Способ взрывного разрушения горных пород на косогоре

 

Изобретение предназначено для использования в горной промышленности при ведении буровзрывных работ на косогоре. Цель изобретения - снижение нарушенности законтурной части массива за счет уменьшения вероятности скола породы на свободную поверхность косогора (ПК). При разработке выемок на косогоре бурят скважины перпендикулярно проектному контуру выемки с перебуром рядами, параллельными ПК: первый ряд скважин, ближайший к ПК, буряте перебуром, равным hn. В этих скважинах создают донные заряда (ДЗ) длиной 2hn и устьевые заряды (УЗ). Боевик ДЗ устанавливают на уровне проектного контура. Инициируют ДЗ и УЗ разновременно с замедлением УЗ относительно ДЗ. Скважины остальных рядов заряжаются и инициируются известными способами. Инициирование боевиков УЗ и ДЗ осуществляется от общей нити ДШ. 3 ил. ел с

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5у)5 F 42 D 3/04

ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4863384/23 (22) 17.07;90 (46) 30,05;93. Бюл. М 20 (71) Всесоюзный специализированный трест по производству буровзрывных работ

"Трансвзрывпром" и Всесоюзный научноисследовательский институт транспортного строительства (72) Ю.В.Глазков, P.À.Ãèïüìàíoâ, С.Н.Кошколда и В,И.Пугачев (56) 1. Руководство по производству буровзрывных работ на строительстве БАМ. М.:

ЦНИИС, 1981, с.18 — 20, рис.3, 2. Эстеров Я.Х. и др. Буровзрывные работы на транспортном строительстве, М.:

Транспорт, 1983, с.167, рис.90 — А. (54) СПОСОБ ВЗРЫВНОГО РАЗРУШЕНИЯ

ГОРНЬ!Х ПОРОД НА КОСОГОРЕ (57) Изобретение предназначено для использования в горной промышленности при

Изобретение относится к горной промышленности, может быть использовании при ведении буровэрывных работ на косогоре.

Цель изобретения — снижение нарушенности законтурной части массива эа счет уменьшения вероятности скола породы.на свободную поверхность косогора.

Данная цель в способе взрывного разрушения горных пород на косогоре включающем бурение скважин перпендикулярно проектному контуру рядами, параллельными бровке косогора с перебуром за проектный контур формирование в скважинах донного и устьевого зарядов взрывчатого.БЦ 1818522 А1 ведении буровзрывных работ на косогоре. Цель изобретения — снижение нарушенности законтурной части массива за счет уменьшения вероятности скола породы на свободную поверхность косогора (П К). При разработке выемок на косогоре бурят скважины перпендикулярно проектному контуру выемки с перебуром рядами, параллельными ПК; первый ряд скважин, ближайший к ПК, бурят cперебуром,,равным h .

В этих скважинах создают донные заряда (ДЗ) длиной 2йл и устьевые заряды (УЗ).

Боевик ДЗ устанавливают на уровне проектного контура. Инициируют ДЗ и УЗ разновременно с замедлением УЗ относительно ДЗ. Скважины остальных рядов за- 3 ряжаются и инициируются известными способами. Инициирование боевиков УЗ и ДЗ осуществляется от общей нити ДШ.

3 ил. вещества, размещение боевиков одного — в устьевом заряде, другого — в донном заряде на уровне проектного контура, и короткозамедленное взрывание зарядов, достигается тем, что величину перебура пл скважин ряда, ближайшего к поверхности косогора, принимают из выражения

h = (0,2 sin а+ 0,3 cos a W, (1) где W — величина линии сопротивления по подошве, м;

a — угол откоса склона косогора, град.

В этих скважинах донные заряды формируют длиной равной удвоенной величине

1818522

", (4) 20

H эаб > (СДш — С) С1 х Сдщ См, у = 2 х (900 — а). (9) (10) перебура при этом боевик донного заряда инициируют с замедлением относительно боевика устьевого заряда, время т которого определяют из выражения

С

1,5ЧЧ Sing — h, пб — h»

» (2)

С1 См где пб — расстояние между боевиками в скважине, м;

C< — скорость продольной волны в массиве. м/с;

С вЂ” большее значение величины скорости детонации устьевого заряда или скорости продольной волны, м/с;

h» — расстояние между боевиком донного заряда и устьевым зарядом, м.

На фиг. 1 представлена схема размещения скважин на косогоре и конструкция зарядов; на фиг. 2 — схема к оценке влияния поверхности косогора на образование трещин; на фиг. 3 — схема к расчету взаимодействия зарядов в скважине.

Способ осуществляется следующим образом, B массиве 1 горных пород на косогоре бурят ряды 2 вертикальных скважин 3 параллельно поверхности косогора 4. Первый ряд скважин, ближайший к поверхности

4 бурят с перебуром, равным

Пп = (0,2 sin a+ 0,3 cos а уч, (3) где W — величина линии сопротивления по подошве (ЛСПП) скважин 1-го ряда, м; а — угол откоса склона косогора, град.

Величину W и расстояние между скважинами 1-го ряда также как расстояние между последующими рядами 2, расстояние между скважинами в ряду и перебур этих скважин рассчитывают по известным методикам.

После бурения в скважинах 2-го и последующих рядов создают заряды взрывчатого вещества одним из известных способов.

В скважинах 1-ro ряда создают донные заряды 6 длиной, равной l = 2 х hn. Боевик

7 заряда 6 размещают в плоскости 5. Затем формируют инертный промежуток длиной

1д = (5+15) х dc, где dc — диаметр скважины.

При этом длина инертного промежутка уточняется расчетом по условиям оптимальной работы заряда.

Затем формируют устьевой заряд 8 с боевиком 9, установленным на расстоянии пб от боевика 7. Величину устьевого заряда

8 рассчитывают по известным методикам, за вычетом величины донного заряда 6, После этого производят забойку скважин, Инициирование боевиков 7 и 9 можно осуществлять от ДШ 10, причем каждый боевик инициируют от своей нити ДШ. Интервал замедления к взрыва боевика 9 по отношеwe к боевику 7 определяется по формуле

1,5W sina — 1ъ

t—

С1 где й» вЂ” расстояние между боевиком донно"0 го заряда и устьевым зарядом, м; пб — расстояние между боевиком, м;

C> — скорость распространения продольной волны в массиве, м/с;

CM — максимальное значение из скоро"5 сти Ci или скорость детонации устьевого заряда.

При соблюдении условия

1,5 W sin а — h„(1 — — )

С1

См х где Н вЂ” высота уступа, м;

l»s величина забойки, м; возможно инициирование боевиков 7 и 9 от одной общей нити ДШ. В этом случае боевик

9 размещают на расстоянии пб, определяемом по отношению

1,5 W . sin а — h„(1 — )

С1

См

ha хСдщ Си, (6)

Выбор величины.(длины) донного заряда и его конструкции из следующих соображений. Для обеспечения ровной поверхности

40 подошвы и исключения скола породы на сво-. бодную поверхность при взрыве одного только донного заряда в скважине должен быть получен эффект вспучивания. При этом угол раствора воронки рыхления должен

45 быть равен у

В этом случае масса донного заряда

50 должна быть равна

Мл = ц х (0,4 + 0,6) ctg a)W sin а, (8) где q — расчетный удельный расход BB на рыхление.

В то же время имеем

1818522

1,5 Оl вп a — Ьх ho — hx где Р— вместимость 1 м скважины, Таким образом

«I = (0,4 sin a+ 0,6 cos а W (11) где Су — скорость детонации.устьевого заряз з

5 да, м/с.

hn - (0,2 sin a+ 0.3 cos a) W . (12) з

Объединяя эти два уравнения получим

1,5 9/з п а — п Ьь .— и

С1 С„ (18) где Сдш — скорость детонации.

Однако такое инициирование зарядов (от общей нити ДШ) не всегда возможно; т.к.

h6 не может быть больше величины

h< < Ну — !заб = hM

VT = (0,2 — 0,25) х Ci В этом случае (1 3) I = (0,4-0,42) х W x sin а и в среднем а

1,5 . W sin a

С1 (14) (15) Для обеспечения указанного выше взаимодействия полей напряжений необходимо взорвать боевик 9 заряда 8 с интервалом после взрыва боевика 7, который можно определить по формуле

Т= MIN (rl; Гг) 67+А

1,5 W sin a — h6 16

С1

Х1=т, Ci Я+

М вЂ” hx тг = т, Применение инициирования из центра заряда позволяет обеспечить первоочередное зарождение дисковой трещины на уровне проектного контура, а симметричная конструкция заряда 6 относительно плоскости 5 обеспечивает развитие трещины строго в плоскости проектного контура.

Симметричное развитие трещины 11 будет происходить до момента возвращения отраженной от поверхности косогора волны напряжений в вершину трещины — время t*.

После этого, если не будет никаких дополнительных воздействий, развитие трещины 11 будет происходить с отклонением в сторону поверхности 4 и будет образовываться "козырек". Для исключения этого явления необходимо чтобы в момент времени

t* к вершине трещины подошла волна напряжений от устьевого заряда 8. 3то поле напряжений будет компенсировать влияние свободной поверхности 4 и развитие трещи° ны 11 будет идти с значительно меньшими отклонениями от плоскости 5.

Момент времени t* определяется из за кона геометрической оптики и решения геометрической задачи (фиг.2). При этом скорость развития трещины VT принимается равной

10 где CM — большее значение из величин С1 и

Су, м/с.

Отрицательная величина r óêàýûâàåò на то, что боевик 9 взрывают в первую очередь, "5 а затем с замедлением r< - - r взрывают боевик 7.

Взаимодействие полей напряжений с обеспечением структуры поля в районе подошвы, способствующей образованию ров20 ной поверхности контура 5, можно достичь при инициировании боевиков 7 и 9 от одной нити ДШ. В этом случае высота установки боевика 9 М будет оп редел яться по формуле

25 Ci

1,5 W ° з!и а — hx (1 — ) хС С (Сдш — См ) С1 где Hy — высота уступа, м;

I3ÿ6 величина забойки скважин, м.

Использование в качестве боевика 7дискового щелеобразующего заряда позволяет в значительной мере снизить нарушенность законтурного массива за счет первоочередного развития дисковой трещины в плоскости 7 с последующей разгрузкой массива и снижением вероятности образования и длины трещин от донного заряда, идущих вглубь массива.

Формула изобретения

Способ взрывного разрушения горных пород на косогоре, включающий бурение скважин перпендикулярно проектному контуру рядами, параллельными бровке косогора с перебуром за проектный контур, формирование в них донного и устьевого зарядов взрывчатого вещества, размещение боевиков: одного — в устьевом заряде, другого — в донном заряде на уровне проектного контура и короткоэамедленное инициирование зарядов, отличающийся

1818522 тем, что, с целью снижения нарушенности законтурной части массива за счет уменьшения вероятности скола породы на свободную поверхность косогора, величину перебура hn скважин ряда, ближайшего к поверхности косогора, принимают из выра-. жения

h, (0,2sln3 а+0,3cos а)W, где а- угол откоса склона косогора, град.;

W — величина линии сопротивления подошвы, и донные заряды формируют длиной, равной удвоенной величине перебура, при этом боевик донного заряда инициируют с замедлением относительно боевика устьевого заряда, время т которого определяют из выражения

1,5 WSin a — h, Ьв — h„

С, С у где С вЂ” скорость распространения продольной волны в массиве, м/с;

h6 — расстояние между боевиками в

10 скважине, м;

С вЂ” большее значение из величин С1 и скорости детонации устьевого заряда:

hx — расстояние между боевиком донного заряда и дном колонки устьевого заря15 да.

1818522

Ll8.

Составитель Ю. Глазков

Редактор Л. Народная Техред М. Моргентал Корректор О. Густи

Заказ 1933 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101