способ удаления скальной вскрыши

Формула изобретения

СПОСОБ УДАЛЕНИЯ СКАЛЬНОЙ ВСКРЫШИ, включающий нарушение целостности пород посредством воздействия ударной нагрузки, рыхление продольными проходами рыхлительного агрегата, штабелирование горной массы, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на разработку пород при снижении трудоемкости на ее удаления, места приложения ударной нагрузки располагают в шахматном порядке, расстояние a между смежными проходами гидроударной установки определяют из выражения

a= ,

где A - энергия единичного удара установки, Дж;

n - количество ударов в одной точке;

a₀ - удельная объемная энергия ослабления массива породы, Дж/м³;

C - мощность ослабляемого слоя,

а расстояние b между соседними точками приложения ударной нагрузки устанавливают из соотношения

b = (2,2 - 2,4) a,

а рыхление горной породы производят параллельными проходами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, преимущественно к добыче блоков облицовочного камня, и может быть использовано для удаления скальной вскрыши или при разработке карбонатных месторождений с целью добычи сырья для производства заполнителей бетона.

Известен способ безвзрывного удаления скальной вскрыши, включающий предварительное ослабление массива динами- ческой нагрузкой (падающим грузом) с последующим рыхлением и штабелированием подготовленной к выемке горной породы с помощью рыхлительно-бульдозерных агрегатов.

Недостатком известного способа является остутствие локализации зоны разрушения массива, возможности регулирования и достижения однородности грансостава, повышенная трещиноватость блоков, уменьшенный выход блоков.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ удаления скальной вскрыши, включающий разделение вскрышного массива на верхнюю и нижнюю зоны, ослабление верхней зоны последовательным воздействием ударной нагрузкой гидроударной установки при ее перемещении по поверхности зоны продольными проходами, рыхление и штабелирование горной породы, последующее отрабатывание массива нижней зоны резанием, либо отколом до блочного массива .

Недостаток известного способа заключается в неполной проработке массива верхней зоны при ее ослаблении, обуслов- ленной сохранением участков (выступов) в массиве между проходами рыхлительно-бульдозерного агрегата.

Цель изобретения - снижение трудоемкости удаления скальной вскрыши и повышение эффективности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе безвзрывного удаления скальной вскрыши, включающем разделение вскрышного массива на верхнюю и нижнюю зоны, ослабление верхней зоны последовательным воздействием ударной нагрузкой гидроударной установкой при ее перемещении по поверхности зоны продольными проходами, рыхление и штабелирование горной породы, последующее отрабатывание массива нижней зоны резанием, либо отколом до блочного массива, воздействие ударной нагрузкой гидроударной установки при ослаблении верхней зоны вскрышного массива осуществляют в точках ее поверхности, расположенных в шахматном порядке, при этом расстояние между соседними продольными проходами гидроударной установки и расстояние между точками приложения ударной нагрузки одного прохода определяют из соотношений соответственно:

a= ; b = (2,22,4)а, где А - энергия единичного удара установки, Дж;

n - количество ударов в одной точке;

а_о - удельная объемная энергия ослабления массива породы, Дж/м³;

С - мощность ослабляемого слоя, м, а рыхление горной породы производят последовательными проходами параллельно проходам гидроударной установки.

При патентных исследованиях не были обнаружены технические решения, признаки которых сходны с признаками, отличающими заявленное техническое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного изобретения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлена схема осуществления предлагаемого способа с отработкой верхней зоны вскрышного массива гидроударной установкой и рыхлительно-бульдозерными агрегатами, нижней зоны вскрышного массива с помощью ГРУ и НРС; на фиг. 2 - схема размещения точек приложения ударной нагрузки при ослаблении массива верхней зоны вскрышки.

Способ осуществляется следующим образом. Вскрышной массив, расположенный над блочным массивом, разбивают на верхнюю и нижнюю зоны. После чего массив верхней зоны ослабляют последовательно, воздействуя ударной нагрузкой гидроударной установки 1 при ее продольном перемещении по поверхности массива. При этом точки 2 приложения ударной нагрузки расположены в шахматном порядке по фронту работ. Причем расстояние между проходами определяют по формуле

a= [м] , а расстояние между точками приложения ударной нагрузки одного прохода определяют из соотношения

b = (2,22,4)а.

Эффект разрушения массива в горизонтальной и вертикальной плоскостях достигается за счет формирования магист- ральных трещин 3 между точками приложения ударной нагрузки.

Удельная объемная энергия ослабления (разрушения) массива породы (а_о) выбирается с учетом свойств горной породы, составляющей массив верхней зоны вскрыши, которые приведены ниже:

Сильнотрещиноватые Трещиноватые Слаботрещиноватые

породы породы, Дж/м³ породы, Дж/м³

Ослабление (20 - 30)10⁵ (30 - 50)10⁵

пород не

требуется

Дальнейший процесс разрушения массива верхней зоны вскрыши в горизонтальной и вертикальной плоскостях достигается за счет последовательных проходов 4 рыхлительно-бульдозерных агрегатов 5 параллельно проходам гидроударной установки 1. При этом операцию рыхления ослабленного массива горной породы производят внедрением зуба рыхлительно-бульдозерного агрегата 5 в массив, начиная от крайних лунок, образованных после нанесения ударов гидроударной установки 1.

После операции рыхления производится складирование горной породы в штабель рыхлительно-бульдозерным агрегатом 5 с набором и перемещением горной породы бульдозерным щитом горизонтальными слоями, продольными или поперечными заходками относительно фронта работ.

Отработка массива нижней зоны скальной вскрыши до блочного массива производится способом направленного откола с использованием гидрораскалывающих устройств (ГРУ) 6 для прочных трещиноватых пород, либо невзрывчатых разрушающих средств (НРС) 6 для прочных слаботрещино- ватых пород, размещаемых в шпурах, пробуриваемых в плоскости откола на всю мощность массива нижней зоны вскрыши при наличии выраженной горизонтальной трещиноватости в массиве или шпурах, пробуриваемых в горизонтальной плоскости по подошве нижней зоны при отсутствии природных ориентированных трещин в массиве.

Отработка массива нижней зоны скальной вскрыши пород средней и малой прочности производится камнерезными машинами с гибким или жестким рабочим органом вертикальными и горизонтальными пропилами в массиве одним уступом, либо подуступами, когда имеются ограничения по техническим параметрам камнерезных машин (с жестким режущим рабочим органом).

Предлагаемый способ позволяет вести работу без технических перерывов; снижает уровень динамического воздействия на массив, энергозатраты; обеспечивает сохранность нижележащих пород; улучшает качество добываемых блоков облицовочного камня, снижает трудоемкость удаления скальной вскрыши.