Способ добычи мелкодробленных и измельченных руд при их взрывной отбойке

(51) 21 37/00 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ зарядами, расположенными в определенном порядке так, что кумулятивный эффект от взрыва соседних скважин суммировался и создавалась зажатая среда в разрушаемом блоке. Кроме того, кумулятивная полость представляет собой параболоид вращения и зависимость параметра параболы от диаметра скважины выражается соотношением р 0,072. Таким образом, взрывание скважин приведет к измельчению отбиваемой горной массы за счет многократного действия импульса взрыва рядов скважин с кумулятивными зарядами. Зажатая среда создается первоначальным взрыванием внешних или внутренних скважин, затем последовательно следующих рядов скважин. В условиях подземной разработки, или отработки камерных запасов второй очереди,внешние скважины заряжаются кумулятивными зарядами с направлением кумулятивного эффекта в отрабатываемый блок. Это позволяет максимально избежать разрушения охранных целиков или закладочного материала.(72) Цой Самен Жусупбеков Сарсенбек Сейтбекович Цой Лариса Саменовна Ниязова Шамсинур Валиевна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ДОБЫЧИ МЕЛКОДРОБЛЕННЫХ И ИЗМЕЛЬЧЕННЫХ РУД ПРИ ИХ ВЗРЫВНОЙ ОТБОЙКЕ(57) Изобретение относится к горнорудной промышленности и применяется при добыче руд взрывным способом и при проведении горных выработок. Новизна данного изобретения проявляется в использовании взрывных скважин с кумулятивными Изобретение относится к горнорудной промышленности и применяется при добыче руд взрывным способом и при проведении горных выработок. В мировой практике добычи полезных ископаемых использование энергии взрыва остается единственным универсальным и наиболее эффективным способом разрушения крепких горных пород. Добыча руд со значительной долей мелкого гранулометрического состава существенно снизит затраты дробления на дробильных установках. С улучшением качества дробления непосредственно при отбойке значительно повышаются производительность погрузочнотранспортных средств, а также производительность и коэффициент использования дробильного оборудования на фабриках. Так, например, при уменьшении среднего диаметра куска во взорванной горной массе с 350 до 200 мм часовая производительность экскаватора на железорудных карьерах Кривбасса возросла в 1,5 раза, а производительность дробильной фабрики - на 30. Известен способ отбойки горных пород Барон Л.И., Ключников А.В., Контурное взрывание при проходке выработок. Л. Наука, 1967, с.67,включающий бурение врубовых, вокруг него периферийных отбойных и оконтуривающих шпуров, заряжение части шпуров сплошными зарядами ВВ, а другой части рассредоточением зарядов воздушными промежутками и последовательное взрывание от врубовых и кончая оконтуривающими шпурами (скважинами). В данном способе только оконтуривающие шпуры заряжаются рассредоточенными зарядами, а отбойные сплошными,что приводит к повышенному расходу ВВ. Кроме того, в качестве элемента рассредоточения применяют инертные материалы, что вызывает определенные трудности при формировании шпуровых зарядов. В способе отбойки горных пород Предварительный патент РК 940384,опубликован Бюл.3 от 15.09.95, МПК Е 21 С 37/00 рассредоточение зарядов воздушными промежутками производят полиэтиленовыми ампулами. Возбуждение детонации заряда,разделенного воздушными промежутками,осуществляется через влияние активного заряда к пассивному. Воздушные промежутки удлиняют время детонации заряда по всей длине скважины, что отрицательно сказывается на времени срабатывания взрыва скважины и эффективности взрыва. При взрыве глубоких скважин активный заряд может не вызвать взрывание заряда, находящегося дальше от него за несколькими воздушными промежутками,или энергия соседнего заряда недостаточна для детонации пассивного заряда. Поэтому вероятность остатка не взорвавшего ВВ возрастает, что влияет на безопасность отбойки массива. Известен способ скважинной отбойки камерных запасов Предварительный патент РК 940871.1,опубликован Бюл.1 от 15.03.96, МПК Е 21 С 37/00. Предлагаемый способ позволяет повысить 2 эффективность скважинной отбойки за счет полного использования энергии взрыва. Поставленная цель достигается тем, что в начале производят герметизацию донной части сквозных скважин с одновременным инициированием патроновбоевиков, расположенных симметрично от пыжа,выполненного в виде цилиндра с встречными незаконченными диагональными прорезами, затем формируют скважинные заряды и взрывают. Сущность способа скважинной отбойки камерных запасов заключается в герметизации устья скважин гидрозабойкой и пыжом из инертного материала,инициирование зарядов, в начале производят герметизацию донной части сквозных скважин с одновременным инициированием патроновбоевиков, расположенных симметричено пыжа,выполненного в виде цилиндра с встречными незаконченными диагональными прорезями,гидрозабойки располагают между пыжом и патроном-боевиком,затем осуществляют формирование скважинных зарядов и взрывают. Одновременное инициирование патронов-боевиков зажимает цилиндр, удерживаемый с обеих сторон давлением воды между прорезями клиновидной формы, затем заклинивается и прессуется. Получается надежная герметизация донной части сквозных скважин, которая в дальнейшем позволяет производить эффективную отбойку камерных запасов. В этом изобретении управление энергией взрыва осуществляется гидрозабойкой,расположенной между пыжом и патрономбоевиком. Для взрывной отбойки блока нет сквозных скважин и забойку применяют в устье скважины. Применение гидрозабойки в устье скважины с патроном-боевиком неприемлемо, т.к. взрывание заряда необходимо осуществить подальше от свободной поверхности внутри массива. Задачей изобретения является повышение эффективности отбойки за счет использования кумулятивных зарядов во взрывных скважинах,позволяющих управлять энергией взрыва для получения измельченной рудной массы в процессе отбойки. Задача изобретения решается за счет формирования зарядов во взрывных скважинах и выбором схемы расположения взрывных скважин,порядком взрывания рядов скважин. Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении эффективности взрывной отбойки для получения измельченной горной породы в процессе отбойки за счет полного использования энергии взрыва. Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность буровзрывных работ при добыче руд за счет управления энергией взрыва. Поставленная цель достигается за счет формирования кумулятивных зарядов во взрывных скважинах. В практике эксплуатации рудных месторождений добыча руд известен способ отбойки горных пород, включающий бурение комплекса врубовых, отбойных, скважин и заряжение их сплошными зарядами и оставлением воздушных промежутков. Применение инновационной технологии добычи руд на основе кумулятивных зарядов в скважинах,позволяет осуществить управление энергией взрыва,целью которого является улучшение качества добываемого сырья. Сущность изобретения заключается в отбойке руд взрыванием кумулятивных зарядов в скважинах,располагаемых различным способом и порядком взрывания для создания зажатой среды. Отличительными признаками заявляемого способа скважинной отбойки запасов руд являются 1) воздушные промежутки в заряде представляют кумулятивные полости,параболической формы, вершина которых лежат на оси скважины, а основания направлены в сторону стенок скважины 2) расположение горизонтальных или вертикальных скважин по окружности 3) заряд в скважине представляет собой как единый заряд с кумулятивными полостями,окруженными взрывчатым веществом и открытым со стороны основания полости 4) эффективность дробления отбитой горной массы определяется параметрами кумулятивного заряда и их расположением в скважине 5) создание зажатой среды путем взрывания рядов скважин в определенном порядке. 6) увеличение времени действия импульса взрыва на разрушаемый массив не за счет увеличения расхода ВВ, а за счет использования кумулятивного эффекта взрыва. Способ поясняется чертежом на Фиг.1 1 центральная скважина,2-ряд скважин,расположенных на расстоянииот центральной скважины 3-, 4 - ряд скважин по окружности на расстоянии от центральной скважины 2 3 и т.д. соответственно ряду скважин, 5 - верхняя бровка уступа. Стрелками обозначены направления кумулятивного эффекта от взрыва скважин. Способ осуществляется следующим образом В уступе бурится центральная скважина 1. Затем на расстояниипо окружности бурятся скважины 2,расстояние между которыми а, следующий ряд скважин бурятся на расстоянии 2 от центра 3 и так далее 4, пока последний круговой ряд не окажется на расстоянии а от бровки 5. Расстояниемежду скважинами по окружности выбираются как расстояния между скважинами при многорядном взрывании. Скважины заряжаются кумулятивными зарядами 6 так, чтобы кумулятивный эффект был направлен навстречу друг другу от соседних рядов скважин (на фигуре обозначено стрелками 7). Взрывание скважин приведет к измельчению отбиваемой горной массы за счет многократного действия импульса взрыва рядов скважин с кумулятивными зарядами. Зажатая среда создается первоначальным взрыванием внешних или внутренних скважин,затем последовательно следующих рядов скважин. В условиях подземной разработки, или отработки камерных запасов второй очереди,внешние скважины заряжаются кумулятивными зарядами с направлением кумулятивного эффекта в отрабатываемый блок. Это позволяет максимально избежать разрушения охранных целиков или закладочного материала. Форма кумулятивной полости представляет собой параболоид вращения и его параметр зависит от диаметра скважины. В сечении парабола имеет параметр где - диаметр заряда- угол половины угла раствора конуса. Наиболее эффективным признан угол равный 260. В формулу (1) подставляются значение угла и диаметра заряда. Тригонометрические значения со знаменателем 4 выделяется как постоянный коэффициент 0,50,577/40,072. Значения для различных диаметров заряда параметр кумулятива выразится формулой р 0,072. В таблице приведены значения параметров параболоида для различных диаметров заряда(диаметр заряда равен диаметру скважины). Таблица 1 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ добычи мелкодробленных и измельченных руд при их взрывной отбойке включающий бурение скважин, их заряжении и инициирование заряда, отличающийся тем, что скважины заряжаются кумулятивными зарядами и располагаются они таким образом, чтобы кумулятивный эффект от взрыва соседних скважин суммировался за счет определенного порядка расположения скважин и создания зажатой среды в разрушаемом блоке. 2. Способ по п.1 отличающийся тем, что кумулятивная полость представляет собой параболоид вращения и зависимость параметра параболы от диаметра скважины выражается соотношением р 0,072 , где р - параметр параболы, - диаметр скважины.