Способ инициирования заряда

Способ инициирования заряда

Реферат

 

Изобретение позволяет повысить степень дробления горных пород путем создания нелинейного инициирования в направлении откоса уступа взрываемого блока за счет выполнения детонирующего шнура в виде правильной ломаной линии со стороны внешней, относительно разрушаемого массива, стенки заряда, причем период ломаной линии, м:

Н=2d_c·cos·sin,

где d_c - диаметр колонкового заряда, м;

=15÷52 гр.,

а амплитуда колебания, м:

a=d_c·sin². 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится и взрывным работам в горной и строительной промышленности и преимущественно предназначено для взрывной отбойки горных пород при разработке месторождений полезных ископаемых или сооружения объектов различного назначения.

Известны различные способы инициирования колонковых зарядов (см., например, патент США 3654866, А.С. СССР 1840799 кл. МКИ E21C 37/12, 1988). Однако известные решения не обеспечивают желаемого эффекта по отбойке горных пород, не достаточно полно используется энергия взрыва.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ разрушения горных пород удлиненными зарядами взрывчатых веществ, устанавливаемыми в предварительно пробуренные в массиве скважины с последующим инициированием зарядов в смежных скважинах соседних рядов со стороны противоположных, внешних, относительно разрушаемого массива, стенок скважин (см., например, А.С. СССР 894317 МКИ F42D 3/04, 1981). Однако известное решение не обеспечивает повышения степени дробления горных пород, из-за того, что взрываемые ряды работают хорошо только между собой, а между такими парами рядов будет наблюдаться плохое качество дробления.

Целью изобретения является повышение степени дробления горных пород путем создания нелинейного динамического инициирования в направлении откоса уступа взрываемого блока.

Поставленная цель достигается тем, что в инициаторе колонкового заряда, включающем детонирующий шнур, детонирующий шнур выполняют в виде правильной ломаной линии со стороны внешней, относительно разрушаемого массива, стенки заряда, причем период ломаной линии, м:

Н=2d_c·cos·sin, где

d_c - диаметр колонкового заряда, м; =15÷52 град., а амплитуда колебания a=d_c ·sin².

Расположение детонирующего шнура или боевика 1 (см. чертеж) в виде правильной ломаной линии обуславливает направленное движение детонации заряда 3 и создание периодических зон наложения детонационных волн на стенки скважины 2, которые в свою очередь создают направленное действие волн напряжений.

Величина периода ломаной линии определится из подобных треугольников AMN, ABC, AKC (см. чертеж). Из треугольника ABC выразим AC=sin·d_c, а из треугольника AKC выразим АК=cos·AC=cos·sin·d_c. Тогда период

где H - период правильной ломаной линии, м;

d_c - диаметр колонкового заряда, м;

- угол, формирующий зону наложения детонационной волны, град.

Из параметров треугольника AMN определим угол

где l_з=(20÷35)d_c - длина забойки, м. (см. Ржевский В.В. Процессы открытых горных работ. М.: Недра, 1974, с.85), где верхний предел относится к трещиноватым, а нижний - к монолитным трудновзрываемым горным породам;

b - расстояние между скважинами (см. с.88-89)

где m - коэффициент сближения скважин, m=0,85÷1,2 от трудно- до легковзрываемых пород; W - линия сопротивления по подошве, м. W=(25÷45)d_c, где нижний предел относится к трудновзрываемым, а верхний предел относится к легковзрываемым горным породам. Тогда b=(21,25÷54)d _c. Подставляя значения в формулу (2), получим

Амплитуду колебания выразим из треугольника AKC

a=d_c·sin·sin=d_c·sin₂.

Приведенная совокупность существенных признаков в известных аналогах не обнаружена, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

Пример 1. Рудное месторождение полезных ископаемых разрабатывается открытым способом. Буровзрывные работы проводятся при ведении вскрышных и добычных работ. Средняя высота уступа по карьеру составила 10 м. Коэффициент крепости пород по шкале проф. М.М. Протодьяконова составляет 10-15. Взрывные скважины проходят буровым станком СБШ-250 МН диаметром 269 мм. Для проведения взрывных работ используют ВВ Грамонит 19/21. Сетка скважин 6×6 м. В качестве инициатора используют детонирующий шнур и толовые шашки Т-400. Длина забойки 3,5 м.

Пример 2. Разрабатываемое месторождение и технология проведения работ аналогичны приведенным в примере 1.

Детонирующий шнур выполняют в виде правильной ломаной линии следующим способом. Берут две нитки шпагата, привязывают их к отвесам. На нитках делают метки с шагом Н=0,277 мм. А на детонирующем шнуре, состоящем из двух ниток, делают метки с шагом, равным стороне треугольника АС=0,179 мм, и затем поочередно эти метки привязывают в метках на шпагате. На следующем этапе эту конструкцию опускают в скважину, натяжением шпагатин устанавливают правильную ломаную линию с направлением в сторону откоса уступа. Шпагатины разводят на расстояние, равное амплитуде a=0,119 мм.

За счет увеличения степени дробления горных пород увеличилась производительность экскаватора на 9%, а автосамосвала - на 2%.

Полученные данные сведены в таблицу.

Таблица. Результаты использования известного и предлагаемого инициатора колонкового заряда. ПоказателиПрототип Предлагаемый способ 1 23 Годовой объем производства горных работ, тыс. м³ 1000010000 Затраты на бурение 1 м горных пород, руб. 0,1030,103 Затраты на взрывные работы 1 м³ горных работ, руб. 0,1810,182 Часовая производительность экскаватора, м³ 191203 Затраты на экскавацию 1 м³ горных пород, руб. 0,1150,101 Часовая производительность автосамосвала, м³ 65,967,1 Затраты на транспортирование 1 м³ горных пород, руб. 0,3180,303 Общие удельные затраты на 1 м³ горных пород, руб. 0,7170,689 Годовой экономический эффект, тыс. руб. -280

Формула изобретения

Способ инициирования колонкового заряда ВВ, включающий размещение в колонковом заряде ВВ детонирующего шнура по ломаной линии и подачу взрывного импульса, отличающийся тем, что, с целью повышения степени дробления горных пород путем нелинейного инициирования в направлении откоса уступа взрываемого блока, детонирующий шнур размещают со стороны внешней, относительно разрушаемого массива, стенки заряда, при этом период ломаной линии определяют из соотношения Н=2d_c·cos·sin, м;где d_c - диаметр колонкового заряда, м; = 15°÷52°,а максимальное удаление детонирующего шнура от стенки заряда определяют из соотношения a=d_c·sin², м.

РИСУНКИ