RU2052104C1 - Process of rock breaking - Google Patents

Process of rock breaking Download PDF

Info

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
Application number
RU93030981A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93030981A (en
Inventor
Ю.Т. Смирнов
М.Е. Богуславский
Original Assignee
Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов filed Critical Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов
Priority to RU93030981A priority Critical patent/RU2052104C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2052104C1 publication Critical patent/RU2052104C1/en
Publication of RU93030981A publication Critical patent/RU93030981A/en

Links

Images

Landscapes

  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: process of rock breaking includes drilling of key vertical holes in block, their charging with explosive and row-by-row short-delay blasting. Then block is mapped by drilling of additional vertical and horizontal holes to form screening slits in block. After this simultaneous blasting of additional holes is conducted and rows of key vertical holes are blast in turn starting from row last from free surface of face of shoulder with calculated duration of compression phase of blast pulse. In this case forced vibrations in block coincide with its inherent oscillation frequency creating effect of resonance. EFFECT: increased efficiency of rock breaking thanks to use of energy saturation of block by effect of resonance. 2 cl, 2 dwg

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 t взрывного импульса, обеспечивающей эффективность отбойки и соответствующей зависимости
tсж=

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
, 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 =
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
, 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=

Figure 00000004
Figure 00000005
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 =
Figure 00000004
Figure 00000005
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=

Figure 00000006
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 =
Figure 00000006
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)

1. СПОСОБ ОТБОЙКИ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий бурение в блоке размещенных в рядах параллельных бровке уступа основных вертикальных скважин, их заряжание взрывчатым веществом и порядное короткозамедленное взрывание, отличающийся тем, что производят окунтуривание блока бурением вертикальных и горизонтальных дополнительных скважин для создания в блоке экранирующих щелей, после чего производят одновременное взрывание дополнительных скважин, а ряды основных вертикальных скважин взрывают поочередно, начиная с последнего ряда от свободной поверхности откоса уступа, с расчетной длительностью фазы сжатия взрывного импульса для создания резонансного эффекта за счет совпадения вынужденных колебаний блока с его собственной частотой колебаний. 1. METHOD OF BREAKING OUT ROCKS, including drilling in a block placed in rows parallel to the edge of the ledge of the main vertical wells, loading them with explosive and orderly short-blasting, characterized in that the block is contoured by drilling vertical and horizontal additional wells to create shielding gaps in the block, after which simultaneous blasting of additional wells is carried out, and the rows of the main vertical wells are blown alternately, starting from the last row from free slope ledge surface, with an estimated duration of explosion of the compression phase to create a resonance effect due to the coincidence of the block forced oscillations with its natural frequency. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ряды основных скважин начинают взрывать с интервалом замедления, определяемым временем распространения волны от последнего n-го ряда до свободной поверхности откоса уступа, отражением от нее и в момент прихода отраженных волн к предпоследнему (n-1)-му ряду производят его взрывание, а последующие ряды взрывают аналогично. 2. The method according to claim 1, characterized in that the rows of the main wells begin to explode with a deceleration interval determined by the wave propagation time from the last nth row to the free surface of the slope of the ledge, reflection from it and at the time the reflected waves arrive at the penultimate (n -1) -th row make it explode, and subsequent rows explode similarly.
RU93030981A 1993-06-01 1993-06-01 Process of rock breaking RU2052104C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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