RU2151376C1

RU2151376C1 - Method for screening of destructive action of explosion

Info

Publication number: RU2151376C1
Application number: RU98117649A
Authority: RU
Inventors: А.З. Яшкин
Original assignee: Читинский государственный технический университет
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 2000-06-20

Abstract

FIELD: mining art and construction, applicable in exploitation of natural stone, sloping of benches, construction of workings and water-development projects. SUBSTANCE: a layer of stress-deformed rocks formed on the boundary of the guarded mass serves as the screen. Contiguous blast-holes are collared on the preset outline for its creation, and constant expansion forces are exerted on the walls of the blast-holes by mechanical means or non-explosive destructive means. As a result, a static stress field is produced in the space between the blast-holes, which interacts with the shock waves of charge explosions and forms destruction in the form of cranks in the stress-deformed layer oriented along the layer. The advantages of the method are in a sufficiently rare arrangement of blast-holes, absence of blasting operations at creation of the screen, possibility of re-use of the screen blast-holes for sloping of the guarded mass. EFFECT: enhanced efficiency of protection of objects against explosion effect. 1 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и строительству и может быть использовано для защиты массивов горных пород от разрушительного действия взрывных работ, производимых при вскрытии месторождений природного камня, заоткоске уступов, строительстве открытых и подземных горных выработок, гидротехнических сооружений и т.д. The invention relates to mining and construction and can be used to protect rock massifs from the destructive action of blasting operations performed during the opening of natural stone deposits, ejection of ledges, the construction of open and underground mine workings, hydraulic structures, etc.

Известен способ экранирования разрушительного действия взрыва, включающий создание экрана в виде щели, заполненной разрыхленной породой и расположенной между местом производства взрыва и охраняемым массивом горных пород, путем бурения сближенных шпуров (скважин), их заряжения взрывчатыми веществами (ВВ) и последующего взрывания (см. Волох A.C. Основы управления действием взрыва с помощью экранирования.- М.: Наука, 1988. - 224 с.). A known method of shielding the destructive effect of an explosion, including creating a screen in the form of a gap filled with loose rock and located between the place of production of the explosion and the protected rock mass, by drilling close holes (wells), loading them with explosives (EX) and subsequent blasting (see Volokh AC Fundamentals of controlling the action of an explosion using shielding.- M .: Nauka, 1988.- 224 p.).

Недостатком известного способа является невозможность защиты от разрушительного действия взрывов участка массива горных пород, непосредственно примыкающего к экрану в виде щели, так как последняя создается взрывами зарядов ВВ, располагаемых в шпурах (скважинах), пробуренных для ее создания. The disadvantage of this method is the inability to protect against the destructive effect of explosions of a section of a rock mass immediately adjacent to the screen in the form of a gap, since the latter is created by explosions of explosive charges located in boreholes (wells) drilled to create it.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ экранирования действия взрыва, включающий создание экрана в виде цепочки сближенных и параллельных шпуров (скважин), расположенных между местом производства взрыва и охраняемым массивом (см. Бротанек И., Вода Й. Контурное взрывание в горном деле и строительстве. Пер. с чеш. Под ред. проф. Б.Н. Кутузова.- М.: Недра, 1983, 144 с. Пер. изд. ЧССР, 1981). The closest in technical essence and the achieved effect is a method of shielding the action of an explosion, including creating a screen in the form of a chain of close and parallel holes (wells) located between the place of production of the explosion and the guarded massif (see Brotanek I., Voda J. Contour blasting in a mountain business and construction. Translated from Czech. Edited by Professor B.N. Kutuzov.- M .: Nedra, 1983, 144 pp. Per. ed. Czechoslovakia, 1981).

Недостатком известного способа является его высокая стоимость и сложность его реализации из-за большого объема буровых работ специальным дорогостоящим буровым оборудованием, так как способ будет соответствовать своему назначению при условии, если скважины (шпуры) будут строго параллельны друг другу, и расстояние между ними не будет превышать трех их диаметров. При других параметрах известный способ неэффективен. The disadvantage of this method is its high cost and complexity of its implementation due to the large volume of drilling operations with special expensive drilling equipment, since the method will meet its purpose, provided that the wells (holes) are strictly parallel to each other and the distance between them is not exceed three of their diameters. With other parameters, the known method is ineffective.

Основныe задачи, на решение которых направлено предлагаемое изобретение: защита от разрушения охраняемых массивов горных пород от действия производимых в непосредственной близости взрывов; способ создания экрана не должен оказывать разрушительного воздействия на охраняемый массив; объем буровых работ по сравнению с прототипом должен быть уменьшен в 2-3 раза. The main tasks to be solved by the invention are: protection against destruction of protected rock massifs from the effects of explosions in the immediate vicinity; the screen creation method should not have a destructive effect on the protected array; the volume of drilling compared with the prototype should be reduced by 2-3 times.

Решение поставленных задач достигается тем, что предлагаемый способ экранирования разрушительного действия взрыва, включающий создание экрана в виде цепочки сближенных параллельных шпуров (скважин), располагаемых между местом производства взрыва и охраняемым массивом, отличается тем, что в межшпуровом пространстве создают напряженно-деформированный слой пород посредством размещения в шпурах распорных элементов, например невзрывчатых разрушающих средств (НРС - 1). Напряженно-деформированный слой, состоящий из трех прослоев (сжатые породы - микротрещины и микропустоты - сжатые породы) экранирует взрывные волны, распространяющиеся от взрыва, произведенного поблизости от охраняемого массива горных пород и тем самым предотвращаeт его разрушение. The solution of the tasks is achieved by the fact that the proposed method of screening the destructive effect of an explosion, including creating a screen in the form of a chain of parallel parallel holes (wells) located between the place of production of the explosion and the guarded massif, differs in that a stress-strain layer of rocks is created in the inter-hole space by placing spacers in bore holes, for example, non-explosive destructive means (LDC - 1). A stress-strain layer consisting of three interlayers (compressed rocks — microcracks and micro-hollows — compressed rocks) shields blast waves propagating from an explosion produced in the vicinity of the protected rock mass and thereby prevents its destruction.

На чертеже представлена схема экранирующего слоя напряженно-деформированных пород, где 1 - шпур (скважина); 2 - невзрывчатое разрушающее средство (НРС - 1); 3 - прослой сжатых пород; 4 - прослой микротрещин и микроразрывов; P - давление на стенки шпура, создаваемое HPC-1; σ - статическое напряжение; 5 - фронт взрывной волны. The drawing shows a diagram of the shielding layer of stress-strain rocks, where 1 is the hole (well); 2 - non-explosive destructive agent (LDC - 1); 3 - interlayer of compressed rocks; 4 - interlayer of microcracks and micro-fractures; P is the pressure on the walls of the hole created by HPC-1; σ is the static stress; 5 - front of the blast wave.

Способ экранирования разрушительного действия взрыва осуществляется следующим образом. Между местом запланированного взрыва и охраняемым массивом бурят сближенные параллельные шпуры (скважины) 1, расположенные в виде цепочки, в каждом из них размещают распорные элементы, например смесь невзрывчатого разрушающего средства (HPC-1) с водой 2. В результате химической реакции гидратации смесь 2 твердеет, увеличивается в объеме и создает давление P на стенки шпура (скважины) 1. В результате возникают статические напряжения σ, которые в межшпуровом пространстве создают напряженно-деформированный слой горных пород, состоящий из трех прослоев: двух прослоев сжатых пород 3 и прослоя микротрещин и микроразрывов 4. Энергия взрывной волны 5, проходящая через напряженно-деформированный слой экранируется в результате взаимодействия со статическим полем напряжений, отражения и преломления ее от поверхности раздела между прослоями 3 и 4 и поглощением ее прослоем 4. A method of shielding the destructive effect of an explosion is as follows. Converged parallel boreholes (wells) 1, arranged in a chain, are drilled between the place of the planned explosion and the guarded massif; spacers are placed in each of them, for example, a mixture of non-explosive destructive agent (HPC-1) with water 2. As a result of a chemical reaction of hydration, mixture 2 hardens, increases in volume and creates pressure P on the walls of the hole (well) 1. As a result, static stresses σ arise, which create a stress-strain layer of rocks in the inter-hole space, consisting of three of layers: two layers of compressed rocks 3 and a layer of microcracks and micro-fractures 4. The energy of the blast wave 5 passing through the stress-strain layer is screened as a result of interaction with the static stress field, reflection and refraction of it from the interface between layers 3 and 4 and its absorption by the layer 4.

В предлагаемом техническом решении положительный эффект заключается в следующем:
простота создания экрана, что осуществляется по известной технологии добычи блоков природного камня;
объем буровых работ может быть снижен по сравнению с прототипом не менее чем в 3-4 раза.In the proposed technical solution, the positive effect is as follows:
ease of creating a screen, which is carried out according to the well-known technology for the extraction of blocks of natural stone;
the amount of drilling work can be reduced in comparison with the prototype not less than 3-4 times.

Создание экрана не оказывает разрушительного воздействия на охраняемый массив. Creating a screen does not have a destructive effect on the protected array.

Claims

A method of shielding the destructive effect of an explosion, including drilling of closely spaced holes along the contour of a protected rock mass, characterized in that a stress-strain layer of rock is created in the inter-hole space by placing spacers in the holes, for example, an non-explosive destructive agent (NRS - 1).