КОМБИНИРОВАННЫЙ ПРИЗМАТИЧЕСКИЙ ВРУБ

Заявляемое техническое решение относится к области буровзрывных работ и предназначено для использования в горной промышленности при разрушении горных пород взрывным способом.
Заявляемое техническое решение может быть использовано в угольных и рудных шахтах при проведении горных выработок глубокими заходками - при подвигании горных выработок на 4,5-5,0 метров за один взрыв.
Известна конструкция вруба, принятая за прототип, состоящая из четырех параллельных шпуров и центрального незаряжаемого шпура, выполняющего роль дополнительной обнаженной поверхности в системе вруба (Э.О. Миндели. Разрушение горных пород. - М.: Недра, 1974. - 600 с. - с. 369, рис. 177).
Недостатком известного вруба является то, что при проведении горных выработок в крепких породах он применим лишь при глубине шпуров в диапазоне 1,8-2,5 м. При такой схеме вруба невозможно обеспечить подвигания выработки за взрыв на 4,5-5,0 м, поскольку заряды BB будут работать в зажатой среде, а объема полости незаряжаемого шпура недостаточно для эффективной работы взрыва.
Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение эффективности взрыва зарядов ВВ и формирование максимального объема врубовой полости, обеспечивающей высокую скорость проходки горных выработок заходками 4,5-5,0 м за один взрыв.
Указанный технический результат достигается тем, что комбинированный призматический вруб, включающий четыре шпура, пробуренных перпендикулярно плоскости забоя выработки, один из которых незаряжаемый, согласно полезной модели, в центре вруба по горизонтальной оси расположены шпуры на пробивном расстоянии 2,0÷2,5 диаметра шпура друг от друга, один из которых не заряжается, и два шпура, расположенных по вертикальной оси.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где на Фиг. 1 показана схема расположения шпуров в системе вруба, на Фиг. 2 разрез по шпурам с указанием конструкции зарядов BB и мест расположения патронов-боевиков в них, а на Фиг. 3 - схема расположения незаряжаемого и заряжаемого шпуров.
шп.
Заявляемый комбинированный призматический вруб (Фиг. 1) включает шпуры 5, 6, 7 и 8, призматический вруб, в центре которого расположены по горизонтальной оси шпуры 1 и 2 на пробивном расстоянии L=(2,0÷2,5)d друг от друга, один из которых не заряжается, и два шпура 3 и 4, расположенных по вертикальной оси.
Заявляемая полезная модель работает следующим образом.
шп.
Первой серией I взрывается заряд BB в шпуре 2, расположенный на пробивном расстоянии L=(2,0÷2,5)d. от незаряжаемого шпура, инициирование заряда BB прямое (патрон-боевик (Б) расположен со стороны устья шпура) (Фиг. 3), при этом разрушается породная перемычка между шпурами 1 и 2 (Фиг. 1 и 3) и образуется щелевидная полость на всю длину шпуров 1 и 2. Второй серией II взрываются шпуры 3 и 4 (Фиг. 1), патроны-боевики (Б) в которых расположены в центре зарядов BB (Фиг. 2), направление детонационной волны (D) в одном из них направлено в сторону дна шпура (прямое), а другого - в сторону устья шпура (обратное). Такое расположение патронов-боевиков сокращает время детонации всего заряда BB и обеспечивает равномерное распределение энергии взрыва на разрушаемую часть породного массива по всей длине заходки. После взрыва зарядов в шпурах 3 и 4, работающих на щелевидную полость, образуется внутренняя врубовая полость, за счет которой облегчается работа зарядов в шпурах 5, 6, 7 и 8 (Фиг. 1) основного призматического вруба, патроны-боевики (Б) в которых расположены со стороны устья шпура (прямое инициирование) (Фиг. 2). После взрыва шпуров 5, 6, 7 и 8 (Фиг. 1) образуется врубовая полость проектного объема.
В рассматриваемом прототипе (Э.О. Миндели. Разрушение горных пород. - М.: Недра, 1974. - 600 с. - с. 369, рис. 177) расстояние между заряжаемыми шпурами призматического вруба и незаряжаемым центральным шпуром достаточно большое, что не обеспечивает принципа «пробивания» и формирования щели. Незаряжаемый шпур, выполняя роль дополнительной обнаженной поверхности, лишь способствует формированию системы отраженных волн несколько облегчающих работу взрыва основных шпуров призматического вруба. Такой вруб применяется при глубине шпуров 1,8-2,5 м и не применим при глубоких заходках 4,5-5,0 м.
шп.
Преимущества заявляемого технического решения заключаются в том, что рядом с незаряжаемым шпуром расположен заряжаемый щпур на пробивном расстоянии (2,0÷2,5)d, установленном экспериментально, после взрывания заряда BB в котором образуется щелевидная полость с площадью обнажения значительно большей, чем у незаряжаемого шпура. Эта предварительная щелевидная полость расширяется и увеличивается после взрыва шпуров 3 и 4 (Фиг. 1), а разнонаправленное инициирование зарядов BB в них обеспечивает эффективное взаимодействие волн напряжения, равномерное формирование системы отраженных волн и зоны трещиноватости, за счет чего щелевидная полость расширяется и внутри призматического вруба создается дополнительная внутренняя врубовая полость, а за счет этого обеспечивается эффективное формирование основной врубовой полости на всю глубину заходки.
Опытные взрывания комбинированного призматического вруба при проведении выработки глубокими заходками в породах с коэффициентом крепости по шкале проф. М.М. Протодьяконова f=10-14 показали положительные результаты.
Эффективность предлагаемого вруба для проведения горных выработок глубокими заходками оценивается за счет:
- образования щелевидной полости и дальнейшего расширения ее до объема внутреннего вруба;
- обеспечения эффективного формирования системы отраженных волн и зоны трещиноватости перед взрывом зарядов ВВ основного призматического вруба.