способ отбойки горных пород

Формула изобретения

СПОСОБ ОТБОЙКИ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий бурение в породном массиве параллельных скважин, заряжание из пневмопатронами и взрывание указанных патронов, отличающийся тем, что скважины в массиве бурят группой по периметру многоугольника с числом скважин в группе не менее трех, причем скважины располагают на расстоянии не более половины длины пневмопатрона одна от другой, при этом взрывание пневмопатронов в группе скважин производят последовательно по круговому циклу, а после взрыва каждого пневмопатрона устанавливают следующий за ним по циклу пневмопатрон в своей скважине со смещением вдоль длины скважины не более длины пневмопатрона относительно взорванного.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке угольных месторождений, а также при добыче других полезных ископаемых.

Известен способ отбойки угольного пласта, включающий бурение скважины (шпура) параллельно свободной поверхности, заряжания ее пневмопатроном и взрывание пневмопатрона [1]

Недостатком способа является его низкая производительность.

Известен способ отбойки массива горных пород, включающий бурение скважин в массиве, нагнетание в часть скважин сжатого воздуха, введение в одну из скважин пневмопатрона, его взрывание и отбойку породы [2]

Недостатком способа является низкая эффективность ввиду большой технической сложности нагнетания сжатого воздуха в скважины и их герметизации.

Цель изобретения повышение эффективности разрушения угля путем оптимизации расположения пневмопатронов относительно свободной поверхности породного массива в момент взрыва.

Цель достигается тем, что скважины в породном массиве бурят группой по периметру многоугольника с числом скважин в группе не менее трех, причем скважины располагают на расстоянии не более длины пневмопатрона друг от друга. И тем, что взрывание пневмопатронов в группе скважин производят последовательно по круговому циклу, а после взрыва каждого пневмопатрона устанавливают следующий за ним по циклу пневмопатрон в своей скважине со смещением не более длины пневмопатрона относительно взорванного вдоль линии скважин.

На фиг. 1 показано расположение скважин с пневмопатронами в массиве для случая трех скважин вид сверху; на фиг.2 то же для случая пяти скважин; на фиг.3 разрез А-А на фиг.1.

Способ осуществляют следующим образом.

В массиве пород 1 бурят группу скважин 2 например, три, четыре, пять и т. д. скважин в соответствии с сечением проходимого в массиве подземного сооружения. Число скважин в группе составляет три и более, поскольку при меньшем числе (одна, две) скважины не образуют в массиве объемную структуру, необходимую при проходке в массиве различных объемных сооружений, например, разрезных печей, выработок и др.

В каждую скважину группы вводят пневмопатрон 3, соединенный шлангами 4 с компрессорной установкой (не показана), обеспечивающей рабочее давление сжатого воздуха 30-70 МПа.

Первый пневмопатрон 5 располагают вблизи свободной поверхности, на которую производится первоначальная отбойка и выпуск отбитой породы, например, около штрека 6. После этого производят взрывание пневмопатрона 5. Область разрушения при взрыве пневмопатрона по форме близка к объемному конусу (Адамидзе Д.И и Гусев Ю.И. Новые аспекты использования газодинамических патронов с дистанционным управлением. Вопросы создания новой техники. М. ИГД им. А.А. Скочинского, 1986, с.42).

Созданная при взрыве патрона 5 свободная поверхность будет иметь вид объемного конуса 7 в породном массиве с образующими 8 (фиг.3). После этого производят взрывание ближайшего к патрону 5 в группе следующего по круговому циклу патрона 9.

Надежная и эффективная отбойка породы при работе пневмопатронов достигается при наличии свободной поверхности на расстоянии, не превышающем линии наименьшего сопротивления, т. е. при возможности выхода отбитой породы на свободную поверхность. Для выпуска отбитой патроном 9 породы область разрушения при взрыве патрона 9 (объемный конус 10 с образующей 11) должна иметь выход на ближайшую свободную поверхность, которой является область разрушения при взрыве патрона 5. Линия наименьшего сопротивления при взрыве пневмопатрона составляет половину длины патрона L (Адамидзе Д.И. Разрушение углей и пород сжатым воздухом. М. Наука, 1978, с.50), т.е. радиус основания образованного в массиве конуса равен L/2. Поэтому для наложения области разрушения от патрона 9 на область разрушения от патрона 5 (т.е. выхода вновь отбитой породы на ранее образованную свободную поверхность), расстояние между соседними патронами должно составлять не более половины длины патрона (фиг. 3), в качестве примера показан случай расположения пневмопатронов на расстоянии L/2.

Проходка в массиве разрезных печей, выработок или других сооружений осуществляется путем перемещения пневмопатронов вдоль скважин 2 вглубь нетронутого массива. После взрыва любого патрона следующий за ним по циклу патрон располагается в своей скважине на расстоянии линии наименьшего сопротивления от образованной свободной поверхности. Для выхода области разрушения с образующей 11 на область разрушения с образующей 8, смещение следующего по циклу патрона 9 относительно взорванного патрона 5 вдоль линии параллельных скважин 2 должно составлять не более длины пневмопатрона L (фиг.2), в качестве примера показан случай смещения патрона 9 на длину 0,5L. В противном случае конусы 7 и 10 не соприкоснутся в массиве и не будет выхода отбитой патроном 9 породы на свободную поверхность 8. Далее процесс отбойки продолжает пневмопатрон 3, смещенный вглубь массива относительно патрона 9 и отбивающий породу на свободную поверхность с образующей 11 и т.д. по круговому циклу.

Взрывание пневмопатронов по круговому циклу со смещением вглубь нетронутого массива относительно друг друга позволяет при взрыве каждого из них иметь свободную поверхность на расстоянии линии наименьшего сопротивления, т.е. иметь оптимальные условия для отбойки и выпуска горной породы.

Расположение скважин с пневмопатронами по периметру проходимого в породе сооружения позволяет с минимальным количеством взрывов произвести отбойку необходимой массы породы по требуемому диаметру, соответствующему размеру подземного сооружения.

Данный способ отбойки горных пород может быть использован не только для проходки подземных сооружений, но и для очистных работ. При этом эффективность очистных и проходческих работ повышается за счет наличия при взрыве каждого патрона свободной поверхности на расстоянии не более линии наименьшего сопротивления от него.