СПОСОБ ЦИКЛИЧНО-ПОТОЧНОЙ ОТРАБОТКИ СКАЛЬНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД
PROCEDURE FOR CYCLIC-CONTINUOUS DEVELOPMENT OF HARD ROCK

Изобретение относится к области разработки полезных ископаемых с применением взрывного рыхления скальных горных пород и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород.
Известно, что наиболее эффективным при разработке скальных месторождений полезных ископаемых является способ циклично-поточной отработки с применением конвейерного транспорта от забоя до приемного пункта на поверхности [1], поскольку обеспечиваются малые затраты на транспорт и высокая технологичность. Однако значительный разлет кусков горной массы при взрывном рыхлении, достигающий 300 м и более, существенно осложняет вопросы сохранности конвейерных линий, как забойных, так и сборочных, и требует специальных мероприятий по их защите от поражения кусками горной породы.
Наиболее близким по существу решаемой задачи является способ подготовки скальных горных пород к выемке взрыванием под мобильным укрытием с последующей выемкой взорванной горной массы и погрузкой ее в автотранспорт или прямо на забойный конвейер [2]. Применение укрытия исключает разлет кусков горной массы и позволяет обеспечить сохранность элементов поточного транспорта. Недостатком этого способа, принятого за прототип заявляемого изобретения, является необходимость дополнительного оборудования: станка для бурения контурных скважин, гидравлической многостреловой бурозарядной установки для бурения и зарядки горизонтальных взрывных скважин, а также самоходного укрытия с демпфирующим щитом. Кроме того, в настоящее время отсутствуют буровые станки, способные бурить горизонтальные скважины на блоках с большой высотой уступа.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является снижение затрат на защиту элементов циклично-поточной технологии выемки и транспорта от поражения кусками взрываемой горной массы и минимизация подготовительно-заключительных операций при массовых взрывах.
Поставленная задача достигается тем, что в способе циклично-поточной отработки скальных горных пород, включающем обуривание горной массы на буровом блоке вертикальными или наклонными взрывными скважинами, зарядку скважин и взрывание их под укрытием на блоке подготовки пород к выемке, последующую выемку взорванной горной массы и погрузку ее на забойный конвейер через передвижной дробильный агрегат на выемочном блоке, согласно изобретению на всех трех блоках работы ведут одновременно: на блоке подготовки пород к выемке производят зарядку взрывных скважин и размещение гибкого газопроницаемого укрытия в виде мата, связанного из изношенных автомобильных шин или якорных цепей, а за пределами его запретной зоны ведут выемочно-погрузочные и буровые работы, при этом обуривание бурового блока начинают с противоположной стороны от блока подготовки пород к выемке.
Способ циклично-поточной отработки скальных горных пород осуществляют по схеме, представленной на фиг.1.
Вначале на уступе создают достаточный запас взорванной горной массы, обеспечивающий непрерывную работу выемочно-погрузочного оборудования на период времени, обеспечивающий выполнение работ по обуриванию и взрыванию последующих двух блоков. Затем разрабатываемая часть уступа делится на три эксплуатационных блока: блок 1 (буровой), блок 2, на котором проводится подготовка к взрыву и блок 3 (выемочный).
Блок 1 обуривают по принятой сетке взрывными скважинами 4, начиная работу бурового станка 5 с противоположной от блока 2 стороны. Это необходимо для того, чтобы взрывные скважины 4 не были повреждены при взрыве блока 2, кроме того, буровой станок 5 будет расположен за пределами запретной зоны. Количество буровых станков 5 определяется производительностью выемочно-погрузочного оборудования - блок 1 должен быть обурен за время, в течение которого блок 3 продвинется при выемке на длину блока 1. После взрыва добуривают запретную 30-ти метровую зону.
На блоке 2 после зарядки взрывных скважин 4 с помощью грузоподъемного устройства 6, например автомобильного крана, формируют газопроницаемое укрытие 7, размещая его элементы 8, например изношенные автошины от автосамосвалов большой грузоподъемности или полотнища, связанные из якорных цепей, на поверхность и, если необходимо, на откос уступа. Элементы 8 снимают прямо с поверхности ранее взорванной горной массы либо берут из накопительного объема, куда их помещают при предварительной уборке с ранее взорванного блока 3. Автошины могут располагаться соосно каждой скважине [3] (фиг.2) или быть уложены более плотно [4] в зависимости от взрывной нагрузки (фиг.3), приходящейся на укрытие, а полотнища якорных цепей расстилают по поверхности укрываемого объема.
Размещают элементы укрытия в направлении от блока 3 к блоку 1 с постепенным перемещением грузоподъемной техники по свободному пространству блока 2. После размещения элементов 8 по всей укрываемой поверхности блока 2 их связывают в единое укрытие 7 гибкими связями, выполненными из цепей, канатов, проволоки-катанки и т.п. При взрывании в сторону конвейеров укрытие размещают и на откос уступа, для этого мат закрепляют на поверхности уступа с помощью канатов или цепей за анкеры, установленные в неглубоких скважинах за пределами взрываемого блока. Можно разместить над или под матом из автошин сетку (см. фиг.3), тогда вероятность разлета даже мелких кусков будет полностью исключена. Цепные маты на поверхности блока и его откосе соединяют специальными быстроразъемными соединениями [5].
На блоке 3 экскаватор 9 выгружает горную массу в приемный бункер 10 самоходной дробилки 11. На вибрационном грохоте приемного бункера (не показан) порода предварительно сортируется на две фракции: куски породы размером до 400 мм отправляются на конвейер 12 под дробилку, более крупные куски измельчаются в дробилке и подаются на тот же конвейер 12, с которого горная масса поступает на забойный конвейер 13, а с него - на сборочный конвейер 14.
Взрывание зарядов рыхления под газопроницаемым укрытием исключает выброс крупных кусков взрываемой породы, а при использовании сетки и мелких. Это позволяет на время взрыва не убирать технику из опасной зоны, размер которой может быть сведен до нескольких десятков метров - экспериментальные взрывы под укрытием из автошин с сеткой показали, что разлет кусков отсутствует [6]. Кроме того, переход на взрывание небольших объемов горной массы снижает сейсмическое действие взрыва. Все это вместе взятое позволяет на время взрыва оставлять на месте горную технику и транспортные и энергетические коммуникации. Подготовительно-восстановительные работы в данном случае будут заключаться лишь в планировке части блока 1, контактирующей с взорванным блоком 2.
Таким образом, способ циклично-поточной отработки скальных горных пород обеспечивает отбойку горных пород с минимальным разбросом кусков горной массы, а использование для формирования защитного укрытия изношенных автошин, имеющихся в избытке на каждом горном предприятии и практически бесплатных, позволяет выполнять защиту элементов циклично-поточной технологии от поражения разлетающимися кусками горной массы с минимальными затратами. Кроме того, исключаются затраты на перегон техники от забоя и обратно при взрывных работах, что позволяет тем самым решить поставленную техническую задачу.
Источники информации
1. Горная энциклопедия. Т.5, М.: Советская энциклопедия, 1991, с.379.
2. Шевкун Е.Б. Концепция ресурсосберегающей экологичной технологии добычи алмазов/ Наука и образование №1, Якутск: 2004. - С.23-26 (прототип).
3. Патент РФ №2310812: Укрытие мест взрыва матами из автомобильных шин.
4. Патент РФ №2265797: Укрытие мест взрыва из автомобильных шин.
5. Патент РФ №2265799: Способ взрывания уступов под цепными матами.
6. Шевкун Е.Б., Лещинский А.В., Уренев И.М. Взрывные работы под укрытием из автошин / Горный информационно-аналитический бюллетень №5, 2007. - С.117-123.