RU2023877C1

RU2023877C1 - Method of screened explosions

Info

Publication number: RU2023877C1
Authority: RU
Inventors: Анатолий Александрович Кузьменко; Виктор Данилович Воробьев; Сергей Борисович Александренко; Витаутас Ляонович Бложе
Original assignee: Анатолий Александрович Кузьменко
Priority date: 1991-03-25
Filing date: 1991-03-25
Publication date: 1994-11-30

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: method involves drilling holes between the breaking-in wells and guarded object to form a screening slit. The breaking-in and screening holes are drilled at an angle of 30-60 deg therebetween. In case of a negative inclination angle of the screening slit, additional shorter and peripheral holes are drilled in the peripheral rock. Breaking-in holes are loaded with loosening charges while the short ones, with low-power charges. The charges are fired first in screening holes, then the loosening charges and, after a time delay, the peripheral and low-power charges. EFFECT: higher efficiency. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при производстве буровзрывных работ для снижения их сейсмического действия на охраняемые объекты и повышения качества дробления горных пород. The invention relates to the mining industry and can be used in the production of drilling and blasting operations to reduce their seismic effects on protected objects and improve the quality of crushing rocks.

Известен способ снижения сейсмического эффекта при производстве буровзрывных работ на карьерах, включающий бурение скважин рыхления, заряжание их взрывчатым веществом (ВВ), установку забойки, взрывание с замедлением и создание экранирующего слоя [1]. There is a method of reducing the seismic effect in the production of blasting in quarries, including drilling of loosening holes, loading them with explosives (BB), installing jamming, blasting with delay and creating a shielding layer [1].

Наиболее близким из известных технических решений к предлагаемому является способ взрывания с экранированием взрывных волн с помощью щели [2]. The closest known technical solutions to the proposed is a blasting method with shielding of blast waves using a gap [2].

Недостатками указанных способов являются низкая эффективность защиты охраняемых объектов и дробящего действия взрыва. The disadvantages of these methods are the low efficiency of protection of protected objects and the crushing effect of the explosion.

Цель изобретения - повышение эффективности защиты охраняемых объектов и улучшение качества дробления горных пород за счет учета направления распространения фронта волны при падении ее на границу раздела массив горной породы - щель в процессе взрыва удлиненных скважинных зарядов ВВ. The purpose of the invention is to increase the efficiency of protection of protected objects and improve the quality of crushing rocks by taking into account the direction of propagation of the wave front when it falls to the interface of the rock mass - gap during the explosion of elongated borehole explosive charges.

Поставленная цель достигается тем, что в способе взрывания с экранированием, включающем предварительное щелеобразование и последующую отбойку массива горных пород удлиненными зарядами взрывчатого вещества, достигается соответствующее взаимное расположение экранирующей щели относительно скважинных зарядов дробления ВВ тыльного ряда взрываемого блока, при котором тыльный ряд скважин рыхления и скважины, предназначенные для создания сейсмоэкрана, образуют угол между собой, находящийся в пределах 30≅τ≅60,град., при этом ряды указанных скважин можно забуривать под различными требуемыми углами их заложения к дневной поверхности (в соответствии с данным условием). This goal is achieved by the fact that in the method of blasting with shielding, including preliminary slitting and subsequent breaking of the rock mass with elongated explosive charges, a corresponding relative position of the shielding gap relative to the borehole charges of crushing explosives of the back row of the blasting block is achieved, in which the back row of loosening wells and the borehole designed to create a seismic screen, form an angle between themselves, which is within 30≅τ≅60, deg., while the rows of these wells can be drilled at various required angles of their laying to the surface (in accordance with this condition).

Угол в пределах 30 ≅τ≅ 60^о является оптимальным (рабочим) и учитывает направление распространения фронта взрывной волны при падении ее на границу раздела массив горной породы - щель. Поэтому при соответствующем взаимном расположении зарядных и экранирующей выработок в породном массиве сохраняется оптимальный (близкий к максимальному) угол падения фронта волны (угол падения луча) на стенку щели, который является расчетным и составляет 75-90^о. Максимальный угол падения фронта волны на стенку щели практически исключает прохождение энергии падающей волны через щель.Angle in the range 30 ≅τ≅ ⁶⁰ is optimal (working) and takes into account the direction of propagation of the detonation wave front at its incidence on the interface of the rock massif - gap. Therefore, with an appropriate mutual arrangement of the charging and shielding workings in the rock mass, the optimal (close to maximum) angle of incidence of the wave front (angle of incidence of the beam) on the slit wall is maintained, which is calculated at 75-90 ^o . The maximum angle of incidence of the wave front on the slit wall virtually eliminates the passage of the incident wave energy through the slit.

Поставленная цель также достигается соответствующей "доработкой" приконтурной зоны отрабатываемого породного массива. This goal is also achieved by the corresponding "refinement" of the marginal zone of the processed rock mass.

На чертеже представлена схема взрывания с экранированием, в частности показано взаимное расположение в массиве горных пород 1 экранирующей щели 2 относительно основных скважинных разрядов 3 дробления (на примере вертикально расположенных скважин тыльного ряда) с указанием места 4 инициирования, а также относительно укороченных скважинных зарядов 5 и контурных зарядов 6, обеспечивающих "доработку" приконтурной зоны 7. На чертеже стрелкой 8 обозначено направление на охраняемый объект. Схематично определены положения падающей и отраженной изохром волны 9, а также положения лучей 10 и 11 падающей и отраженной волны соответственно. The drawing shows a blasting scheme with shielding, in particular, the relative position in the rock mass 1 of the shielding slit 2 relative to the main borehole discharges 3 crushing (for example, vertically located back row wells) indicating the location 4 of initiation, as well as relatively shortened borehole charges 5 and contour charges 6, providing "refinement" of the contour zone 7. In the drawing, arrow 8 indicates the direction to the protected object. The positions of the incident and reflected isochromic waves 9, as well as the positions of the rays 10 and 11 of the incident and reflected waves, respectively, are determined schematically.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Способ ведения взрывных работ заключается в установке с тыльной стороны последнего взрываемого ряда скважинных зарядов 3 рыхления экранирующей щели 2. Создание сейсмоэкрана (производится по известной технологии и включает забуривание ряда скважин, заряжание их зарядами ВВ специальной конструкции и взрывание) предшествует основным технологическим взрывам скважинных зарядов 3 рыхления. При незначительной глубине заложения основных скважинных зарядов рыхления возможно использование экранирующей щели, предварительно пройденной механическим способом при помощи специального оборудования. The method of blasting is to install on the back of the last detonated row of borehole charges 3 loosening the shielding slit 2. Creating a seismic screen (produced by known technology and includes drilling a number of boreholes, loading them with explosive charges of a special design and blasting) precedes the main technological explosions of borehole charges 3 loosening. With a small laying depth of the main borehole loosening charges, it is possible to use a shielding gap, previously mechanically passed using special equipment.

По предлагаемому способу взрывания с экранированием выбирают требуемый угол наклона тыльного ряда скважин 3 рыхления и экранирующей щели 2 относительно дневной поверхности в зависимости от необходимости, обусловленной геолого-технологическими ограничениями: тип пород, технологические возможности бурового оборудования, тип ВВ, конструкции применяемых зарядов ВВ и т. п. При этом соответствующее взаимное расположение скважин для образования экранирующей щели 2 и скважин зарядов 3 рыхления удовлетворяет условию, когда между рядами соответствующих скважин угол находится в пределах 30 ≅τ≅ 60^o (угол τ не показан).According to the proposed method of blasting with shielding, the required angle of inclination of the back row of wells 3 of loosening and shielding slit 2 relative to the day surface is selected, depending on the need due to geological and technological limitations: rock type, technological capabilities of drilling equipment, type of explosive, design of used explosive charges, and t etc. In this case, the corresponding relative position of the wells for the formation of the screening gap 2 and the wells of the charges 3 of loosening satisfies the condition when between the rows existing wells, the angle is within 30 30τ≅ 60 ^o (angle τ is not shown).

В случае необходимости забуривания вертикальных скважин рыхления тыльного ряда скважины, предназначенные для образования сейсмоэкрана, образуют под углом γ, равным не более 60^о к дневной поверхности. Угол наклона экранирующей щели 2 определяется расчетом, исходя из условия, при котором угол падения луча 10 на стенку щели α₁ составляет от 75 до 90^о. На чертеже обозначен угол отражения α₂ , град., и угол преломления в экранирующую среду β , град., при оптимальных значениях α₁ . При соответствующем взаимном расположении зарядных и экранирующей выработок в породном массиве, когда выполняется условие 30≅τ≅60^о, коэффициент прохождения падающей волны в пространство щели уменьшается от 0,7 дл 0. При других значениях угла падения луча 10 (от 75 до 0^о) - возрастает от 0,7 до 1,6 в зависимости от амплитуды падающей волны. Угол γ определен из условия обеспечения максимального угла падения взрывной волны на поверхность щели. Это зависит от угла наклона фронта взрывной волны относительно свободной поверхности, что определяется такими характеристиками, как скорость детонации ВВ технологического ряда скважинных зарядов 3 и скорость распространения взрывной волны по массиву горных пород.If necessary, collaring the rear vertical wells loosening number wells designed to form seysmoekrana form an angle γ, equal to not more than ⁶⁰ ° to the surface. The angle of inclination of the screening slit 2 is determined by calculation, based on the condition under which the angle of incidence of the beam 10 on the wall of the slit α ₁ is from 75 to 90 ^about . The drawing shows the reflection angle α ₂ , deg., And the angle of refraction β into the shielding medium, deg., At the optimal values of α ₁ . With an appropriate mutual arrangement of the charging and shielding workings in the rock mass, when the condition 30≅τ≅60 ^о is fulfilled, the coefficient of transmission of the incident wave into the gap space decreases from 0.7 to 0. For other values of the angle of incidence of the beam 10 (from 75 to 0 ^о ) - increases from 0.7 to 1.6, depending on the amplitude of the incident wave. The angle γ is determined from the condition of ensuring the maximum angle of incidence of the blast wave on the surface of the gap. It depends on the angle of inclination of the front of the blast wave relative to the free surface, which is determined by such characteristics as the detonation velocity of the explosive of the technological series of well charges 3 and the speed of propagation of the blast wave over the rock mass.

Предлагаемый способ взрывания предусматривает, что экранирующую щель 2 можно использовать дополнительно в качестве выработки, оконтуривающей рабочий или нерабочий борт карьера с заданным углом откоса. Однако при отрицательном угле откоса уступа, образованного за счет экранирующей щели 2, отбойку законтурного массива горных пород осуществляют контурными зарядами 6 и укороченными скважинными зарядами 3 малой мощности, взрываемыми с замедлением по отношению к основным зарядам 3 рыхления. Короткозамедленное взрывание производят в следующей последовательности: скважинные заряды, образующие экранирующую щель 2 (сейсмоэкран создают предварительно - до проведения технологических взрывов), основные скважинные заряды 3 рыхления, контурные заряды 6, укороченные скважинные заряды 5 малой мощности. Интервалы замедления между взрывами выбирают исходя из конкретных условий или принимают по проекту, причем угол заложения контурных скважинных зарядов 6 соответствует заданному углу откоса рабочего или нерабочего борта карьера (линия ВС на чертеже). The proposed method of blasting provides that the shielding slit 2 can be used additionally as a development that contours the working or non-working side of the quarry with a given angle of repose. However, with a negative slope angle of the ledge formed due to the shielding slit 2, the contour mass of rocks is broken off by contour charges 6 and shortened borehole charges 3 of low power that explode with deceleration relative to the main loosening charges 3. Slow blasting is carried out in the following sequence: borehole charges forming a shielding gap 2 (a seismic screen is preliminarily created before technological explosions), main borehole charges 3 of loosening, contour charges 6, shortened borehole charges 5 of low power. The deceleration intervals between explosions are selected on the basis of specific conditions or are adopted according to the project, and the angle of laying of the contour borehole charges 6 corresponds to a given slope angle of the working or non-working side of the quarry (aircraft line in the drawing).

По предлагаемому способу в качестве сейсмоэкрана можно использовать предварительно разрыхленный объем горной породы (АВС). Образовывают его взрыванием рядов зарядов экранирующей щели 2, контурных скважинных зарядов 6 и ряда укороченных скважинных зарядов 5. При этом ряд скважин, предназначенный для образования экранирующей щели, забуривают на глубину ниже подошвы уступа, а основные технологические взрывы производят после создания данного сейсмоэкрана (АВС). В этом случае ударные волны, направленные в сторону охраняемого объекта, экранируются за счет обеспечения максимального угла падения взрывной волны на поверхность (линия АВ) предварительно разрыхленного массива, а также гасятся непосредственно в нем. Контурные заряды 6 (линия ВС) формируют в зависимости от требуемого угла откоса, что связано с типом и крепостью пород. According to the proposed method as a seismic screen, you can use a previously loosened volume of rock (ABC). It is formed by blasting the rows of charges of the shielding slit 2, the contour borehole charges 6 and a number of shortened borehole charges 5. At the same time, a number of wells designed to form a shielding slit are drilled to a depth below the bottom of the ledge, and the main technological explosions are made after the creation of this seismic screen (ABC) . In this case, the shock waves directed towards the guarded object are screened by providing the maximum angle of incidence of the blast wave on the surface (line AB) of the previously loosened massif, and also are extinguished directly in it. Contour charges 6 (BC line) are formed depending on the required slope angle, which is associated with the type and strength of the rocks.

Предложенный способ взрывания с экранированием позволяет эффективно гасить сейсмоколебания на их пути к охраняемым объектам, обеспечивая при этом уменьшение доли прошедшей через щель (сейсмоэкран) энергии сейсмической волны в 2-3 раза по сравнению с прототипом, а также улучшает дробящее действие взрыва отрабатываемого массива горных пород. The proposed method of blasting with shielding allows you to effectively quench seismic vibrations on their way to protected objects, while ensuring a reduction in the fraction of seismic wave energy transmitted through a slit (seismic screen) by a factor of 2–3 compared with the prototype, and also improves the crushing effect of the explosion of the rock mass .

Claims

1. METHOD OF EXPLOSION WITH SCREENING, including the preliminary formation of a seismic shielding gap and the subsequent breaking of the rock mass by borehole loosening charges, characterized in that, in order to increase the protection efficiency of the protected object and improve the quality of rock crushing by taking into account the influence of the angle of incidence of the wave front on the gap wall, a seismic shielding gap is formed by blasting explosive charges installed in the wells, while wells designed to form a seismic shielding gap, and located d them fender wells are drilled to form an angle between the wells of 30 - 60 ^o.

2. The method according to claim 1, characterized in that the boreholes are drilled vertically, and the wells designed to create a seismic screening gap, at an angle to the surface of no more than 60 ^o .

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the seismic screening gap is formed at a given angle of slope of the pit side.

4. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that when the angle of inclination of the seismic screening gap is negative, the contour borehole charges are additionally installed in the contour array at an angle of slope of the pit side, and between them and the seismic screening gap - low power charges placed in shortened wells, while the contour borehole charges explode with deceleration in relation to loosening charges, and low-power charges with deceleration in relation to contouring.

5. The method according to claim 4, characterized in that the wells designed to create a seismic screening hole are drilled to a depth below the bottom of the ledge, and the loosened volume of rock formed by blasting shielding, contouring and shortened wells is used as a seismic screen.