Спосіб ведення буропідривних робіт при проходці горизонтальних гірничих виробок

Спосіб ведення буропідривних робіт при проходці горизонтальних гірничих виробок, що включає буріння у вибої виробок комплектів врубових, відбійних та оконтурюючих шпурів, їх заряджання та послідовне підривання з уповільненням, починаючи із врубових, який відрізняється тим, що після заряджання шпурів на задану довжину заряду Lзap. у їх устя формують забивку із газонаповненого полімеру у вигляді первісної пластично-в'язкої композиції на поліуретановій основі із газонасиченням її під тиском і спіненням з первісною трансформацією формованої забивки при поступовому її твердненні з утворенням переважно замкнутих і роз'єднаних поміж собою комірчастих порожнин відокремлених прошарками полімеру, при цьому довжину формованої забивки Lф.з. відносно довжини Lзap. визначають емпірично із залежності: 2 3 більш потужними в порівнянні з оконтурюючими лінійними зарядами і на більшу глибину в порівнянні з основним комплектом шпурів. Вона є поверхнею розвантаження і відділяє основний руйнуючий породний об’єм від сильнонапруженого навколишнього масиву. [Авторське свідоцтво СРСР №1501668, кл. F42D3/04, 1989р.]. Недоліками відомого способу є недостатня ефективність вибухового руйнування масиву в межах контуру виробки при високому питомому розході вибухової речовини, бурових робіт і бурового інструменту, а також малому використанню коефіцієнта шпурів, котрі викликані тим, що вибухове руйнування масиву здійснюють енергоємним диференційованим перерозподілом енергії вибуху первісно на утворення щілини попереднього відколу масиву і удруге на руйнування основного породного об’єму у зв’язку з тим, що буріння додаткового комплекту шпурів передконтурного ряду глибиною більшою глибини основного комплекту шпурів, заряджанню шпурів передконтурного ряду зарядами ВР більшою лінійною щільністю в порівнянні з оконтурюючими зарядами, одночасному підриванню зарядів шпурів передконтурного ряду у сильнонапруженому масиві в затисканні і підриванню в затисканні зарядів комплекту врубових шпурів після утворення в масиві щілини попереднього відколу. Причиною, що перешкоджає одержанню технічного результату корисної моделі, що заявляється, прототипом є: - буріння додаткового комплекту шпурів передконтурного ряду глибиною більшою глибини основного комплекту шпурів, заряджання їх зарядами ВР більшою лінійною щільністю в порівнянні з оконтурюючими зарядами і одночасне підривання зарядів шпурів передконтурного ряду у сильнонапруженому масиві відбувається в затисканні при утворенні щілини попереднього відколу, а також підривання в затисканні зарядів комплекту врубових шпурів після утворення в масиві щілини попереднього відколу, внаслідок цього вибухове руйнування масиву відбувається енергоємним диференційованим перерозподілом енергії вибуху первісно на утворення щілини попереднього відколу масиву і удруге на руйнування основного породного об’єму, що приводить до недостатньо ефективного вибухового руйнування масиву в межах контуру виробки при високому питомому розході вибухової речовини, бурових робіт і бурового інструменту, а також малому використанню коефіцієнта шпурів. Завданням корисної моделі, що заявляється, є розробка способу ведення буропідривних робіт при проходці горизонтальних гірничих виробок, в якому шляхом забезпечення можливості подвійної дії енергії вибуху на масив навколо кожного шпура комплекту, що послідовно підривається при переорієнтації напрямку детонаційної хвилі газоподібних продуктів детонації від устя шпура до його донної частини, за рахунок утворення зони посилених пластичних розтягуючих деформацій у масиві навколо кожного шпура, що підривається, досягають підвищення ефективності вибухового 29273 4 руйнування масиву в межах контуру виробки із зменшенням питомого розходу вибухової речовини, бурових робіт, бурового інструменту і з збільшенням коефіцієнту використання шпурів. Поставлене завдання вирішується тим, що у відомому способі ведення буропідривних робіт при проходці горизонтальних гірничих виробок, що включає буріння в забої виробок комплектів врубових, відбійних та оконтурюючих шпурів, їх заряджання та послідовне підривання з уповільненням, починаючи із врубових, згідно корисної моделі після заряджання шпурів на задану довжину заряду Lзар. у їх устя формують забивку із газонаповненого полімеру у вигляді первісної пластично-в’язкої композиції на поліуретановій основі із газонасиченням її під тиском і спіненням з первісною трансформацією формованої забивки при поступовому її твердненні з утворенням переважно замкнутих і роз’єднаних поміж собою комірчастих порожнин відокремлених прошарками полімеру, при цьому довжину формованої забивки Lф.з. відносно довжини Lзар. визначають емпірично із залежності: Lф.з. = 0,40 - 0,453 P × d × ( Vд × tp - Lзар. )2 P ×6 2 × g2 tт Vд ф.з. , де Lф.з. - довжина формованої забивки, м; Р - середній тиск продуктів детонації у шпурі, кг/м2; d - діаметр шпура, м; Vд - швидкість детонації вибухової речовини в заряді, м/с; tp - час руйнування масиву зарядом вибухової речовини одиничного шпура, с; Lзар. - довжина заряду вибухової речовини шпурів комплекту, м; g ф.з. - питома вага формуємої забивки кожного шпура комплекту, кг/м3; t т - інтенсивність сил внутрішнього тертя ущільненої вибухом забивки, кг/м2 і після формування забивки при її затвердінні виконують послідовне підривання з уповільненням шпурів комплектів, починаючи із врубових з ущільненням, стисканням її та з вторинною трансформацією сформованої забивки під впливом тиску детонаційної хвилі газоподібних продуктів детонації в напрямку устя шпура у достатньо жорсткий пружно-демпферний стан у вигляді конгломеративної субстанції. Суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є наступні: - буріння у вибої виробок комплектів врубових, відбійних та оконтурюючи шпурів; - заряджання шпурів; - послідовне підривання з уповільненням шпурів комплектів, починаючи із врубових; - формування забивки у устя шпурів комплектів після їх заряджання на задану довжину заряду Lзар.; формування забивки виконують із газонаповненого полімеру у вигляді первісної пластично-в’язкої композиції на поліуретановій 5 29273 основі із газонасиченням її під тиском і спіненням з первісною трансформацією формованої забивки при поступовому її твердненні з утворенням переважно замкнутих і роз’єднаних поміж собою комірчастих порожнин відокремлених прошарками полімеру; - визначення довжини формуємої забивки Lф.з. відносно довжини заряду Lзap. виконують емпірично із залежності: Lф.з. = 0,40 - 0,453 P × d × ( Vд × tp - Lзар. )2 P ×6 2 × g2 tт Vд ф.з. , де Lф.з. - довжина формованоїмо!’ забивки, м; Р - середній тиск продуктів детонації у шпурі, кг/м2; d - діаметр шпура, м; Vд - швидкість детонації вибухової речовини в заряді, м/с; tp - час руйнування масиву зарядом вибухової речовини одиничного шпура, с; Lзар. - довжина заряду вибухової речовини шпурів комплекту, м; g ф.з. - питома вага формуємої забивки кожного шпура комплекту, кг/м3; t т - інтенсивність сил внутрішнього тертя ущільненої вибухом забивки, кг/м2; - послідовне підривання з уповільненням шпурів комплектів, починаючи із врубових виконують після формування забивки при її затвердінні з ущільненням, стисканням її та з вторинною трансформацією сформованої забивки під впливом тиску детонаційної хвилі газоподібних продуктів детонації в напрямку устя шпура у достатньо жорсткий пружно-демпферний стан у вигляді конгломеративної субстанції. Новими суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є наступні: - формування забивки у устя шпурів комплектів після їх заряджання на задану довжину заряду Lзap.; формування забивки виконують із газонаповненого полімеру у вигляді первісної пластично-в’язкої композиції на поліуретановій основі із газонасиченням її під тиском і спіненням з первісною трансформацією формованої забивки при поступовому її твердненні з утворенням переважно замкнутих і роз’єднаних поміж собою комірчастих порожнин відокремлених прошарками полімеру; - визначення довжини формованої забивки Lф.з. відносно довжини заряду Lзap. виконують емпірично із залежності: Lф.з. = 0,40 - 0,453 P × d × ( Vд × tp - Lзар. )2 P ×6 2 × g2 tт Vд ф.з. , де Lф.з. - довжина формованої забивки, м; Р - середній тиск продуктів детонації у шпурі, кг/м2; d - діаметр шпура, м; 6 Vд - швидкість детонації вибухової речовини в заряді, м/с; tp - час руйнування масиву зарядом вибухової речовини одиничного шпура, с; Lзар. - довжина заряду вибухової речовини шпурів комплекту, м; g ф.з. - питома вага формованої забивки кожного шпура комплекту, кг/м3; t т - інтенсивність сил внутрішнього тертя ущільненої вибухом забивки, кг/м2; - послідовне підривання з уповільненням шпурів комплектів, починаючи із врубових виконують після формування забивки при її затвердінні з ущільненням, стисканням її та з вторинною трансформацією сформованої забивки під впливом тиску детонаційної хвилі газоподібних продуктів детонації в напрямку устя шпура у достатньо жорсткий пружно-демпферний стан у вигляді конгломеративної субстанції. Зазначені суттєві ознаки є необхідними і достатніми у всіх випадках здійснення способу ведення буропідривних робіт при проходці горизонтальних гірничих виробок. Завдяки тому, що після заряджання шпурів на задану довжину заряду Lзap. у їх устя формують забивку із газонаповненого полімеру у вигляді первісної пластично-в’язкої композиції на поліуретановій основі із газонасиченням її під тиском і спіненням з первісною трансформацією формованої забивки при поступовому її твердненні з утворенням переважно замкнутих і роз’єднаних поміж собою комірчастих порожнин відокремлених прошарками полімеру, відбувається проникнення формованої забивки в природні тріщини і мікротріщини масиву навколо кожного із шпурів комплектів і надійна герметизація устя кожного із шпурів комплектів і замкнутість у них зарядів ВР з бойовиками, а в природних тріщинах і мікротріщинах масиву навколо кожного із шпурів, в міру тверднення формованої забивки, утворюються ділянки „закріплення" формованої забивки в них, що буде сприяти підвищенню ефективності вибухового руйнування масиву в межах контуру виробки із зменшенням питомого розходу вибухової речовини, бурових робіт, бурового інструменту і з збільшенням коефіцієнту використання шпурів. Завдяки тому, що довжину формованої забивки Lф,з. відносно довжини заряду Lзap. визначають емпірично із залежності: P × d × ( Vд × tp - Lзар. )2 P , ×6 2 × g2 tт Vд ф.з. де Lф.з. - довжина формованої забивки, м; Р - середній тиск продуктів детонації у шпурі, кг/м2; d - діаметр шпура, м; Vд - швидкість детонації вибухової речовини в заряді, м/с; tp - час руйнування масиву зарядом вибухової речовини одиничного шпура, с; Lзар. - довжина заряду вибухової речовини шпурів комплекту, м; Lф.з. = 0,40 - 0,453 7 g ф.з. - питома вага формованої забивки кожного шпура комплекту, кг/м3; t т - інтенсивність сил внутрішнього тертя ущільненої вибухом забивки, кг/м2, то створяться умови для оптимального питомого розходу ВР, бурових робіт і бурового інструменту і можливості збільшення коефіцієнта використання шпурів, що буде сприяти підвищенню ефективності вибухового руйнування масиву в межах контуру виробки із зменшенням питомого розходу вибухової речовини, бурових робіт, бурового інструменту і з збільшенням коефіцієнту використання шпурів. У випадку, якщо довжину формованої забивки Lф,з брати менше прийнятої по залежності P × d × ( Vд × tp - Lзар. )2 P , ×6 2 × g2 tт Vд ф.з. де Lф.з. - довжина формованої забивки, м; Р - середній тиск продуктів детонації у шпурі, кг/м2; d - діаметр шпура, м; Vд - швидкість детонації вибухової речовини в заряді, м/с; tp - час руйнування масиву зарядом вибухової речовини одиничного шпура, с; Lзар. - довжина заряду вибухової речовини шпурів комплекту, м; g ф.з. - питома вага формованої забивки кожного шпура комплекту, кг/м3; t т - інтенсивність сил внутрішнього тертя Lф.з. 0,45 × 3 29273 8 tp - час руйнування масиву зарядом вибухової речовини одиничного шпура, с; Lзар. - довжина заряду вибухової речовини шпурів комплекту, м; g ф.з. - питома вага формованої забивки кожного шпура комплекту, кг/м3; t т - інтенсивність сил внутрішнього тертя ущільненої вибухом забивки, кг/м2, то створяться умови, при яких питомий розхід ВР буде недостатнім для руйнування масиву енергією вибуху в межах контуру виробки і на глибину буріння шпурів, а питомий розхід бурових робіт і бурового інструменту збільшиться з низьким коефіцієнтом використання шпурів відносно величин прийнятої залежності. Крім того, збільшена довжина формованої забивки відносно прийнятої довжини по залежності приведе до збільшеного розходу забивки для її формування і утворенню в донній частині шпурів котлових порожнин, що приведе до слабкого руйнування масиву з великим розшаруванням і заколоутворенням навколо донної частини шпурів. Завдяки тому, що після формування забивки при її затвердінні виконують послідовне підривання з уповільненням шпурів комплектів, починаючи із врубових з ущільненням, стисканням її та з вторинною трансформацією сформованої забивки під впливом тиску детонаційної хвилі газоподібних продуктів детонації в напрямку устя шпура у достатньо жорсткий пружно-демпферний стан у вигляді конгломеративної субстанції, такий стан забивки дозволить багатократно збільшити тривалість часу надійного „запирання" газоподібних продуктів детонації зарядів ВР в кожному шпурі комплектів. Це забезпечить можливість достатньо тривалий час підтримувати високий первісний тиск газоподібних продуктів детонації в кожному із шпурів комплектів, що сприяє передаванню масиву потужнотривалого руйнуючого імпульсу енергії вибуху зарядів ВР. Після закінчення послідовного з уповільненням процесу детонації зарядів шпурів комплектів за рахунок енергії вибуху виникає достатньо потужна симетрична, циліндрична хвиля стиску і потік газоподібних продуктів детонації поширюється в усі сторони з однаковою силою і енергією. При досягненні фронтом хвилі стиску вільної поверхні вибою виробки, в масиві, у вибої виробки формується зона локальних розтягуючих деформацій, руйнуючих частину масиву, прилягаючого до устя кожного із шпурів комплектів з утворенням зони локального відколу і викиду частин масиву і забивки у вигляді конгломеративної субстанції, розміщеної в цій зоні з одночасним руйнуванням забивки в природних тріщинах і мікротріщинах за рахунок „поршневої" дії високого первісного тиску газоподібних продуктів детонації, що створюють розтягуючі напруження, формуючі розтягуючі деформації, які частково розширяють і поглиблюють природні тріщини і мікротріщини. Збережена частина забивки відбиває і переорієнтує значну частину кожного послідовно підриваємого з уповільненням шпура комплектів. Внаслідок цього в масиві на 9 дільниці, розміщеної між збереженою частиною забивки і донною частиною кожного шпура комплектів виникає додаткова хвиля стиску і додатковий потік газоподібних з високим тиском продуктів детонації. Масив навколо кожного підриваємого шпура комплектів за невеликий проміжок часу сильно стискається, роздавлюється і переходить в текучий стан, його частинки починають рухатись в радіальному напрямку, при цьому за рахунок утворених розтягуючих напружень, що утворюють розтягуючі деформації відбувається наступне розширення і поглиблення природних тріщин і мікротріщин, утворення сітки нових тріщин і мікротріщин з утворенням сумарної великої зони інтенсивної тріщинуватості, що створює сприятливі умови для найбільш повного використання енергії вибуху ВР шпурів комплектів. Утворена направлена подвійна дія енергії вибуху зарядів ВР шпурів комплектів створює в масиві навколо кожного із підриваємих шпурів потужну зону підсилених пластичних розтягуючих деформацій, руйнуючих прилеглий до шпурів масив з утворенням порожнини в масиві навколо кожного шпура комплектів, при цьому також руйнується збережена в шпурах частина забивки. Послідовне підривання з уповільненням усіх шпурів комплектів, починаючи із врубових, приводить до повного руйнування масиву в межах контуру виробки на задану глибину буріння шпурів комплектів. Завдяки утворенню в масиві навколо кожного підриваємого шпура зони великої сумарної інтенсивної тріщинуватості і зони підсилених пластичних розтягуючих деформацій дає можливість досягти підвищення ефективності вибухового руйнування масиву в межах контуру виробки із зменшенням питомого розходу вибухової речовини, бурових робіт, бурового інструменту і з збільшенням коефіцієнту використання шпурів. Суттєвість способу ведення буропідпривних робіт при проходці горизонтальних гірничих виробок пояснюється кресленнями, де: - на Фіг.1 - зображена схема розміщення комплектів шпурів у вибої гірничої виробки, що складається із врубових, відбійних і оконтруюючих; - на Фіг.2 - зображений поздовжній розріз частини масиву на прикладі одного із шпурів комплектів із зарядом вибухової речовини, бойовиком у донній частині шпура і забивкою у його устя в процесі її формування із газонаповненого полімеру у вигляді первісної пластично-в’язкої композиції на поліуретановій основі із газонасиченням її під тиском, спіненням і проникненням в природні тріщини і мікротріщини масиву навколо шпура; - на Фіг.3 - теж при поступовому твердненні формованої забивки з первісною її трансформацією і утворенням переважно замкнутих і роз’єднаних поміж собою комірчастих порожнин відокремлених прошарками полімеру, як у устя шпура, так і в природних тріщинах і мікротріщинах масиву навколо шпура; - на Фіг.4 - зображений поздовжній розріз частини масиву на прикладі одного із шпурів комплектів після формування забивки при її 29273 10 затвердінні в процесі підривання шпурів з вторинною трансформацією її у достатньо жорсткий пружно-демпферний стан у вигляді конгломеративної субстанції з одночасним розширенням природних тріщин масиву навколо шпура; - на Фіг.5 - теж з локальним відколом частини масиву, що прилягає до устя кожного із шпурів, руйнуванням і викидом частин масиву із забивкою, розміщеної в цій зоні і утворенням сумарної великої зони інтенсивної тріщинуватості, і зони посилених пластичних деформацій масиву навколо кожного шпура; - на Фіг.6 - зображений поздовжній розріз частини масиву на прикладі одного із шпурів комплектів після підривання з руйнуванням і викидом, як збереженої частини забивки, так і масиву навколо шпура в напрямку вільного простору - вибою виробки з утворенням в масиві порожнини. Спосіб здійснюється наступним чином. У вибої горизонтальної гірничої виробки по відомій технології вибурюють комплекти врубових шпурів 1, включаючи центральний, відбійних шпурів 2 і оконтурюючих шпурів 3 (Фіг.1). Після буріння шпурів 1-3 комплектів, в кожному із шпурів розміщають на задану довжину Lзap. заряд вибухової речовин (ВР) 4 з бойовиком 5 і електродетонатором 6 в донній його частині. Після цього в усті кожного із шпурів 1-3 комплектів формують забивку 7 із газонаповненого полімеру у вигляді первісної пластично-в’язкої композиції на поліуретановій основі із газонасиченням її одним із відомих способів під тиском і спіненням, з проникненням формованої забивки 7 в природні тріщини 8 і мікротріщини 9 в масиві навколо кожного із шпурів 1-3 комплектів (Фіг.2). Довжину формованої забивки Lф.з. відносно довжини заряду Lзap. визначають емпірично із залежності: P × d × ( Vд × tp - Lзар. )2 P , ×6 2 × g2 tт Vд ф.з. де Lф.з. - довжина формованої забивки, м; Р - середній тиск продуктів детонації у шпурі, кг/м2; d - діаметр шпура, м; Vд - швидкість детонації вибухової речовини в заряді, м/с; tp - час руйнування масиву зарядом вибухової речовини одиничного шпура, с; Lзар. - довжина заряду вибухової речовини шпурів комплекту, м; g ф.з. - питома вага формованої забивки кожного шпура комплекту, кг/м3; t т - інтенсивність сил внутрішнього тертя Lф.з. = 0,40 - 0,453 ущільненої вибухом забивки, кг/м2. Після чого в кожному із шпурів 1-3 комплектів послідовно, починаючи із врубових, відбувається первісна трансформація формованої забивки 7 при поступовому її твердненні з утворенням переважно замкнутих і роз’єднаних поміж собою комірчастих порожнин 10 11 відокремлених прошарками полімеру 11 з одночасним і поступовим її твердненням в природних тріщинах 8 і мікротріщинах 9 масиву навколо кожного із шпурів 1-3 комплектів (Фіг.3). В міру тверднення формованої забивки 7 відбувається герметизація устя кожного із шпурів 1-3 комплектів і замкнутість у них зарядів ВР 4 з бойовиками 5, а в природних тріщинах 8 і мікротріщинах 9 масиву утворюються ділянки „закріплення" формованої забивки 7 в них. Після формування забивки 7 шляхом поступового її тверднення виконують приєднання бойовиків 5 до вибухової магістралі. Потім ініціюванням бойовиків 5 електродетонаторами 6 виконують послідовне підривання з уповільненням зарядів ВР 4 кожного із шпурів 1-3 комплектів, починаючи із врубових. При ініціюванні бойовиків 5 в зарядах ВР 4 виникає детонаційна хвиля 12 газоподібних продуктів детонації, яка рівномірно рухається по усій довжині заряду ВР 4, поширюється, як в напрямку сформованої забивки 7, так і до стінок шпурів 1-3 комплектів. Під впливом тиску детонаційної хвилі 12 газоподібних продуктів детонації сформована забивка 7 починає ущільнюватися і стискатися в поздовжньому напрямку до устя шпурів 1-3 комплектів і в радіальному напрямку - до вершин природних тріщин 8 і мікротріщин 9 масиву навколо кожного із шпурів 1-3 комплектів, відбувається вторинна трансформація сформованої забивки 7 при її деформації, зім’яттям прошарками полімеру 11 комірчастих порожнин 10 із їх взаємним проникненням і з різким зростанням інтенсивності сил внутрішнього тертя, а сама забивка 7, зменшуючись в об’ємі, переходить у достатньо жорсткий пружно-демпферний стан у вигляді конгломеративної субстанції, як у устя кожного із шпурів 1-3 комплектів, так і в природних тріщинах 8 і мікротріщинах 9 масиву навколо кожного із шпурів 1-3 комплектів (Фіг.4). Такий стан забивки дозволяє багатократно збільшити тривалість часу надійного „запирання" газоподібних продуктів детонації зарядів вибухової речовини 4 в кожному шпурі 1-3 комплектів. Це забезпечить можливість достатньо тривалий час підтримувати високий первісний тиск газоподібних продуктів детонації в кожному із шпурів 1-3 комплектів, що сприяє передаванню масиву потужного тривалого руйнуючого імпульсу енергії вибуху зарядів ВР 4. Після закінчення послідовного з уповільненням процесу детонації зарядів ВР 4 шпурів 1-3 комплектів, навколо кожного шпура за рахунок енергії вибуху виникає достатньо потужна симетрична, циліндрична хвиля стиску і потік газоподібних продуктів детонації поширюються в усі сторони з однаковою силою і швидкістю. При досягненні фронтом хвилі стиску вільної поверхні вибою виробки в масиві, у вибої виробки формуються розтягуючі деформації, що руйнують частину масиву, прилягаючого до устя кожного із шпурів 1-3 комплектів з утворенням зони локального відколу масиву 13 і викиду частин масиву та забивки 7 у вигляді конгломеративної субстанції, розміщеної у цій зоні з одночасним руйнуванням забивки 7 в природних тріщинах 8 і 29273 12 мікротріщинах 9 за рахунок „поршневої" дії високого первісного тиску газоподібних продуктів детонації, що створює розтягуючі напруження, які формують розтягуючі деформації, які частково розширяють і поглиблюють тріщини 8 і мікротріщини 9 (Фіг.5). Збережена частина забивки 7 відбиває і переорієнтує значну частину енергії вибуху в напрямку донної частини кожного послідовно підриваємого з уповільненням шпура 1-3 комплектів. Внаслідок цього в масиві на дільниці, розміщеної між збереженою частиною забивки 7 і донною частиною кожного шпура 1-3 комплектів, виникає додаткова хвиля стиску і додатковий потік газоподібних з високим тиском продуктів детонації. Масив навколо кожного підриваємого шпура 1-3 комплектів за невеликий проміжок часу сильно стискається, роздавлюється і переходить в текучий стан, його частинки починають рухатись по радіальним напрямкам, при цьому за рахунок утворених розтягуючих напружень, що формують розтягуючі деформації, відбувається подальше розширення і поглиблення тріщин 8 і мікротріщин 9 з утворенням сітки нових тріщин 14 і мікротріщин 15. Внаслідок цього формується сумарна велика зона інтенсивної тріщинуватості 16, що створює сприятливі умови для найбільш повного використання енергії вибуху зарядів ВР 4 шпурів 1-3 комплектів (Фіг.5). Утворена направлена подвійна дія енергії вибуху зарядів ВР 4 шпурів 1-3 комплектів створює в масиві навколо кожного із підриваємих шпурів 1-3 комплектів потужну зону посилених пластичних розтягуючих деформацій 17, завдяки якій відбувається ефективне руйнування прилеглого до шпурів масиву з утворенням у ньому порожнини 18 навколо кожного шпура 1-3 комплектів, при цьому також руйнується збережена в шпурах 1-3 комплектів частина забивки 7. Послідовне підривання з уповільненням усіх шпурів 1-3 комплектів, починаючи із врубових, приводить до руйнування масиву в межах контуру виробки, при цьому завдяки утвореним зонам інтенсивної тріщинуватості 16 в масиві навколо кожного шпура 1-3 комплектів і посиленим пластичним розтягуючим деформаціям 17, в порівнянні з прототипом, значно підвищується ефективність вибухового руйнування масиву в межах контуру виробки із зменшенням питомого розходу ВР, бурових робіт, бурового інструменту і з збільшенням коефіцієнта використання шпурів. Технологічні параметри способу, що заявляється, одержані емпірично ДП „Науководослідний гірничорудний інститут" внаслідок досліджень і промислових випробувань впливу рівномірно-прикладених навантажень на опірність зсувним зусиллям забивки у вигляді конгломеративної субстанції на поліуретановій основі. Приклад. Промислові випробування способу, що заявляється, були проведені на шахті „Інгульська" ДП „СхідГЗК". Горизонтальну гірничу виробку площиною поперченого перерізу 4,3м2 проходили у важкопідриваємих в’язких гранітах міцністю 1618 балів по шкалі проф. М.М. Протод’яконова. У 13 вибої виробки, що проводиться перфоратором ПП-80 НВ було вибурено три комплекта шпурів діаметром 0,036м. Комплект врубових шпурів складає п’ять, із яких один розміщений по центру вибою, а інші чотири по вершинам квадрату із стороною 0,5м. Комплект відбійних шпурів складає вісім, із яких чотири розміщені по вершинам квадрату із стороною 1,2м, а решта - на рівній відстані від вершин квадрату. Комплект оконтурюючих шпурів складає 10, рівномірно розміщених по лінії проектного контуру виробки на відстані 0,7м. Глибина врубових шпурів складає 2,0м, а відбійних і оконтурюючих по 1,9м. Після буріння комплектів шпурів їх заряджали грамонітом 79/21. Бойовики із патронів амоніту 6 ЖВ діаметром 0,032м розміщені в донній частині шпурів. Для ініціювання бойовиків застосовували електродетонатори марки ЕДКС і ЕДСД, які з’єднували послідовно. У врубових шпурах розміщали заряди ВР довжиною 1,1м і масою 1,32кг, у відбійних і оконтурюючих шпурах довжиною заряду ВР по 0,9м і масою по 1,10кг. Після цього у устя кожного із шпурів комплектів формували забивку загальною масою 2,98кг на всі шпури комплектів поданням із балону первісної пластично-в’язкої композиції на поліуретановій основі із газонасиченням її під тиском 0,15МПа і спіненням за допомогою зниження тиску до 0,10МПа з проникненням формованої забивки в природні тріщини та мікротріщини масиву навколо кожного із шпурів комплектів. Довжину формованої забивки Lф.з.. відносно довжини заряду Lзap. визначали емпірично із залежності: P × d × ( Vд × tp - Lзар. )2 P , ×6 2 × g2 tт Vд ф.з. де Lф.з. - довжина формованої забивки, м; Р - середній тиск продуктів детонації у шпурі, кг/м2; d - діаметр шпура, м; Vд - швидкість детонації вибухової речовини в заряді, м/с; tp - час руйнування масиву зарядом вибухової речовини одиничного шпура, с; Lзар. - довжина заряду вибухової речовини шпурів комплекту, м; g ф.з. - питома вага формованої забивки кожного шпура комплекту, кг/м3; t т - інтенсивність сил внутрішнього тертя Lф.з. = 0,40 - 0,453 ущільненої вибухом забивки, кг/м2. Зазначена залежність ураховує середній тиск продуктів детонації у шпурі, для грамоніту 79/21 Р=1,3•108кг/м2, діаметр шпура d=0,036м, швидкість детонації вибухової речовини в заряді Уд=3000м/с, час руйнування масиву зарядом вибухової речовини одиничного шпура tp=0,015с, довжину заряду вибухової речовини для врубових шпурів Lзap.=1,1м, а для відбійних шпурів і оконтурюючих Lзap.=0,9м, питома вага формованої забивки g ф.з.=150кг/м3 і інтенсивність сил внутрішнього тертя ущільненої вибухом забивки 29273 14 t т =5,1•106кг/м2. У даному випадку довжина формованої забивки у врубових шпурах складає: L ф.з. = 0,40 3 1 3 × 10 8 кг / м 2 × 0,0,36м × (3000 м / с × 0,015 с - 11м)2 , , 2 2 3000 м / с × 150 кг / м 3 ×6 1 3 × 10 8 кг / м2 , 5,1 × 10 6 кг / м3 , L ф.з. = 0,403 2,1178м3 × 6 25,49м , L ф.з. = 0,40 × 1,2842м × 1,7155м1 6 = 0,88м 7 6 » 0,89м , а довжина формованої забивки для відбійних і оконтурюючих шпурів складає: L ф.з. = 0,403 1 3 × 10 8 кг / м 2 × 0,036м × (3000м / с × 0,015 с - 0,9м)2 , 2 2 3000 м / с × 150 кг / м 3 ×6 13 × 10 8 кг / м2 , 5,1× 10 6 кг / м3 , Lф.з. = 0,403 1,9762м3 × 6 25,49м , L ф.з. = 0,40 × 1,2549м × 1,7155м1 6 = 0,86м 7 6 » 0,87м , Після чого в кожному із шпурів комплектів послідовно, починаючи із врубових, відбувається первісна трансформація формованої забивки при поступовому її твердненні з утворенням переважно замкнутих і роз’єднаних поміж собою комірчастих порожнин відокремлених прошарками полімеру з одночасним і поступовим її твердненням в природних тріщинах і мікротріщинах масиву навколо кожного шпура комплектів. В міру тверднення формованої забивки відбувається герметизація устя кожного із шпурів комплектів і замкнутість у них зарядів ВР з бойовиками, а в природних тріщинах і мікротріщинах масиву утворюються ділянки „закріплення" формуємої забивки в них. Після формування забивки шляхом поступового її тверднення виконують приєднання бойовиків до вибухової магістралі. Потім ініціюванням бойовиків виконують послідовне підривання з уповільненням зарядів ВР кожного із шпурів комплектів, починаючи із врубових. При ініціюванні бойовиків в зарядах ВР виникає детонаційна хвиля газоподібних продуктів детонації, яка рівномірно рухається по усій довжині заряду ВР, поширюється, як в напрямку сформованої забивки, так і до стінок шпурів. Під впливом тиску детонаційної хвилі газоподібних продуктів детонації сформована забивка починає ущільнюватися і стискатися в поздовжньому напрямку до устя шпурів комплектів і в радіальному напрямку - до вершин природних тріщин і мікротріщин масиву навколо кожного із шпурів комплектів, відбувається вторинна трансформація сформованої забивки при її деформації, зім’яттям прошарками полімеру комірчастих порожнин із їх взаємним проникненням і з різким зростанням інтенсивності сил внутрішнього тертя, а сама забивка, зменшуючись в об’ємі, переходить у достатньо жорсткий пружно-демпферний стан у вигляді конгломеративної субстанції, як у устя кожного із шпурів комплектів, так і в природних тріщинах і мікротріщинах масиву навколо кожного із шпурів 15 комплектів. Такий стан забивки дозволяє багатократно збільшити тривалість часу надійного „запирання" газоподібних продуктів детонації зарядів вибухової речовини в кожному шпурі комплектів. Це забезпечить можливість достатньо тривалий час підтримувати високий первісний тиск газоподібних продуктів детонації в кожному із шпурів комплектів, що сприяє передаванню масиву потужного тривалого руйнуючого імпульсу енергії вибуху зарядів ВР. Після закінчення послідовного з уповільненням процесу детонації зарядів шпурів комплектів, навколо кожного шпура за рахунок енергії вибуху виникає достатньо потужна симетрична, циліндрична хвиля стиску і потік газоподібних продуктів детонації поширюються в усі сторони з однаковою силою і швидкістю. При досягненні фронтом хвилі стиску вільної поверхні вибою виробки в масиві у вибої виробки формується зона локальних розтягуючих деформацій, руйнуючих частину масиву, прилягаючого до устя кожного із шпурів комплектів з утворенням зони локального відколу і викиду частини масиву та забивки у вигляді конгломеративної субстанції, розміщеної у цій зоні з одночасним руйнуванням забивки в природних тріщинах і мікротріщинах за рахунок „поршневої” дії високого первісного тиску газоподібних продуктів детонації, що створює розтягуючі напруження, які формують розтягуючі деформації, які частково розширяють і поглиблюють тріщини і мікротріщини. Збережена частина забивки відбиває і переорієнтує значну частину енергії вибуху в напрямку донної частини кожного підриваємого шпура комплектів. Внаслідок цього в масиві на дільниці, розміщеної між збереженою частиною забивки і донною частиною кожного шпура комплектів, виникає додаткова хвиля стиску і додатковий потік газоподібних з високим тиском продуктів детонації. Масив навколо кожного підриваємого шпура комплектів за невеликий проміжок часу сильно стискається, роздавлюється і переходить в текучий стан, його частинки починають рухатись по радіальним напрямкам, при цьому за рахунок утворених розтягуючих напружень, що формують розтягуючі деформації відбувається подальше розширення і поглиблення тріщин і мікротріщин з утворенням сітки нових тріщин і мікротріщин. Внаслідок цього формується сумарна велика зона інтенсивної тріщинуватості, що створює сприятливі умови для найбільш повного використання енергії вибуху зарядів ВР шпурів комплектів. Утворена направлена подвійна дія енергії вибуху зарядів ВР шпурів комплектів створює в масиві навколо кожного із підриваємих шпурів потужну зону посилених пластичних розтягуючих деформацій, завдяки якій відбувається ефективне руйнування прилеглого до шпурів масиву з утворенням у ньому порожнини навколо кожного шпура, при цьому також руйнується збережена в шпурах частина забивки. Послідовне підривання з уповільненням усіх шпурів комплектів, починаючи із врубових, приводить до руйнування масиву в межах контуру виробки на глибину 1,85-1,88м, при цьому завдяки утвореним зонам інтенсивної тріщинуватості в 29273 16 масиві навколо кожного шпура комплектів і посиленим пластичним розтягуючим деформаціям в порівнянні з прототипом підвищується ефективність вибухового руйнування масиву в межах контуру виробки із зменшенням питомого розходу ВР в 1,35 рази, бурових робіт в 1,28 рази, бурового інструменту в 1,25 рази і з збільшенням коефіцієнта використання шпурів в 1,22 рази, що підтверджується експериментальними даними приведеними в таблиці. Найменування показників Питомий розхід Вибухова речовина, кг/м3 Бурові роботи, м/м3 Найменування показників Буровий інструмент, кг/м3 Коефіцієнт використання шпурів Попрототипу 4,2 1,42 Попрототипу 0,54 0,75 Технологічні параметри способу, що заявляється, одержані емпірично ДП „Науководослідний гірничорудний інститут" внаслідок досліджень і промислових випробувань впливу рівномірно-прикладених навантажень на опірність зсувним зусиллям забивки у вигляді конгломеративної субстанції на поліуретановій основі. Застосування корисної моделі, що заявляється, дасть можливість підвищити ефективність вибухового руйнування масиву в межах контуру виробки із зменшенням питомого розходу вибухової речовини, бурових робіт, бурового інструменту і з збільшенням коефіцієнту використання шпурів за рахунок утворення зони посилених пластичних розтягуючих деформацій у масиві навколо кожного шпура, що підривається, шляхом забезпечення можливості подвійної дії енергії вибуху на масив навколо кожного шпура комплекту, що послідовно підривається, при переорієнтації напрямку детонаційної хвилі газоподібних продуктів детонації від устя шпура до його донної частини. Технічний результат досягається у зв’язку з тим, що після заряджання шпурів комплектів врубових, відбійних та оконтурюючих на задану довжину заряду у їх устя формують забивку із газонаповненого полімеру у вигляді первісної пластично-в’язкої композиції на поліуретановій основі із газонасиченням її під тиском і спіненням з первісною трансформацією формованої забивки при поступовому її твердненні з утворенням переважно замкнутих і роз’єднаних поміж собою комірчастих порожнин відокремлених прошарками полімеру, і після формування забивки при її затвердінні виконують послідовне підривання шпурів, починаючи із врубових з вторинною трансформацією забивки. При цій трансформації забивка переходить у достатньо жорсткий пружно-демпферний стан у вигляді конгломеративної субстанції. Заявляємий о 3,11 1,11 Заявляємий об 0,43 0,92 17 29273 18