способ отработки высоких уступов в стесненных условиях

Формула изобретения

Способ отработки высоких уступов в стесненных условиях, согласно которому производят разделение высокого уступа на слои, не превышающие высоты черпания выемочного оборудования и подготовку их к взрыву размещением на боковом откосе высокого уступа ниже взрываемого слоя полотна легкого плетеного мата с утяжелителем, после этого бурят в каждом слое взрывные скважины, осуществляют их заряжание, причем крайние от бокового откоса взрывные скважины заряжают уменьшенным зарядом, на всех открытых поверхностях взрываемого участка слоя размещают укрытие, производят взрывание и последующую выемку взорванных пород каждого слоя после снятия укрытия, отличающийся тем, что на всех открытых поверхностях взрываемого участка слоя для исключения разлета кусков породы при взрыве размещают двухслойное газопроницаемое укрытие, нижний слой которого выполнен из металлической сетки, а верхний - из матов, связанных из изношенных автомобильных шин, при этом нижнюю часть укрытия бокового откоса опускают под легкий плетеный мат не менее чем наполовину диаметра шины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к разработке крепких горных пород в стесненных условиях, когда необходимо исключить разброс взрываемой горной массы под откос высоких уступов при расконсервации временно нерабочих бортов глубоких карьеров, разноске бортов глубоких скальных выемок в дорожном строительстве и т.д.

Наиболее распространенным способом отработки высоких уступов в стесненных условиях с целью снижения разлета кусков горной породы при взрывном дроблении является установка над взрываемой поверхностью специальных укрытий различных конструкций /1/. Основными их недостатками являются предотвращение разлета кусков только с площадки уступа, в то время как значительный выброс горной массы идет с откоса взрываемого уступа.

Наиболее близким по существу решаемой задачи является способ отработки высоких уступов, согласно которому производят разделение высокого уступа на слои, бурят в каждом слое взрывные скважины, осуществляют их заряжание, причем крайние от бокового откоса взрывные скважины заряжают уменьшенным зарядом, производят взрывание и последующую выемку взорванных пород. Высоту слоев при их разделении выполняют не превышающей высоты черпания выемочного оборудования, при этом каждый слой подготавливают к взрывному рыхлению и выемке, для чего на боковом откосе высокого уступа на уровне подошвы взрываемого слоя устанавливают анкеры, соединяют их поверху несущей связью и закрепляют на ней верхнюю часть полотна легкого плетеного мата, нижняя часть которого фиксируется утяжелителем на подошве нижнего слоя, затем во взрываемом слое бурят и заряжают взрывные скважины, на всех открытых поверхностях взрываемого участка слоя размещают укрытие, выполненное из газопроницаемых тяжелых цепных матов для исключения разлета кусков породы при взрыве, при этом укрытие бокового откоса опускают под легкий плетеный мат и производят взрыв слоя, после взрыва укрытие снимают и производят выемку взорванной горной массы торцовым забоем. При подготовке к взрыву следующего нижележащего слоя высокого уступа из-под легкого плетеного мата выбирают скопившуюся горную массу, освобождая пространство для нового цикла работ, уменьшают его длину на высоту подготавливаемого к взрыву слоя и повторяют цикл /2/.

Недостатком этого способа является сравнительная дефицитность и дороговизна тяжелых цепных матов.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является исключение разлета кусков породы под откос высоких уступов при взрывных работах и выемке горной массы.

Поставленная задача достигается тем, что в способе отработки высоких уступов в стесненных условиях, согласно которому производят разделение высокого уступа на слои, не превышающие высоты черпания выемочного оборудования, и подготовку их к взрыву размещением на боковом откосе высокого уступа ниже взрываемого слоя полотна легкого плетеного мата с утяжелителем, после этого бурят в каждом слое взрывные скважины, осуществляют их заряжание, причем крайние от бокового откоса взрывные скважины заряжают уменьшенным зарядом, на всех открытых поверхностях взрываемого участка слоя размещают укрытие, производят взрывание и последующую выемку взорванных пород каждого слоя после снятия укрытия, согласно изобретению на всех открытых поверхностях взрываемого участка слоя для исключения разлета кусков породы при взрыве размещают двухслойное газопроницаемое укрытие, нижний слой которого выполнен из металлической сетки, а верхний из матов, связанных из изношенных автомобильных шин, при этом нижнюю часть укрытия бокового откоса опускают под легкий плетеный мат не менее чем на половину диаметра шины.

На фиг.1 схематично изображена реализация способа; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Способ отработки высоких уступов в стесненных условиях осуществляют следующим образом.

Высокий уступ на карьере или дорожной выемке в скальных породах разделяют по высоте на слои 1, не превышающие высоту черпания выемочного оборудования, и подготавливают каждый слой к взрывному рыхлению и выемке. Вначале его готовят к выемке, для чего на боковом откосе 2 взрываемого слоя 1 на уровне подошвы 3 устанавливают анкеры 4 на расстоянии друг от друга, кратном размеру автомобильных шин укрытия, соединяют их поверху несущей связью 5 и закрепляют на ней верхнюю часть нескольких соединенных боковыми частями полотен легкого плетеного мата 6, выполненных, например, из пропиленовых волокон. Такие маты широко применяют в зарубежной практике для укрытия взрываемых участков /3/. Нижняя часть каждого полотна легкого плетеного мата 6 фиксируется утяжелителем 7 на подошве 3 нижнего слоя 1 высокого уступа и за счет этого он расстилается по всей длине бокового откоса 2 высокого уступа, прилегая к нему ниже анкеров 4 вплотную. Создается как бы мягкий сплющенный мешок с открытым приемным отверстием, при этом по ширине он опережает взрываемый блок на одно-два полотна. На этом подготовка к выемке пород слоя 1 завершается.

Затем слой 1 обуривают взрывными скважинами 8 и производят их зарядку. Крайние от бокового откоса взрывные скважины 8 заряжают уменьшенным зарядом выпирающего действия, при котором энергия взрыва окажется достаточной для смещения породы в сторону свободной поверхности, причем это смещение охватит всю толщу породы между зарядом и поверхностью и будет сопровождаться ее дроблением с выпучиванием, без разброса /4/.

После зарядки взрывных скважин 8 слой 1 готовят к взрыву, для этого на всех открытых поверхностях взрываемого участка слоя 1 - верхней части 9, торцевой части 10 и боковом откосе 2 размещают газопроницаемое укрытие, состоящее из двух слоев: нижнего слоя 11, выполненного, например, из металлической панцирной сетки или изношенных решет грохотов с соответствующими размерами ячей, и верхнего слоя 12, представляющего собой мат, связанный из изношенных автомобильных шин. Его собирают на верхней площадке слоя 1 из отдельных изношенных шин 13, размер которых по диаметру подбирают, исходя из высоты слоя 1, чтобы перегиб мата по верхней и нижней бровкам слоя проходил по местам соединения отдельных шин. Диапазон размеров шин большегрузных автосамосвалов, например, типа БелАЗ достаточно широк - от 1,6 м у БелАЗ-540 до 3,1 м у БелАЗ-7519 [5]. Для соединения шин в них крест накрест устанавливают цепи или канаты 14, выходы которых сквозь протектор снабжены соединительными элементами 15, например, крюками и серьгами. Связь соединительных элементов 15 через цепи или канаты 14 преследует две цели. Во-первых, при возникновении нагрузок в момент взрыва они передаются на цепи или канаты 14, уравновешивая деформацию шин 13. Во-вторых, вчетверо уменьшается размер куска породы, который может быть выброшен через внутреннее отверстие шины 13, достигающее 0,6 м у шин БелАЗ-540 и 1,3 м у шин БелАЗ-7519. Верхний слой 12 укрытия собирают либо сразу на всю ширину укрываемого слоя 1, либо в виде отдельных полос по длине откоса 2 и поверхности слоя 1, а затем соединяют несколько полос после размещения на укрываемом объеме в единое укрытие, используя для этого вспомогательные механизмы, например автомобильные вышки.

Укладывают оба слоя последовательно, например, с помощью крана так, чтобы края матов располагались на 1,5-2 м далее края взрываемого участка слоя. А маты верхнего слоя 12 на боковом откосе 2 размещают так, чтобы не менее половины автомобильной шины опустилось под легкий плетеный мат 6 в зазор между анкерами 4. Для этого горизонтальные связи соединительных элементов 15 между нижними шинами не устанавливают.

При поочередном взрыве зарядов рыхления основная доля энергии взрыва расходуется на дробление горных пород и смещение газопроницаемого укрытия. Эластичность укрытия при вспучивании породы от взрыва не позволяет отрываться отдельным кускам от общей массы, разрыхленная горная масса плотно обхватывается матом и удерживается им в компактном состоянии, а мелкие куски удерживаются нижним слоем-сеткой 11. Инерционное сопротивление компактной массы породы, усиленное массой укрытия, уравновешивает силу взрывного удара. Отдельные куски горной массы из-под укрытия на боковом откосе 2 могут скатиться под полотно легкого плетеного мата 6 в зазор, образованный анкерами 4, и плавно сползают под полотном легкого плетеного мата 6 по боковому откосу 2, скапливаясь у утяжелителя 7. При этом за счет трения о поверхность полотна легкого плетеного мата 6 и боковой откос 2 исключается скачкообразное перемещение кусков по склону, приводящее к их далекому падению.

После взрыва снимают с взорванной части слоя 1 оба слоя укрытия и начинают выемку взорванной горной массы экскаватором или погрузчиком при высоте навала, равной высоте черпания, что обеспечит существенно меньшую подвижку горной массы и снизит количество кусков породы, скатывающихся под полотно легкого плетеного мата 6. Направление отработки слоя 1 показано на фиг.1 стрелкой. После выемки взорванной горной массы весь цикл работ по взрыванию и выемке данного слоя 1 повторяется.

При подготовке к выемке следующего, нижележащего, слоя 1 высокого уступа на подошве высокого уступа приподнимают утяжелитель 7, например, краном и выбирают скопление горной массы, например, ковшовым погрузчиком, освобождая пространство под легким плетеным матом 6 для нового цикла работ. Затем верхнюю часть полотен легкого плетеного мата 6 снимают на высоту подготавливаемого к взрыву слоя и повторяют процесс его закрепления на анкерах 4 вышеописанным приемом. При взрывании самого нижнего слоя высокого уступа укрытие бокового откоса 2 взрываемого слоя пород выполняется только матами из изношенных автомобильных шин.

Таким образом, заявляемый способ отработки высоких уступов в стесненных условиях обеспечивает послойную отбойку и выемку горных пород высоких уступов торцевым забоем без разброса кусков под откос уступа, позволяя тем самым решить поставленную задачу.

Источники информации

1. Андросов А.Д. Развитие технологии реконструкции глубоких карьеров Якутии. - Новосибирск: "Наука", 1991. - 103 с.

2. Патент Российской Федерации № 2236588, МКИ 7 Е21С 41/00, F42D 5/05 (прототип).

3. Аверьянов В.И., Добрынин А.А. Взрывные работы вблизи городских и промышленных объектов. // Горный журнал. 1999, № 11. С.78-80.

4. Г.П.Демидюк. Применение энергетического принципа к расчету скважинных зарядов на карьерах. // Взрывное дело № 62/19. М.: Недра. 1967. С.36-51.

5. Справочник. Открытые горные работы. М.: Горное бюро, 1994. С.359-361.