FI64975B - Foerfarande i gruvor foer oeppnande av tilltaeppta lastningstrattar och/eller stenschakt och spraengladdning foer anvaendning vid foerfarandet - Google Patents

Description

[VfcSI^l [B] (11) *^u ULUTUSj U LKAISU

L J ' ' UTLAGGNINGSSKRIFT O 4 7 f D

(45) ^ y ^ (51) Kv.lk.3/lnt.CI.3 E 21 G 37/00 SUOM I — Fl N LAN D (21) P*Mnttlh*k*mu» — PMenuntöknlng 782997 (22) Hakemlspilv! — Ansttknlngsdag 02.10.78 ^ ^ ^ (23) AlkupUvi—GHtl(h*ttdag 02.10.78 (41) Tullut Julkltuktl — Bllvlt offantllg 03. 0U . 80

Patentti· ja rekisterihallitus (44) NthUvilulpanon j. kuuLjulkat^n pvm. - η in o.

Patent- och registerstyrelsen Amekan utlagd och uti-tknftan pubticarwi J J

(32)(33)(31) Pyydetty «tuolkaua—Begird prlorltct (71) Raikka Oy, Tavastst jemankatu 11, 00250 Helsinki 25, Suomi-Finland (FI) (72) Tauno Ahola, Kaleton, Suomi-Finland(FI) (7*0 Forssen & Salomaa Oy (5*0 Menetelmä kaivoksissa tukkeutuneiden lastaussuppiloiden ja/tai kivikuilujen avaamiseksi ja menetelmässä käytettävä louhospanos -Förfarande i gruvor för öppnande av tilltäppta lastningstrattar och/eller stenschakt och sprängladdning för användning vid förfarande t

Keksinnön kohteena on menetelmä kaivoksissa tukkeutuneiden lastaussuppiloiden ja/tai kivikuilujen avaamiseksi, jossa menetelmässä avattavan holvautuman alapuolelle sijoitetaan erityinen ammuttava panos, joka suunnataan avattavaan holvautumaan.

Lisäksi keksinnön kohteena on menetelmässä käytettävä louhospanos sen ammuksen sinkoamiseksi haluttuun suuntaan.

Ennestään tunnetusti kaivosten lastaussuppiloiden alapäästä kuormataan ja ajetaan pois sinne asti pudonnut louhoskivi. Samanaikaisesti valuu ylhäältä uutta louhosta tilalle. Tällöin sattuu lastaussuppiloiden holvautumisia, jotka ovat purettava räjähdysaineita käyttäen. Myös kaivosten kivikuiluissa esiintyy vastaavaa holvautumista.

2 64975

Yleisesti ilmenevänä epäkohtana on se, että lastaussuppiloon kaadettu louhos ei pääse valumaan alas asti, vaan suppiloon tulee tukkeutuma suurempien lohkareiden kiilaantuessa toisiaan vastaan. Näitä tukkeutumia sattuu eri korkeuksilla. Jos mainittu tukkeuma on niin alhaalla, että siihen voidaan vaaratta porata reikä saadaan kivi rikottua räjäyttämällä, sijoittamalla räjäytyspanos porattuun reikään. Jos taas lastaussuppiloiden ja kivikuilujen holvautuminen tapahtuu niin korkealla ja siten, ettei holvautumisen aiheuttamiin kivenlohkareisiin päästä poraamaan, joko siitä syystä, että holvautuminen saattaisi pudota porauksen aiheuttaman tärinän johdosta tai holvautuminen on niin korkealla ettei sen takia voida porausta suorittaa, joudutaan käyttämään holvau-tumien purkamiseen pintapanosräjäytyksiä.

Oheisissa kuvioissa A ja B (tekniikan taso) on esitetty nykyisin yleisesti käytetty menetelmä pintapanosräjäytysten suorittamiseksi. Kuviossa A on nousu-kuilun b holvausta merkitty a:11a ja holvauksen a yhteyteen on tuotu räjäh-dyspanos d. Kuviosta B näkyy pintaräjähdyspanoksen rakenne. Panokseen kuuluu räjähdyspanos d nalleineen, ampurima c, johon on sidelangoilla f kiinnitetty nallijohto e, joka johtaa laukaisulaitteeseen.

Pintapanosräjäytykset suoritetaan siten, että rimojen c avulla nostetaan räjähdysainetta d holvautumisen aiheuttavien lohkareiden a pinnalle tai niiden väliin ja sitten räjäyttämällä tämä pintapanos pyritään avaamaan tukkeutuma. Lohkareiden suuruudesta riippuen joudutaan räjäytyksissä käyttämään panoksia, joista pienimmät sisältävät muutamia kiloja ja suurimmat useita kymmeniä kiloja räjähdysainetta. Pintapanoksia käytettäessä joudutaan yleensä ampumaan useita kertoja ennenkuin holvautuminen saadaan aukaistua.

Joskus holvautuminen on tapahtunut niin korkealla, esim. 10-20 metrin korkeudella, ettei mainittujen rimojen avulla pintapanoksia saada nostetuksi riittävälle korkeudelle. Tällöin ennestään tunnetusti yleensä porataan viereisestä lastaussuppilosta porareikä holvautumiskohtaan ja sen kautta yritetään saada räjähdysainetta työnnettyä holvautumaan, missä se sitten räjäytetään ja näin pyritään holvautuma aukaisemaan.

Edellä käsitelty holvautumien purkaminen onkin eräs hankalimpia ja vaarallisimpia kaivoksissa suoritettavia töitä, joiden suoritukseen ei tähän mennessä 3 64975 ole keksitty kaikkiin tapauksiin sopivaa käyttökelpoista ja turvallista ratkaisua .

Lisäksi on kokeiltu mainittujen holvautumien avaamista ampumalla niiden aiheuttamia lohkareita käyttäen räjähtäviä ammuksia. Tällä tavoin saadaankin osa holvautumista aukaistua, mutta suurena haittana on se että ase jolla ammutaan, hautautuu alas putoavien kivenlohkareiden alle ja särkyy, ellei käytetä kalliita ja hyvin epäkäytännöllisiä erityisjärjestelyjä, kuten on ehdotettu SE-patentissa 218 670. Siksi tämä menetelmä ei ole käytännössä taloudellinen.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että mainittuna ammuksena käytetään sellaista louhospanosta, joka käsittää räjäh-dysainekappaleen sekä massiivisen esim. metallia olevan ammuksen, joka räjähdysaineen räjähdyskaasupaineen voimalla lennätetään ilman putkimaista varsinaista asetta suurella lähtönopeudella mainittua holvautumaa vasten ammuksen iskuenergian rikkoessa holvautuman kivet.

Keksinnön mukaista menetelmää soveltavalle louhospanokselle on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, että panos käsittää ammuksen, joka on sijoitettu räjähdysainekappaleen pinnalle, mistä räjähdysaineesta räjähdyksessä syntyvät kaasut aiheuttavat ammuksen räjähdysaineen puoleiseen osaan suuren paineen, mikä sinkoaa ammuksen suurella nopeudella haluttuun suuntaan.

Keksinnön lähtökohtana onkin ollut toteamus, että räjähdysaineita voidaan käyttää suurien lähtönopeuksien antamiseen ammuksille. Tällöin kuitenkin varsinainen "ase" hajoaa panoksena käytetyn räjähdysaineen räjähtäessä. Täten ammus onkin konstruoitu sellaiseksi, että se kestää räjähdyskaasujen aiheuttaman paineen, joten ammus saa suuren lähtönopeuden ja halutun lähtösuunnan. Käytettävän "aseen" kestävyyttä ei tarvitse tehdä vahvemmaksi kuin, että se kestää tavallisen käsittelyn, koska kuitenkin "ase" ja sen "putki" räjähdyksessä hajoavat. Parhaiten sopiikin "aseen" putkiaineeksi sellainen aine, joka räjähdyksessä hajoaa pieniksi sirpaleiksi tai kaasuuntuu. Tällöin ei "aseen" hajoamisesta pääse syntymään ympäristössä vahinkoa aiheuttavia sirpaleita. Esim. muovit ovat sopivia tähän tarkoitukseen.

64975

Keksinnön mukaisessa menetelmässä sovellettavan panoksen ammuksella tulee olla suuri poikkipinta-ala, johon räjähdyskaasujen paine pääsee vaikuttamaan. Näin päästään menetelmän kannalta riittävän suuriin lähtönopeuksiin.

Kun keksinnössä räjähdyskaasujen ympärillä ei ole putkea kuten ruutia käytettäessä, räjähdyskaasut pääsevät ammuksen takana leviämään nopeasti sivulle päin ja paine ammuksen takana pienenee nopeasti, joten räjähdyskaasujen paine vaikuttaa ammukseen vain lyhyen aikaa. Tavallisten tykkien putkissa ruutikaa-sujen paine vaikuttaa noin 1-5 metrin matkalla. Keksinnössä sitä vastoin räjähdyspaineen vaikutus ammukseen kestää vain pienen osan tästä matkasta.

Suuren lähtönopeuden saavuttaminen edellyttää keksinnön mukaisesti räjähdysaineilla ammuttavilta ammuksilta suurta poikkipinta-alaa ja kestävää rakennetta niin ettei ammuksen muoto räjähdyskaasujen vaikutuksesta muutu. Joskus kuitenkin tietoisesti halutaan ammuksen muoto muuttaa esim. sen läpäisykyvyn tai lento-ominaisuuksien parantamiseksi.

Keksinnössä käytetyt ammukset ovat sopivasti ympyrän muotoisia levyjä halkaisijaltaan 10-30 cm ja paksuudeltaan noin 10-30 mm. Niiden ylä- tai alapinta voi olla myös joko pallopinnan, kartion tai katkaistun kartion tai muun vastaavanlaisen muotoinen, jolloin reunojen paksuus saattaa olla muutamia millimetrejä.

Keksinnössä räjähdysaineena voidaan käyttää mitä räjähdysainetta tahansa. Suurimmat lähtönopeudet saavutetaan kuitenkin sellaisilla räjähdysaineilla, joiden räjähdysnopeus on suuri.

Suuren lähtönopeuden saavuttamiseksi on tarpeen ammuksen suuri poikkipinta-ala, mutta ammuksen suuren kivenlohkareiden rikkomiskyvyn saavuttamiseksi on tarpeellista saada keskitettyä ammuksen iskuenergia pienelle alalle.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuviossa esitettyyn keksinnön erääseen sovellutusesimerkkiin.

Piirustuksen kuviot A ja B esittävät tekniikan tasoa edellä selostetulla tavalla.

Il 64975

Kuvio 1 esittää keskeistä poikkileikkausta keksinnön mukaisesta panoksesta.

Kuvion 1 mukaisesti panos 10 käsittää räjähdysainekappaleen 11, jossa on esim. 5-6 kg räjähdysainetta, joka on ympäröity ohuella n. 1 mm:n vahvuisella teräskuorella 12, joka on olennaisesti katkaistun kartion muotoinen. Teräs-kuoreen 12 on hitsattu kohdista 14 ja 15 kiinni kantokahva 13. Ammuksen kapeammassa päässä on detonaattori 18 ja siinä nallinreikä 19. Räjähdysaine-kappaleen 11 leveämmässä päässä on räjähdysaineessa tiiviisti kiinni keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävä massiivinen ammus 17, joka on esim. hitsaussaumalla 16 kiinnitetty peltikuoreen 12. Ammus 17 on muodoltaan pyöreä ja sen tasomainen osa tulee ulospäin, siis ammuntasuuntaan V, Teräskuori 12 voidaan eräissä tapauksissa korvata edullisesti vastaavalla muovikuorella, joka kaasuuntuu ammuttaessa. Ammus 17 on esim. sopivaa terästä ja paino on n. 5 kg kuvion 1 mukaisessa toteutuksessa.

Kuvion 1 esittämällä panoksella 10 saadaan ammukselle 17 n. 1400-1500 m/s lähtönopeus ampumasuuntaan. Keksintö ei ole mitenkään rajoitettu kuviossa 1 vain esimerkin vuoksi selostettuun panokseen ja sen selostettuun käyttöön. Panos voidaankin toteuttaa esim. niin, että räjähdysainekappaletta 11 vastaava räjähdysainekappale sijoitetaan pahvilaatikkoon valettuun pesään, joka on esim. styroxia ja räjähdysainekappaleen päälle kiinnitetään keksinnössä käytettävä ammuskappale, jonka muoto voi huomattavasti poiketa edellä selostetusta muodosta esimerkiksi haluttujen lento-ominaisuuksien ja/tai iskuomi-naisuuksien aikaansaamiseksi.

Keksinnön mukainen menetelmä toteutetaan käytännössä esim. niin, että kuviosta A näkyvän nousukuilun alapuolelle tiiviille ja vahvalle alustalle 20 sijoitetaan panos 10, joka suunnataan sinänsä tunnettuja apulaitteita käyttäen holvausta a kohti ja tämän jälkeen suoritetaan ammunta, jossa ammus 17 suurella energialla iskeytyy holvikiviin a näitä rikkoen. Tarvittaessa suoritetaan uusi ammunta tai useampia ammuntoja, kunnes saadaan holvaus avatuksi.

Lastaussuppiloita tai -kuiluja avattaessa keksinnön mukaista menetelmää soveltaen suunnataan edellä selostettu louhospanos kuilun pohjalta esim. valon-sädesuuntausta apunakäyttäen haluttuun osumakohtaan. Koska ampumamatka tukkeutumaan tulee tavallisesti olemaan n. 5-20 m, niin ammuksen nopeus ei ehdi 3 64975 tällä matkalla haitallisessa määrin pienentyä. Jos esim. 7 kg:n painoisen ammuksen iskunopeus on 1000 m/s niin sen iskuenergia tulee olemaan n. 3 500 000 Nm. Tällainen iskuenergia on riittävä rikkomaan jopa n. 2-3 m suuruisia kiviä.

Kuten edellä on selvinnyt tulee räjähdyksen aikana ammuksen 17 poikkipinta-alan olla mahdollisimman suuri, mutta räjähdyksen tapahtuessa on edullista, että ammuksen poikkipinta-ala supistuu pieneksi. Tällöin kasvaa iskuenergia suuremmaksi ammuksen iskupinnan pinta-alayksikköä kohti, ja ammuksen läpäisyjä rikkomiskyky suurenevat. Samalla pienenee myös ilmanvastuksen aiheuttama ammuksen hidastuvuus. Ammuksen 17 tai vastaavan poikkipinnan pieneneminen voidaan saavuttaa mm. seuraavilla eri tavoilla.

Ammuksen reunat tehdään sen keskikohtaa ohuemmiksi, jolloin räjähdyskaasujen paine kääntää ne eteenpäin. Räjähdyksen jälkeen ilmanvastus kääntää ammuksen 180°, jolloin ammuksen poikkipinta-ala on reunojen kääntymisen johdosta pienentynyt .

Ammuksen muodostama teräslevy tehdään sellaiseksi, että tämä ammus lentää joko reuna edellä tai pyörien, jolloin ainakin osan matkasta ammus lentää reuna edellä. Tämä saavutetaan tekemällä ammus epäsymmetriseksi.

Ammuksen muodostaman levyn päälle pannaan sitä huomattavasti läpimitaltaan pienempi levy. Jos esim. tämän levyn halkaisija on 1/3 alalevyn halkaisijasta, mutta paino 1/2 alalevyn painosta, niin on pienen levyn poikkipinta 1/9 suuren levyn pinta-alasta. Kun pienen levyn paino on 1/2 alalevyn painosta, on pienen levyn poikkipintakuormitus 4,5 kertainen alalevyyn verrattuna. Kun näillä molemmilla ammuksen osilla on sama nopeus, niin on pie- 2 nemmän ammuksen iskuenergia cm kohti 2,25 kertainen suuremman ammuslevyn iskuenergiaan verrattuna. Lisäksi ilmanvastuksen aiheuttama hidastuvuus pienempään ammukseen on pienempi kuin suurempaan.

Keksintö ei mitenkään ahtaasti rajoitu edellä vain esimerkin vuoksi selostettuihin yksityiskohtiin, jotka voivat vaihdella seuraavassa esitettävien patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (8)

64975

1. Menetelmä kaivoksissa tukkeutuneiden lastaussuppiloiden ja/tai kivikui-lujen avaamiseksi, jossa menetelmässä avattavan holvautuman alapuolelle sijoitetaan erityinen ammuttava panos, joka suunnataan avattavaan holvautumaan, tunnettu siitä, että mainittuna ammuksena käytetään sellaista louhos-panosta, joka käsittää räjähdysainekappaleen (11) sekä massiivisen esim. metallia olevan ammuksen (17), joka räjähdysaineen räjähdyskaasupaineen voimalla lennätetään ilman putkimaista varsinaista asetta suurella lähtönopeudella mainittua holvautumaa vasten ammuksen (17) iskuenergian rikkoessa holvautuman kivet.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukaisessa menetelmässä käytettävä louhospanos sen ammuksen sinkoamiseksi haluttuun suuntaan kaivoksien tukkeutuneiden lastaussuppiloiden ja/tai kivikuilujen avaamiseksi sijoittamalla avattavan holvautuman alapuolelle erityinen ammuttava panos, joka suunnataan avattavaan holvautumaan, tunnettu siitä, että panos (10) käsittää massiivisen esim. metallia olevan ammuksen (17), joka on sijoitettu räjähdysainekappaleen (11) pinnalle ja että räjähdysaineen räjähdyskaasupaineen voima on sovitettu lennättämään ammuksen (17) ilman putkimaista varsinaista asetta suurella lähtönopeudella holvautumaa vasten ammuksen (17) iskuenergian rikkoessa holvautuman kivet.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen louhospanos, tunnettu siitä, että ammus räjähdyksessä muotoutuu sellaiseksi, että sen poikkipinta tulee oleellisesti pienemmäksi kuin ennen räjäytystä.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen louhospanos, tunnettu siitä, että sen ammuksena (17) käytetään keskeltä reunoihin päin ohenevaa metalli- tai jotain muuta levyä, minkä reunat räjähdyksessä kääntyvät eteenpäin, mistä johtuen ilman vastus kääntää ammuksen n. 180°, jolloin se lentää kääntyneet reunat taaksepäin suuntautuneina ja poikkipinnaltaan oleellisesti pienempänä kuin mitä tämä ammus oli ennen laukaisua.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen louhospanos, tunnettu siitä, että sen ammuksena käytetään siten muotoiltua teräslevyä, mikä levy liikkeelle 1ähdettyään kääntyy niin, että se lentää ainakin osan matkasta reuna edellä. 8 64975

6. Patenttivaatimuksen 2,3,4 tai 5 mukainen louhospanos, tunnettu siitä, että räjähdysaine (11) on ympäröity teräskuorella (12).

7. Patenttivaatimuksen 2,3,4 tai 5 mukainen louhospanos, tunnettu siitä, että räjähdysaine on pantu ohuen muovikuoren sisään, mikä räjähdyksessä hajoaa pieniksi osiksi tai kaasuuntuu.

8. Patenttivaatimuksen 2 mukainen louhospanos, tunnettu siitä, että ammuksen muodostaa teräslevyn päällä oleva toinen tai useampi läpimitaltaan oleellisesti pienempi teräskappale, jolle sen alapuolella oleva teräslevy antaa saman tai suuremman nopeuden, kuin mitä sillä itsellään on. Il 64975