RU2350897C1 - Method for tamping of blast down holes in single blasts in opencast mines - Google Patents
Method for tamping of blast down holes in single blasts in opencast mines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2350897C1 RU2350897C1 RU2007127339/03A RU2007127339A RU2350897C1 RU 2350897 C1 RU2350897 C1 RU 2350897C1 RU 2007127339/03 A RU2007127339/03 A RU 2007127339/03A RU 2007127339 A RU2007127339 A RU 2007127339A RU 2350897 C1 RU2350897 C1 RU 2350897C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- explosion
- wells
- blasting
- additional
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности и строительству, а именно к способам забойки нисходящих отбойных скважин при массовых взрывах на карьерах, и может быть использовано в горных породах любой категории крепости и степени обводненности.The invention relates to the mining industry and construction, and in particular to methods of stemming downhill boreholes during massive explosions in open pits, and can be used in rocks of any category of fortress and water cut.
Известен способ забойки нисходящих отбойных скважин при массовых взрывах на карьерах, включающий размещение в верхней незаряженной части скважин непосредственно над торцом заряда взрывчатого вещества (ВВ) сыпучего мелкодисперсного материала засыпкой этого материала на всю свободную от заряда ВВ часть скважин [1]. В качестве такого забоечного материала применяют буровую мелочь, отходы обогащения, песок и т.п.There is a method of jamming downstream boreholes during mass explosions in open pits, which includes placing in the upper uncharged part of the wells directly above the end face of the explosive charge (explosive) granular fine material by filling this material over the entire free part of the explosive charge of the wells [1]. As such stemming material, drilling fines, enrichment waste, sand, etc. are used.
Этот способ забойки нашел широкое применение на карьерах, т.к. технологичен, легко поддается механизации, дешев и обеспечивает высокую эффективность отбойки горных пород от массива. Однако он не обеспечивает экологическую безопасность взрывных работ, т.к. при его использовании имеют место наибольшие залповые выбросы в атмосферу пыли и ядовитых газов. Образующееся при взрыве пылегазовое облако выносится на значительное расстояние за пределы карьера и производит загрязнение прилегающей местности. Поэтому способ непригоден для использования при производстве крупномасштабных массовых взрывов или требует дополнительных мер по обеспечению пылегазоподавления, которые, с одной стороны, малоэффективны, а с другой - существенно снижают технико-экономические показатели взрывных работ.This method of clogging is widely used in quarries, as technological, easy to mechanize, cheap and provides high efficiency breaking rocks from the array. However, it does not provide environmental safety for blasting, as when using it, there are the largest volley emissions of dust and toxic gases into the atmosphere. The dust and gas cloud formed during the explosion is carried a considerable distance outside the quarry and produces pollution of the surrounding area. Therefore, the method is unsuitable for use in the production of large-scale mass explosions or requires additional measures to ensure dust and gas suppression, which, on the one hand, are ineffective, and on the other, significantly reduce the technical and economic indicators of blasting.
Ближайшим техническим решением к заявленному является способ забойки нисходящих отбойных скважин при массовых взрывах на карьерах, включающий размещение в верхней незаряженной части скважин над торцом заряда ВВ гидрозабойки в виде герметичной оболочки, заполненной водой [2].The closest technical solution to the claimed one is a method for shutting down descending boreholes during mass explosions in open pits, which includes placing in the upper uncharged part of the boreholes above the end of the explosive charge of the hydraulic shutter in the form of an airtight shell filled with water [2].
Однако прототип обладает существенными недостатками, которые являются следствием малого запирающего эффекта, создаваемого гидрозабойкой, непосредственно примыкающей к заряду ВВ. В результате увеличиваются потери энергии в процессе детонации заряда ВВ, не обеспечивается полное протекание реакции взрыва и снижается длительность воздействия газов взрыва на стенки скважины. Кроме снижения эффективности отбойки и качества дробления взорванной горной массы, это увеличивает количество ядовитых газов, образующихся при взрыве зарядов ВВ, уменьшает скорости истечения газов взрыва и воды гидрозабойки, дисперсность ее капель и площадь сечения факела распыленной воды из каждой скважины.However, the prototype has significant drawbacks, which are the result of a small locking effect created by water shut-off, directly adjacent to the explosive charge. As a result, the energy losses in the process of detonation of the explosive charge increase, the explosion reaction is not fully ensured, and the duration of the effect of the explosion gases on the borehole walls decreases. In addition to reducing the efficiency of breaking and the quality of crushing of the blasted rock mass, this increases the amount of toxic gases generated during the explosion of explosive charges, reduces the rate of outflow of explosion gases and water breakdown, the dispersion of its drops and the cross-sectional area of the sprayed water torch from each well.
При взрыве заряда ВВ в отбойной скважине газообразные продукты детонации сразу же выталкивают гидрозабойку из устья скважины, разрывая герметичную оболочку и распыляя большую часть воды в виде крупных капель без взаимного перекрытия факелов распыленной воды от взрывов зарядов в соседних скважинах. Такие капли не успевают произвести смачивание и агрегирование (укрупнение) мелкодисперсной пыли, а также практически не осуществляют нейтрализацию ядовитых газов, т.к. быстро выпадают под собственным весом из образующегося пылегазового облака. Далее происходит интенсивное восходящее движение этого облака, обусловленное разностью температур и плотностей газов в облаке и окружающем воздухе, т.е. за счет действия архимедовой силы, и увеличение объема облака с высотой в результате вовлечения в него воздуха и адиабатического расширения. С увеличением объема пылегазового облака понижается вероятность захвата пылевых частиц каплями воды и их агрегирования. Облако переносится воздушными потоками на значительные расстояния от карьера, что снижает экологическую безопасность взрывных работ.In the event of an explosive charge explosion in a borehole, gaseous detonation products immediately push out hydraulic shut-off from the wellhead, breaking the airtight shell and spraying most of the water in the form of large drops without mutual overlapping of the sprayed water plumes from explosions of charges in neighboring wells. Such drops do not have time to wet and aggregate (coarsen) fine dust, and also practically do not neutralize toxic gases, because quickly fall under their own weight from the resulting dust and gas cloud. Then there is an intense upward movement of this cloud, due to the difference in temperatures and densities of gases in the cloud and the surrounding air, i.e. due to the action of the Archimedean force, and the increase in the volume of the cloud with height as a result of the involvement of air in it and adiabatic expansion. With an increase in the volume of a dust-gas cloud, the probability of dust particles being captured by water droplets and aggregating decreases. The cloud is carried by air currents over significant distances from the quarry, which reduces the environmental safety of blasting.
Задачей изобретения является повышение экологической безопасности взрывных работ путем предотвращения выноса пылегазового облака за пределы карьера при одновременном увеличении эффективности отбойки горных пород от массива.The objective of the invention is to increase the environmental safety of blasting by preventing the removal of dust and gas clouds outside the quarry while increasing the efficiency of breaking rocks from the massif.
Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эффективности пылегазоподавления, степени и качества дробления взорванной горной массы за счет уменьшения потерь энергии в процессе детонации заряда ВВ, обеспечения более полного протекания реакции взрыва, уменьшения количества ядовитых газов, образующихся при взрыве зарядов ВВ, увеличения длительности воздействия газов взрыва на стенки скважины, скорости истечения газов и воды гидрозабойки, дисперсности ее капель и площади сечения факела распыленной воды из каждой скважины.The technical result achieved in this case is to increase the efficiency of dust and gas suppression, the degree and quality of crushing of the blasted rock mass by reducing energy loss during detonation of the explosive charge, ensuring a more complete course of the explosion reaction, reducing the amount of poisonous gases generated during the explosion of explosive charges, increasing the duration of exposure of explosion gases on the walls of the well, the flow rates of gases and water of the hydraulic breakdown, the dispersion of its drops and the cross-sectional area of the spray of water from each wells.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе забойки нисходящих отбойных скважин при массовых взрывах на карьерах, включающем размещение в верхней незаряженной части скважин над торцом заряда взрывчатого вещества (ВВ) гидрозабойки в виде герметичной оболочки, заполненной водой, согласно изобретению перед размещением в скважинах гидрозабойки производят их дополнительную забойку сыпучим мелкодисперсным материалом засыпкой этого материала в скважины непосредственно на торец заряда ВВ на длину от 6 до 12 диаметров скважины.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of shutting down descending boreholes during mass explosions in open pits, which includes placing in the upper uncharged part of the boreholes above the end face of the explosive charge (WB) a hydraulic lock in the form of an airtight shell filled with water, according to the invention before placement in boreholes hydraulic shutdowns make them additional clogging with loose finely dispersed material by filling this material into the wells directly to the end of the explosive charge for a length of 6 to 12 diam ters well.
Кроме того, воду гидрозабойки подкисляют до 4≤рН≤5,5.In addition, water jams acidify to 4≤pN≤5.5.
Также дополнительную забойку выполняют из двух расположенных друг над другом частей, состоящих из различных материалов, причем нижняя часть этой забойки состоит из инертного материала, а верхняя часть - из нейтрализатора ядовитых газов, образующихся при взрыве зарядов ВВ, и имеет длину от 1 до 6 диаметров скважины.Also, additional clogging is performed from two parts located one above the other, consisting of different materials, the lower part of this clogging consists of an inert material, and the upper part is a neutralizer of toxic gases generated during the explosion of explosive charges, and has a length of 1 to 6 diameters wells.
При этом в качестве инертного материала применяют природный песок, а в качестве нейтрализатора ядовитых газов, образующихся при взрыве зарядов ВВ, - молотый мел с размером частиц до 40 мкм.At the same time, natural sand is used as an inert material, and ground chalk with a particle size of up to 40 microns is used as a neutralizer of poisonous gases generated during the explosion of explosive charges.
В указанную в самостоятельном пункте формулы изобретения совокупность признаков включены все признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для получения технического результата.The set of features indicated in the independent claim, includes all the features, each of which is necessary, and all together are sufficient to obtain a technical result.
Дополнительная забойка скважин перед размещением в них гидрозабойки в виде разрываемой при взрыве герметичной оболочки, заполненной водой, позволяет повысить качество забойки и ее запирающий эффект. Применение в качестве материала дополнительной забойки сыпучего мелкодисперсного материала является наиболее рациональным, т.к. он оказывает наибольшее сопротивление газам взрыва. Засыпка такого материала в скважины непосредственно на торец заряда ВВ технологична, легко поддается механизации с помощью существующих забоечных машин, высокопроизводительна и дешева. При длине дополнительной забойки меньше 6 диаметров скважины (заряда ВВ) резко снизится запирающий эффект забойки, а при длине дополнительной забойки больше 12 диаметров скважины существенно уменьшится длина герметичной оболочки, заполненной водой, и количества воды гидрозабойки будет недостаточно для эффективного пылегазоподавления. Поэтому длину дополнительной забойки из сыпучего мелкодисперсного материала следует принимать в пределах от 6 до 12 диаметров скважины (заряда ВВ). Меньшие значения длины дополнительной забойки соответствуют меньшим значениям общей длины забойки (суммарной длине гидрозабойки и дополнительной забойки, равной длине свободной от заряда ВВ верхней части скважины), а большие значения - большим значениям общей длины забойки.Additional stemming of the wells before placing them in the form of hydraulic shut-offs in the form of a sealed shell torn during explosion, filled with water, can improve the quality of the stemming and its locking effect. The use as an additional jamming material of friable fine material is the most rational, because it has the greatest resistance to explosion gases. Filling such material into the wells directly at the end of the explosive charge is technologically advanced, can be mechanized easily using existing clogging machines, and is highly productive and cheap. If the length of the additional jamming is less than 6 diameters of the well (explosive charge), the blocking effect of stemming will sharply decrease, and if the length of the additional jamming is greater than 12 diameters of the well, the length of the hermetic casing filled with water will significantly decrease, and the amount of water in the hydraulic shutter will be insufficient for effective dust and gas suppression. Therefore, the length of the additional stemming of granular fine material should be taken in the range from 6 to 12 diameters of the well (explosive charge). Smaller values of the length of the additional stemming correspond to smaller values of the total length of the stemming (the total length of the hydraulic jamming and additional jamming equal to the length of the upper part of the bore free of explosive charge), and larger values correspond to larger values of the total length of the stemming.
Вследствие повышения качества забойки и ее запирающего эффекта уменьшаются потери энергии в процессе детонации заряда ВВ, обеспечивается более полное протекание реакции взрыва с уменьшением количества ядовитых газов, образующихся при взрыве, и увеличивается длительность воздействия газов взрыва на стенки скважины. При этом повышается степень и качество дробления взорванной горной массы: уменьшаются выход негабарита и средний диаметр (размер) куска, увеличивается процентное содержание (выход) в горной массе фракций средней крупности. Одновременно возрастают скорости истечения газов и воды гидрозабойки, что увеличивает дисперсность капель воды и площадь сечения факела распыленной воды из каждой скважины, т.е. увеличивается суммарная площадь поверхности капель и имеет место взаимное перекрытие факелов распыленной воды от взрывов зарядов ВВ в соседних скважинах. Это приводит к интенсивному охлаждению изолированного газового объема (термика), уменьшению объема пылегазового облака, снижению величины архимедовой силы, уменьшению высоты подъема пылегазового облака, лучшей смачиваемости пылевых частиц, их агрегированию, увеличению веса и выпадению укрупненных частиц в пределах взрываемого блока. Одновременно с осаждением пыли достигается эффект нейтрализации ядовитых газов, образующихся при взрыве. Оксиды азота (NOx) и окись углерода (СО) вступают в химическую реакцию с водой, распыленной по всему объему не достигшего максимальной высоты пылегазового облака, с образованием жидкой фазы слабоконцентрированных кислот, которые также осаждаются в месте взрыва. Предотвращается попадание ядовитых газов в окружающую атмосферу и исключается вероятность кислотных дождей. Последнее также способствует связыванию пыли, осевшей на поверхности взорванных блоков, и препятствует последующему взметыванию этой пыли ветром.Due to the increase in the quality of the stemming and its blocking effect, the energy losses during the detonation of the explosive charge are reduced, the explosion reaction is more complete with a decrease in the amount of toxic gases generated during the explosion, and the duration of the effect of the explosion gases on the borehole walls increases. At the same time, the degree and quality of crushing of blasted rock mass increases: the oversize yield and the average diameter (size) of a piece decrease, the percentage content (yield) of medium-sized fractions in the rock mass increases. At the same time, the rates of gas and water outflow increase, which increases the dispersion of water droplets and the cross-sectional area of the spray of water from each well, i.e. the total surface area of the droplets increases and there is a mutual overlap of the sprayed water plumes from explosions of explosive charges in neighboring wells. This leads to intensive cooling of the isolated gas volume (thermal), a decrease in the volume of the dust and gas cloud, a decrease in the magnitude of the Archimedean force, a decrease in the lift height of the dust and gas cloud, better wettability of the dust particles, their aggregation, increase in weight and loss of aggregated particles within the blasting unit. Simultaneously with the deposition of dust, the effect of neutralizing toxic gases generated during the explosion is achieved. Nitrogen oxides (NO x ) and carbon monoxide (CO) react chemically with water sprayed over the entire volume that has not reached the maximum height of the dust and gas cloud, with the formation of a liquid phase of weakly concentrated acids, which also precipitate at the explosion site. Poisonous gases are prevented from entering the surrounding atmosphere and the likelihood of acid rain is excluded. The latter also contributes to the binding of dust deposited on the surface of the blasted blocks, and prevents the subsequent throwing of this dust by the wind.
Таким образом, с учетом вышесказанного совокупность всех признаков, изложенных в самостоятельном пункте формулы изобретения, действительно обеспечивает достижение указанного технического результата и решает задачу изобретения: повышение экологической безопасности взрывных работ путем предотвращения выноса пылегазового облака за пределы карьера при одновременном увеличении эффективности отбойки горных пород от массива.Thus, taking into account the foregoing, the totality of all the features set forth in the independent claim, really ensures the achievement of the indicated technical result and solves the problem of the invention: improving the environmental safety of blasting by preventing dust and gas clouds from moving outside the quarry while increasing the efficiency of breaking rocks from the massif .
Установлено, что пылегазовое облако несет положительный электрический заряд. Естественно, одноименная заряженность пылевых частиц препятствует их эффективному агрегированию в связи с их взаимным отталкиванием. Поэтому подкисление воды гидрозабойки обеспечит ее насыщение избыточным количеством анионов, характеризуемым величиной водородного показателя рН, и вода будет нести отрицательный электрический заряд. Следствием этого будет улучшение смачиваемости частиц пыли за счет взаимного притяжения этих частиц и капелек воды, нейтрализация электрического заряда частиц пыли и рост сцепления этих частиц, что дополнительно повышает эффективность пылеподавления.It was established that the dust and gas cloud carries a positive electric charge. Naturally, the charge of the same name with dust particles prevents their effective aggregation in connection with their mutual repulsion. Therefore, acidification of the water of the hydraulic shutter will ensure its saturation with an excessive amount of anions, characterized by the value of the pH value, and the water will carry a negative electric charge. The consequence of this will be an improvement in the wettability of dust particles due to the mutual attraction of these particles and water droplets, neutralization of the electric charge of dust particles and an increase in the adhesion of these particles, which further increases the efficiency of dust suppression.
При величине водородного показателя рН воды гидрозабойки меньше 4 существенно ухудшаются санитарно-гигиенические условия обращения с такой водой, а при рН≤5,5 избыточного количества анионов будет недостаточно для эффективной нейтрализации положительного заряда частиц пыли. Таким образом, подкисление воды гидрозабойки должно осуществляться в пределах 4≤рН≤5,5. Меньшие значения рН соответствуют образованию при взрыве зарядов ВВ большего количества мелких пылевых частиц, зависящего от условий взрывания (типа и крепости взрываемых пород, их трещиноватости и обводненности, применяемых схем взрывания, интервалов замедления и т.п.), а большие значения рН - образованию меньшего количества мелких пылевых частиц. Количество таких частиц и необходимая величина рН уточняются на основании результатов опытных взрывов. Для подкисления воды можно использовать соляную кислоту. Необходимое количество соляной кислоты определяется общеизвестным образом в зависимости от ее концентрации, количества воды гидрозабойки, исходного значения рН этой воды и требуемой величины рН подкисленной воды.When the pH value of the water of the hydraulic shutdown is less than 4, the sanitary and hygienic conditions for handling such water are significantly worsened, and at pH≤5.5 an excess of anions will not be enough to effectively neutralize the positive charge of dust particles. Thus, the acidification of the water must be carried out within 4≤pN≤5.5. Smaller pH values correspond to the formation of a larger number of fine dust particles during explosion of explosive charges, depending on the conditions of the explosion (type and strength of the blasted rocks, their fracture and water content, used blasting patterns, retardation intervals, etc.), and larger pH values correspond to the formation of fewer fine dust particles. The number of such particles and the required pH are specified based on the results of experimental explosions. Hydrochloric acid can be used to acidify water. The required amount of hydrochloric acid is determined in a well-known manner, depending on its concentration, the amount of hydrofusion water, the initial pH of this water, and the required pH value of acidified water.
Выполнение дополнительной забойки из двух расположенных друг над другом частей, состоящих из различных материалов, с нижней частью из инертного материала, а верхней частью - из нейтрализатора ядовитых газов, образующихся при взрыве зарядов ВВ, позволяет дополнительно повысить эффективность газоподавления. Нейтрализатор связывает оксиды азота, являющиеся наиболее ядовитыми из газов взрыва, а нижняя часть дополнительной забойки из инертного материала исключает непосредственный контакт нейтрализатора с ВВ и предохраняет нейтрализатор от вредного воздействия раскаленных и находящихся под большим давлением продуктов детонации ВВ. При этом длину верхней части дополнительной забойки из нейтрализатора ядовитых газов следует принимать в пределах от 1 до 6 диаметров скважины. При длине верхней части дополнительной забойки, меньшей 1 диаметра скважины, массы нейтрализатора будет недостаточно для эффективного связывания ядовитых газов, оставшихся после химической реакции с водой гидрозабойки. Длина верхней части дополнительной забойки больше 6 диаметров скважины нецелесообразна, т.к. дальнейшее увеличение указанной длины (массы нейтрализатора) практически не повлияет на полноту связывания ядовитых газов, существенно уменьшит длину нижней части дополнительной забойки из инертного материала и (или) гидрозабойки. Меньшие значения длины верхней части дополнительной забойки соответствуют меньшим значениям концентрации оксидов азота в пылегазовом облаке, образующемся при массовых взрывах на карьерах, а большие значения этой длины - большей концентрации оксидов азота в пылегазовом облаке.Performing additional jamming of two parts located on top of each other, consisting of different materials, with the lower part of an inert material and the upper part of a poison gas neutralizer generated by the explosion of explosive charges, can further increase the efficiency of gas suppression. The neutralizer binds nitrogen oxides, which are the most toxic of the explosion gases, and the lower part of the additional clogging from an inert material eliminates direct contact of the neutralizer with the explosive and protects the neutralizer from the harmful effects of hot and pressurized explosive detonation products. The length of the upper part of the additional stemming from the poison gas neutralizer should be taken in the range from 1 to 6 well diameters. If the length of the upper part of the additional stemming is less than 1 diameter of the well, the mass of the neutralizer will not be sufficient for the effective binding of poisonous gases remaining after the chemical reaction with the water of the hydraulic shutter. The length of the upper part of the additional stemming of more than 6 well diameters is impractical, because a further increase in the indicated length (neutralizer mass) will practically not affect the completeness of binding of toxic gases, will significantly reduce the length of the lower part of the additional clogging from an inert material and (or) hydraulic shutter. Smaller values of the length of the upper part of the additional stemming correspond to lower values of the concentration of nitrogen oxides in the dust and gas cloud formed during mass explosions in open pits, and larger values of this length correspond to a higher concentration of nitrogen oxides in the dust and gas cloud.
В качестве инертного материала могут быть использованы буровая мелочь, отходы обогащения, кварцевый песок и др. сыпучие мелкодисперсные материалы. Однако наиболее предпочтительно применение природного песка, т.к. он обеспечивает высокое качество забойки, ее запирающий эффект, доступен, дешев и для многих карьеров, на которых целесообразно использование настоящего изобретения, является одной из вскрышных пород.As an inert material, drilling fines, enrichment waste, quartz sand, and other loose finely dispersed materials can be used. However, the use of natural sand is most preferred since it provides high quality stemming, its locking effect, is affordable, cheap, and for many quarries where the use of the present invention is appropriate, it is one of the overburden.
Нейтрализаторами ядовитых газов могут быть вещества достаточно распространенные и доступные. К ним относятся гашеная известь, сода, мел и др. Более целесообразно применение в качестве нейтрализатора мела, поскольку он составляет значительную часть вскрышных пород ряда крупнейших карьеров, на которых проводятся наиболее опасные с точки зрения экологической безопасности крупномасштабные массовые взрывы (до 1 тыс. т ВВ и более). Использование мела с размером частиц до 40 мкм резко увеличивает общую площадь его поверхности и соответственно скорость и полноту химической реакции нейтрализации оксидов азота. При этом такой молотый мел из вскрышных пород достаточно часто производят для увеличения прибыли сами горнодобывающие предприятия, например железорудные горно-обогатительные комбинаты КМА, в частности ОАО "Стойленский ГОК". Применительно к оксиду NO2 и при наличии свободного кислорода указанная химическая реакция имеет вид:Poisonous gas neutralizers can be substances that are quite common and affordable. These include hydrated lime, soda, chalk, etc. It is more appropriate to use chalk as a neutralizer, since it makes up a significant part of the overburden of some of the largest quarries where large-scale mass explosions that are most dangerous from the point of view of environmental safety are carried out (up to 1 thousand tons BB and more). The use of chalk with a particle size of up to 40 microns sharply increases the total surface area and, accordingly, the speed and completeness of the chemical reaction of the neutralization of nitrogen oxides. At the same time, such milled chalk from overburden is often produced by mining companies themselves, for example, KMA iron ore mining and processing plants, in particular, Stoilensky GOK, to increase profits. In relation to NO 2 oxide and in the presence of free oxygen, the indicated chemical reaction has the form:
Образующиеся частички кальциевой селитры слипаются и выпадают на поверхность взорванных блоков.The resulting particles of calcium nitrate stick together and fall to the surface of the blasted blocks.
При использовании подкисленной воды гидрозабойки дополнительную забойку предпочтительно выполнять только из инертного сыпучего мелкодисперсного материала (природного песка), т.к. нейтрализатор ядовитых газов может вступать в химическую реакцию с подкисленной водой.When using acidified water, hydrostocking, additional jamming is preferable to be performed only from an inert free-flowing finely dispersed material (natural sand), since a poison gas neutralizer can react chemically with acidified water.
На фиг.1 показана схема забойки каждой нисходящей (вертикальной) отбойной скважины при реализации предлагаемого способа с использованием гидрозабойки и размещенной на торце заряда ВВ дополнительной забойки только из сыпучего инертного мелкодисперсного материала, а на фиг.2 - то же, но с дополнительной забойкой, верхняя часть которой состоит из нейтрализатора ядовитых газов, а нижняя - из инертного материала.In Fig. 1, a diagram of the stemming of each downward (vertical) borehole is shown during the implementation of the proposed method using hydraulic proofing and an additional jamming located on the end of the explosive charge only from loose inert fine material, and in Fig. 2, the same, but with additional jamming, the upper part of which consists of a poison gas neutralizer, and the lower part is of an inert material.
Способ осуществляют путем последовательного выполнения следующих операций.The method is carried out by sequentially performing the following operations.
В соответствии с конкретным проектом взрывных работ осуществляют заряжание пробуренных нисходящих отбойных скважин зарядами ВВ. При этом производят монтаж внутрискважинных взрывных сетей средствами и методами, принятыми на данном предприятии.In accordance with a specific blasting project, the drilled descending boreholes are charged with explosive charges. In this case, the installation of downhole blasting networks is carried out by means and methods adopted at this enterprise.
Далее производят дополнительную забойку скважин сыпучим мелкодисперсным материалом (буровая мелочь, отходы обогащения, природный песок и др.) засыпкой этого материала в скважины непосредственно на торец заряда ВВ на длину от 6 до 12 диаметров скважины. Меньшие значения длины дополнительной забойки соответствуют меньшим значениям общей длины забойки, равной длине свободной от заряда ВВ верхней части скважины, а большие значения - большим значениям общей длины забойки.Next, additional well shut-in is performed with bulk fine-grained material (drill fines, enrichment waste, natural sand, etc.) by filling this material into the wells directly at the end of the explosive charge for a length of 6 to 12 well diameters. Smaller values of the length of the additional stemming correspond to smaller values of the total length of the stemming, equal to the length of the upper part of the well free of explosive charge, and larger values correspond to larger values of the total length of the stemming.
Возможны два варианта выполнения дополнительной забойки:There are two options for performing additional clogging:
1 - всю дополнительную забойку выполняют из инертного сыпучего мелкодисперсного материала, в качестве которого, как уже обосновано выше, предпочтительно использовать природный песок;1 - all additional stemming is performed from an inert free-flowing finely dispersed material, which, as already explained above, is preferable to use natural sand;
2 - дополнительную забойку выполняют из двух расположенных друг над другом частей, состоящих из различных материалов, причем нижняя часть этой забойки состоит из инертного сыпучего мелкодисперсного материала, например природного песка, а верхняя часть - из нейтрализатора ядовитых газов, образующихся при взрыве зарядов ВВ, например молотого мела с размером частиц до 40 мкм.2 - additional clogging is performed from two parts located on top of each other, consisting of different materials, the lower part of this clogging consists of an inert loose finely dispersed material, for example natural sand, and the upper part is made of a neutralizer of toxic gases generated during the explosion of explosive charges, for example ground chalk with a particle size of up to 40 microns.
При втором варианте выполнения дополнительной забойки вначале на торец заряда ВВ засыпают нижнюю часть дополнительной забойки (инертный сыпучий мелкодисперсный материал). Затем на эту нижнюю часть засыпают верхнюю часть дополнительной забойки (нейтрализатор ядовитых газов). В зависимости от конкретных условий длина нижней части дополнительной забойки может составлять 4-8 диаметров скважины, а верхней - 1-6 диаметров скважины, но суммарная длина нижней и верхней частей дополнительной забойки должна быть в пределах от 6 до 12 диаметров скважины. Меньшие значения длины верхней части дополнительной забойки соответствуют меньшим значениям концентрации оксидов азота в пылегазовом облаке, а большие значения этой длины - большей концентрации оксидов азота в нем.In the second embodiment, the additional clogging is first filled with the lower part of the additional clogging (an inert bulk granular material) onto the end face of the explosive charge. Then the upper part of the additional stemming (poison gas neutralizer) is poured onto this lower part. Depending on the specific conditions, the length of the lower part of the additional stemming can be 4-8 diameters of the well, and the top - 1-6 diameters of the well, but the total length of the lower and upper parts of the additional stemming should be in the range from 6 to 12 diameters of the well. Smaller values of the length of the upper part of the additional stemming correspond to lower values of the concentration of nitrogen oxides in the dust and gas cloud, and larger values of this length correspond to a higher concentration of nitrogen oxides in it.
После окончания дополнительной забойки скважин производят размещение в верхней незаряженной части скважин гидрозабойки в виде герметичной оболочки, заполненной водой. Для этого используют заранее подготовленные отрезки рукавов, например полиэтиленовых. Нижние концы рукавов герметизируют, например запаивают или складывают и обвязывают шпагатом. Внутрь рукавов помещают груз (куски породы или буровую мелочь и др.), масса которого должна быть достаточна для свободного опускания рукава до дополнительной забойки. Диаметр рукавов принимают равным или несколько большим (до 20%) диаметра скважины. Подготовленные таким образом рукава опускают в скважины и заполняют водой.After the completion of additional stemming, the wells are placed in the upper uncharged part of the wells and are hydrated as an airtight shell filled with water. To do this, use pre-prepared sections of hoses, for example polyethylene. The lower ends of the sleeves are sealed, for example, sealed or folded and tied with twine. Inside the sleeves a load is placed (pieces of rock or drill trifle, etc.), the mass of which should be sufficient to freely lower the sleeve to an additional jamming. The diameter of the sleeves is taken equal to or slightly larger (up to 20%) of the diameter of the well. The hoses thus prepared are lowered into the wells and filled with water.
При первом варианте выполнения дополнительной забойки (только из инертного сыпучего мелкодисперсного материала) для гидрозабойки целесообразно использование подкисленной до 4≤рН≤5,5 воды. Меньшие значения рН соответствуют образованию при взрыве большего количества мелких фракций пыли, а большие значения рН - меньшего количества этих фракций. При использовании для подкисления воды, например 34% соляной кислоты, для уменьшения исходного значения рН на 1 необходимо приблизительно 1 г кислоты на 1 л воды.In the first embodiment, additional clogging (only from an inert loose granular material) for hydroforming, it is advisable to use acidified water up to 4≤pN≤5.5. Lower pH values correspond to the formation of more fine dust fractions during the explosion, and higher pH values correspond to a smaller number of these fractions. When used to acidify water, for example 34% hydrochloric acid, approximately 1 g of acid per 1 liter of water is needed to reduce the initial pH by 1.
При втором варианте выполнения дополнительной забойки (с нижней частью из инертного сыпучего материала и верхней частью из нейтрализатора ядовитых газов) для гидрозабойки предпочтительно использовать обычную водопроводную питьевую и пожаро-хозяйственную воду из-за возможности химической реакции подкисленной воды с нейтрализатором ядовитых газов.In the second embodiment, additional clogging (with the lower part of an inert bulk material and the upper part of a poison gas neutralizer), it is preferable to use ordinary tap drinking water and fire-fighting water for hydration because of the possibility of a chemical reaction of acidified water with a poison gas neutralizer.
Монтаж поверхностной взрывной сети и инициирование взрыва производят с применением средств и методов, принятых на конкретном предприятии.Installation of a surface explosive network and initiation of an explosion is carried out using the means and methods adopted at a particular enterprise.
Примеры осуществления способаExamples of the method
Пример 1Example 1
На карьере ОАО "Стойленский ГОК" производится взрывная отбойка железистых кварцитов. Предложенный способ был испытан при массовом взрыве опытного блока с высотой уступа Нуст=15 м. Нисходящие (вертикальные) отбойные скважины 1 (фиг.1, 2) диаметром dскв=250 мм (0,25 м), равным диаметру заряда 2 dзар, бурили в 4 ряда станком шарошечного бурения СБШ-250МНА. На экспериментальной части блока забойку скважин 1 осуществляли в соответствии с предложенным способом. Остальные скважины блока заряжали по принятой на карьере технологии (базовая часть блока). Сетка скважин, их глубина lскв, массы зарядов ВВ 2, длины зарядов ВВ lзар, перебура lпер, свободной от заряда ВВ верхней части скважин, обводненность скважин были одинаковыми для соответствующих рядов скважин, как экспериментальной части блока, так и его базовой части. В качестве ВВ использовали ВВ местного изготовления Акватол Т-20ГМ с заряжанием под столб воды.At the quarry of OAO Stoilensky GOK, explosive breaking of ferruginous quartzites is carried out. The proposed method was tested in a mass explosion of an experimental unit with a step height of N mouth = 15 m. Downstream (vertical) boreholes 1 (FIGS. 1, 2) with a diameter d well = 250 mm (0.25 m) equal to a charge diameter of 2 d zar , drilled in 4 rows with a cone drilling machine SBSh-250MNA. On the experimental part of the block, the casing of wells 1 was carried out in accordance with the proposed method. The remaining wells of the block were charged according to the technology adopted at the quarry (the base part of the block). The grid of wells, their depth l well , mass of explosive charges 2, explosive charge length l zar , overhead l per free of explosive charge of the upper part of the wells, water cut of the wells were the same for the corresponding series of wells, both the experimental part of the block and its base part . Local explosives Aquatol T-20GM with loading under a column of water were used as explosives.
После размещения в скважинах 1 зарядов ВВ 2 выполняли монтаж внутрискважинных взрывных сетей (на чертежах не показаны) с использованием системы неэлектрического инициирования "Примадет".After placement of explosive charges 2 in wells 1, the installation of downhole blasting networks (not shown in the drawings) was carried out using the Primadet non-electric initiation system.
Скважинные заряды ВВ базовой части блока взрывали без забойки. Забойку зарядов экспериментальной части блока производили после полной кристаллизации и затвердевания зарядов.The borehole explosive charges of the base part of the block were blown up without jamming. Charging of the charges of the experimental part of the block was carried out after complete crystallization and solidification of the charges.
Забойка скважин состояла из дополнительной забойки 3 и расположенной над ней гидрозабойки 4. В первых трех рядах скважин дополнительная забойка была выполнена из двух расположенных друг над другом частей (фиг.2). Нижняя часть 5 этой забойки была из инертного мелкодисперсного материала, в качестве которого использовали природный песок из вскрышных пород карьера, а верхняя часть 6 - из молотого мела с крупностью частиц до 40 мкм, являющегося нейтрализатором ядовитых газов, образующихся при взрыве зарядов ВВ. Такой мел производится на ГОКе также из вскрышных пород карьера. Длины нижней 5 lд.заб.н и верхней 6 lд.заб.в частей дополнительной забойки равнялись 4 диаметрам скважин dскв или 1 м, т.е. общая длина дополнительной забойки lд.заб была равна 8 dскв или 2 м. Вначале в скважины засыпали соответствующее количество песка, а затем - мела.Clogging of the wells consisted of additional clogging 3 and located above it hydrofencing 4. In the first three rows of wells, additional clogging was made of two parts located one above the other (figure 2). The
Далее выполняли гидрозабойку 4 скважин. В заранее подготовленные разрушаемые при взрыве отрезки полиэтиленовых рукавов 7 диаметром, равным диаметру скважин, и стенками толщиной 180 мкм с запаянным нижним концом размещали груз (5-8 кг буровой мелочи), опускали рукава в скважины, а затем в рукава заливали обычную водопроводную питьевую и пожарохозяйственную воду. Длина lг-заб для этих скважин составляла 16 dскв или 4 м. Таким образом, общая длина забойки lзаб составляла lд.заб+lг-заб=(8+16)dскв=24dскв или 6 м.Next, 4 wells were hydrotested. In pre-prepared sections of polyethylene sleeves 7 destroyed by the explosion with a diameter equal to the diameter of the wells and walls with a thickness of 180 μm with a sealed lower end, the load was placed (5-8 kg of drill trifle), the sleeves were lowered into the wells, and then ordinary drinking water was poured into the sleeves and fire-fighting water. The length l g-zab for these wells was 16 d boreholes or 4 m. Thus, the total length of the bottomhole l bore was l d.ab. + l g-zab = (8 + 16) d well = 24d bore or 6 m.
В четвертом ряду скважин дополнительную забойку 3 выполняли только из природного песка. Ее длина lд.заб также составляла 2 м (8 dскв). Длина гидрозабойки 4 lг-заб равнялась 7 м (28 dскв). Общая длина забойки lзаб была 2+7=9 м (36 dскв). При этом воду гидрозабойки предварительно подкисляли 34% соляной кислотой до рН 5,2. При исходном значении рН примененной водопроводной воды, равном 7,5, для этого необходимо (7,5-5,2)·1=2,3 г кислоты на 1 л воды.In the fourth row of wells, additional stemming 3 was performed only from natural sand. Its length l d.zab was also 2 m (8 d SLE ). The length of the hydraulic lock 4 l g-zab was 7 m (28 d SLE ). The total length of the stem , l bottom, was 2 + 7 = 9 m (36 d wells ). At the same time, the water of the hydraulic shutter was previously acidified with 34% hydrochloric acid to a pH of 5.2. At the initial pH value of the applied tap water equal to 7.5, this requires (7.5-5.2) · 1 = 2.3 g of acid per 1 liter of water.
В процессе заряжания и забойки скважин заданные значения lзар, lд.заб, lд.заб.н, lд.заб.в и lг-заб. Для каждой скважины контролировались по массе зарядов ВВ, песка, мела и воды. Значения параметров забойки скважин и других контролируемых показателей заряжания скважин по примеру 1 осуществления способа приведены в табл.1.In the process of loading and stemming wells, the specified values are l zar , l d.zab , l d.zab.n , l d.zab.v and l g-zab . For each well, the mass of explosive charges, sand, chalk and water were monitored. The values of the stemming parameters of wells and other controlled indicators of loading wells according to example 1 of the implementation of the method are given in table 1.
После окончания забойки скважин производили монтаж поверхностной взрывной сети также с использованием системы неэлектрического инициирования "Примадет". Инициирование взрывной сети осуществляли от 2 электродетонаторов с применением устройства управления взрывом по радиоканалу "Друза-М".After the end of the casing, the surface blast network was also installed using the Primadet non-electric initiation system. An explosive network was initiated from 2 electric detonators using an explosion control device via the Druza-M radio channel.
Для сравнительной оценки экологической безопасности взрыва экспериментальной и базовой частей блока был проведен контроль количества осевшей за пределами блока пыли и воздействия мела на подавление ядовитых газов пылегазового облака. Для этого в тылу блока на вышележащем уступе устанавливали картонные ящики, на дно которых постелена белая бумага. Измерения показали, что в ящиках напротив экспериментальной части блока количество осевшей пыли до 96 раз меньше, чем в ящиках напротив базовой части блока, взрываемой по принятой на карьере технологии. Оценку воздействия мела на газоподавление производили путем съемки тепловизором и видеокамерой. Результаты измерений и съемок доказали эффективность предложенного способа забойки скважин для борьбы как с пылью, так и с ядовитыми газами (оксидами азота), имеющими характерный бурый цвет.For a comparative assessment of the environmental safety of the explosion of the experimental and base parts of the block, the amount of dust settled outside the block and the effect of chalk on the suppression of toxic gases from a dust-gas cloud were monitored. To do this, cardboard boxes were installed in the rear of the block on an overlying ledge, on the bottom of which white paper was laid. The measurements showed that in the boxes opposite the experimental part of the block, the amount of settled dust is up to 96 times less than in the boxes opposite the base part of the block, blown up according to the technology adopted at the quarry. The effect of chalk on gas suppression was estimated by shooting with a thermal imager and a video camera. The results of measurements and surveys have proved the effectiveness of the proposed method of plugging wells to combat both dust and toxic gases (nitrogen oxides), which have a characteristic brown color.
Кроме того, по сравнению с базовым вариантом, уменьшаются безопасные расстояния по разлету отдельных кусков породы (приблизительно на 40%), а также по действию ударной воздушной волны (УВВ). Одновременно повышается степень дробления и качество взорванной горной массы: уменьшаются выход негабарита и средний размер куска, увеличивается выход фракций средней крупности.In addition, in comparison with the basic version, the safe distances for the scattering of individual pieces of rock are reduced (by about 40%), as well as for the action of an air shock wave (air-blast). At the same time, the degree of crushing and the quality of the blasted rock mass increases: the yield of oversized material and the average size of a piece decrease, and the yield of fractions of medium size increases.
Примеры 2-6Examples 2-6
При отличных от примера 1 условиях взрывания возможны другие варианты осуществления способа. Во всех примерах 2-6, как и в примере 1, нисходящие (вертикальные) отбойные скважины бурили станками типа СБШ-250МНА, которыми выполняется больший объем бурения на крупных карьерах. Диаметр скважин dскв, равный диаметру заряда dзар, также составлял 250 мм (0,25 м). ПорядокUnder different blasting conditions from Example 1, other embodiments of the method are possible. In all examples 2-6, as in example 1, the downward (vertical) boreholes were drilled by machines of the SBSH-250MNA type, which perform a larger volume of drilling in large quarries. Borehole diameter d of wells equal to the diameter d of the charge of charge, also made 250 mm (0.25 m). Order
выполнения заряжания и забойки скважин тот же, что и в примере 1. Значения параметров забойки отбойных скважин и других контролируемых показателей заряжания скважин зарядами ВВ для указанных примеров реализации способа представлены в табл.2.the loading and stemming of wells is the same as in example 1. The values of the parameters of stemming of boreholes and other controlled indicators of loading wells with explosive charges for these examples of the method are presented in table 2.
Источники информацииInformation sources
1. Кутузов Б.Н. Методы ведения взрывных работ. Ч.1. Разрушение горных пород взрывом. Учебник для вузов. - М.: Издательство "Горная книга", 2007. - (ВЗРЫВНОЕ ДЕЛО), с.431.1. Kutuzov B.N. Blasting techniques. Part 1. Rock destruction by explosion. Textbook for high schools. - M.: Publishing House "Mountain Book", 2007. - (EXPLOSIVE BUSINESS), p.431.
2. Бересневич П.В., Михайлов В.А., Филатов С.С. Аэрология карьеров. Справочник. - М.: Недра, 1990, с.81.2. Beresnevich P.V., Mikhailov V.A., Filatov S.S. Aerology quarries. Directory. - M .: Nedra, 1990, p. 81.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007127339/03A RU2350897C1 (en) | 2007-07-18 | 2007-07-18 | Method for tamping of blast down holes in single blasts in opencast mines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007127339/03A RU2350897C1 (en) | 2007-07-18 | 2007-07-18 | Method for tamping of blast down holes in single blasts in opencast mines |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2350897C1 true RU2350897C1 (en) | 2009-03-27 |
Family
ID=40542966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007127339/03A RU2350897C1 (en) | 2007-07-18 | 2007-07-18 | Method for tamping of blast down holes in single blasts in opencast mines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2350897C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2513731C1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-04-20 | Виктор Сергеевич Федотенко | Method of dust suppression during blasting works in pits |
| RU2600474C1 (en) * | 2015-04-09 | 2016-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Stemming machine for formation of short combined stemming of blast holes with stone material |
| CN112378303A (en) * | 2020-11-09 | 2021-02-19 | 北方爆破科技有限公司 | Blast hole dado device |
| CN116123950A (en) * | 2023-01-06 | 2023-05-16 | 新疆大学 | Crack development area and water-containing blast hole charging device and blasting method |
-
2007
- 2007-07-18 RU RU2007127339/03A patent/RU2350897C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БЕРЕСНЕВИЧ П.В. и др., Аэрология карьеров. Справочник. - М.: Недра, 1990, с.81. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2513731C1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-04-20 | Виктор Сергеевич Федотенко | Method of dust suppression during blasting works in pits |
| RU2600474C1 (en) * | 2015-04-09 | 2016-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Stemming machine for formation of short combined stemming of blast holes with stone material |
| CN112378303A (en) * | 2020-11-09 | 2021-02-19 | 北方爆破科技有限公司 | Blast hole dado device |
| CN116123950A (en) * | 2023-01-06 | 2023-05-16 | 新疆大学 | Crack development area and water-containing blast hole charging device and blasting method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kholodenko et al. | Ecological safety of emulsion explosives use at mining enterprises | |
| RU2350897C1 (en) | Method for tamping of blast down holes in single blasts in opencast mines | |
| Adhikari | Studies on flyrock at limestone quarries | |
| RU2678245C1 (en) | Method for explosive destruction of frozen rock mass | |
| Choudhary et al. | Minimization of blast-induced hazards and efficient utilization of blast energy by implementing a novel stemming plug system for eco-friendly blasting in open pit mines | |
| Oates et al. | Stemming and best practice in the mining industry: A literature review | |
| Bhandari | Fines and dust generation and control in rock fragmentation by blasting | |
| Tverda et al. | Gas-neutralizing and dust-suppressing stemming of borehole charges for increasing the environmental safety of explosion | |
| Tverda et al. | A resource efficient and environmentally safe charge structure for mining in an open-pit | |
| CN108195243A (en) | A kind of high multiple rows of high bunch continuous method method of big section | |
| CN107356166A (en) | A kind of blasting method for firing medium and medium being fired using this for restricted clearance explosion | |
| Gupta | Emerging explosives and initiation devices for increased safety, reliability, and performance for excavation in weak rocks, mining and close to surface structures | |
| Bhandari et al. | Dust resulting from blasting in surface mines and its control | |
| Pradhan et al. | Explosive energy distribution in an explosive column through use of non-explosive material-case studies | |
| Trubetskoy et al. | Parameters of dust-gas cloud spread resulting from a caving-in explosion | |
| RU2260770C1 (en) | Method of blasting | |
| RU2333460C1 (en) | Method of performance of blast-hole drilling works in flooded wells | |
| CN101210792A (en) | Method for controlling mine rock blasting slungshot and steel chain net for covering blast hole | |
| UA141206U (en) | METHOD OF FORMATION OF HIGH ENERGY WELL CHARGE CHARGE | |
| Shevkun et al. | Explosive Preparation of Rocks in Career with Well Retarders | |
| Roy et al. | Influence of rock and explosives properties and blast design parameters on dust generation during blasting in opencast coal mines—an approach | |
| Mine | Prediction and Controlling of Flyrock due to Blasting for | |
| Dhariwal | A specialised blasting technique to maintain better safety and productivity in limestone mines of JK Cement Works | |
| RU2599809C1 (en) | Blasting method of destruction of irregular blocks | |
| RU65644U1 (en) | EXPLOSIVE CHARGE FOR WATERFILLED WELLS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120719 |