RU2052104C1 - Process of rock breaking - Google Patents
Process of rock breaking Download PDFInfo
- Publication number
- RU2052104C1 RU2052104C1 RU93030981A RU93030981A RU2052104C1 RU 2052104 C1 RU2052104 C1 RU 2052104C1 RU 93030981 A RU93030981 A RU 93030981A RU 93030981 A RU93030981 A RU 93030981A RU 2052104 C1 RU2052104 C1 RU 2052104C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- block
- rows
- wells
- row
- ledge
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при скважинной отбойке горных пород при открытой и подземной разработке месторождений полезных ископаемых, преимущественно в монолитных породах. The invention relates to mining and can be used for borehole rock breaking in open and underground mining of mineral deposits, mainly in monolithic rocks.
Известен способ отбойки горных пород взрывом, при котором в блоке бурят вертикальные ряды скважин, заряжают последние взрывчатым веществом (ВВ) и осуществляют последовательное короткозамедленное взрывание в скважинах [1] Недостатком этого способа является недостаточная эффективность отбойки горной массы из-за жесткой связи блока с массивом горных пород. There is a method of breaking rocks by explosion, in which vertical blocks of wells are drilled in a block, the latter is charged with explosive (BB) and sequential short-blast blasting is performed in wells [1] The disadvantage of this method is the insufficient efficiency of rock breaking due to the rigid connection of the block with the array rocks.
Известен также способ отбойки горных пород, при котором бурят в блоке вертикальные ряды скважин, производят их заряжание ВВ и последующее короткозамедленное взрывание [2] Недостатком этого способа отбойки горных пород является неэффективная отбойка горной массы, обусловленная с одной стороны повышенным расходом ВВ, а с другой неполным использованием энергии взрыва скважинных зарядов. Так как блок жестко связан с массивом горных пород, то энергия взрыва каждого скважинного заряда расходуется не только на дробление блока, но и на его отделение от массива. Распределение энергии взрыва на дробление горной породы в блоке и отделение ее от массива носит неуправляемый характер, поэтому имеет место неравномерное дробление горной массы, приводящее к образованию негабаритов. There is also known a method of rock breaking, in which vertical rows of wells are drilled in a block, explosives are charged and followed by short-blasting [2] The disadvantage of this method of rock breaking is inefficient rock breaking, which is caused by increased explosive consumption on the one hand, and on the other incomplete use of the energy of the explosion of borehole charges. Since the block is rigidly connected with the rock mass, the explosion energy of each borehole charge is spent not only on crushing the block, but also on its separation from the mass. The distribution of the energy of the explosion for crushing the rock in the block and its separation from the massif is uncontrollable, therefore, there is an uneven crushing of the rock mass, leading to the formation of oversize.
Жесткая связь блока с массивом горных пород ведет также к тому, что волны напряжения, образующиеся к блоке при взрыве скважинных зарядов, распространяются вглубь массива, теряя часть своей энергии на насыщение массива горных пород, лежащего за пределами блока. The rigid connection of the block with the rock mass also leads to the fact that the stress waves generated to the block during the explosion of borehole charges propagate deep into the mass, losing part of its energy to saturate the rock mass lying outside the block.
Цель изобретения повышение эффективности дробления за счет энергонасыщения блока путем использования резонансного эффекта при одновременной экономии ВВ. The purpose of the invention is to increase the efficiency of crushing due to the energy saturation of the block by using the resonant effect while saving explosives.
Достигается это тем, что в способе отбойки горных пород, включающем бурение в блоке размещенных в рядах параллельно бровке уступа основных скважин, их заряжание ВВ и порядное короткозамедленное взрывание, производят оконтуривание блока бурением вертикальных и горизонтальных дополнительных скважин для создания в блоке экранирующих щелей, а затем производят одновременное взрывание дополнительных скважин, а ряды основных скважин взрывают поочередно, начиная с последнего ряда от свободной поверхности откоса уступа, с определенной длительностью фазы сжатия взрывного импульса, при этом вынужденные колебания, возбуждаемые в блоке взрывными импульсами, совпадают с его собственной частотой колебаний, создавая резонансный эффект. This is achieved by the fact that in the method of breaking rocks, including drilling in a block placed in rows parallel to the edge of the ledge of the main wells, loading them with explosives and orderly short-blasting, outline the block by drilling vertical and horizontal additional wells to create shielding slots in the block, and then simultaneous blasting of additional wells, and the rows of the main wells explode in turn, starting from the last row from the free surface of the escarpment of the ledge, with a certain length nostyu compression phase of the explosive pulse, the forced oscillations excited in block firings, the same as its natural frequency by creating a resonance effect.
Кроме того, ряды основных скважин начинают взрывать с интервалом замедления, определенным временем распространения взрывной волны от последнего n ряда до свободной поверхности откоса уступа, отражением от нее и в момент прихода отраженной волны к предпоследнему (n-1)-му ряду производят его взрывание, причем последующие ряды взрывают аналогично. In addition, the rows of the main wells begin to explode with a retardation interval determined by the propagation time of the blast wave from the last n row to the free surface of the escarpment of the ledge, reflected from it and at the moment the reflected wave arrives at the penultimate (n-1) th row, it blows up, and subsequent rows explode similarly.
На фиг. 1 изображен план уступа со схемой размещения скважин; на фиг.2 разрез по А-А на фиг.1 (стрелками обозначено направление движения продольной волны Р). In FIG. 1 shows a plan of a ledge with a layout of wells; in Fig.2 a section along aa in Fig.1 (arrows indicate the direction of motion of the longitudinal wave P).
Способ отбойки горных пород осуществляют следующим образом. The method of breaking rocks is as follows.
По контуру подлежащего отбойке блока (фиг.1) бурят в четырех плоскостях вертикальные 1 и горизонтальные 2 дополнительные скважины, необходимые для образования экранирующих щелей, после чего в блоке бурят ряды (фиг.2, n.n-6) основных вертикальных 3 скважин, параллельных бровке уступа. Глубина вертикальных 1,3 скважин не превышает высоты уступа (фиг.2). On the contour of the block to be blasted (Fig. 1), vertical 1 and horizontal 2 additional wells are drilled in four planes necessary for the formation of shielding slots, after which rows of the main vertical 3 wells parallel to the edge are drilled in the block (Fig. 2, nn-6) ledge. The depth of vertical 1.3 wells does not exceed the height of the ledge (figure 2).
Вначале осуществляют взрывание вспомогательных зарядов ВВ в оконтуривающих блок вертикальных и горизонтальных скважинах, при этом образуется разрушенная и раздробленная горная масса, которая отделяет блок от горного массива с четырех сторон и выполняет роль экранирующих щелей. Масса заряда ВВ в оконтуривающих скважинах рассчитывается как для зарядов при контурном взрывании. Затем в отсеченном блоке взрывают в рядах основных скважин заряды ВВ с длительностью фазы сжатия tcж взрывного импульса, обеспечивающей эффективность отбойки и соответствующей зависимости
tсж= , мс где fo собственная частота колебания блока;
К средняя жесткость горной массы (порода или руда) блока;
М масса блока.First, explosive auxiliary charges are blasted in the contouring block of vertical and horizontal wells, and a destroyed and fragmented rock mass is formed, which separates the block from the rock mass from four sides and acts as shielding slots. The mass of explosive charge in contouring wells is calculated as for charges in contour blasting. Then, in the cut-off block, explosive charges are blown in the rows of the main wells with a duration of the compression phase t cj of the explosive pulse, which ensures the efficiency of breaking and the corresponding dependence
t cr = , ms where f o is the natural frequency of oscillation of the block;
K the average hardness of the rock mass (rock or ore) of the block;
M is the mass of the block.
Эту зависимость можно представить в виде:
tсж= где tсж длительность фазы сжатия взрывного импульса, мс;
10 переводной коэффициент;
g ускорение силы тяжести, м/с2;
Е модуль Юнга, Па;
S площадь поперечного сечения блока, м2;
ρ плотность горной массы, кг/м3;
V объем блока, м3;
L длина блока, м.This dependence can be represented as:
t cr = where t cz the duration of the compression phase of the explosive pulse, ms;
10 conversion factor;
g acceleration of gravity, m / s 2 ;
E Young's modulus, Pa;
S cross-sectional area of the block, m 2 ;
ρ density of the rock mass, kg / m 3 ;
V block volume, m 3 ;
L block length, m.
При взрывании зарядов в рядах с указанной выше длительностью импульса обеспечивается динамическое периодическое воздействие на отсеченный экранирующими щелями от горного массива блок. После короткозамедленного взрывания основных скважинных зарядов ВВ в последнем ряде (n) уступа волна напряжения достигает свободной поверхности откоса уступа, отражается от нее и достигает скважинных зарядов в предпоследнем (n-1) ряде через интервал времени, определяемый из выражения
t3= мс (2) где tз время замедления, мс;
Вi расстояние от n ряда до свободной поверхности уступа забоя и обратно до (n-1) ряда, м;
Vср средняя скорость распространения упругих волн в горном массиве, м/с.When charges are blown up in rows with the pulse duration indicated above, a dynamic periodic effect on the block cut off by shielding slots from the massif is ensured. After a short-blown explosion of the main borehole explosive charges in the last row (n) of the ledge, the stress wave reaches the free face of the ledge of the ledge, is reflected from it and reaches the well charges in the penultimate (n-1) row after a time interval determined from the expression
t 3 = ms (2) where t is the deceleration time, ms;
In i, the distance from the n row to the free surface of the ledge of the face and back to the (n-1) row, m;
V cf the average speed of propagation of elastic waves in the rock mass, m / s.
В этот момент взрывают скважинные заряды ВВ (n-1) ряда с длительностью взрывного импульса, определяемого по формуле (1), при этом взрывная волна напряжений достигает свободной поверхности откоса уступа и, отражаясь от нее, достигает скважинных зарядов (n-2) ряда через интервал времени t3, определеяемый по формуле (2). Порядок взрывания следующих рядов повторяется аналогично.At this moment, the blast hole charges of the explosive (n-1) series are blown with the duration of the blast pulse determined by formula (1), while the blast wave of stress reaches the free slope of the ledge and, reflected from it, reaches the borehole charges (n-2) of the series through the time interval t 3 determined by the formula (2). The order of blasting the following rows is repeated in the same way.
Таким образом, на блок воздействуют периодическими импульсными нагрузками, которые создают эффект раскачивания блока за счет взрывания рядов скважин с расчетной длительностью взрывного импульса и в определенной последовательности. В предлагаемом способе отбойки горных пород реализуется резонансный эффект, при котором собственные колебания блока, отделенного от горного массива экранирующими щелями, совпадают с вынужденными колебаниями, образующимися при взрыве зарядов ВВ, путем подбора длительности взрывного импульса. Thus, the block is affected by periodic impulse loads, which create the effect of rocking the block due to blasting of rows of wells with the estimated duration of the blast pulse and in a certain sequence. In the proposed method of rock breaking, a resonant effect is realized in which the natural vibrations of the block separated from the rock mass by shielding slots coincide with the forced vibrations generated during the explosion of explosive charges by selecting the duration of the explosive pulse.
Резонансный эффект достигается также за счет отделения блока от массива предварительным одновременным взрыванием вспомогательных зарядов в оконтуривающих вертикальных и горизонтальных скважинах. The resonant effect is also achieved by separating the block from the array by preliminary simultaneous blasting of auxiliary charges in the contouring vertical and horizontal wells.
Создание резонансного эффекта способствует более равномерному интенсивному дроблению пород за счет взаимодействия прямых и отраженных взрывных волн, усиливающих энергетический потенциал взрыва. Creating a resonant effect contributes to a more uniform intensive crushing of rocks due to the interaction of direct and reflected blast waves, enhancing the energy potential of the explosion.
П р и м е р. Блок имеет следующие габариты: длина 50 м, ширина 50 м, высота 15 м. Модуль Юнга 6,2 · 1010 Па, плотность породы 2,6 т/м3. Средняя скорость пpодольных волн в горном массиве 3600 м/с. Длительность фазы сжатия взрывного импульса, определенная по формуле (1), составляет 8,0 мс. Интервал времени замедления между взрыванием последнего n ряда и (n-1) ряда, определенный по формуле (2), составляет 21,1 мс.PRI me R. The block has the following dimensions: length 50 m, width 50 m, height 15 m. Young's modulus 6.2 · 10 10 Pa, rock density 2.6 t / m 3 . The average velocity of longitudinal waves in the massif is 3600 m / s. The duration of the compression phase of the explosive pulse, determined by the formula (1), is 8.0 ms. The delay time interval between the explosion of the last n rows and (n-1) rows, determined by formula (2), is 21.1 ms.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93030981A RU2052104C1 (en) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | Process of rock breaking |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93030981A RU2052104C1 (en) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | Process of rock breaking |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2052104C1 true RU2052104C1 (en) | 1996-01-10 |
RU93030981A RU93030981A (en) | 1996-09-10 |
Family
ID=20143145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93030981A RU2052104C1 (en) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | Process of rock breaking |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2052104C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116816385A (en) * | 2023-04-27 | 2023-09-29 | 中铁十一局集团有限公司 | Grouting method and related equipment for water-rich broken surrounding rock |
-
1993
- 1993-06-01 RU RU93030981A patent/RU2052104C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 669053, кл. E 21C 37/00, 1979. Авторское свидетельство N 976751, кл. E 21C 37/00, 1984. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116816385A (en) * | 2023-04-27 | 2023-09-29 | 中铁十一局集团有限公司 | Grouting method and related equipment for water-rich broken surrounding rock |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2005255053B2 (en) | Method of blasting | |
RU2052104C1 (en) | Process of rock breaking | |
RU2116612C1 (en) | Method of execution of blasting operations | |
RU97100449A (en) | EXPLOSION METHOD | |
RU2066838C1 (en) | Method of rock crushing by blasting | |
RU1153628C (en) | Method of stone quarry | |
RU2059809C1 (en) | Method for formation of kerf hollow | |
RU2133010C1 (en) | Process of breaking of mineral resources | |
RU2023877C1 (en) | Method of screened explosions | |
RU2017960C1 (en) | Method for rock breaking by blasting | |
RU2234673C1 (en) | Method of explosion of ascending wells | |
RU2256873C1 (en) | Method for drilling blasting of rocks | |
SU1680979A1 (en) | Method for non-explosive destruction of hard seamy rocks | |
SU1553719A1 (en) | Method of preventing coal, rock and gas outbursts | |
RU2236590C2 (en) | Method for explosive destructions of ore massives having fractured mesh structure | |
SU1696704A1 (en) | Method for driving ore chutes | |
RU2001101189A (en) | METHOD FOR EXPLOSIVE BREAKDOWN OF ORE BLOCKS DISCUTTED BY A DIKE | |
SU1052020A1 (en) | Method of breaking rock | |
RU2124178C1 (en) | Method of destruction of ice cover | |
SU900666A1 (en) | Method of explosion rock failure and charge for effecting same | |
RU2140055C1 (en) | Method for destruction of rocks | |
RU2029864C1 (en) | Method to generate cutter cavity | |
RU2046942C1 (en) | Mountain rocks cutting method | |
RU2478913C1 (en) | Method to explode rock massifs of various strength | |
SU1608410A1 (en) | Method of breaking ore body |