СПОСОБ ОКОНТУРИВАНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК И ЦЕЛИКОВ ПРИ ВЗРЫВНОЙ ОТБОЙКЕ ГОРНОГО МАССИВА
METHOD TO OUTLINE MINES AND PILLARS IN CASE OF ROCK MASSIF BLASTING

Изобретение относится к горной и горно-химической промышленности и может быть использовано для оконтуривания горного массива, при строительстве подземных горных выработок (подземных резервуаров) и целиков при взрывном разрушении отбиваемых горных пород.
Известен способ оконтуривания горных выработок, когда по контуру строящихся горных выработок обуривают контурные шпуры (Б.Н.Кутузов, А.П.Андриевский. Новая теория и новые технологии разрушения горных пород удлиненными зарядами взрывчатых веществ. - Новосибирск: Наука, 2002. - 39-46 с.).
Недостатками способа являются: нарушение взрывом законтурного пространства, неровность создаваемого контура, обрушение законтурного массива, снижение его прочностных характеристик и водопроницаемости.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ контурного взрывания (Л.И.Барон, А.В.Ключников. Контурное взрывание при проходке выработок. - Л.: Наука, 1976. - 13 п.л.).
Недостатками способа являются: большой объем буровых работ, сложность формирования рассредоточенных зарядов, отсутствие четких параметров по расположению шпуров на контуре строящейся горной выработки и формированию рассредоточенных зарядов в зависимости от горно-геологических и горно-технических условий производства взрывных работ.
Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности буровзрывных работ для конкретных горно-геологических и горно-технических условий производства горных работ, повышение качества оконтуривания горного массива, исключение возможности нарушения законтурного пространства и повышение устойчивости законтурного пространства, четкое определение параметров БВР для конкретных горно-геологических и горно-технических условий.
Р
СМ
С этой целью в известном способе, включающем бурение оконтуривающих и компенсационных шпуров по контуру отбиваемого массива, размещение в оконтуривающих шпурах зарядов ВВ и их взрывание, бурение оконтуривающих шпуров осуществляется таким образом, что расстояние между шпурами должно быть равным r (не более этой величины), а расстояние между контурными шпурами и контуром охраняемого массива на расстоянии r (не более этой величины), компенсационные шпуры бурят параллельно оконтуривающим таким образом, что они должны располагаться на контакте зоны смятия - массив (внутри этого контура) под углом 60° в сторону охраняемого массива.
Способ поясняется чертежом, где показана схема расположения оконтуривающих шпуров (3) и компенсационных шпуров (4) под углом 60° к охраняемому контуру (1) на контакте зона смятия - массив (2).
Р
СМ
Способ осуществляется следующим образом. По контуру охраняемого массива бурят оконтуривающие шпуры таким образом, что расстояния между шпурами, равные r (не более этой величины), а расстояние между контуром и обуренными оконтуривающими шпурами равно r (не более этой величины); под углом 60° в сторону охраняемого массива бурят два компенсационных шпура параллельно оконтуривающим таким образом, что они располагаются на расстоянии r (внутри этой зоны) на контакте зона смятия - массив; производят зарядку оконтуривающих шпуров их взрывание (см. фиг.1).
Р
СМ
Величины r, r и r определяются следующим образом:
где d - диаметр шпуров, см;
3
ρ - плотность ВВ в заряженном шпуре, кг/м;
Д - скорость детонации применяемого ВВ, м/с;
σ - предел прочности пород на сжатие, Па;
τ - предел прочности пород на срез, Па;
С
К - коэффициент структурного ослабления, д.ед.
С
3
Существо и пример конкретного выполнения способа заключается в следующем. Определяются горно-геологические и горно-технические условия производства горных работ; пример 1: необходимо произвести оконтуривание массива в породах с пределом прочности пород на сжатие - 100 МПа; предел прочности пород на срез - 30 МПа; массив монолитный К=1; диаметр шпуров - 4 см; плотность заряжания - 900 кг/м; ВВ аммонал (скорость детонации 4,5 км/с).
1) Определяем радиус образующейся при взрыве зоны смятия (согласно формуле 2)
СМ
0,5
-0,5
r=0,35×4×900×4500×100000000=18,9 см≈19 см.
2) Определяем радиус образующейся при взрыве зоны трещин (согласно формуле 1)
Р
0.75
1,5
8
-0,25
7
-0,5
r=0,21×4×900×4500×(10)×(10×10)=76,07 см≈76 см.
3) Определяем радиус, на котором бурят компенсационные шпуры (согласно формуле 3)
r=19-4=15 см.
С
3
Пример 2: необходимо произвести оконтуривание массива в породах с пределом прочности пород на сжатие - 120 МПа; предел прочности пород на срез - 40 МПа; массив монолитный К=0,7; диаметр шпуров - 5 см; плотность заряжания - 1200 кг/м; ВВ гранулит АС-8 (скорость детонации 4 км/с).
1) Определяем радиус образующейся при взрыве зоны смятия (согласно формуле 2)
СМ
0,5
-0,5
r=0,35×5×1200×4000×120000000=22,14 см≈22 см.
2) Определяем радиус образующейся при взрыве зоны трещин (согласно формуле 1)
Р
0,75
1,5
6
-0,25
7
-0,5
r=0,21×5×1200×4000×(120)×(4×10)×0,7=57,27 см≈57 см.
3) Определяем радиус, на котором бурят компенсационные шпуры (согласно формуле 3)
r=22-5=17 см.
Имея все необходимые данные, приступаем к обуриванию контурных и компенсационных шпуров, заряжанию контурных шпуров и их взрыванию с таким условием, что расстояние между оконтуривающими шпурами по контуру охраняемого массива равно 76 см по примеру 1 (57 см по примеру 2), а расстояние от контура равно 19 см по примеру 1, 22 см по примеру 2 (до этих шпуров); компенсационные шпуры располагаем параллельно оконтуривающим на расстоянии 15 см по примеру 1, 17 см по примеру 2 (внутри контура зона смятия - массив) под углом обрушающейся воронки взрыва 60° сторону.
Таким образом, предлагаемый способ имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом: позволяет исключить возможность нарушения законтурного массива; снизить объем буровых работ; получить оптимально число шпуров (скважин) по контуру охраняемого массива для конкретных горно-геологических и горно-технических условий; получить четкое оконтуривание охраняемого массива.