - відстань між свердловинами в ряду в монолітних породах, м; α - кут падіння пластів до вертикалі, град; β - кут буріння свердловин до вертикалі, град. Після буріння свердловин їх заряджають як патронованою, так і розсипною вибуховою речовиною. В заряді розміщують бойовик, який з'єднують вибуховим ланцюгом. У верхній частині свердловини розміщують набійку, в донній частині - заряд вибухової речовини, а між зарядом і набійкою знаходиться повітряна порожнина. Підривання заряду контурної свердловини роблять з випередженням 75-100мс. Після підривання суміжних свердловин між ними утворюється контурна щілина шириною не менш 0,23-0,24м, поверхня якої зберігає 80% слідів свердловин, але утворена контурна поверхня пронизана сіткою радіальних тріщин і мікротріщин наведених енергією вибуху з проникненням їх на глибину не менш 0,50-0,75м углиб законтурного масиву. Контурна поверхня укосу уступу нерівномірно пророблена енергією вибуху уздовж усієї її площини з утвореною широкою контурною щілиною недостатньо рівною по усій висоті укосу уступу у зв'язку з розсіянням енергії вибуху у масив навколо кожної суміжної і крайніх свердловин контурного ряду. [Авт. свід. №1743257 А1, 5МПК Е21С37/00, F42D3/04, 1990]. Недоліками відомого способу є недостатня якість контурної поверхні укосу уступу по усій висоті його, так як сформована контурна щілина буде достатньо широкою і недостатньо рівною по усій висоті укосу уступ у із-за значного розсіювання на дільницях між суміжними свердловинами енергії вибуху в шарувати х породах сприяє розкриттю природних тріщин і мікротріщин гірських порід углиб за контурного масиву. Контурна щілина утворюється у цьому випадку шириною не менш 0,23-0,24м, хоч і зберігає до 80% слідів свердловин, але утворена контурна поверхня пронизана сіткою радіальних тріщин і мікро тріщин наведених енергією вибуху з проникненням на глибину не менш 0,50-0,75м углиб за контурного масиву. Крім того, контурна поверхня нерівномірно пророблена енергією вибуху по усій висоті укосу уступу, внаслідок застосування донних зарядів вибухової речовини. Така технологія приводить до того, що відкол породи по лінії свердловин контурного ряду відбувається по ломаній лінії з утворенням зони залишкових деформацій у верхній частині укосу уступ у, що може привести до мимовільного сколювання пластів при подальшому виконанні вибухови х робіт на кар'єрі, а це в свою чергу приведе до зменшення кута укосу уступу з порушенням його стійкості. Крім того, при такій технології контурного підривання в шарувати х породах буде відносно великий об'єм бурових робіт, достатньо великий питомий розхід вибухової речовини, а також великі викиди продуктів вибуху в навколишнє середовище і значний сейсмічний вплив на промислові і цивільні об'єкти, що знизить термін їх експлуатації. Причинами, що перешкоджають одержанню технічного результату корисної моделі, що заявляється, прототипом, є: - буріння похилих паралельних свердловин контурного ряду з перебуром за нижню брівку уступу великого діаметра і з малою відстанню між суміжними свердловинами ряду визначеною із заявленого співвідношення приводить до відносно великого об'єму бурови х робіт і значного питомого розходу вибухової речовини; - формування заряду вибухової речовини у донній частині свердловини, розміщення набійки у верхній частині з повітряною порожниною між зарядом і набійкою, бойовиком, то після підривання заряду свердловин контурного ряду між суміжними свердловинами утвориться контурна щілина, яка зберігає 80% слідів свердловини, але утворена контурна поверхня буде пронизана сіткою радіальних тріщин і мікротріщин наведених енергією вибуху з проникненням їх на глибину не менш 0,50-0,75м углиб за контурного масиву. Контурна поверхня укосу уступ у буде нерівномірною проробленою уздовж усієї її площини, а утворена контурна щілина буде недостатньо рівною по усій висоті укосу уступ у, внаслідок розсіяння енергії вибуху у масив навколо кожної суміжної свердловини в шарува тих породах буде сприяти розкриттю природних тріщин і мікро тріщин гірських порід углиб законтурного масиву, що при подальшому веденні вибухови х робіт на кар'єрі може привести до мимовільного відколу пластів, зменшенню кута укосу уступу з порушенням його стійкості. Завданням корисної моделі, що заявляється є розробка способу контурного підривання в шарувати х породах, в якому шляхом забезпечення можливості формування уздовж усієї площини контурної поверхні укосу уступ у вузької достатньо рівної контурної щілини одночасно по усій висоті укосу уступ у за рахунок можливості рівномірної концентровано-направленої комбінованої дії енергії вибуху, що утворюється у вигляді тонкого кумулятивного металічного струменю і кумулятивного потоку ударних хвиль, і стр уменів продуктів вибуху, між суміжними свердловинами контурного ряду в напрямку передбачуваного контуру уздовж усієї площини контурної поверхні укосу уступу, досягають підвищення якості контурної поверхні укосу уступ у із забезпеченням його довготривалої стійкості, зменшення об'єму бурових робіт і питомого розходу вибухової речовини і за рахунок цього покращується захист навколишнього середовища із забезпеченням збереження промислових і цивільних об'єктів, і збільшення терміну їх експлуатації. Суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є: - буріння з поверхні верхньої брівки уступ у, в площині передбачуваного контуру, в напрямку протилежному падінню пластів, ряду похилих паралельних свердловин; - розміщення в свердловинах зарядів розсипної вибухової речовини; - підривання свердловин; - буріння свердловин роблять на глибину до нижньої брівки уступ у з розміщенням в них суцільних зарядів вибухової речовини із боковими поздовжніми кумулятивними виїмками по усій довжині заряду, сформованими в крайніх свердловинах із сторони суміжних свердловин, а в суміжних свердловинах з обох сторін відносно кожної суміжної свердловини з тонким металічним облицюванням кожної кумулятивної виїмки; - довжина заряду вибухо вої речовини складає не більш 0,80¸0,85 глибини свердловин; - об'єм поздовжньої кумулятивної виїмки крайньої свердловини ряду рівний об'єму кумулятивних виїмок суміжних свердловин і складає не менш 8-12% об'єму свердловини по довжині заряду; - відстань між свердловинами в ряді в шаруватих породах визначається із залежності аш.=1,45÷1,50·aмон.(sinα+cosα·tgβ). Новими суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є: - буріння свердловин роблять на глибину до нижньої брівки уступ у з розміщенням в них суцільних зарядів вибухової речовини із боковими поздовжніми кумулятивними виїмками по усій довжині заряду, сформованими в крайніх свердловинах із сторони суміжних свердловин, а в суміжних свердловинах з обох сторін відносно кожної суміжної свердловини з тонким металічним облицюванням кожної кумулятивної виїмки; - довжина заряду вибухо вої речовини складає не більш 0,80¸0,85 глибини свердловин; - об'єм поздовжньої кумулятивної виїмки крайньої свердловини ряду рівний об'єму кумулятивних виїмок суміжних свердловин і складає не менш 8-12% об'єму свердловини по довжині заряду; - відстань між свердловинами в ряді в шаруватих породах визначається із залежності аш.=1,45÷1,50·aмон.(sinα+cosα·tgβ). Таким чином, завдяки сукупності відомих і нових суттєви х ознак стало можливим здійснення причиннонаслідкового зв'язку між ними і одержаним технічним результатом. Завдяки тому, що буріння свердловин роблять на глибину до нижньої брівки уступу, з розміщенням в них суцільних зарядів вибухової речовини із боковими поздовжніми кумулятивними виїмками по усій довжині заряду, сформованими в крайніх свердловинах із сторони суміжних свердловин, а в суміжних свердловинах з обох сторін відносно кожної суміжної свердловини з тонким металічним облицюванням кожної кумулятивної виїмки. Це дасть можливість досягти концентровано-направленої комбінованої дії енергії вибуху, що утворюється у вигляді тонкого кумулятивного металевого струменю і кумулятивного потоку ударних хвиль, і струменів продуктів вибуху, між суміжними свердловинами контурного ряду в напрямку передбачуваного контуру уздовж усієї площини контурної поверхні укосу уступу, так як при підриванні зарядів свердловин контурного ряду вибурених на глибину до нижньої брівки уступу, детонаційна хвиля рухається по усій довжині заряду в напрямку до кумулятивної виїмки. Під дією тиску детонаційної хвилі металічне облицювання кумулятивної виїмки починає рухатись в радіальному напрямку по усій довжині заряду до його поздовжньої осі, як би обтискуючись і змикаючись. Від стиснення металічного облицювання частка металу з його внутрішньої поверхні тече і викидається по усій довжині заряду в напрямку суміжної свердловини у вигляді тонкої густини, що має велику швидкість, яка може досягнути максимуму в межі рівній подвоєній швидкості детонації вибухової речовини. При зустрічі на своєму шляху з гірською породою, металічний кумулятивний струмінь проникає в неї, порода розтікається в радіальних напрямках відносно металічного кумулятивного струменю, утворюючи вузьку щілину, яка поглиблюється в напрямку суміжної свердловини. Після закінчення процесу детонації ударні хвилі і продукти вибуху утворюють кумулятивний потік ударних хвиль і струменів продуктів вибуху, тиск в якому досягає значення до 10гПа і тонким струменем викидається по усій довжині свердловини в напрямку суміжних свердловин із швидкістю 14000-16000м/сек., поглиблюючи щілину утворену металічним кумулятивним струменем. При взаємодії одночасно підриваємих зарядів суміжних свердловин, на лінії розміщення їх, вплив на породні перемички між суміжними свердловинами кумулятивних металічних струменів і кумулятивних потоків ударних хвиль і стр уменів продуктів вибуху співпадає і підсумовується. Внаслідок цього між суміжними свердловинами утворюється вузька щілина. В напрямку перпендикулярному до утвореної вузької щілини руйнівні напруги практично дорівнюють нулю. В глибину масиву порушення не розповсюджуються і контурна поверхня утвореної вузької щілини буде значно більш рівна, непорушена вибухо вими роботами. Це буде сприяти підвищенню якості контурної поверхні укосу уступ у із забезпечення його довготривалої стійкості, зменшенню об'єму вибухови х робіт і питомого розходу вибухової речовини. Завдяки тому, що довжина заряду вибухової речовини складає не більш 0,80¸0,85 глибини свердловини, об'єм поздовжньої кумулятивної виїмки крайньої свердловини ряду рівний об'єму кумулятивних виїмок суміжної свердловини і складає не менш 8-12% об'єму свердловини по довжині заряду, це дасть можливість зменшити питомий розхід вибухової речовини і забезпечити можливість концентровано-направленої комбінованої дії енергії вибуху, що утворюється у вигляді тонкого кумулятивного металічного струменю і кумулятивного потоку ударних хвиль і стр уменів продуктів вибуху між суміжними свердловинами контурного ряду в напрямку передбачуваного контуру уздовж усієї площини контурної поверхні укосу уступ у, що буде сприяти підвищенню із забезпеченням його довготривалої стійкості, зменшенню об'єму бурови х робіт і питомого розходу вибухової речовини. У випадку, якщо довжину заряду прийняти більш 0,85 глибині свердловини, то це буде нераціональним, так як тільки збільшить питомий розхід вибухової речовини і не покращить вплив комбінованої дії енергії вибуху на гірську породу для одержання вузької достатньо рівної контурної щілини одночасно по усій висоті укосу уступ у. У випадку, якщо об'єм поздовжньої кумулятивної виїмки крайньої свердловини ряду буде більше, або менше об'єму поздовжніх кумулятивних виїмок суміжної свердловини, то комбінована дія енергії вибуху буде нерівномірною у напрямку передбачуваного контуру уздовж усієї площини контурної поверхні укосу уступ у і відповідно контурна щілина буде не рівною і широкою, крім того, якщо об’єм кумулятивних виїмок приймати меншим 8-12% об'єму свердловини, то утворений кумулятивний металічний струмінь буде малої густини, недостатньої для проникнення углиб гірської породи настільки, щоб утворилась вузька контурна щілина, рівна по усій висоті укосу уступу. Завдяки тому, що відстань між свердловинами в ряді в шар увати х породах визначають із залежності аш.=1,45÷1,50·aмон.(sinα+cosα·tgβ), де аш. - відстань між свердловинами в ряді в шарувати х породах, м; амон. - відстань між свердловинами в ряді в монолітних породах, м; α - кут падіння пластів до вертикалі, град; β - кут буріння свердловин до вертикалі, град. Це дозволяє більш раціонально визначати параметри буропідривних робіт по контурному ряду, так як визначена залежність ураховує кут падіння α пластів, кут буріння β свердловин контурного ряду, максимальна відтань між свердловинами в монолітних породах і коефіцієнт збільшення пробивної відстані між свердловинами контурного ряду при їхпідриванні. Свердловини, вибурені в площині контур у, з по хилом в напрямку протилежному направленню падіння пластів, перетинають усі пласти в площині контуру, утворюючи своєрідні монолітні дільниці, обмежені суміжними свердловинами і пластами. При взаємодії одночасно підриваємих зарядів, на лінії розміщення їх, вплив на породні перемички між суміжними свердловинами кумулятивних металічних стр уменів і кумулятивних потоків ударних хвиль і струменів продуктів вибуху співпадає і підсумовується. Внаслідок цього між суміжними свердловинами утворюється вузька щілина, поверхня якої зберігає більше 901% слідів свердловин. В напрямку перпендикулярному до утвореної вузької щілини руйнівні напруги практично дорівнюють нулю. В глибину масиву порушення не поширюються і контурна поверхня утвореної вузької щілини одночасно по всій висоті укосу уступ у значно більш рівна, непорушена вибуховими роботами, зберігає і забезпечує відповідну довготривалу стійкість укосу уступу. У випадку, якщо відстань між свердловинами в ряді в шарувати х породах - аш. буде менше 1,45÷1,50·aмон.(sinα+cosα·tgβ), то тоді збільшиться кількість свердловин в контурному ряду, внаслідок цього збільшиться об'єм бурових робіт і питомий розхід вибухової речовини, що буде нераціональним для використання такої залежності. У випадку, якщо відстань між свердловинами в ряді в шаруватих породах - аш. буде більше 1,45÷1,50·aмон.(sinα+cosα·tgβ), то тоді буде недостатньо енергії вибуху для рівномірної концентрованонаправленої комбінованої дії на руйнування породних перемичок між суміжними свердловинами і можливості утворення вузької достатньо рівної контурної щілини одночасно по усій висоті укосу уступ у і відповідно знизить якість контурної поверхні укосу уступу і його стійкість. Суттєвість способу контурного підривання в шарувати х породах пояснюється кресленнями, де: - на Фіг.1 - представлена схема розміщення свердловин контурного ряду в вертикальній площині; - на Фіг.2 - представлена схема розміщення свердловин контурного ряду в горизонтальній площині; - на Фіг.3 - представлена схема розміщення свердловин з кутом буріння до вертикалі і кутом падіння пластів з відстанями між свердловинами контурного ряду; - на Фіг.4 - представлена схема розміщення у вертикальній площині свердловин контурного ряду з зарядами вибухової речовини і боковими поздовжніми кумулятивними виїмками по усій довжині заряду; - на Фіг.5 - переріз по А-А Фіг.4, Спосіб, що заявляється здійснюється наступним чином. На основі геологічних даних про кут падіння пластів 1 покладу в площині передбачуваного контур у відомим способом бурять ряд похилих паралельних свердловин 2. Буріння свердловин 2 роблять з поверхні верхньої брівки уступ у 3 в напрямку протилежному падінню пластів 1 на глибину до нижньої брівки уступ у 3. Відстань між свердловинами 2 ряду визначається в шарувати х породах аш. із наступної залежності: аш.=1,45÷1,50·aмон.(sinα+cosα·tgβ), де аш. - відстань між свердловинами в ряду в шар уватих породах, м; 1,45÷1,50 - коефіцієнт збільшення пробивної відстані між свердловинами контурного ряду при їх підриванні; амон - відстань між свердловинами в ряду в монолітних породах, м; α - кут падіння пластів до вертикалі, град; β - кут буріння свердловин до вертикалі, град. Ця залежність ураховує кут падіння α пластів 1 до вертикалі і кут буріння β свердловин 2 контурного ряду до вертикалі, а також максимальну відстань між свердловинами 2 в монолітних породах. Напрямок падіння пластів 1 показано стрілкою Fпл., напрямок буріння свердловин 2 - стрілкою Fсв.. Для доказу зазначеної залежності розглянемо трикутник АВС (Фіг.3). Нам необхідно визначити відстань між суміжними свердловинами 2 - (АВ). Приймаємо кут нахилу пластів 1 від вертикальної площини α, а кут буріння свердловин 2 до вертикальної осі, рівним β. Сторону ВС трикутника АВС приймаємо рівною Оман. Висота CD трикутника АВС розподіляє його на два прямокутника. Сторона DB трикутника CDB дорівнює DB, a DB=амон.·sinα. Висота CD трикутника АВС дорівнює CD, a CD=амон.·соsα, звідки cos a AD = aмон. tg(90° - b ) , отже, загальна довжина АВ дорівнює сторона AD трикутника АВС дорівнює AD = aмон . cos a + a мон. + sina tg( 90° - b ) , після перетворення одержуємо АВ=аш. ·aмон.(sinα+cosα·tgβ) В способі, що заявляється в свердловинах контурного ряду розміщують суцільні заряди 4 вибухової речовини з боковими поздовжніми кумулятивними виїмками 5 по усій довжині заряду 4. В крайніх свердловинах 2 ряду кумулятивні виїмки 5 сформовані із сторони суміжних свердловин 2, а в суміжних свердловинах 2 з обох сторін відносно кожної суміжної свердловини 2 з тонким металічним облицюванням 6 кожної кумулятивної виїмки 5. Тому, з урахуванням кумулятивного ефекту, емпірично визначений коефіцієнт збільшення пробивної відстані між свердловинами контурного ряду при їх підриванні і рівний 1,45÷1,50, тоді відстань між свердловинами в ряду в шарува тих породах а ш. визначається по наступній залежності а ш.=1,45÷1,50·aмон.(sinα+cosα·tgβ). Після буріння свердловин 2 у них розміщують одним із відомих способів тонкі металеві облицювання 6, наприклад кутового профілю по усій довжині заряду 4 для формуємих бокових поздовжніх кумулятивних виїмок 5 заряду 4 вибухової речовини. Довжина заряду 4 складає не більш 0,80-0,85 глибини свердловини 2, а об'єм бокової поздовжньої кумулятивної виїмки 5 крайньої свердловини 2 ряду відносно суміжної свердловини 2 рівний об'єму двох бокових поздовжніх кумулятивних виїмок 5 суміжної свердловини 2 і складає не менш 8-12 % об'єму свердловини 2 по довжині заряду 4 (Фіг.4, 5). Після розміщення в свердловинах 2 облицювань 6, свердловини 2 заряджають розсипною вибуховою речовиною по довжині заряду 4 і розміщують у ньому не менш трьох бойовиків 7, з'єднаних вибуховим ланцюгом. У верхній частині свердловини розміщують забійку 8. Після розміщення у свердловинах 2 тонких металевих облицювань 6, наприклад кутового профілю, бойовиків 7, зарядів 4 вибухо вої речовини і забійки 8 закінчується процес створення у свердловинах 2 контурного ряду суцільних зарядів 4 вибухової речовини з боковими поздовжніми кумулятивними виїмками 5 з тонким металічним облицюванням 6 по усій довжині заряду 4 у суміжних свердловинах, при цьому об'єм бокової поздовжньої кумулятивної виїмки 5 крайньої свердловини рівний об'єму бокових поздовжніх кумулятивних виїмок 5 суміжної свердловини і складає не менш 8-12% об'єму свердловини 2 по довжині заряду 4. При підриванні зарядів 4 свердловин 2 контурного ряду виникає детонаційна хвиля, яка рівномірно рухається по усій довжині заряду 4 в напрямку до кумулятивної виїмки 5. Під дією тиску детонаційної хвилі металічне облицювання 6 кумулятивної виїмки 5 починає руха тись в радіальному напрямку по усій довжині заряду 4 до його поздовжньої осі, як би обтискуючись і змикаючись. Від стиснення металічного облицювання 6 частка металу з його внутрішньої поверхні тече і викидається по усій довжині заряду 4 в напрямку суміжної свердловини 2 у вигляді тонкого кумулятивного металічного струменю великої густини, що має велику швидкість, яка може досягнути максимуму в межі рівній подвоєній швидкості детонації вибухової речовини. При зустрічі на своєму шляху з гірською породою, металічний кумулятивний струмінь проникає в неї, порода розтікається в радіальних напрямках відносно металевого кумулятивного струменю, утворюючи вузьку щілину, яка поглиблюється в напрямку суміжної свердловини 2. Після закінчення процесу детонації ударні хвилі і продукти вибуху утворюють кумулятивний потік ударних хвиль і стр уменів продуктів вибуху, тиск в якому досягає значення до 10гПа і тонким струменем викидається по усій довжині свердловини 2 в напрямку суміжних свердловин 2 із швидкістю 14000-16000м/сек., поглиблюючи щілину утворену металічним кумулятивним струменем. Свердловини 2, вибурені в площині передбачуваного контуру, з похилом в напрямку протилежному напрямку падіння пластів 1, перетинають усі пласти 1 в площині контуру, утворюючи своєрідні монолітні дільниці, обмежені суміжними свердловинами 2 і пластами 1. При взаємодії одночасно підриваємих зарядів 4 суміжних свердловин 2, на лінії розміщення їх, вплив на породні перемички між суміжними свердловинами 2 кумулятивних металічних струменів і кумулятивних потоків ударних хвиль і струменів продуктів вибуху співпадає і підсумовується . Частково, в точці, що знаходиться на рівній відстані поміж зарядами 4, кумулятивний ефект подвоюється в порівнянні із вибухом одного заряду 4. Внаслідок цього між суміжними свердловинами 2 утворюється вузька щілина. В напрямку перпендикулярному до утвореної вузької щілини руйнівні напруги практично дорівнюють нулю. В глибину масиву порушення не розповсюджуються, а сформована уздовж усієї площини контурної поверхні укосу уступ у 1 вузька, достатньо рівна контурна щілина одночасно по усій висоті укосу уступу, непорушена вибуховими роботами, підвищує якість контурної поверхні укосу уступ у і забезпечує відповідну довготривалу стійкість укосу уступу 1, при цьому зменшується об'єм бурових робіт і питомий розхід вибухової речовини. Технологічні параметри способу, що заявляється одержані емпірично ДП "Науково-дослідний гірничорудний інститут" внаслідок лабораторних досліджень впливу рівномірно прикладених навантажень на утворення тріщин в шарува тих гірських породах при бурінні похилих паралельних свердловин контурного ряду, із заданими технологічними параметрами, вибурених в напрямку протилежному падінню пластів, а також при моделюванні за допомогою мікровибухів те хнології контурного підривання в шарувати х породах свердловинних зарядів з боковими поздовжніми кумулятивними виїмками по усій довжині заряду, сформованими із сторони суміжних свердловин з тонким металевим облицюванням. Приклад. Промислові випробування способу, що заявляється були проведені в Кривбасі на кар'єрі "Южный" ШУ ім.Артема де породи зім'яті в складки з тектонічними порушеннями, з кутом похилу пластів 20°. Уступ гірських порід має кут відколу 69-70° до горизонталі, висоту 15м, довжину 50м, ширину 27м, міцність 10-12 балів по шкалі проф. М.М.Протод'яконова. З поверхні верхньої брівки уступу в площині передбачуваного контуру в напрямку протилежному падінню пластів був вибурений ряд похилих під кутом 30° до вертикалі паралельних свердловин діаметром 200мм на глибину 15м до нижньої брівки уступу. Відстань між свердловинами ряду визначається в шарувати х породах із наступної залежності: аш.=1,50·aмон.(sinα+cosα·tgβ), де аш. - відстань між свердловинами в ряду в шар уватих породах, м; амон - відстань між свердловинами в ряду в монолітних породах, м; α - кут падіння пластів до вертикалі, град.; β - кут буріння свердловин до вертикалі, град.; Указана залежність ураховує коефіцієнт збільшення пробивної відстані між свердловинами контурного ряду при їх підриванні, який визначений емпірично, приймають рівним - 1,50, амон - відстань між свердловинами в монолітних породах 2,0 м, кут падіння пластів до вертикалі α=20°, кут буріння свердловин до вертикалі β=30°, тоді відстань між свердловинами в ряду в шар увати х породах - аш. буде складати: аш.=1,50·2,0(sin20°+cos20°·tg30°)=2,4м Після буріння свердловин контурного ряду у них формують облицювання для бокових поздовжніх кумулятивних виїмок заряду по його довжині, яке виконане із кутового профілю із тонкого листового металу товщиною 1,0-1,5мм і розміщують в крайніх свердловинах із сторони суміжних свердловин, а в суміжних свердловинах - з дво х боків відносно кожної суміжної свердловини. Облицювання кутового профілю в крайніх свердловинах приймають 75х75мм, а в суміжних свердловинах 50х50мм. Довжина облицювання складає 0,85·15м=12,75м. Об'єм поздовжньої кумулятивної виїмки крайньої свердловини ряду рівний об'єму бокових поздовжніх кумулятивних виїмок суміжної свердловини і складає 40710см 3 (10%) об'єму кожної свердловини контурного ряду по довжині заряду. Після розміщення в свердловинах металічних облицювань формуємих поздовжніх кумулятивних виїмок свердловини заряджають на довжину 0,85 глибини свердловини, це 12,75м розсипними вибуховими речовинами грамонітом 79/21. У зарядах розміщують рівномірно по довжині заряду три бойовика - шашки Т-400, засипають вибуховою речовиною, шашки з'єднують вибуховим ланцюгом. У верхній частині свердловини розміщують набійку. Після розміщення у свердловинах металічних облицювань відносно зарядів, бойовиків і набійки закінчується процес утворення у свердловинах суцільних зарядів вибухової речовини із боковими поздовжніми кумулятивними виїмками по усій довжині заряду, сформованими із сторони суміжних свердловин із тонким металічним облицюванням. При підриванні зарядів свердловин контурного ряду, детонаційна хвиля рухається по усій довжині заряду в напрямку до кумулятивної виїмки. Під дією тиску детонаційної хвилі металічне облицювання кумулятивної виїмки починає рухатись в радіальному напрямку по усій довжині заряду до його поздовжньої осі, як би обтискуючись і змикаючись. Від стиснення облицювання частка металу із її вн утрішньої поверхні тече і викидається по усій довжині заряду в напрямку суміжної свердловини у вигляді тонкого кумулятивного металічного струменю великої густини з великою швидкістю, який може досягти максимуму в межах рівним подвійній швидкості детонації вибухової речовини. При зустрічі на своєму шляху гірської породи кумулятивний струмінь проникає в неї, порода розтікається в радіальному напрямку відносно кумулятивного металічного струменю, утворюючи вузьку щілину, яка направляється углиб суміжної свердловини. Після закінчення процесу детонації ударні хвилі і продукти вибуху утворюють кумулятивний потік ударних хвиль і струменів продуктів вибуху, тиск в якому досягає значення до 10гПа і вузький струмінь, що викидається по усій довжині свердловини в напрямку суміжних свердловин із швидкістю 14000-16000м/сек., поглиблює щілину утворену кумулятивним металічним струменем. Свердловини, пробурені у площині контур у, з похилом в напрямку протилежному напрямку падінню пластів, перетинають усі пласти в площині контуру, утворюючи своєрідні монолітні дільниці обмежені суміжними свердловинами і пластами. При взаємодії одночасно підриваємих зарядів, на лінії розміщення їх, вплив на породні перемикання між суміжними свердловинами кумулятивних металічних струменів і кумулятивних потоків ударних хвиль, і стр уменів продуктів вибуху збігається і підсумовується. Частково, у точці, що знаходиться на рівній відстані між зарядами, кумулятивний ефект подвоюється в порівнянні із вибухом одного заряду. Внаслідок цього між суміжними свердловинами утворюється вузька щілина шириною 60-70мм, поверхня укосу уступу якої зберігає більш 90% слідів свердловин у вигляді заглиблень рівних 30% об'єму кожної свердловини контурного ряду по усій їх довжині. В напрямку перпендикулярному до утвореної вузької щілини руйнівні напруги практично дорівнюють нулю. Углиб масиву порушення не поширюються і контурна поверхня утвореної вузької щілини, значно більш гладка, тобто більш рівна, непорушена підривними роботами, зберігає і забезпечує відповідну довготривалу стійкість укосу уступу, при цьому зменшується об'єм вибухови х робіт і питомий розхід вибухової речовини. При підриванні похилих свердловин контурного ряду лабораторією управління вибухом і гірничої сейсміки ДП "НДГРІ" проведені інструментальні виміри рівня сейсмічних хвиль при веденні вибухови х робіт. Установлено зменшення інтенсивності коливань у районах промислових і цивільних об'єктів, які примикають до кар'єру на 1416% у порівнянні із аналогічними показниками при масових вибухах по відомій технології. Технологічні параметри способу, що заявляється одержані ДП "НДГРІ" емпірично внаслідок лабораторних дослідів впливу рівномірно-приложених навантажень на утворення тріщин у шарувати х породах при застосуванні похилих свердловин контурного ряду із заданими технологічними параметрами, вибуреними у напрямку протилежному падінню пластів, а також при моделюванні за допомогою мікровибухів, технології контурного підривання в шаруватих породах свердловинних зарядів із боковими поздовжніми кумулятивними виїмками по усій довжині заряду, сформованими із сторони суміжних свердловин з тонким металічним облицюванням. Застосування корисної моделі, що заявляється підвищить якість контурної поверхні укосу уступ у із забезпеченням його довготривалої стійкості, зменшить об'єм бурових робіт і питомий розхід вибухової речовини, що покращить захист навколишнього середовища із забезпеченням збереження промислових і цивільних об'єктів і збільшення терміну їх експлуатації. Те хнічний результат досягається за рахунок можливості концентрованонаправленої комбінованої дії енергії вибуху, що утворюється у вигляді тонкого кумулятивного металевого струменю і кумулятивного потоку ударних хвиль, і струменів продуктів вибуху, між суміжними свердловинами контурного ряду в напрямку передбачуваного контуру уздовж усієї площини контурної поверхні укосу уступу, шляхом забезпечення можливості формування уздовж усієї площини контурної поверхні укосу уступу вузької достатньо рівної контурної щілини одночасно по усій висоті укосу уступ у.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for contour firing in layered rocks
Автори англійськоюBlyzniukhov Viktor Hryhorovych
Назва патенту російськоюСпособ контурного подрывания в слоистых породах
Автори російськоюБлизнюков Виктор Григорьевич
МПК / Мітки
МПК: E21C 37/00, F42D 3/04
Мітки: шаруватих, спосіб, підривання, породах, контурного
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-22680-sposib-konturnogo-pidrivannya-v-sharuvatikh-porodakh.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб контурного підривання в шаруватих породах</a>
Попередній патент: Пристрій для моделювання адаптивного нейрона
Наступний патент: Захисний пристрій для порожнини рота
Випадковий патент: Прохідна піч для високотемпературної обробки довгомірного волокнистого матеріалу