Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2472105

(19)

RU

(11)

2472105

(13)

C1

(51) МПК F42D1/00 (2006.01)

F42D3/04 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 27.12.2012 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011129151/03, 13.07.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

13.07.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 13.07.2011

(45) Опубликовано: 10.01.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: БАРОН Л.И. и др. Контурное взрывание при проходке выработок. - Л.: Наука, 1976, с.13. SU 907246 A1, 23.02.1982. SU 1770571 A1, 23.10.1992. RU 2097679 C1, 27.11.1997. RU 2102601 C1, 20.01.1998. WO 2008078002 A1, 03.07.2008. Андриевский А.П. Физико-техническое обоснование параметров разрушения горного массива взрывом удлиненных зарядов. Авторефератдиссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. - Новосибирск, 2009.

Адрес для переписки:

660049, г.Красноярск, ул. К. Маркса, 42, Учреждение Российской академии наук Институт химии и химической технологии Сибирского отделения РАН (ИХХТ СО РАН), патентоведу Л.Г. Вецнер

(72) Автор(ы):

Андриевский Александр Порфирович (RU),

Зуев Алексей Евгеньевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Учреждение Российской академии наук Институт химии и химической технологии Сибирского отделения РАН (ИХХТ СО РАН) (RU)

(54) СПОСОБ ОКОНТУРИВАНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК И ЦЕЛИКОВ ПРИ ВЗРЫВНОЙ ОТБОЙКЕ ГОРНОГО МАССИВА

(57) Реферат:

Способ используется для оконтуривания горных выработок (резервуаров) и целиков при взрывном разрушении отбиваемого горного массива. Способ включает бурение оконтуривающих и параллельно им компенсационных шпуров в строго определенном порядке. Расстояние между оконтуривающими шпурами по периметру охраняемого массива должно быть равным r p (не более этой величины). Расстояние между оконтуривающими шпурами и контуром охраняемого массива должно быть равным r СМ (не более этой величины). Расстояние между оконтуривающими и компенсационными шпурами должно быть равным r (не более этой величины). Компенсационные шпуры располагаются со стороны охраняемого контура под углом, образованным между осью оконтуривающих шпуров и осями компенсационных, равным 60°. Величины r p , r СМ и r определяются в зависимости от прочностных характеристик массива и мощности используемого ВВ. Изобретение позволяет повысить эффективность и безопасность этих видов работ за счет оптимального распределения шпуров или скважин по контуру охраняемого массива для конкретных горно-геологических и горно-технических условий. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горной и горно-химической промышленности и может быть использовано для оконтуривания горного массива, при строительстве подземных горных выработок (подземных резервуаров) и целиков при взрывном разрушении отбиваемых горных пород.

Известен способ оконтуривания горных выработок, когда по контуру строящихся горных выработок обуривают контурные шпуры (Б.Н.Кутузов, А.П.Андриевский. Новая теория и новые технологии разрушения горных пород удлиненными зарядами взрывчатых веществ. - Новосибирск: Наука, 2002. - 39-46 с.).

Недостатками способа являются: нарушение взрывом законтурного пространства, неровность создаваемого контура, обрушение законтурного массива, снижение его прочностных характеристик и водопроницаемости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ контурного взрывания (Л.И.Барон, А.В.Ключников. Контурное взрывание при проходке выработок. - Л.: Наука, 1976. - 13 п.л.).

Недостатками способа являются: большой объем буровых работ, сложность формирования рассредоточенных зарядов, отсутствие четких параметров по расположению шпуров на контуре строящейся горной выработки и формированию рассредоточенных зарядов в зависимости от горно-геологических и горно-технических условий производства взрывных работ.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности буровзрывных работ для конкретных горно-геологических и горно-технических условий производства горных работ, повышение качества оконтуривания горного массива, исключение возможности нарушения законтурного пространства и повышение устойчивости законтурного пространства, четкое определение параметров БВР для конкретных горно-геологических и горно-технических условий.

С этой целью в известном способе, включающем бурение оконтуривающих и компенсационных шпуров по контуру отбиваемого массива, размещение в оконтуривающих шпурах зарядов ВВ и их взрывание, бурение оконтуривающих шпуров осуществляется таким образом, что расстояние между шпурами должно быть равным r Р (не более этой величины), а расстояние между контурными шпурами и контуром охраняемого массива на расстоянии r СМ (не более этой величины), компенсационные шпуры бурят параллельно оконтуривающим таким образом, что они должны располагаться на контакте зоны смятия - массив (внутри этого контура) под углом 60° в сторону охраняемого массива.

Способ поясняется чертежом, где показана схема расположения оконтуривающих шпуров (3) и компенсационных шпуров (4) под углом 60° к охраняемому контуру (1) на контакте зона смятия - массив (2).

Способ осуществляется следующим образом. По контуру охраняемого массива бурят оконтуривающие шпуры таким образом, что расстояния между шпурами, равные r Р (не более этой величины), а расстояние между контуром и обуренными оконтуривающими шпурами равно r СМ (не более этой величины); под углом 60° в сторону охраняемого массива бурят два компенсационных шпура параллельно оконтуривающим таким образом, что они располагаются на расстоянии r (внутри этой зоны) на контакте зона смятия - массив; производят зарядку оконтуривающих шпуров их взрывание (см. фиг.1).

Величины r Р , r СМ и r определяются следующим образом:

где d - диаметр шпуров, см;

- плотность ВВ в заряженном шпуре, кг/м 3 ;

Д - скорость детонации применяемого ВВ, м/с;

- предел прочности пород на сжатие, Па;

- предел прочности пород на срез, Па;

К С - коэффициент структурного ослабления, д.ед.

Существо и пример конкретного выполнения способа заключается в следующем. Определяются горно-геологические и горно-технические условия производства горных работ; пример 1: необходимо произвести оконтуривание массива в породах с пределом прочности пород на сжатие - 100 МПа; предел прочности пород на срез - 30 МПа; массив монолитный К С =1; диаметр шпуров - 4 см; плотность заряжания - 900 кг/м 3 ; ВВ аммонал (скорость детонации 4,5 км/с).

1) Определяем радиус образующейся при взрыве зоны смятия (согласно формуле 2)

r СМ =0,35×4×900 0,5 ×4500×100000000 -0,5 =18,9 см 19 см.

2) Определяем радиус образующейся при взрыве зоны трещин (согласно формуле 1)

r Р =0,21×4×900 0.75 ×4500 1,5 ×(10 8 ) -0,25 ×(10×10 7 ) -0,5 =76,07 см 76 см.

3) Определяем радиус, на котором бурят компенсационные шпуры (согласно формуле 3)

r=19-4=15 см.

Пример 2: необходимо произвести оконтуривание массива в породах с пределом прочности пород на сжатие - 120 МПа; предел прочности пород на срез - 40 МПа; массив монолитный К С =0,7; диаметр шпуров - 5 см; плотность заряжания - 1200 кг/м 3 ; ВВ гранулит АС-8 (скорость детонации 4 км/с).

1) Определяем радиус образующейся при взрыве зоны смятия (согласно формуле 2)

r СМ =0,35×5×1200 0,5 ×4000×120000000 -0,5 =22,14 см 22 см.

2) Определяем радиус образующейся при взрыве зоны трещин (согласно формуле 1)

r Р =0,21×5×1200 0,75 ×4000 1,5 ×(120 6 ) -0,25 ×(4×10 7 ) -0,5 ×0,7=57,27 см 57 см.

3) Определяем радиус, на котором бурят компенсационные шпуры (согласно формуле 3)

r=22-5=17 см.

Имея все необходимые данные, приступаем к обуриванию контурных и компенсационных шпуров, заряжанию контурных шпуров и их взрыванию с таким условием, что расстояние между оконтуривающими шпурами по контуру охраняемого массива равно 76 см по примеру 1 (57 см по примеру 2), а расстояние от контура равно 19 см по примеру 1, 22 см по примеру 2 (до этих шпуров); компенсационные шпуры располагаем параллельно оконтуривающим на расстоянии 15 см по примеру 1, 17 см по примеру 2 (внутри контура зона смятия - массив) под углом обрушающейся воронки взрыва 60° сторону.

Таким образом, предлагаемый способ имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом: позволяет исключить возможность нарушения законтурного массива; снизить объем буровых работ; получить оптимально число шпуров (скважин) по контуру охраняемого массива для конкретных горно-геологических и горно-технических условий; получить четкое оконтуривание охраняемого массива.

Формула изобретения

1. Способ оконтуривания горных выработок и целиков при взрывной отбойке горного массива, включающий бурение оконтуривающих и параллельно им компенсационных шпуров по контуру отбиваемого массива, размещение в оконтуривающих шпурах или скважинах зарядов ВВ и их взрывание, отличающийся тем, что расстояние между оконтуривающими шпурами по контуру определяется из выражения:

r p =0,21·d· 0,75 ·Д 1,5 · -0,25 · -0,5 ·К С ,

где d - диаметр шпуров, см;

- плотность ВВ в заряженном шпуре, кг/м 3 ;

Д - скорость детонации применяемого ВВ, м/с;

- предел прочности пород на сжатие, Па;

- предел прочности пород на срез, Па;

К С - коэффициент структурного ослабления, д.ед.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что оконтуривающие шпуры бурят с отступлением от охраняемого контура на расстоянии, равном радиусу зоны смятия, размер которого определяется из выражения:

r СМ =0,21·d· 0,5 ·Д· -0,5 .

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что параллельно оконтуривающим шпурам бурят два компенсирующих шпура под углом 60°, образованным между осью оконтуривающего шпура и осями компенсационных шпуров, в сторону охраняемого контура на расстоянии, определяемом из выражения:

r=r СМ -d.

РИСУНКИ