Способ разработки схемы размещения шпуров для проходки каверны в горной породе

Способ разработки схемы размещения шпуров для проходки каверны в горной породе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предпосылки создания изобретения

Изобретение относится к разработке схемы размещения шпуров для проходки каверны в горной породе. Схема размещения шпуров задает, по меньшей мере, точки заложения и углы направления шпуров в системе координат схемы размещения шпуров и длины шпуров для комплекта шпуров, подлежащих бурению в забое туннеля. В способе проектировщик разрабатывает схему размещения шпуров с помощью программы проектирования схемы размещения шпуров. Объект изобретения описан более подробно в преамбуле первого независимого пункта формулы изобретения.

Изобретение также относится к программному продукту согласно второму независимому пункту формулы изобретения, исполнение которого в компьютере проектирования выполняет действия, требуемые в разработке схемы размещения шпуров. Дополнительно, изобретение относится к буровой установке, описанной в преамбуле третьего независимого пункта формулы изобретения, в блоке управления которой может выполняться программный продукт для осуществления действий, требуемых в разработке схемы размещения шпуров.

Проходку туннелей, подземных хранилищ и других каверн осуществляют комплектами шпуров. В забое туннеля бурят шпуры, в которые после бурения закладывают заряды и взрывают. Материал горной породы, соответствующий количеству одного комплекта шпуров, отделяется от породы за время одного взрыва. Для проходки каверны в породе предварительно выполняют проект и определяют, помимо прочего, информацию о виде горной породы. В общем, заказчик проходки каверны в горной породе также устанавливает различные требования по качеству для каверны, подлежащей проходке. Дополнительно, схему размещения шпуров разрабатывают в процессе камеральной работы, схему предоставляют на буровую установку для бурения шпуров в горной породе для выполнения необходимого комплекта шпуров.

Для разработки схемы размещения шпуров созданы программы проектирования схем размещения шпуров, помогающие проектировщику в разработке схемы размещения. Разработка схемы размещения шпуров, таким образом, является совместным действием проектировщика и программы проектирования схемы размещения шпуров. В сегодняшних программах разработки схемы размещения шпуров их разрабатывают на навигационной плоскости, то есть ситуация изучается с точки зрения оператора буровой установки. Дополнительно к этому, взрывание горной породы и отрыв горной породы являются трехмерными событиями, сложными для изучения на навигационной плоскости. Кроме того, обнаружено, что схемы размещения шпуров, разработанные на навигационной плоскости, содержат существенные неточности, особенно в углах схемы размещения, являющиеся результатом углов обзора шпуров профиля схемы размещения. Как следствие, проблемой схем размещения шпуров, разработанных на навигационной плоскости является то, что они не достигают точности, удовлетворяющей требованиям при взрывании комплекта.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является создание нового и усовершенствованного способа и программного продукта для разработки схемы размещения шпуров. Дополнительно, целью настоящего изобретения является создание новой усовершенствованной буровой установки, в блоке управления которой можно создавать схему размещения шпуров с помощью компьютера.

Изобретение отличается определением в схеме размещения шпуров взрывной плоскости, расположенной на забое комплекта шпуров на расстоянии, соответствующем длине схемы размещения от навигационной плоскости, размещением точек заложения забоев шпуров на забое комплекта шпуров на взрывной плоскости, выполнением взрывотехнического расчета на взрывной плоскости, по меньшей мере, для нескольких шпуров в схеме размещения шпуров, использованием взрывотехнических данных, заранее хранящихся в запоминающем устройстве для взрывотехнического расчета, и введением одного из следующих параметров шпура в программу проектирования схемы размещения шпуров: начальной точки заложения шпура на навигационной плоскости, направления шпура, и определения отсутствующего второго параметра шпура на основании точки заложения забоя шпура и первого данного параметра, при этом параметры шпура определяются рассмотрением от забоя комплекта шпуров к навигационной плоскости. Отличительные признаки изобретения определены более подробно в отличительной части каждого независимого пункта формулы изобретения.

Идея изобретения заключается в том, что основой проектирования схемы размещения шпуров является экспертиза шпуров на забое комплекта шпуров. Затем определяют взрывную плоскость в схеме размещения шпуров, расположенную на забое комплекта шпуров на расстоянии, соответствующем длине схемы размещения от навигационной плоскости. Точки заложения забоев шпуров можно размещать на забое комплекта шпуров на взрывной плоскости, обеспечивая выполнение взрывотехнического расчета, по меньшей мере, для нескольких шпуров схемы размещения шпуров на взрывной плоскости. Взрывотехнические данные, заранее сохраненные в запоминающем устройстве, используются во взрывотехническом расчете.

Преимуществом изобретения является проектирование схемы размещения шпуров, более наглядное, чем предыдущее, поскольку проектируется пространство, подлежащее образованию вместо концентрации на определении начальных точек заложения шпуров, в обычных способах проектирования. Дополнительно к этому, благодаря взрывотехнической экспертизе точки заложения забоя шпуров, подлежащих бурению, можно определять согласно требованиям взрывотехники. При этом шпуры имеют правильное заложение на забое комплекта шпуров для взрыва и, с другой стороны, исключается бурение избыточных шпуров. Кроме того, можно эффективно отделять горную породу во время взрыва. Дополнительно к этому, когда обуславливается режим планируемого отделения горной породы во время взрыва, качество выработки каверны в горной породе может быть выше. Проектирование, осуществляемое на забое комплекта шпуров, вместе с взрывотехнической экспертизой также улучшает определение заряжания. Определение удельного заряда для различных секций схемы размещения шпуров является более простым и наглядным для выполнения на забое комплекта шпуров, чем на навигационной плоскости. Обычно удельный заряд невозможно правильно определить во всех секциях схемы размещения шпуров, пока не проведены до 10-20 взрывов, после анализа результатов каждого взрыва и итерации взрывных величин. В данном случае, когда проектирование выполняется на забое комплекта шпуров и данные взрывотехнической экспертизы принимаются при этом во внимание с самого начала, значения удельного заряда можно правильно определить после только нескольких комплектов шпуров.

Идея варианта осуществления изобретения заключается в том, что взрывотехнические параметры можно сохранять в виде файла удельного заряда или соответствующего элемента данных, откуда их можно загружать, когда требуется для использования в программе проектирования схемы размещения шпуров. С другой стороны, проектировщик может вручную вводить параметры для взрывотехнического расчета посредством клавиатуры, например.

Идея варианта осуществления изобретения заключается в использовании правил взаимозависимости между расстоянием наименьшего сопротивления при взрывании, разносом шпуров, удельным зарядом и степенью заряженности, заранее сохраненных в запоминающем устройстве, и взрывотехнических данных, касающихся удельного заряда и степени заряженности, заранее сохраненных в запоминающем устройстве.

Идея варианта осуществления изобретения заключается в использовании заданных значений удельного заряда q, разноса Е шпуров и средней степени I заряженности согласно формуле V=I/(q*E), в которой V является расстоянием наименьшего сопротивления при взрывании во взрывотехническом расчете.

Идея варианта осуществления изобретения заключается в том, чтобы задавать значения удельного заряда для шпуров различных частей схемы размещения шпуров. Кроме того, заряды, подлежащие использованию в различных частях схемы размещения, можно свести в таблицу заранее.

Идея варианта осуществления изобретения заключается в том, чтобы определить зоны образования трещин, по меньшей мере, для шпуров концевого профиля на основании данных заряда каждого шпура. Зоны образования трещин шпуров в концевом профиле затем сравнивают с заданной зоной допустимого образования трещин, по меньшей мере, на забое комплекта шпуров, и пользователю указывается, если зона образования трещин даже одного шпура больше зоны допустимого образования трещин. С другой стороны, зоны образования трещин можно отображать на отображающем устройстве компьютера проектирования в режиме, обеспечивающем проектировщику активное принятие в расчет зон образования трещин во время проектирования. Таким образом, проектировщик способен немедленно модифицировать параметры схемы размещения шпуров, чтобы контролировать образование трещин. Зоны образования трещин можно отображать на отображающем устройстве одновременно с разработкой схемы размещения шпуров. Если необходимо, экспертизу зон образования трещин можно выполнять не только для концевого профиля, но также, по меньшей мере, для шпуров, наиболее удаленных от центра вспомогательного ряда. Концевой профиль является линией, проходящей через забои шпуров, наиболее удаленных от центра групп шпуров, и вспомогательные ряды в свою очередь являются группами шпуров, расположенными внутри концевого профиля, также содержащими множество шпуров. На основании экспертизы зон образования трещин проектировщик способен модифицировать разработанные схемы размещения шпуров способом, исключающим выход за пределы зон допустимого образования трещин. Требования качества, установленные заранее заказчиком каверны в горной породе, можно, таким образом, принимать в расчет в проектировании каждого комплекта шпуров.

Идея варианта осуществления изобретения заключается в том, чтобы отображать профиль заданной зоны допустимого образования трещин между навигационной плоскостью и взрывной плоскостью в графическом интерфейсе пользователя. Дополнительно к этому, зона образования трещин каждого шпура отображается в графическом интерфейсе пользователя в виде окружности образования трещин, образованной вокруг забоев и начальных точек заложения шпуров в концевом профиле. Величина диаметра окружности образования трещин пропорциональна величине зоны образования трещин. Между окружностью образования трещин забоя и окружностью образования трещин начальной точки заложения каждого шпура образуется цилиндрическое пространство образования трещин, которое можно отобразить на отображающем устройстве компьютера проектирования, обеспечивая обращение внимания проектировщика на образование трещин во время проектирования. Дополнительно к этому, пользователю можно указать, если даже одно цилиндрическое пространство образования трещин пересекает профиль зоны допустимого образования трещин между навигационной плоскостью и взрывной плоскостью. Окружности образования трещин и пространства образования трещин, подлежащие визуальному отображению в интерфейсе пользователя, наглядно показывают проектировщику, соответствует ли схема размещения шпуров требованиям, установленным в отношении зон образования трещин.

Идея варианта осуществления изобретения заключается в определении совокупности расположений забоев шпуров для концевого профиля на взрывной плоскости на расстоянии, равном размеру необходимого интервала E между шпурами, и определении расчетных линий V наименьшего сопротивления при взрывании для данных шпуров. Для расчета линий V наименьшего сопротивления при взрывании выполняется взрывотехнический расчет для шпуров на взрывной плоскости. Дополнительно к этому, расчетная линия наименьшего сопротивления при взрывании определяется на концах расчетных линий для шпуров концевого профиля внутри концевого профиля. Наиболее удаленный от центра вспомогательный ряд размещается на расчетной линии наименьшего сопротивления при взрывании концевого профиля. Множество точек заложения забоев шпуров определяется на наиболее удаленном от центра вспомогательном ряду на взрывной плоскости с расстоянием друг от друга, равном необходимому размеру интервалов между шпурами. Концевой профиль, расчетная линия наименьшего сопротивления при взрывании и точки заложения забоев шпуров можно представить визуально в графическом интерфейсе пользователя. Взрывотехническое проектирование обеспечивает более точное определение расчетной линии наименьшего сопротивления при взрывании, и, следовательно, число шпуров, подлежащих бурению, можно в некоторых случаях уменьшить по сравнению со схемами размещения шпуров, разработанными обычными способами. Время бурения, естественно, сокращается, поскольку избыточные шпуры не бурятся.

Идея варианта осуществления изобретения заключается в расчете линий V наименьшего сопротивления при взрывании во взрывотехническом расчете по формуле V=I/(q*E), в которой q - величина удельного заряда, E - интервал между шпурами, и I - средняя степень заряженности. Эти взрывотехнические параметры могут быть заданными, например, в идее компьютерного файла, таблицы или соответствующего элемента данных, откуда их можно загружать для использования программой проектирования схемы размещения шпуров.

Идея варианта осуществления изобретения заключается в образовании окружности наименьшего сопротивления при взрывании для каждого шпура концевого профиля вокруг забоя шпура. Окружность наименьшего сопротивления при взрывании образуется таким образом, чтобы величина ее радиуса была пропорциональной размеру наименьшего сопротивления при взрывании. Дополнительно к этому, может быть образована линия наименьшего сопротивления при взрывании, касающаяся периметра каждой окружности наименьшего сопротивления при взрывании в одной точке на внутреннем крае периметра. Соответственно линия наименьшего сопротивления при взрывании является огибающей, составленной касательными, проведенными к внутренней точке каждой окружности наименьшего сопротивления при взрывании. Окружности наименьшего сопротивления при взрывании и линию наименьшего сопротивления при взрывании можно визуально представить в интерфейсе пользователя. Следующим шагом можно определить совокупность точек заложения забоев шпуров на наиболее удаленном от центра вспомогательном ряду на взрывной плоскости с заложениями шпуров, имеющими необходимый интервал между ними. Заложения забоев шпуров вспомогательного ряда можно также отобразить в графическом интерфейсе пользователя.

Идея варианта осуществления изобретения заключается в определении расчетной линии наименьшего сопротивления при взрывании для шпуров на наиболее удаленном от центра вспомогательном ряду на основании взрывотехнического расчета, выполненного на взрывной плоскости. В данном случае второй вспомогательный ряд образуется внутри наиболее удаленного от центра, то есть первого вспомогательного ряда, и совокупность точек заложения забоев шпуров определяется на взрывной плоскости с расстоянием между ними, равным необходимым интервалам между шпурами. Соответствующим способом можно определить расчетные линии наименьшего сопротивления при взрывании любого следующего вспомогательного ряда, и внутренние вспомогательные ряды можно адаптировать к определенным расчетным линиям наименьшего сопротивления при взрывании. Дополнительно, целесообразно использовать взрывотехнический расчет наименьшего сопротивления при взрывании для определения заложения шпуров поля в схеме размещения шпуров в секции между врубом и наиболее близким к центру вспомогательным рядом.

Идея варианта осуществления изобретения заключается в учете взрывотехнического расчета при размещении точек заложения забоев шпуров комплекта.

Идея варианта осуществления изобретения заключается в определении коэффициента F, являющегося соотношением разноса Е шпуров и расстоянием V наименьшего сопротивления при взрывании, то есть F=E/V, по меньшей мере, в одном элементе данных для размещения точек заложения забоев шпуров. Соотношение F можно определять отдельно для каждой группы шпуров. Дополнительно к этому, расчетный разнос Е шпуров определяется формулой Е=√[(I*F)/q], в которой q является значением удельного заряда и I является средней степенью заряженности. Следующим шагом определяется необходимая секция из схемы размещения шпуров, в которой подлежат размещению точки заложения забоев шпуров. Длина выбранной секции делится на расчетный разнос Е шпуров, давая точное число забоев шпуров, подлежащих размещению в секции, обычно десятичную дробь. Проектировщик или программа проектирования схемы размещения шпуров затем выбирает ближайшее целое число для числа забоев шпуров, подлежащих размещению в выбранной секции, после чего программа рассчитывает новый разнос E1 шпуров таким способом, чтобы точки заложения забоев шпуров находились на одинаковом расстоянии в выбранной секции. В завершение расстояние наименьшего сопротивления при взрывании может быть дополнительно рассчитано по формуле V=E1/F. Коэффициент F можно определить эмпирически для различных групп шпуров.

Идея варианта осуществления изобретения заключается в размещении точек заложения забоев шпуров вручную, по меньшей мере, в одной группе шпуров.

Идея варианта осуществления изобретения заключается в задании разноса шпуров между забоями в группе шпуров. Следующим шагом точки заложения забоев шпуров автоматически размещаются в группе шпуров посредством программы проектирования схемы размещения шпуров, учитывая определенный разнос шпуров. Альтернативно, необходимые секции группы шпуров можно выделить вручную и точки заложения забоев шпуров можно автоматически разместить на упомянутых выделенных секциях посредством программы проектирования схемы размещения шпуров согласно заданному разносу шпуров. Еще одной альтернативой является определение вручную некоторой необходимой части групп шпуров и определение вручную числа шпуров упомянутой секции групп шпуров. Затем программе проектирования схемы размещения шпуров предоставляется возможность автоматического размещения точек заложения забоев шпуров на одинаковых расстояниях в выбранной секции группы шпуров. Автоматические функции в программе проектирования схемы размещения шпуров для размещения забоев шпуров в группах шпуров существенно облегчают и ускоряют работу проектировщика. Проектировщик может возложить выполнение рутинных задач на программу проектирования схемы размещения шпуров. С другой стороны, последующая корректировка схемы размещения шпуров также является простой и быстрой.

Идея варианта осуществления изобретения заключается во вводе направления шпура в программу проектирования схемы размещения шпуров. Программа затем определяет начальные точки заложения шпура на навигационной плоскости на основании точки заложения забоя шпура и направления шпура.

Идея варианта осуществления изобретения заключается во вводе начальной точки заложения шпура на навигационной плоскости в программу проектирования схемы размещения шпуров. Программа проектирования схемы размещения шпуров затем рассчитывает направление шпура на основании забоя шпура и данного начального заложения шпура.

Идея варианта осуществления изобретения заключается в определении, по меньшей мере, одной точки выравнивания перед навигационной плоскостью. Кроме того, проектировщик выбирает шпур, начальное заложение которого определяется на основании точки выравнивания и точки заложения забоя шпура. Программа проектирования схемы размещения шпуров затем определяет прямую линию, проходящую через забой выбранного шпура и точку выравнивания, и принимает пересечение упомянутой прямой линии и навигационной плоскости за начальную точку заложения шпура. Программа проектирования схемы размещения шпуров способна рассчитать направления шпуров на основании точки заложения забоя шпура и начальной точки заложения, определяемых посредством точки выравнивания.

Идея изобретения заключается в определении, по меньшей мере, одного задающего шпура для группы шпуров в схеме размещения шпуров. Определяют один или несколько доминирующих параметров для задающего шпура и на основании доминирующих параметров задающего шпура определяют, по меньшей мере, один параметр, по меньшей мере, одного шпура. Группой шпуров может быть, например, концевой профиль, вспомогательная линия или элемент поля шпуров. Дополнительно, идеей изобретения является использование в схеме размещения задающих шпуров, которые можно позже корректировать универсальным способом. Таким образом, задающие шпуры можно легко добавлять и убирать, и их точки заложения и другие параметры можно менять.

Идея варианта осуществления изобретения заключается в том, что проектировщик определяет, по меньшей мере, два задающих шпура, по меньшей мере, в одной группе шпуров в схеме размещения шпуров, между которыми расположены один или несколько промежуточных шпуров. Дополнительно к этому, проектировщик определяет один или несколько доминирующих параметров для задающих шпуров, например одно из следующего: заложение в группе шпуров, глубина, угол направления шпура, степень заряженности, разнос шпуров. В данном случае программа проектирования схемы размещения шпуров способна рассчитать один или несколько параметров промежуточных шпуров на основании доминирующих параметров задающих шпуров. Группа шпуров может являться концевым профилем, вспомогательным рядом или элементом поля шпуров. Преимущество использования задающих шпуров состоит в том, что они существенно ускоряют и упрощают разработку схемы размещения шпуров. Дополнительно к этому, использование задающих шпуров облегчает последующие модификации схем размещения шпуров, поскольку проектировщик способен легко изменить значения параметров задающих шпуров, при этом программа проектирования схемы размещения шпуров вновь рассчитывает новые значения параметров для промежуточных шпуров. Кроме того, проектировщик способен модифицировать схему размещения шпуров удалением и добавлением задающих шпуров.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Варианты осуществления изобретения описаны более подробно с прилагаемыми чертежами, на которых изображено следующее.

На фиг.1 схематично показан вид сбоку буровой установки и средство для разработки схемы размещения шпуров.

На фиг.2 схематично показана проекция схемы размещения шпуров на плоскость xz.

На фиг.3 схематично показана проекция на плоскость xy, то есть вид сверху, принципа схемы размещения шпуров.

На фиг.4 схематично показана проекция на плоскость xz некоторых профилей в схеме размещения шпуров.

На фиг.5 схематично показана проекция на плоскость xy глубин шпуров в различных группах шпуров схемы размещения шпуров.

На фиг.6а и 6b схематично показана проекция на плоскость xz расположения концевых точек шпуров в группах шпуров.

На фиг.7а схематично показана таблица удельных зарядов.

На фиг.7b схематично показана таблица, содержащая данные взрывчатого вещества.

На фиг.8 схематично показана проекция на плоскость xz точек заложения забоев шпуров, адаптированных в концевой профиль, и обеспечиваемая зона образования трещин вокруг концевого профиля.

На фиг.9 схематично показана проекция на плоскость xz экспертизы зоны образования трещин для шпуров в концевом профиле.

На фиг.10 схематично показан изометрический вид окружностей образования трещин на взрывной плоскости и навигационной плоскости, цилиндрическая зона образования трещин, образующаяся между ними.

На фиг.11 схематично показана проекция на плоскость xz расчета линии наименьшего сопротивления при взрывании для шпуров на концевом профиле.

На фиг.12 схематично показана проекция на плоскость xz расчета линии наименьшего сопротивления при взрывании для шпуров внешнего вспомогательного ряда.

На фиг.13 схематично показана проекция на плоскость xz шпуров, задающих глубину, и промежуточных шпуров, адаптированных для секции угла А в схеме размещения шпуров.

На фиг.14 схематично показан принцип шпуров, задающих глубину согласно фиг.13, на виде с направления B-B.

На фиг.15 схематично показана проекция на плоскость xz действия шпуров, задающих направление, адаптированных для секции угла А в схеме размещения шпуров.

На фиг.16 схематично показана проекция на плоскость xy некоторых деталей, связанных с углами направления шпуров.

На фиг.17 схематично показана проекция на плоскость xy определения углов направления шпуров посредством точки схода.

На фиг.18 схематично показана проекция на плоскость xy так называемого воронкообразного перехода в каверне, образуемой в горной породе.

На фиг.19 схематично показана проекция на плоскость yz модификации схемы размещения шпуров для необходимого числа реперов между точками перехода, связанными с воронкообразным переходом.

На фиг.20 схематично показана проекция на плоскость xz задающих шпуров, каждый из которых имеет заданную область воздействия.

Для ясности варианты осуществления изобретения на чертежах показаны упрощенно. Одинаковые части обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.1 показана буровая установка 1, содержащая подвижное транспортное средство 2, один или несколько манипуляторов 3 и бурильных блоков 4, установленных на манипуляторах 3. Бурильный блок 4 содержит направляющую балку 5, по которой устройство подачи может перемещать бурильную машину 6. Дополнительно, бурильный блок 4 содержит инструмент 7, которым ударные импульсы, подаваемые ударным устройством бурильной машины, передаются на породу, подлежащую бурению. Буровая установка 1 дополнительно содержит, по меньшей мере, один блок 8 управления, выполненный с возможностью управления исполнительными механизмами буровой установки 1. Блок 8 управления может представлять собой компьютер или соответствующее устройство и может содержать интерфейс пользователя с устройством отображения, а также средство управления для подачи команд и информации на блок управления 8.

Обычно для бурения каждого комплекта шпуров разрабатывают схему 12 размещения шпуров, в которой определены, по меньшей мере, места заложения и углы направления шпуров, подлежащих бурению в системе координат схемы размещения шпуров. Схему размещения шпуров могут разрабатывать за пределами буровой площадки, например в офисе 9, где ее могут сохранять в запоминающем устройстве, таком как компьютерная карта памяти или дискета, или ее могут передавать непосредственно на блок 8 управления буровой установки по линии 10 передачи данных и сохранять в запоминающем устройстве на установке, таком как жесткий диск или дискета запоминающего устройства. Альтернативно, разработку и правку схемы 12 размещения шпуров может осуществлять блок 8 управления, например, в кабине 11 буровой установки 1. Дополнительно, существующие схемы размещения шпуров можно корректировать как на буровой площадке, так и за ее пределами. Разработку схемы размещения шпуров выполняют с помощью компьютера, часто с естественным многократным повторением. Программа разработки схемы размещения шпуров выполняется в компьютере 21 проектирования, блоке 8 управления или тому подобном, и проектировщик 23 работает во взаимодействии с программой разработки схемы размещения шпуров и закладывает требуемую информацию, осуществляет выбор и управляет процессом разработки. Существующие разработанные части схемы можно многократно корректировать в процессе проектирования для получения лучшего конечного результата.

Разработанную схему размещения шпуров можно вводить в блок 8 управления буровой установки и исполнять. Запроектированные шпуры бурят в горной породе 24, закладывают в них заряды и взрывают. Материал горной породы в необходимом для комплекта шпуров количестве отделяется от горной породы 24 и затем транспортируется в нужное место. Затем бурят новые шпуры для следующего комплекта согласно новой схеме 12 размещения шпуров.

На фиг.2 показана схема 12 размещения шпуров, которая может содержать несколько шпуров 13а-13e, расположенных в виде групп шпуров в несколько рядов 14-16. Дополнительно, схема размещения шпуров может содержать шпуры 17а-17c поля, расположенные в секции между ближайшим к центру рядом 16 шпуров и врубом 18. Два или более шпура 17а-17c поля могут образовывать элемент 17 поля шпуров. Часто вруб 18 также содержит несколько шпуров. Ряды 14-16 шпуров, находящиеся один в другом, и элементы поля шпуров можно назвать группой шпуров. При разработке и корректировке схемы размещения шпуров такие группы шпуров можно рассматривать как одно целое, или из них можно выделить необходимую часть.

Наиболее удаленный от центра ряд шпуров является концевым профилем 14, следующий внутренний ряд шпуров является первым вспомогательным рядом 15, следующий после него внутренний ряд является вторым вспомогательным рядом 16 и т.д. Соответственно может существовать один или несколько вспомогательных рядов. В схеме 12 размещения шпуров шпур 13 можно показать кружком 19, светлым или темным. Темные кружки шпуров 13а и 13e на фиг.2, могут являться задающими шпурами, и светлые кружки шпуров 13b-13d могут являться промежуточными шпурами. Дополнительно, направление каждого шпура 13 может быть указано линией 20 направления в схеме 12 размещения шпуров. Проекция на плоскость xz схемы 12 размещения шпуров, аналогичная проекции на фиг.2, может быть показана на графическом интерфейсе 22 пользователя в компьютере 21 проектирования, а также в графическом интерфейсе пользователя в блоке 8 управления буровой установки 1.

На фиг.3 показан принцип схемы 12 размещения шпуров для комплекта 25, подлежащего бурению. На забое 27 туннеля 26, подлежащего проходке, расположена навигационная плоскость 28, к которой прикреплена система координат схемы 12 размещения шпуров. Навигационная плоскость 28 часто находится на плоскости забоя 27, но иногда может устанавливаться, по меньшей мере, частично внутри горной породы. Схема 12 размещения шпуров может включать в себя определенную точку заложения и направление буровой установки 1 в системе координат, в таком случае навигация перед началом бурения буровой установки 1 осуществляется согласно системе координат. Забой комплекта 25 шпуров может включать в себя взрывную плоскость 29 на расстоянии L, соответствующем длине схемы размещения от навигационного слоя 28. При проектировании схемы 12 размещения шпуров точки 13 заложения забоев шпуров, подлежащих бурению, могут располагаться на взрывной плоскости 29. В программу проектирования схемы размещения шпуров может быть введено направление 20 шпуров, подлежащих бурению, при этом программа проектирования схемы размещения шпуров может рассчитывать точку 30 заложения начала шпура на навигационной плоскости 28 на основе точки 13 заложения забоя шпура и направления 20 шпура. Альтернативно, в программу проектирования схемы размещения шпуров может быть введена точка 30 заложения начала шпура на навигационной плоскости 28, при этом программа проектирования схемы размещения шпуров может рассчитать направление 20 шпура на основании точки 13 заложения забоя шпура и точки 30 заложения начала шпура. Соответственно параметры шпура можно определять от забоя комплекта 25 шпуров к навигационной плоскости 28, тогда как обычно определение проводят от навигационной плоскости к забою комплекта 25 шпуров, другими словами, в прямо противоположном направлении. На взрывной плоскости 29 можно выполнять взрывотехнический расчет при проектировании точек 13 заложения забоя шпуров.

В окончательной схеме размещения шпуров точки заложения забоя всех шпуров не обязательно расположены на взрывной плоскости, поскольку забою схемы размещения шпуров обычно придают выгнутую форму. В направлении оси y шпуры поля могут проходить дальше, чем шпуры концевого профиля и вспомогательных рядов. Вместе с тем, придание формы забою схемы размещения шпуров проводят только после первого расположения точек заложения забоев шпуров на одной плоскости в направлении xz, например на взрывной плоскости. Это упрощение способствует процессу разработки и улучшает ясность. На придание формы забою схемы размещения шпуров могут влиять глубины и углы направления шпуров.

На фиг.4 показано несколько профилей и групп шпуров схемы 12 размещения шпуров. Теоретический профиль 31 проходки, заданный заказчиком каверны 26 в горной породе, является одной из основных частей информации, подлежащей вводу в программу проектирования схемы размещения шпуров. Дополнительно к этому, заказчик может определять разрешенные допуски для теоретического профиля 31 проходки, которые также могут использоваться в качестве базовой информации в проектировании схемы размещения. Дополнительно на фиг.4 показан начальный профиль 32, который можно задавать на навигационной плоскости 28. Бурение шпуров можно начинать на навигационной плоскости 28 от начального профиля 32. Концевой профиль 14 в свою очередь представляет собой линию, соединяющую концевые точки шпуров профиля, наиболее удаленного от центра. Дополнительно, заказчик может определять зону 33 наибольшего допустимого образования трещин для каверны 26 в горной породе, устанавливая предел, за который не допускается распространения трещин, обусловленных взрывом взрывчатого вещества, в пределах поверхностей, ограничивающих каверну 26 в горной породе. Экспертизу зон образования трещин можно выполнить, когда точки заложения забоев шпуров размещены на концевом профиле 14 и на наиболее удаленных от центра вспомогательных рядах 15 и 16, зоны образования трещин для них определены на основе заданной информации о взрыве.

На фиг.5 показано, что шпуры в различных группах 14, 15, 16 и 34 шпуров могут иметь различные глубины. На чертеже показаны глубина Lp концевого профиля 14, глубина Lap1 наиболее удаленного от центра первого вспомогательного ряда 15, глубина Lap2 второго вспомогательного ряда и глубина Lap3 третьего вспомогательного ряда. Длина L схемы является расстоянием между навигационной плоскостью 28 и взрывной плоскостью 29. Концевыми точками шпуров являются точки 13 на чертеже.

На фиг.6а и 6b показано расположение концевых точек шпуров в группе шпуров. Размещение шпуров можно начинать от концевого профиля 14. После того как точки заложения шпуров размещены в концевом профиле 14, программа проектирования схемы размещения шпуров может содействовать определению требуемых вспомогательных рядов. Размещение концевых точек шпуров в группе шпуров может быть многократно повторяемым, другими словами, точки заложения забоев шпуров в группе шпуров можно позже менять, если необходимо. На фиг.6а и 6b темными кружками указаны точки заложения забоев, так называемых шпуров 35, задающих точки заложения, и светлыми кружками - точки заложения забоев промежуточных шпуров 36 между двумя шпурами, задающими точку заложения.

Классы зарядов можно определить для групп шпуров для секций между шпурами 35, задающими точку заложения. Например, подошва 14а концевого профиля 14 может принадлежать к классу по заряду, отличающемуся от стенки 14b концевого профиля. Дополнительно к этому, искривленную кровлю 14c концевого профиля 14 или любую другую секцию группы шпуров можно выделить шпурами 35, задающими точку заложения, и отдельный класс заряда может быть определен для данной секции. Различные секции групп шпуров, подошвы, стенки и кровли могут иметь различные удельные заряды (q1-q4) вследствие отличающихся качественных требований к ним в отношении зон образования трещин, например. Класс заряда, таким образом, определяет, по меньшей мере, удельный заряд q, подлежащий использованию. Данные величины параметров классов зарядов могут сохраняться в таблице удельных зарядов, аналогичной показанной на фиг.7, или тому подобной. При использовании таких предварительно установленны