Спосіб проходки підняткових виробок

Винахід видноситься до гірничої промисловості і може бути використаний для проходки підняткових виробок. Найбільш близьким технічним рішенням, взятим за прототип, є спосіб проходки підняткових виробок, що містить у собі буріння вибухових і компенсаційних врубових свердловин та комплексу оконтурюючих свердловин, заряджання та їх підривання, утворення компенсаційних порожнин з розширенням їх до проектного перерізу підняткового. Проводять ініціювання вибухових свердловин і відбійкою породи на компенсаційну порожнину. Заряд, розміщений у компенсаційній порожнині, ініціюють одночасно з зарядом в одній із підривних свердловин, після чого проводять послідовне ініціювання зарядів у решті свердловин (Авт. св. №1004643, кл. E21D1/00, 1983). Недоліком відомого способу являється недостатня ефективність проходки підняткових виробок з високими витратами на їх проведення і безпеку виробництва, в зв'язку з неминучою запресовкою гірничих порід при підриванні глибоких свердловин в один прийом в умовах недостатнього обсягу компенсаційного простору на момент підриву свердловин, а також значні руйнування законтурного масиву виробки. Причинами, перешкоджаючими отримання технічного результату заявляємого винаходу, прототипом, являються: одночасне підривання зарядів вибухових речовин (ВР) в компенсаційній свердловині і в першій врубовій свердловині не виключає запресовки підірваної гірничої маси, так як слідом за цим підривається решта свердловин з інтервалом сповільнення на декілька порядків менше по триванню, ніж це необхідно для очищення від підірваної породи нової компенсаційної порожнини; при розбурюванні підняткового підривними та компенсаційними врубовими свердловинами по паралельній схемі відбувається рівномірне розуклинування підірваної гірничої породи по утворюючій підняткового і при зсуванні її по висоті вниз на будь яку величину тертя-зчепленння по утворюючій підняткового не зменшується, а лишається постійним, що перешкоджує вільній течїї підірваної гірничої породи, а це утворює умови її запресовки, знижуючі ефективність проходки підняткових з більшими витратами на їх проведення і створює небезпечні умови проведення гірничих робіт, пов'язаних з зависанням підірваних гірничих порід. Задачею винаходу являється розробка способу проходки підняткових виробок, в якому шляхом забезпечення можливості проходки підняткових виробок глибокими свердловинами в декілька заходів підривання за рахунок виключення запресовки підірваної гірничої породи в компенсаційних порожнечах при забезпеченні збереження від руйнування комплекту оконтурюючих свердловин та законтурного масиву підняткових виробок досягають підвищення ефективності проходки підняткових виробок із зниженням витрат на їх проведення і підвищення безпеки ведення гірничих робіт і за рахунок цього досягається підвищення рівня механізації процесу, вилучення необхідності застосування спеціальних комплексів та ручної праці. Поставлена задача вирішується тим, що в способі проходки підняткових виробок, включаючому буріння підривних і компенсаційних врубових свердловин і комплекту оконтурюючих свердловин, заряджання та підривання їх, утворення компенсаційних порожнеч з розширенням їх до проектного перетину підняткового згідно з винаходом, буріння підривних і компенсаційних врубових свердловин проводять по утворюючій конусу вершиною вверх, а заряджання оконтурюючих свердловин проводять прострілочними зарядами малої потужності, забезпечуючих простріл свердловин без руйнування навколишніх порід, а потім задійснюють в декілька прийомів підривання і послідуючий випуск підірваної породи із заново утворюваних компенсаційних порожнеч заданого обсягу для забезпечення розміщення у них відбиваємої в кожний прийом гірничої породи, її вільного витікання, при цьому послідовно, в кожний прийом, проводять підривання вибухових свердловин з утворенням компенсаційної порожнечі заданого обсягу і з мілісекундним уповільненням проводять підривання прострілочних зарядів малої потужності в оконтурюючих свердловинах, утворюючих тиск у свердловині і її простріл в момент зрушення порід, і після чого проводять випуск породи з кожної заново утвореної компенсаційної порожнечі заданого обсягу, а в останній прийом після випуску гірничої породи і утворення єдиної компенсаційної порожнечі проводять заряджання та підривання на неї оконтурюючих свердловин зарядами з повздовжніми повітряними каналами, забезпечуючими відбійку гірничих порід в межах контуру підняткової виробки з мінімальним руйнуванням законтурного масиву. Суттєвими ознаками винаходу являються: буріння підривних свердловин; буріння компенсаційних врубових свердловин; заряджання свердловин; підривання свердловин; утворення компенсаційних порожнеч з їх розширенням до проектного перетину і підняткового; буріння підривних і компенсаційних врубових свердловин проводять по утворюючій конусу вершиною вверх; заряджання оконтурюючих свердловин проводять прострілочними зарядами малої потужності, забезпечуючих простріл свердловин без руйнування навколишніх порід; після заряджання оконтурюючих свердловин здійснюють в декілька прийомів підривання; після підривання проводять випуск підірваної гірничої породи з кожної заново утвореної компенсаційної порожнечі заданого обсягу для забезпечення розміщення в них відбитої в кожний прийом гірничої породи та її вільного витікання; при випуску послідовно в кожний прийом проводять підривання підривних свердловин з утворенням компенсаційної порожнечі заданого обсягу; при підриванні підривних свердловин з мілісекундним уповільненням проводять підривання прострілочних зарядів малої потужності в оконтурюючих свердловинах, створюючих тиск у свердловині і її простріл в момент здвигу порід; після підривання підривних свердловин та прострілочних зарядів малої поружності в оконтурюючих свердловинах проводять випуск породи з кожної заново утвореної компенсацийної порожнечі заданого обсягу; в останній прийом після выпуску гірничої породи і утворення єдиної компенсаційної порожнечі проводять заряджання і підривання на неї оконтурюючих свердловин зарядами з повздовжніми повітряними каналами, забезпечуючими відбійку гірничих порід в межах контуру підняткової виробки з мінімальним руйнуванням законтурного масиву. Новими суттєвими ознаками, необхідними і достатніми у всіх випадках, на які розповсюджуються запитані обсяги правової охорони, являються; буріння підривних і компенсаційних врубових свердловин проводять по утворюючій конусу вершиною вверх; заряджання оконтурюючих свердловин проводять прострілочними зарядами малої потужності, забезпечуючими простріл свердловин без руйнування навколишніх порід; після заряджання оконтурюючих свердловин здійснюють в декілька прийомів підрізання; після підривання проводять випуск підірваної гірничої породи з кожної заново утвореної компенсаційної порожнечі заданого обсягу для забезпечення розміщення в них відбитої в кожний прийом гірничої породи та її вільного витікання; при випуску послідовно в кожний прийом проводять підривання підривних свердловин з утворенням компенсаційних порожнеч заданого обсягу; при підриванні підривних свердловин з мілісекундним уповільненням проводять підривання прострілочних зарядів малої потужності в оконтурюючих свердловинах, створюючих тиск у свердловині і її простріл в момент здвигу порід; після підривання підривних свердловин та прострілочних зарядів малої потужності в оконтурюючих свердловинах проводять випуск породи з кожної заново утвореної компенсаційної порожнечі заданого обсягу; в останній прийом після випуску гірничої породи і утворенні єдиної компенсаційної порожнечі проводять заряджання і підривання на неї оконтурюючих свердловин зарядами з повздовжніми повітряними каналами, забезпечуючими відбійку гірничих порід в межах контуру підняткової виробки з мінімальним руйнуванням законтурного масиву. Завдяки тому, що буріння підривних і компенсаційних врубових свердловин проводять по утворюючій конусу вершиною вверх, виникає зменшення тертя-зчеплення по утворюючій конусу при мінімальному здвигу підірваної гірничої породи по висоті (донизу), що забезпечує вільне витікання підірваної гірничої породи і вилучає заклинювання її, а не сприяє підвищенню ефективності проходки підняткових виробок із зниженням витрат на їх проведення, а також підвищенню безпеки виконання гірничих робіт. Завдяки тому, що заряджання оконтурюючих свердловин проводять прострілочними зарядами малої потужності, забезпечуючих простріл свердловин без руйнування навколишніх порід, це дозволяє проводити підривання свердловин в декілька прийомів, забезпечуючи в кожному випадку достатній обсяг заново утвореної компенсаційної порожнечі, яка гарантує вільне витікання підірваної гірничої породи після кожного підривання, що вилучає запресовку підірваної гірничої породи в компенсаційних порожнечах зі збереженням від порушення комплекту оконтурюючих свердловин І законтурного масиву підняткової виробки, а це сприяє підвищенню ефективності проходки підняткових виробок зі зниженням витрат на їх проведення та підвищує безпеку виконання гірничих робіт. Завдяки тому, що підривання свердловин проводять в декілька прийомів, при цьому послідовно, в кожен прийом, проводять підривання підривних свердловин з утворенням компенсаційної порожнечі заданого обсягу і з мілісекундним сповільненням, проводять підривання прострілочних зарядів малої потужності в оконтурюючих свердловинах, утворюючих тиск в свердловині та її простріл в момент руйнування порід, що дає змогу зберегти комплект оконтурюючих свердловин після кожного прийому підривання для їх послідуючого заряджання та підривання в останній прийом проходки підняткової виробки, а це сприяє вилученню запресовки підірваної гірничої породи в компенсаційних порожнечах при забезпеченні збереження комплекту оконтурюючих свердловин та законтурного масиву підняткових виробок, що в свою чергу підвищує ефективність проходки підняткових виробок зі зниженням витрат на їх проведення та безпечність виконання гірничих робіт. Завдяки тому, що після підривання свердловин в декілька прийомів проводять випуск підірваних порід з кожної заново утвореної компенсаційної порожнечі заданого обсягу для забезпечення розміщення в них підірваної в кожний прийом гірничої породи і її вільного витікання створюються умови, які забезпечують можливість розміщення підірваної гірничої породи в заново утворених компенсацийних порожнечах з урахуванням збільшення її обсягу за рахунок розсипчатості при підриванні, що виключає заклинення гірничої породи, забезпечуючи її вільне витікання при проходці підняткових виробок, що дозволяє підвищити ефективність проходки підняткових виробок зі зниженням витрат на їх проведення та безпеку проведення гірничих робіт. Завдяки тому, що випуск гірничої породи виконують з кожної заново утвореної компенсаційної порожнечі заданого обсягу після кожного прийому відбійки, а в останній прийом після випуску гірничої породи і утворення єдиної компенсаційної порожнечі, виконують заряджання та підривання на неї оконтурюючих свердловин зарядами з повздовжніми повітряними каналами, забезпечуючими підривання гірничих порід в межах контуру підняткової виробки з мінімальним зруйнуванням законтурного масиву, це сприяє збереженню необхідного співвідношення поміж обсягом заново утвореними компенсаційними порожнечами та обсягами підірваних гірничих порід в кожний прийом з урахуванням їх розсипчатості, що виключає заклинювання підірваної гірничої породи та забезпечує вільне її витікання, а це підвищує ефективність проходки підняткових виробок зі зниженням витрат на їх проведення та підвищенням безпеки проведення гірничих робіт. Зазначені суттєві ознаки являються необхідними і достатніми в усіх випадках здійснення даного способу для отримання технічного результату. На фіг.1 зображено повздовжній розгин підняткового зі схемою розміщення і порядком підривання свердловин; на фіг.2 - поперечний розтин підняткового з розміщенням свердловин; на фіг.3 - зображена конструкція прострілочних зарядів ВР; на фіг.4 - конструкція заряду ВР оконтурюючих свердловин. Спосіб здійснюється таким чином. В межах контуру підняткового бурять підривні свердловини 1, 3, 5 и компенсаційні врубові свердловини 2, 4, 6, 7 по утворюючій конусу вершиною вверх і комплект оконтурюючих свердловин 8 - 13 по контуру підняткового. Підривні свердловини 1, 3, 5 бурять меншим діаметром, ніж компенсаційні врубові свердловини 2, 4, 6, 7, а комплект оконтурюючих свердловин 8 - 13 вибурюють таким же діаметром, як і підривні свердловини 1, 3, 5. Всі свердловини бурять на проектну висоту підняткового, коли він не має збійки і являється "сліпою" виробкою. При наявності збійки на всю висоту підняткового бурять компенсаційні врубові свердловини 2, 4, 6, 7, а решта свердловин підривні 1, 3, 5 і оконтурюючі 8 - 13 не бурять на всю висоту підняткового (на 1 - 1,5м). Діаметр кола, по якому бурять і підривні свердловини 1, 3, 5 і компенсаційні врубові 2, 4, 6, 7 приймають рівним значенню, при якому обсяг компенсаційної порожнечі 14 дорівнює не менше 20% від обсягу гірничих порід, які відбиваються в перший прийом підривними свердловинами 1, 3, 5 для забезпечення заданого компенсаційного простору, т.я. коефіцієнт розсипчатості скельних гірничих порід складає 1, 2, то обсяг компенсаційної порожнечі 14, і дорівнюючий 20% достатній для розміщення відбитої гірничої породи з урахуванням розклинювання. Підривання свердловини проводять в декілька прийомів. В перший прийом підривання заряджають свердловини 1, 3, 5 і підривають їх одночасно, а свердловини 2, 4, 6, 7 не заряджають. При підриванні свердловини 1, 3, 5 свердловини 2, 4, 6 и 7 являються для порід, які підривають свердловинами 1, 3, 5 компенсаційним простором. Для збереження від руйнування комплекту оконтурюючих свердловин 8 - 13 від підриву свердловин 1, 3, 5 свердловини заряджають прострілочними зарядами малої потужності (фіг.3). Прострілочний заряд утворюють таким чином: на відрізок ДШ (детонаційний шнур) 15 довжиною на 2 - 3м довше глибини свердловини прикріплюють два патрони 16 ВР масою 200г кожний. Верхній кінець ДШ 15 забезпечують стопорним пристроєм, який має вільний хід при підйому зарядного шлангу або забійника (на фігурах не показаний) підготовлений прострілочний заряд надсилають в оконтурюючі свердловини 8 - 13, який фіксують в верхній частині свердловини за рахунок стопорного пристрою 17. Два патрони ВР 16 розміщують на відрізку ДШ 15 таким чином, щоб один з них знаходився на 1 - 2м від забою свердловини, а другий - на середині свердловини. При першому прийомі підривають одночасно заряди 1, 3, 5 і з уповільненням 250 - 50мс прострілочні заряди малої поружності в свердловинах 8 - 13. Застосування прострілочних зарядів (фіг.3) в оконтурюючих свердловинах 8 - 13 пов'язане з необхідністю їх зберігання від можливого часткового руйнування або забивки. При цьому прострілочний заряд, враховуючи його малу потужність, не порушує саму свердловину, а призначається для утворення збиткового тиску в свердловині оконтурюючого ряду 8 - 13 з метою збереження їх на момент підриву зарядів в свердловинах 1, 3, 5. Після підривання зррядів в свердловинах 1, 3, 5 і прострілочних зарядів в оконтурюючих свердловинах 8 - 13 проводять повний випуск відбитої гірничої породи. Після завершення випуску відбитої гірничої породи і утворення нової компенсаційної порожнечі заряджають та підривають оконтурюючі свердловини 8 - 13 зарядами ВР 18 з повздовжніми повітряними каналами 19 (фіг.4). Такі заряди утворюють з допомогою зарядної машини та зарядного шлангу оснащеного насадкою, яка дозволяє формувати заряди з сипучих ВР 18 з повздовжніми повітряними каналами 19. Заряди з повздовжніми каналами 19 оснащують боевиком 20. В залежності від розміру каналу змінюються і енергетичні показники заряду котрі визначаються гірничотехнічними умовами підривання, в залежності від міцності порід, параметрів розташування свердловин, Л.Н.О. (лінії найменшого опору). Ініціювання зарядів ВР 18 здійснюється за допомогою патрону-боєвика 20. Якщо заново утворена компенсаційна порожнеча недостатня для розміщення розсипчатої породи при підриванні свердловин, що зосталися, вона може бути збільшена. Для цього підривають, наприклад, заряди в свердловинах 12 і 13 в один прийом з мілісекундним уповільненням підривають прострілочні заряди в свердловинах 8 - 13, що забезпечує їх збереження. Після випуску гірничої породи із заново утвореної компенсаційної порожнечі заряджають та підривають заряди оконтурюючих свердловин 8 - 13, що залишились. Застосування для підривання оконтурюючих свердловин 8 - 13 зарядів з повздовжніми повітряними каналами при наяві достатнього обсягу компенсації, дозволяє створити щадящий режим підривання і здійснити гладкостінне підривання з мінімальним руйнуванням законтурного масиву, що постає вирішальним фактором забезпечення стійкості підняткових виробок які проходять в слабких і середньої міцності рудах та породах. Приклад здійснення способу проходки підняткових виробок глибиною 30м є шахта "Октябрьская" виробничого об'єднання "Кривбасруда" (Криворізький басейн, Україна). В межах проектного контуру підняткового станком НКР-100м бурять комплект свердловин діаметром 105мм. Буріння підривних і компенсаційних врубових свердловин проводять по утворюючій конусу вершиною вверх. Після закінчення буріння свердловин, які необхідні для проведення підняткового, проводять їх поетапне підривання. Підривні, а також компенсаційні врубові свердловини, які підлягають зарядженню, заряджають грамонітом 79/21 з допомогою зарядника ЗМБС-2 і підривають в один прийом. Одночасно підривають прострілочні заряди в оконтурюючих свердловинах з уповільненням 25 - 50мс. Прострілочні заряди в оконтурюючих свердловинах установлюють з допомогою зарядного шлангу, котрим надсилають до забою свердловини стопорний пристрій з закріпленим з ним відрізком ДШ, який оснащений двома патронами амоніту №6 ЖВ діаметром 32мм, які встановлені один від одного на відстані 10 - 20м. Підривну мережу збирають в один бойовий вузол таким чином, що в першу чергу підриваються відбійні свердловини і заряджені компенсаційні врубові свердловини. Прострілочні заряди в оконтурюючих свердловинах підривають з уповільненням в 25 - 50мс. Після підривання проводять випуск підірваної гірничої породи та її прибирання з допомогою породонавантажувальної машини ППН-2 або скреперної лебідки, якщо піднятковий проходять з підетажної виробки. Після цього оцінюють якість та параметри заново утвореної компенсаційної порожнечі і приймають рішення або про її збільшення за рахунок підривання частини зарядів оконтурюючих свердловин, або заряджання та підривання одночасно всіх оконтурюючих свердловин. Для підривання оконтурюючих свердловин використовують заряди ВР зі збільшеним діаметром повздовжнього повітряного каналу 60 - 80мм, що забезпечує зниження енергоємкості заряду для мінімального руйнування порід законтурного масиву. Підривання зарядів в оконтурюючих свердловинах проводять відомим способом в один прийом. Після підривання проводять випуск і прибирання підірваної гірничої породи и оцінюють якість проведення підняткової виробки. Використання винаходу дозволить підвищити ефективність проходки підняткових виробок зі зниженням витрат на їх проведення та підвищити безпеку проведення робіт і, за рахунок цього, підвищити рівень механізації процесу, а також виключити необхідність використання спеціальних комплексів для проведення підняткових та ручну працю. Технічний результат досягається шляхом забезпечення можливості проведення підняткових виробок глибокими свердловинами в декілька прийомів підривання за рахунок виключення запресовки зруйнованої породи в компенсаційних порожнечах при забезпеченності збереження від руйнування комплекту оконтурюючих свердловин і законтурного масиву підняткової виробки в зв'язку з тим, що проведення підняткових виробок виконують в декілька прийомів з випуском підірваної гірничої породи з кожної заново утвореної порожнечі, що забезпечує необхідне співвідношення обсягів заново утворених компенсаційних порожнеч і обсягів підриваємих гірничих порід з урахуванням їх розсипчатості, а також буріння свердловин по утворюючій конусу вершиною вверх та заряджання оконтурюючих свердловин прострілочними зарядами малої потужності. Такий спосіб може бути застосований з допомогою існуючої техніки та технічних засобів при проведенні підняткових будь-якого призначення як на основних горизонтах, так і на підетажних виробках для порід будь-якої міцності. Не передбачене застосування спеціального обладнання і засобів проведення підняткових виробок. Має високий рівень механізації робіт з мінімальною присутністю робітників в небезпечній зоні. Засіб економічний, і має мінімальні трудозатрати.