Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Способ контурного взрывания
Изобретение относится к взрывным работам в горной промышленности и строительстве и может быть использовано для защиты от сейсмоопасных воздействий при производстве массовых взрывов.
Технический результат - создание модели корреляционных зависимостей между определяемыми показателями контурного взрывания и определяющими показателями горно-технических условий, упрощение вычислений и сближение теоретических значений параметров с эмпирическими значениями, полученными опытным путем, а также обеспечение оперативной оценки будущих изменений горно-технических условий и адекватной корректировки параметров контурного взрывания. Это повышает эффективность и надежность экранирования волн напряжений от взрывов основных зарядов, предохраняет законтурный массив и инженерные сооружения на борту карьера от разрушения, повышает устойчивость откосов уступов и бортов карьера при их выходе на проектный контур.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе контурного взрывания, включающем заряжание скважин контурного ряда гирляндами рассредоточенных зарядов, которые закрепляют на детонирующем шнуре на расстоянии друг от друга, согласно изобретению, линейную плотность заряда и расстояние между оконтуривающими скважинами определяют по следующей формуле: для диаметра скважин (dCKB) 100-130 мм р3 = 0,54 + 0,024 ( f- 10)
для диаметра скважин (dCKB) 131 -160 мм
для диаметра скважин (dCKB) 191-220 мм
для диаметра скважин (dCKB) 161-190 мм
10 = 0,71 -0,005 (f- 10); р, = 0,89 + 0,037 (f-10) 10 = 0,88 - 0,006 (f- 10); р3= 1,32 + 0,059 ( 1'- 10) 10= 1,05 -0,007 (Г- 10); р3 = 2,19 + 0,095 (f- 10) 10= 1,29-0,007 (f- 10),
где:
Рз - линейная плотность заряда;
10 - расстояние между оконтуривающими скважинами; f - крепость породы.

Текст

Смотреть все

(51) 42 3/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ законтурный массив и инженерные сооружения на борту карьера от разрушения,повышает устойчивость откосов уступов и бортов карьера при их выходе на проектный контур. Указанный технический результат достигается тем, что в способе контурного взрывания,включающем заряжание скважин контурного ряда гирляндами рассредоточенных зарядов, которые закрепляют на детонирующем шнуре на расстоянии друг от друга, согласно изобретению, линейную плотность заряда и расстояние между оконтуривающими скважинами определяют по следующей формуле для диаметра скважин (скв) 100-130 мм 30,540,024 (-10) 00,71 -0,005 (-10) для диаметра скважин (скв) 131-160 мм 30,890,037(-10) 00,88 - 0,006 (- 10) для диаметра скважин (скв) 161-190 мм 31,320,059(-10) 0 1,05 -0,007 (-10) для диаметра скважин (скв) 191-220 мм 32,190,095(-10) 0 1,29-0,007 (- 10),где 3 - линейная плотность заряда 0 - расстояние между оконтуривающими скважинами- крепость породы.(72) Ольшанский Евгений Николаевич Тамбиев Петр Геннадьевич Бажанов Булат Баймуратович Бердинов Бахыт Ауесканович Макешин Андрей Андреевич Петров Евгений Анатольевич(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Научно - производственное предприятие ИНТЕРРИН(56) Б.Н. Кутузов, Методы ведения взрывных работ,М- Горная книга, 2008,с.153-157(57) Изобретение относится к взрывным работам в горной промышленности и строительстве и может быть использовано для защиты от сейсмоопасных воздействий при производстве массовых взрывов. Технический результат - создание модели корреляционных зависимостей между определяемыми показателями контурного взрывания и определяющими показателями горнотехнических условий, упрощение вычислений и сближение теоретических значений параметров с эмпирическими значениями, полученными опытным путем, а также обеспечение оперативной оценки будущих изменений горно-технических условий и адекватной корректировки параметров контурного взрывания. Это повышает эффективность и надежность экранирования волн напряжений от взрывов основных зарядов,предохраняет Изобретение относится к взрывным работам в горной промышленности и строительстве и может быть использовано для защиты от сейсмоопасных воздействий при производстве массовых взрывов. Применение массовых взрывов на открытых работах потребовало создания способов щадящей сейсмобезопасной технологии взрывной отбойки пород, находящихся в приконтурной зоне карьера. Это связано с необходимостью предохранения законтурного массива и инженерных сооружений,находящихся на борту карьера, от разрушений, а также повышения устойчивости откосов уступов и бортов карьера при их выходе на проектный контур. Для уменьшения разрушающего действия взрыва в желаемом направлении применяют способы контурного взрывания с предварительным щелеобразованием, позволяющим экранировать волны напряжений,создаваемых массовым взрывом. Контурное взрывание ведут основываясь на различных формах проявления взрывной энергии. Для предупреждения деформации породы вокруг контурных зарядов бризантное действие взрыва уменьшают. Для этого в оконтуривающие скважины, которые бурят по границе проектного контура,опускают гирляндные заряды,сформированные из детонирующего шнура (ДШ),на которые навешены патроны взрывчатых веществ(ВВ) малого диаметра, так, чтобы они практически не касались стенок скважины. В качестве ВВ применяют капсюлечувствительные патроны самого малого диаметра, способные детонировать от ДШ. Обычно это аммонит 6 ЖВ в патронах диаметром 32 мм или эквивалентные ему ВВ. Для обеспечения смыкания трещин в плоскости контура оконтуривающие скважины рекомендуют сближать, а их диаметр уменьшать по сравнению с диаметром основных скважин. Однако это увеличивает парк буровой техники, поэтому на практике основные и оконтуривающие скважины бурят одного диаметра. При больших диаметрах оконтуривающих скважин действие взрыва усиливают увеличением диаметров патронов в гирляндных зарядах. Обычно рациональные значения параметров контурного взрывания приходится устанавливать опытным путем, взрыв за взрывом, внося знакопеременные коррективы в параметры и оценивая результаты после взрыва. При этом практически каждый взрыв превращается в опытный. При изменении физико-механических свойств пород(крепости,абразивности,устойчивости,трещиноватости) или параметрических размеров зарядных полостей, или вида и типоразмера патронов ВВ испытания приходится проводить заново, взрыв за взрывом,добиваясь нужного результата. Подобный метод проб и ошибок ухудшает качество контурного взрывания, снижает сейсмобезопасность массового взрыва. Избежать метода проб и ошибок можно лишь при наличии надлежащего расчетного обоснования, позволяющего управлять параметрами контурного взрывания с учетом изменчивости горно-технических условий. Известен способ контурного взрывания,включающий бурение контурного и предконтурного рядов скважин, заряжание контурных скважин с уменьшенным коэффициентом заряжания,а предконтурных - зарядами рыхления и взрывание. Контурные и предконтурные скважины располагают в плане в шахматном порядке в вершинах воображаемой плоской ломаной с углами 80 - 100 и одновременно взрывают (Патент РФ 2014560, кл. 42 3/04, 1994). Недостатком данного способа является отсутствие надлежащего расчетного обоснования,позволяющего управлять параметрами контурного взрывания с учетом изменчивости горнотехнических условий. Ввиду отсутствия модели подобного обоснования приходится использовать метод проб и ошибок, который ухудшает качество контурного взрывания и повышает сейсмоопасность массовых взрывов. Известен способ контурного взрывания для уменьшения интенсивности воздействия взрывных волн на прибортовой массив карьера,обеспечивающий формирование устойчивых уступов и бортов с максимально возможными крутыми углами и сохранность инженерных сооружений. Способ заключается в создании экрана в виде щели или слоя разрыхленной (взорванной) породы с акустической жесткостью экрана в пять и более раз меньшей, чем в основной среде. Это позволяет существенно уменьшить напряжения на фронте продольной и поперечной волн (С.Д. Викторов, Ю.П. Галченко, В.М. Закалинский, С.К. Рубцов, Разрушение горных пород сближенными зарядами, М. - ООО Научтехлитиздат, 2006, с.225 227). Данный способ не может служить в качестве расчетного обоснования, позволяющего управлять параметрами контурного взрывания с учетом изменчивости горно-технических условий. На практике приходится подбирать рациональные параметры методом проб и ошибок, что повышает сейсмоопасность массовых взрывов. Известен способ контурного взрывания,позволяющий уменьшить разрушающее действие взрыва в желаемом направлении и применяемый для увеличения устойчивости откосов уступов и бортов карьеров скальных пород при их выходе на проектный контур. Скважины контурного ряда заряжают гирляндами рассредоточенных зарядов, в качестве которых используют патроны капсюлечувствительных ВВ, которые закрепляют на ДШ на расстоянии друг от друга. Данный способ основан на выборочном установлении какого-то одного параметра из расчетных положений, в которых горно-технические условия могут изменяться в широких пределах, усредняться или отражаться в условных коэффициентах с приблизительными признаками и фиксированными значениями, или выбираться из небольшого числа табличных данных. Способ дополняется следующими рекомендациями при диаметре скважин 100 мм и диаметре заряда 32 мм расстояние между зарядами выбирают из интервала в 50 - 90 см или 16-28 диаметров заряда. По таблице для известняковикатегорий, горизонтального залегания с глинистыми пропластами и вертикальными трещинами, разбитых на блоки размером 20-50 см в наибольшем ребре, при параллельном направлении щели по отношению к основной системе трещин расстояние между скважинами составляет 90 см или 28 диаметров заряда для тех же горных пород, при направлении щели под углом 30-70 расстояние между скважинами составляет 70 см или 22 диаметра заряда для известняковкатегории, с перемятыми и сильнотрещиноватыми пластами,параллельном направлении щели по отношению к основной системе трещин расстояние между скважинами составляет 80 см или 25 диаметров заряда для тех же пород и направлении щели под углом 30-70 расстояние между скважинами составляет 70 см или 22 диаметра заряда для песчаника тонкозернистого категории,крупноблочного, при отсутствии вертикальной трещиноватости расстояние между скважинами составляет 60 - 70 см или 19-22 диаметра заряда для гранита мелкозернистого категории,трещиноватого, при отсутствии господствующей системы трещиноватости, расстояние между скважинами составляет 60 см или 19 диаметров заряда для диабазакатегории, трещиноватого,крупноблочного, при параллельном направлении щели по отношению к основной системе трещин расстояние между скважинами составляет 70 см или 22 диаметра заряда для тех же пород, при направлении щели под углом 30-70 расстояние между скважинами составляет 50 см или 16 диаметров скважин (Б.Н. Кутузов, Методы ведения взрывных работ, М.- Горная книга, 2008, с.153 157). Недостатком данного способа является его несовершенство. При всем многообразии представленных методов в нем отсутствуют такие,которые можно использовать в качестве расчетного обоснования, позволяющего управлять параметрами контурного взрывания. Данный способ не содержит модели расчета, который бы позволял устанавливать точные значения параметров контурного взрывания в корреляционной зависимости между собой и с горно-техническими условиями. А те параметры,которые могут быть установлены с помощью содержащихся в способе расчетных положений,неточны и содержат неопределенности относительно их рациональных значений. Установленные по этому способу параметры приходится уточнять опытным путем, взрыв за взрывом. Так,параметр горизонтального рассредоточения зарядов определяется отдельно от параметра рассредоточения зарядов по глубине массива и не коррелирует с ним. Это вносит первую неопределенность в вычисляемый параметр относительно его рационального значения. Вторую неопределенность вносят рекомендуемые методы вычислений. Так, расстояние между зарядами, определяемое по отношению пределов прочности пород на сжатие сж, растяжение р и коэффициенту Пуансона , который может колебаться в пределах(0,1-0,5), но усредняется доср 0,3, дает вероятную погрешность в вычислении 50. Определение расстояния между зарядамив зависимости от диаметра скважиныиз выражения а(4,5 - 9)дает вероятную погрешность 100 . Определение расстояния между скважинамив зависимости от диаметра заряда 3 и коэффициентов зажима 3 и геологических условий у из выражения 22 3 к 3 ку также дает вероятную погрешность изза условной и весьма неопределенной классификации коэффициентов, по которой они должны быть определены, а также из-за дискретности рекомендуемых величин, не имеющих промежуточных значений. Определение расстояния между скважинами из таблицы ограничено по категориям указанных пород и диаметру зарядов, не дает представления о корреляционной зависимости расстояния с изменяющимися горно-техническими условиями и не может быть использовано для управления параметрами контурного взрывания. Данный способ дает упрощенный вариант определения параметра рассредоточения зарядов по глубине массива. Линейная плотность заряда(величина заряда в 1 м скважины) устанавливается вне корреляционной зависимости с горизонтальным параметром и принимается равной (0,4-0,6) кг/м для крепких пород и (0,2 - 0,3) кг/м для средних пород. Это дает вероятную погрешность результата (60 150) из-за условного характера подобной классификации, не отражающей в должной мере физико-механические свойства горных пород. Отсутствие корреляционной зависимости между определяемыми показателями параметров и горнотехническими условиями, и погрешности в определении параметров в приведенных методах не позволяют использовать их качестве должного расчетного обоснования для управляемого насыщения массива в плоскости контура необходимым и достаточным количеством взрывной энергии. В результате при чрезмерном увеличении энергии происходит деформация породы вокруг заряда, а при неоправданном уменьшении взрывной энергии не происходит смыкания трещин в плоскости контура. Таким образом, анализ известных способов подтвердил отсутствие должного расчетного обоснования, позволяющего управлять контурным взрыванием путем установления точных значений его параметров в корреляционной зависимости между собой и с горно-техническими условиями. Это не дает возможности сработать на опережение и заблаговременно откорректировать параметры адекватно изменениям горно-технических условий. Задачей изобретения является разработка способа контурного взрывания, содержащего надлежащее расчетное обоснование, позволяющее управлять контурным взрыванием с учетом изменчивости горно-технических условий. Технический результат - создание модели корреляционных зависимостей между определяемыми показателями контурного взрывания и определяющими показателями горнотехнических условий, упрощение вычислений и сближение теоретических значений параметров с эмпирическими значениями, полученными опытным путем, а также обеспечение оперативной оценки будущих изменений горно-технических условий и адекватной корректировки параметров контурного взрывания. Это повышает эффективность и надежность экранирования волн напряжений от взрывов основных зарядов,предохраняет законтурный массив и инженерные сооружения на борту карьера от разрушения,повышает устойчивость откосов уступов и бортов карьера при их выходе на проектный контур. Указанный технический результат достигается тем, что в способе контурного взрывания,включающем заряжание скважин контурного ряда гирляндами рассредоточенных зарядов, которые закрепляют на детонирующем шнуре на расстоянии друг от друга, согласно изобретению, линейную плотность заряда и расстояние между оконтуривающими скважинами определяют по следующей формуле для диаметра скважин (скв) 100-130 мм 3 0,540,024 ( -10) 00,71 -0,005 (- 10) для диаметра скважин (скв) 131-160 мм 30,890,037 ( -10) 00,88 - 0,006 (- 10) для диаметра скважин (скв) 161-190 мм 31,320,059 ( -10) 0 1,05 -0,007 (- 10) для диаметра скважин (скв) 191-220 мм 32,190,095 (-10) 0 1,29-0,007 (- 10),где 3 - линейная плотность заряда 0 - расстояние между оконтуривающими скважинами- крепость породы. В качестве зарядов используют патроны капсюлечувствительных ВВ,эквивалентных аммониту 6 ЖВ, которые закрепляют на ДШ на расстоянии друг от друга. Способ основан на экспериментально установленных закономерностях, представленных в виде корреляционных зависимостей между параметрами и физико-механическими свойствами горных пород и систематизированных по группам в виде парных моделей,соответствующих определенным диапазонам диаметров скважин. Для упрощения многофакторной зависимости горные условия, то есть физико-механические свойства горных пород выражены через крепостьпо шкале М.М. Протодьяконова. Коэффициентоценивает сопротивляемость горных пород разрушению, то есть способность противостоять силовым воздействиям, он взаимосвязан с абразивностью, устойчивостью и трещиноватостью и способен с высокой степенью вероятности 4 характеризовать другие свойства пород, влияющие на качество взрыва. К достоинствам использования коэффициентаследует отнести простоту его определения в зависимости от предела прочности пород на одноосное сжатие сж по формуле сж 10-7 Па, а также большой диапазон (-20),которым можно охарактеризовать все породы с высокой точностью. Технические условия выражены через диаметр оконтуривающих скважин кв Он в наибольшей степени выражает параметрические размеры зарядных полостей, влияющие на качество взрыва и обеспечивающие определенную величину фугасного воздействия на разрушаемую породу в плоскости контура. Таким образом, в расчетном обосновании использованы показатели,применяемые в повседневной практике горного производства,характеризующие горно-технические условия в большом диапазоне и с высокой достоверностью. Вычисляемые с помощью парных моделей параметры коррелируют между собой и с горнотехническими условиями. При любых изменениях горно-технических условий параметры легко пересчитываются с помощью калькулятора. Для упрощения расчетов парные модели расчетных положений конкретизированы по диапазонам диаметров скважин, которые могут быть применены при контурном взрывании. Выстроенные таким образом модели расчетного обоснования позволяют сблизить вычисляемые теоретические значения параметров с их эмпирическими значениями и одновременно упростить расчеты так, чтобы они были удобны для оперативного управления контурным взрыванием. Способ осуществляют следующим образом. Перед бурением участка, выходящего на проектный контур, делают проект буровзрывных работ. Для этого в соответствии с планируемым диаметром оконтуривающих скважин скв и крепостью пород , определенной для данного участка, устанавливают параметры контурного взрывания, используя конкретные расчетные положения, представленные в виде парных моделей. По ним согласно скв определяют расстояние между оконтуривающими скважинами 0 и линейную плотность заряда 3. Зная диаметр, вес и длину патронов ВВ, планируемых для применения в качестве гирляндных зарядов, рассчитывают расстояние между патронами , на котором они должны быть рассредоточены в скважине. При этом линейная плотность гирляндного заряда будет равна значению 3, установленному по соответствующему расчетному положению. Скважины контурного ряда бурят заданным диаметром скв на расстоянии друг от друга 0. После окончания бурения приступают к заряжанию основных и оконтуривающих скважин. Предварительно формируют гирляндные заряды,привязывая патроны ВВ к ДШ на расстояниидруг от друга. Затем гирляндные заряды опускают в оконтуривающие скважины,коммутируют взрывную сеть, присоединяя к ней основные заряды и взрывают способом короткозамедленного взрывания. При этом контурные заряды детонируют на 75 - 100 мс раньше основных зарядов, что позволяет создать щель,экранирующую сейсмоопасные взрывные воздействия от массового взрыва. При детонации контурных зарядов взрываемая среда подвергается двум видам воздействия. Меньшая часть энергии в виде ударной волны распространяется радиально удлиненному заряду и интерферирует в плоскости контура с подобной ей ударной волной от взрыва соседнего контурного заряда. Взаимодействие волн сопровождается знакопеременными нагрузками сжатия и растяжения, воздействующими на взрываемую среду в плоскости контура. Накладываясь друг на друга в разных фазах знакопеременные нагрузки вызывают прорастание микротрещин,существующих в массиве, в радиальные трещины. При этом большая часть взрывной энергии контурных зарядов выделяется в виде горячих газов. Они проникают в радиальные трещины, развивают их и способствуют их смыканию в одну магистральную трещину. По ней происходит скол массива, позволяющий выгладить откос, не допустить образования на нем кусков породы,подверженных сдвижению. Одновременно трещина становится экраном,отражающим волны напряжений от взрывов основных зарядов. Экранирование осуществляется в виде частичной нейтрализации и частичного отражения волн напряжений с возвращением их вглубь взрываемой части массива, что улучшает качество взрыва. При изменении горно-технических условий производится пересчет параметров контурного взрывания. При изменении крепости породыили диаметра скважин скв по соответствующим расчетным положениям вычисляются новые значения 0, 3 и . Вносятся необходимые коррективы в бурение и подготовку гирляндных зарядов. Производится взрыв, действие которого соответствует произошедшим изменениям и позволяет в новых условиях обеспечить смыкание трещин в плоскости контура, выглаживание откоса и создание эффективного экрана,позволяющего нейтрализовать и отразить волны напряжений от взрывов основных зарядов. Эффект применения способа заключается в создании расчетного обоснования, являющегося эффективным инструментом управления контурным взрыванием с учетом изменяющихся горнотехнических условий. Предлагаемые расчетные положения позволяют оперативно отслеживать характер и величину этих изменений, пересчитывать параметрические показатели с помощью калькулятора и вносить необходимые изменения в параметры контурного взрывания. Способ позволяет ликвидировать имевшую место неопределенность расчетных параметров и необходимость проведения опытных взрывов. Для проверки предлагаемого способа в производственных условиях выбрано несколько рудников с различными физикомеханическими свойствами горных пород и различными типами применяемого бурового оборудования (-570, -580, -351, -8,СБШ -200). В таблице 1 представлены диаметры оконтуривающих скважин,применяемых на выбранных для испытания способа рудниках. Для удобства составлена таблица 2, в которой согласно расчетным положениям определены все параметры,необходимые для оперативного управления контурным взрыванием на данных рудниках. В качестве ВВ приняты патроны аммонита 6 ЖВ,и другие, эквивалентные им. Испытания проводились в 2012 г. Предварительно определяли крепость породна разных участках приконтурной зоны. По таблице 2 согласно скв устанавливались параметрические показатели для участков с различной крепостью . В процессе бурения отслеживались места перехода одной крепости породв другую крепость. Вносились соответствующие коррективы в параметры бурения оконтуривающих скважин и в схему рассредоточения патронов в гирляндных зарядах, приготавливаемых для их заряжания. Затем скважины заряжались,заряды коммутировались во взрывную цепь и взрывались. Проведенные в приконтурных зонах рудников массовые взрывы объемом до 40 т ВВ с оконтуриванием по предлагаемому способу обеспечили надежную защиту законтурных массивов и инженерных сооружений, находящихся на бортах карьеров, от разрушений. Позволили получить гладкие вертикальные и наклонные поверхности без образования на них кусков породы,подверженных сдвижению. Заметно повысилась устойчивость уступов и бортов карьеров и их сопротивляемость обрушению под действием негативных факторов. Таким образом, испытания показали, что предлагаемый способ позволяет управлять контурным взрыванием, а исчисляемые по способу параметры надежно коррелируют между собой и с горно-техническими условиями. Рудники, на которых проводились испытания Шатырколь ТОО Корпорация Казахмыс Абыз ТОО Корпорация Казахмыс 50 лет Октября, Приорский ТОО СоррегАбыз ТОО Корпорация Казахмыс СЖР ТОО Корпорация Казахмыс Диаметр оконтурива ющих скважин,скв, мм Расстояние между оконтуриваю щими скважинами,0, м 3 0,71 0,70 0,69 0,68 0,67 0,66 0,71 0,70 0,69 0,68 0,67 0,66 0,88 0,86 0,85 0,84 0,83 0,82 1,05 1,03 1,02 1,01 0,99 0,98 1,05 1,03 1,02 1,01 0,99 0,98 1,29 1,27 1,26 1,24 1,23 1,22 Диаметр Масса патрона ВВ, патрона ВВ,мм кг ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ контурного взрывания, включающий заряжание скважин контурного ряда гирляндами рассредоточенных зарядов, которые закрепляют на детонирующем шнуре на расстоянии друг от друга,отличающийся тем, что линейную плотность заряда и расстояние между оконтуривающими скважинами определяют по следующей формуле для диаметра скважин (скв) 100-130 мм 3 0,540,024 (10) 00,71 -0,005 (- 10) для диаметра скважин (скв) 131-160 мм Расстояние между патронами ВВ, п, М 30,890,037 (10) 00,88 - 0,006 (-10) для диаметра скважин (скв) 161-190 мм 31,320,059 ( -10) 0 1,05 -0,007 (- 10) для диаметра скважин (скв) 191-220 мм 32,190,095 (-10) 0 1,29-0,007 (-10),где 3 - линейная плотность заряда 0 - расстояние между оконтуривающими важинами- крепость породы.

МПК / Метки

МПК: F42D 3/04

Метки: контурного, взрывания, способ

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/6-ip27951-sposob-konturnogo-vzryvaniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ контурного взрывания</a>

Похожие патенты