RU2055303C1 - Process of blast breaking of rocks with stratified texture in stripping - Google Patents

Process of blast breaking of rocks with stratified texture in stripping Download PDF

Info

Publication number
RU2055303C1
RU2055303C1 RU93027072A RU93027072A RU2055303C1 RU 2055303 C1 RU2055303 C1 RU 2055303C1 RU 93027072 A RU93027072 A RU 93027072A RU 93027072 A RU93027072 A RU 93027072A RU 2055303 C1 RU2055303 C1 RU 2055303C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
angle
rocks
charges
blasting
parallel rows
Prior art date
Application number
RU93027072A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93027072A (en
Inventor
С.А. Гончаров
Г.Г. Каркашадзе
В.И. Почекутов
М.И. Сомкин
А.Г. Петухов
Original Assignee
Московский государственный горный университет
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 Московский государственный горный университет filed Critical Московский государственный горный университет
Priority to RU93027072A priority Critical patent/RU2055303C1/en
Publication of RU93027072A publication Critical patent/RU93027072A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2055303C1 publication Critical patent/RU2055303C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: process of blast breaking of rocks with stratified texture in strippings involves drilling of parallel rows of vertical holes, their loading with explosive charges and short-delay blasting of charges with the use of detonating cord. Drilling of parallel rows of vertical holes with pitch angle of layers 0 < α ≅ 45° is performed at angle β to line of disappearance of layers equal to
Figure 00000003
and at angle 45°< α ≅ 90° - equal to

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам взрывной отбойки горных пород на карьерах и может быть использовано в породных массивах со слоистой текстурой, например, в железистых кварцитах. The invention relates to the mining industry, and in particular to methods of explosive blasting of rocks in quarries and can be used in rock masses with a layered texture, for example, in ferruginous quartzites.

Известен способ взрывной отбойки горных пород на карьерах, включающий бурение рядов вертикальных скважин, их заряжание зарядами взрывчатого вещества (ВВ) и короткозамедленное взрывание [1]
Недостатком этого способа является то, что он не позволяет в необходимой степени изменять структурные связи во взорванной горной массе по сравнению с состоянием в естественном массиве, и поэтому не оказывает влияния на показатели последующей ее переработки в процессах дробления, измельчения и обогащения.
A known method of explosive breaking rocks in quarries, including drilling rows of vertical wells, loading them with explosive charges (explosives) and short-blasting [1]
The disadvantage of this method is that it does not allow the necessary structural changes in the blasted rock mass to be compared with the state in the natural massif, and therefore does not affect the indicators of its subsequent processing in the processes of crushing, grinding and enrichment.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ взрывной отбойки горных пород со слоистой текстурой на карьерах, основанный на направленном разупрочнении структурных связей между минералами на границах слоистости за счет бурения скважин в заданном направлении с последующим взрыванием скважинных зарядов ВВ в определенном порядке [2]
Однако при последовательном взрывании скважинных зарядов с использованием детонирующего шнура (ДШ), соединяющего заряды, фронт взрывной волны существенно смещается относительно оптимального направления его воздействия на слоистый массив ввиду того, что инициирование скважинных зарядов происходит с задержкой при распространении детонационной волны в ДШ.
The closest technical solution to the invention is a method of explosive breaking of rocks with a layered texture in quarries, based on the directional softening of structural bonds between minerals at the layered boundaries by drilling wells in a given direction with the subsequent blasting of explosive charges in a certain order [2]
However, during successive blasting of borehole charges using a detonating cord (LH) connecting the charges, the front of the blast wave is substantially shifted relative to the optimal direction of its impact on the layered array due to the fact that the initiation of borehole charges occurs with a delay when the detonation wave propagates into the LH.

Задачей изобретения является повышение эффективности взрывной отбойки горных пород на рудных карьерах за счет воздействия максимальных касательных напряжений на границах слоистости породных массивов. The objective of the invention is to increase the efficiency of explosive breaking of rocks in ore quarries due to the impact of maximum shear stresses at the boundaries of the bedding of rock masses.

Это достигается тем, что в способе взрывной отбойки горных пород со слоистой текстурой на карьерах, включающем бурение параллельных рядов вертикальных скважин, заряжание их зарядами взрывчатого вещества и короткозамедленное взрывание зарядов с помощью детонирующего шнура, бурение параллельных рядов вертикальных скважин при угле падения слоев 0≅α≅45о осуществляют под углом β к линии простирания слоев, равным β ± arcsin

Figure 00000005
, а при 45о<α≅90о β ± arctg
Figure 00000006
± arcsin
Figure 00000007
, где Ср скорость распространения продольной волны в массиве; D скорость детонации шнура, при этом взрывание зарядов в каждом ряду осуществляют последовательно. При указанном расположении на уступе параллельных рядов вертикальных скважин и короткозамедленном взрывании скважинных зарядов ВВ энергия взрывной волны перераспределяется так, что на границах слоистости образуется деформация под действием максимально возможных сдвиговых напряжений, которые возникают при условии, что двухгранный угол между фронтом взрывной волны и плоскостью напластования слоев составляет 45о. Использование сдвиговых деформаций на границах слоистости позволяет производить разрыв связей между минералами с наименьшей энергоемкостью.This is achieved by the fact that in the method of explosive breaking of rocks with a layered texture in quarries, including drilling parallel rows of vertical wells, charging them with explosive charges and short-blown charges using a detonating cord, drilling parallel rows of vertical wells at an angle of incidence of 0≅α layers ≅45 о is carried out at an angle β to the line of strike of the layers, equal to β ± arcsin
Figure 00000005
And at 45 <α≅90 of β ± arctg
Figure 00000006
± arcsin
Figure 00000007
where C p the velocity of the longitudinal wave in the array; D is the detonation speed of the cord, while the blasting of charges in each row is carried out sequentially. With the indicated location on the ledge of parallel rows of vertical wells and short-blasting blasting of explosive charges, the blast wave energy is redistributed so that deformation is formed at the layered boundaries under the action of the maximum possible shear stresses that arise under the condition that the dihedral angle between the blast wave front and the bedding plane makes 45 about . The use of shear deformations at the boundaries of layering allows breaking bonds between minerals with the lowest energy intensity.

На фиг. 1 и 2 показан уступ с заданными линиями простирания слоев; на фиг.3 схема взрывания слоистого рудного массива. In FIG. 1 and 2 show a ledge with predetermined lines of strike of the layers; figure 3 diagram of the blasting of a layered ore mass.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

При производстве буровзрывных работ (БВР) в рудных массивах со слоистой текстурой, которые характеризуются напpавлением линии простирания 1 и углом падения слоев α, на уступе 2 определяют направления расположения параллельных рядов вертикальных скважин. В случае, когда угол падения слоев 0 ≅α≅ 45о параллельные ряды вертикальных скважин располагают так, чтобы угол β этих рядов к направлению линии простирания 1 слоев был равен
β ± arcsin

Figure 00000008
где Ср скорость распространения продольной волны в массиве;
D скорость детонации шнура.In the course of drilling and blasting operations (BLR) in ore massifs with a layered texture, which are characterized by the direction of the strike line 1 and the angle of incidence of the layers α, on the ledge 2 determine the direction of parallel rows of vertical wells. In the case where the angle of incidence 0 ≅α≅ layers 45 parallel rows of vertical holes are arranged so that an angle β to the direction of these series lines strike layer was equal to 1
β ± arcsin
Figure 00000008
where C p the velocity of propagation of a longitudinal wave in the array;
D cord detonation speed.

Вышеуказанному диапазону изменения угла α соответствуют два оптимальных направления расположения параллельных рядов вертикальных скважин, соответствующих линиям 3 (фиг.1). При производстве БВР в зависимости от технологических условий выбирают одно из этих направлений. The above range of changes in angle α corresponds to two optimal directions for the location of parallel rows of vertical wells corresponding to lines 3 (Fig. 1). In the manufacture of blasting equipment, depending on the technological conditions, one of these areas is chosen.

При 45о ≅α≅ 90о направления расположения параллельных рядов вертикальных скважин выбирают так, чтобы угол между этими рядами и направлением линии простирания 1 слоев был равен
β ± arctg

Figure 00000009
± arcsin
Figure 00000010
Этому диапазону значений углов падения слоев соответствуют четыре оптимальных направления расположения параллельных рядов вертикальных скважин, показанных линиями 4 (фиг.2). Аналогично предыдущему случаю, выбирают одно из четырех оптимальных направлений, руководствуясь технологическими условиями БВР.At 45 about ≅α≅ 90 about the direction of the parallel rows of vertical wells, choose so that the angle between these rows and the direction of the strike line 1 layers was equal
β ± arctg
Figure 00000009
± arcsin
Figure 00000010
This range of values of the angles of incidence of the layers corresponds to four optimal directions of the arrangement of parallel rows of vertical wells, shown by lines 4 (figure 2). Similarly to the previous case, one of the four optimal directions is chosen, guided by the technological conditions of the blasting system.

После этого производят бурение скважин 5 (фиг.3), их заряжание зарядами ВВ и монтаж взрывной сети. Взрывание скважинных зарядов осуществляют с помощью ДШ. Взрывание зарядов в каждом ряду производят последовательно. При этом обеспечивают равенства длин отрезков ДШ 6, подходящих от магистрали 7 к каждому из зарядов ВВ в ряду. Короткозамедленное взрывание рядов скважинных зарядов ВВ в ряду осуществляют посредством пиротехнических замедлителей 8, например, типа КЗДШ. After this, wells 5 are drilled (Fig. 3), charged with explosive charges and the installation of an explosive network. The blasting of borehole charges is carried out using DS. The blasting of charges in each row is carried out sequentially. In this case, equality of the lengths of segments DS 6, suitable from line 7 to each of the explosive charges in a row, is ensured. Slow blasting of rows of borehole explosive charges in a row is carried out by means of pyrotechnic moderators 8, for example, of the type KZDSh.

При последовательном взрывании скважин в ряду с использованием отрезков ДШ между скважинными зарядами в породном массиве формируется плоская ударная волна, фронт которой смещается относительно плоскости расположения параллельных рядов скважин на угол, зависящий от скорости (D) распространения взрывной волны в ДШ и скорости (Ср) распространения продольной волны в породном массиве. При этом фронт плоской ударной волны ориентирован вдоль касательной линии, соединяющей фронты цилиндрических волн, распространяющихся от отдельных скважинных зарядов ВВ. Таким образом, фактический угол между плоскостями фронта ударной волны и плоскостью расположения параллельных рядов скважин составляет ± arcsin

Figure 00000011
. Следовательно, при угле падения слоев 0 ≅α≅ 45о угол между линией простирания слоев и направлением расположения параллельных рядов вертикальных скважин должен также составлять β= ± arcsin
Figure 00000012
. В этом случае фронт ударной волны ориентируется параллельно линии простирания слоев и поэтому оказывает максимальное разупрочняющее воздействие на плоскостях напластования слоев. При угле 45о ≅α≅ 90о, а также, как и в предыдущем случае, учитывается смещение фронта ударной волны, зависящее от Ср и D. В данном случае угол между линией простирания слоев и направлением расположения параллельных рядов скважин составляет β ± arctg
Figure 00000013
± arcsin
Figure 00000014
. Следовательно, в этом случае возможны четыре оптимальные направления расположения параллельных рядов скважин, при которых достигается максимальный разупрочняющий эффект на границах слоистости. При практической реализации способа выбирают одно из описанных оптимальных направлений, руководствуясь критериями практической целесообразности производства БВР с учетом развала взорванной горной массы, перемещения добычных работ и других технологических условий.During successive blasting of wells in a row using LH segments between borehole charges in the rock mass, a plane shock wave is formed, the front of which is shifted relative to the plane of parallel rows of wells by an angle depending on the speed (D) of the blast wave propagation in LH and speed (C p ) longitudinal wave propagation in the rock mass. In this case, the front of the plane shock wave is oriented along the tangent line connecting the fronts of the cylindrical waves propagating from individual borehole explosive charges. Thus, the actual angle between the planes of the shock front and the plane of the parallel rows of wells is ± arcsin
Figure 00000011
. Therefore, when the angle of incidence of the layers is 0 ≅α≅ 45 °, the angle between the line of strike of the layers and the direction of the parallel rows of vertical wells should also be β = ± arcsin
Figure 00000012
. In this case, the front of the shock wave is oriented parallel to the line of strike of the layers and therefore has the maximum softening effect on the bedding planes. At an angle 45 of about 90 ≅α≅, as well as in the previous case, the offset takes into account the shock wave front, depending on C p and D. In this case, the angle between the line and the direction of stretch of layers arranged in parallel rows of wells is β ± arctg
Figure 00000013
± arcsin
Figure 00000014
. Therefore, in this case, four optimal directions of the arrangement of parallel rows of wells are possible, in which the maximum softening effect is achieved at the boundaries of the layering. In the practical implementation of the method, one of the optimal directions described is chosen, being guided by the criteria of practical expediency of the production of explosive blasting, taking into account the collapse of the blasted rock mass, the movement of mining operations and other technological conditions.

Таким образом, при производстве БВР в горных породах со слоистой текстурой рациональное расположение параллельных рядов вертикальных скважин с учетом линии простирания слоев и угла их падения позволяет решить задачу повышения эффективности взрывной отбойки за счет воздействия максимальных касательных напряжений на границах слоистости. Thus, in the production of blasting materials in rocks with a layered texture, the rational arrangement of parallel rows of vertical wells, taking into account the line of strike of the layers and the angle of their dip, allows us to solve the problem of increasing the efficiency of explosive blasting due to the effect of maximum shear stresses at the layered boundaries.

П р и м е р 1. При производстве БВР в железистых кварцитах, характеризующихся скоростью распространения продольной волны Ср 2500 м/с и углом падения α 30о с применением ДШ, имеющего скорость детонации шнура D 6500 м/с величина угла β между линией простирания слоев и направлением бурения параллельных рядов вертикальных скважин составляет
β ± arcsin

Figure 00000015
± 22,6° В данном примере угол между линией простирания слоев и линией бровки уступа составляет 40о (фиг.1). В этом случае следует выбрать угол β -22,6о, при котором будет выполнено условие более рационального развала взорванной горной массы, по сравнению с вариантом соответствующим β+22,6о.PRI me R 1. In the production of blasting agents in ferruginous quartzites, characterized by the propagation velocity of a longitudinal wave C p 2500 m / s and the angle of incidence α 30 about using DS, with a detonation velocity of the cord D 6500 m / s the angle β between the line the strike of the layers and the direction of drilling of parallel rows of vertical wells is
β ± arcsin
Figure 00000015
± 22.6 ° In this example, the angle between the line of strike of the layers and the edge line of the ledge is 40 about (figure 1). In this case, you should choose an angle β -22.6 about , at which the condition for a more rational collapse of the blasted rock mass will be fulfilled, compared with the corresponding β + 22.6 about .

П р и м е р 2. В отличие от первого примера угол падения слоев составляет α60о, а остальные условия неизменны. В этом случае угол β определяется формулой
β ± arctg

Figure 00000016
± arcsin
Figure 00000017
± 35,3± 22,6 В данном случае возможны следующие значения углов:
β1 57,9о; β2 12,7о; β3 -12,7о;
β4 -57,9о. Этот вариант изображен на фиг.2. Поскольку угол между линией простирания слоев и линией бровки уступа равен 40о и исходя из критерия оптимальности развала взрываемых горных пород следует выбирать угол β3= -12,7о.PRI me R 2. In contrast to the first example, the angle of incidence of the layers is α60 about , and the remaining conditions are unchanged. In this case, the angle β is determined by the formula
β ± arctg
Figure 00000016
± arcsin
Figure 00000017
± 35.3 ± 22.6 In this case, the following angles are possible:
β 1 57.9 about ; β 2 12.7 about ; β 3 -12.7 about ;
β 4 -57.9 about . This option is depicted in figure 2. Since the angle between the line stretch and line edge layers ledge 40 is on, and based on the disintegration of optimality criterion blasted rocks should be chosen angle β 3 = -12.7 o.

Предлагаемый способ позволяет увеличить эффективность дробления руды за счет более полного раскрытия минеральных зерен в плоскостях слоистости. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению затрат на дробление и измельчение полезного ископаемого. Вместе с этим увеличивается выход полезного ископаемого при обогатительном переделе. The proposed method allows to increase the efficiency of ore crushing due to a more complete disclosure of mineral grains in the layered planes. This, in turn, leads to a reduction in the cost of crushing and grinding the mineral. Along with this, the yield of minerals at the processing plant is increased.

Claims (1)

СПОСОБ ВЗРЫВНОЙ ОТБОЙКИ ГОРНЫХ ПОРОД СО СЛОИСТОЙ ТЕКСТУРОЙ НА КАРЬЕРАХ, включающий бурение параллельных рядов вертикальных скважин заряжание их зарядами взрывчатого вещества и короткозамедленное взрывание зарядов с помощью детонирующего шнура, отличающийся тем, что бурение параллельных рядов вертикальных скважин при угле падения слоев 0≅ α≅ 45° осуществляют под углом β к линии простирания слоев, равным
Figure 00000018

а при 45°<α≅ 90°-
Figure 00000019

где Cp - скорость распространения продольной волны в массиве;
D - скорость детонации шнура,
при этом взрывание зарядов в каждом ряду осуществляют последовательно.
METHOD FOR EXPLOSIVE BREAKDOWN OF ROCKS WITH A LAYERED TEXTURE AT CAREERS, including drilling parallel rows of vertical wells, loading them with explosive charges and short-blown charges blasting using a detonating cord, characterized in that drilling parallel rows of vertical wells at a dip angle of 0 ° at 0 ° carried out at an angle β to the line of strike of the layers equal to
Figure 00000018

and at 45 ° <α≅ 90 ° -
Figure 00000019

where C p is the propagation velocity of the longitudinal wave in the array;
D is the detonation speed of the cord,
while the blasting of charges in each row is carried out sequentially.
RU93027072A 1993-05-21 1993-05-21 Process of blast breaking of rocks with stratified texture in stripping RU2055303C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93027072A RU2055303C1 (en) 1993-05-21 1993-05-21 Process of blast breaking of rocks with stratified texture in stripping

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93027072A RU2055303C1 (en) 1993-05-21 1993-05-21 Process of blast breaking of rocks with stratified texture in stripping

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93027072A RU93027072A (en) 1996-02-10
RU2055303C1 true RU2055303C1 (en) 1996-02-27

Family

ID=20141810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93027072A RU2055303C1 (en) 1993-05-21 1993-05-21 Process of blast breaking of rocks with stratified texture in stripping

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2055303C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103452558A (en) * 2013-09-04 2013-12-18 鞍钢集团矿业公司 Cutting method for sublevel caving mining
RU2517289C1 (en) * 2013-01-09 2014-05-27 Общество с ограниченной ответственностью "ГЕОТИМС" Drilling and blasting operations at open pits
RU2532478C1 (en) * 2013-07-09 2014-11-10 Степан Алексеевич Гончаров Method of breaking up by explosives ore from solid mass with layered texture

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Кутузов Б.Н. Взрывные работы. М.: Недра, 1980, с.252-253. *
2. Клевцов И.В., Петренко Л.Д. и др. Влияние ориентировки скважинных зарядов относительно напластования на качество дробления руды. Горный журнал, 1973, N 6, с.42 - 43. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2517289C1 (en) * 2013-01-09 2014-05-27 Общество с ограниченной ответственностью "ГЕОТИМС" Drilling and blasting operations at open pits
RU2532478C1 (en) * 2013-07-09 2014-11-10 Степан Алексеевич Гончаров Method of breaking up by explosives ore from solid mass with layered texture
CN103452558A (en) * 2013-09-04 2013-12-18 鞍钢集团矿业公司 Cutting method for sublevel caving mining

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7707939B2 (en) Method of blasting
RU2055303C1 (en) Process of blast breaking of rocks with stratified texture in stripping
US4690058A (en) Smooth wall blasting in rock
CN110553559B (en) Method for controlling explosive property by utilizing liquid carbon dioxide phase change
CN112923821A (en) Drilling and blasting tunneling method for reducing and fixing rock resistance
Lou et al. Theoretical and numerical research on V-Cut parameters and auxiliary cuthole criterion in tunnelling
RU2379622C1 (en) Method for shooting of ore from massif with flaky texture
RU2410640C1 (en) Method for rock blasting
RU1403737C (en) Method of blast breaking of low-drag ore bodies
RU2017960C1 (en) Method for rock breaking by blasting
RU2225509C1 (en) Method for explosive breaking in pit-faces of underground purifying enclosures
RU1789701C (en) Method for mineral opencast mining
RU2133010C1 (en) Process of breaking of mineral resources
SU1113655A1 (en) Method of blasting mineral deposits
RU2140055C1 (en) Method for destruction of rocks
SU1019075A1 (en) Method of conducting drilling and blasting jobs
RU93027072A (en) METHOD FOR EXPLOSIVE MILLING OF ROCKS WITH LAYERED TEXTURE ON CAREERS
RU2023877C1 (en) Method of screened explosions
Zhang et al. A new method of cut-blasting for vertical shaft excavation and its experimental study
Mei et al. Experimental study of blasting excavation for large cross-section tunnel in horizontal layered rock mass
RU2263278C1 (en) Method of blast ore breaking off mass of laminated texture (versions)
Shevkun et al. Development of Complex Ore Zones
SU1689643A1 (en) Method for prevention of rock bursts
SU1802131A1 (en) Method for preparation of ore for extraction
SU1705593A1 (en) Method of relief of massif stress-strain state