RU2450242C1 - Способ ведения буровзрывных работ с обеспечением заданной степени дробления взорванной горной массы - Google Patents
Способ ведения буровзрывных работ с обеспечением заданной степени дробления взорванной горной массы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2450242C1 RU2450242C1 RU2010137853/03A RU2010137853A RU2450242C1 RU 2450242 C1 RU2450242 C1 RU 2450242C1 RU 2010137853/03 A RU2010137853/03 A RU 2010137853/03A RU 2010137853 A RU2010137853 A RU 2010137853A RU 2450242 C1 RU2450242 C1 RU 2450242C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- explosive
- explosives
- blast
- drilling
- charge
- Prior art date
Links
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам массовой взрывной отбойки руд и пород, и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Способ ведения буровзрывных работ с обеспечением заданной степени дробления взорванной горной массы включает бурение взрывных скважин на расстоянии между ними, зависящем от детонационных характеристик ВВ, физико-технических свойств породного массива, параметров его трещиноватости, их заряжание и взрывание. Заряжание взрывных скважин производят ВВ с удельным расходом на м3 взорванной горной массы в количестве, которое определяют с учетом потерь энергии ВВ при расширении продуктов взрыва заряда в объеме скважины, занимаемом зарядом, а также с учетом потерь, связанных со степенью полноты детонации конкретного ВВ в скважине конкретного диаметра, которые вводят в расчетное выражение коэффициента относительной работоспособности применяемого ВВ. Обеспечивает снижение объема буровых работ при бурении взрывных скважин, что ведет к повышению производительности и снижению стоимости БВР. 3 табл.
Description
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам массовой взрывной отбойки руд и пород, и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых.
Известен способ ведения буровзрывных работ на карьерах с обеспечением заданной степени дробления взорванной горной массы, включающий бурение групп взрывных скважин на расстоянии между ними, определяемом из выражения в зависимости от диаметра заряда, детонационных характеристик ВВ, физико-технических свойств массива, параметров его трещиноватости и размера кондиционного куска (см. Справочник взрывника/Под ред. Б.Н.Кутузова. - М.: Недра, 1988, с.271-273).
Однако данный способ не обеспечивает получение расчетных результатов, приближенных к реальным, получаемым в конкретных условиях экспериментальным путем.
Наиболее близким по технической сущности к описываемому изобретению является способ ведения буровзрывных работ с обеспечением заданной степени дробления взорванной горной массы, включающий бурение взрывных скважин на расстоянии между ними, определенном из соотношения в зависимости от диаметра заряда, детонационных характеристик ВВ, физико-технических свойств породного массива, параметров его трещиноватости, последующее их заряжание и взрывание, известный из патента РФ №2239783.
Однако известный способ не учитывает реальной работоспособности используемого ВВ и вследствие этого не обеспечивает его рационального удельного расхода, что ведет к увеличению объема ВВ, используемого при массовом взрыве, или не соблюдению требования обеспечения заданной степени дробления взорванной горной массы.
Изобретение направлено на решение технической задачи оптимизации процесса проведения буровзрывных работ (БВР) с точки зрения обеспечения заданной степени дробления взорванной горной массы с минимизацией требуемого удельного расхода используемого ВВ кг/м3.
Технический результат при применении способа заключается в снижении объема буровых работ при бурении взрывных скважин, что ведет к повышению производительности и снижению стоимости БВР.
Поставленная задача решена за счет того, что в способе ведения буровзрывных работ с обеспечением заданной степени дробления взорванной горной массы, включающем бурение взрывных скважин на расстоянии между ними, зависящем от детонационных характеристик ВВ, физико-технических свойств породного массива и параметров его трещиноватости, их заряжание и взрывание, заряжание взрывных скважин производят ВВ с удельным расходом на м3 взорванной горной массы в количестве, которое определяют с учетом потерь энергии ВВ при расширении продуктов взрыва заряда в объеме скважины, занимаемом зарядом, а также с учетом потерь, связанных со степенью полноты детонации конкретного ВВ в скважине конкретного диаметра, которые вводят в расчетное выражение коэффициента относительной работоспособности применяемого ВВ, при этом удельный расход ВВ определяют из выражения
где
Q - масса заряда в скважине, кг;
Н - высота уступа, м;
Vн.м. - расчетный минимальный выход негабарита, %;
Vн. - заданный выход негабарита, %;
Г>0,15 м - максимальный размер куска в пределах зоны дробления с радиусом R (кондиционный размер кусков);
d - диаметр скважинных зарядов, м;
Δ - плотность заряжания скважин, кг/дм3;
М - порядковый номер грунта по классификации СНиП.
В предлагаемом способе ведения буровзрывных работ с обеспечением заданной степени дробления горной массы (определяется процентом выхода негабарита) использованы основные положения, известные из теории и практики ведения БВР, учитывающие влияние отдельных параметров паспорта БВР на результаты взрывов, изменение которых позволяет регулировать дробление в широком диапазоне, в частности таких, как удельный расход ВВ и определяющие его параметры, в том числе диаметр заряда, сетка их расположения и тип ВВ.
Также учитываются физико-технические свойства породного массива, параметры его трещиноватости. Требования к результатам взрывных работ на карьерах включают соблюдение безопасности работ (рационального удельного расхода), обеспечение достаточного рыхления скального массива у подошвы разрабатываемых уступов, а также необходимое дробление горной массы для обеспечения производительной работы погрузочно-транспортного оборудования.
В основу способа была положена известная концепция использования в расчетах паспорта БВР величины относительной работоспособности применяемого конкретного ВВ, определяемой из соотношения
где
f - относительная работоспособность;
Qвв - расчетная теплота взрыва применяемого ВВ, ккал/кг;
Qэ - расчетная теплота взрыва эталонного ВВ, ккал/кг;
Vвв - расчетный объем газов взрыва применяемого ВВ, дм3/кг;
Vэ - расчетный объем газов взрыва эталонного ВВ, дм3/кг.
Опытное применение при проведении взрывных работ эмульсионных ВВ показало, что тротиловый коэффициент (эквивалент) ВВ, рассчитываемый по теплоте взрыва эталонного и применяемого ВВ, а также формула (1) не отвечают реальной работоспособности эмульсионных промышленных взрывчатых веществ, так как не учитывают принципиальных различий между гранулированными ВВ и эмульсионными ВВ, отличающимися по плотности и детонационным свойствам и, как следствие, различием:
а) в потерях энергии при расширении энергии продуктов детонации;
б) в потерях энергии вследствие различной степени полноты процесса детонации в зарядах различных диаметров.
Это зачастую приводит к ошибкам в расчете рационального удельного расхода и, как следствие, необходимого объема ВВ на массовый взрыв, что приводит к расчету завышенных безопасных расстояний при ведении взрывных работ.
С учетом вышеизложенных принципиальных отличий предложено уточнить формулу расчета относительной работоспособности, которую следует определять с учетом потерь энергии ВВ при расширении продуктов взрыва заряда в объеме скважины, занимаемом зарядом, а также с учетом потерь, связанных с неполной детонацией конкретного ВВ в скважине конкретного диаметра. Эти потери определяют относительно работоспособности эталонного ВВ, вводя в расчетные выражения коэффициент относительной работоспособности применяемого ВВ:
где
Vприменяемого вв - расчетный объем газов взрыва применяемого ВВ, дм3/кг;
Vэталонного вв - расчетный объем газов взрыва эталонного ВВ, дм3/кг;
ρ - плотность применяемого или эталонного взрывчатого вещества, кг/дм3;
Qрасчетная - расчетная теплота взрыва эталонного или применяемого взрывчатого вещества; ккал/дм3;
Kdкр - показатель, отражающий отношение критического диаметра (в стальной оболочке) применяемого ВВ к диаметру заряда, который находится по формуле
Данный показатель выявляет относительный запас надежности и полноты процесса детонации вещества в условиях скважины конкретного диаметра. Область применения формулы - для диаметров заряда от 100 мм и более.
КПД - коэффициент полезного действия взрыва, отражающий потери энергии при расширении продуктов детонации до объема занимаемого зарядом ВВ в скважине, получаемый на основе зависимости между отношением объемов заряда и скважины 
и потерями энергии взрыва при расширении продуктов детонации от первоначального объема, занимаемого взрывчатым веществом в скважине, исключив его пористость, до объема скважины 
Результаты расчета коэффициента относительной работоспособности и переводного коэффициента по предлагаемому способу приведены в табл.2.
Требуемый удельный расход ВВ (кг/м3) для обеспечения заданной степени дробления взрываемой горной массы (выход негабарита, %) определяется из выражения
где
Q - масса заряда в скважине, кг;
Н - высота уступа, м;
Vн.м. - расчетный минимальный выход негабарита, %;
Vн. - заданный выход негабарита, %;
Г>0,15 м - максимальный размер куска в пределах зоны дробления с радиусом R (кондиционный размер кусков);
d - диаметр скважинных зарядов, м;
Δ - плотность заряжания скважин, кг/дм3;
М - порядковый номер грунта по классификации СНиП.
При реализации предлагаемого способа взрывания с целью повышения уровня промышленной безопасности и эффективности БВР, при расчете параметров взрыва применен подход в оценке взрывчатых свойств ВВ, основанный на учете ряда определяющих их работоспособность факторов, таких как КПД взрывчатого вещества, его плотности (энергонасыщенности в единице объема), критического диаметра детонации применяемого вещества, влияющего на надежность детонации скважинных зарядов и высокую эффективность взрыва.
В результате подобного подхода получена обобщенная характеристика взрывчатых свойств применяемого ВВ, которая позволяет оценить их фактическую разрушающую способность, подтвержденную многолетней практикой применения, эмульсионных ВВ.
Для получения оптимальной массы ВВ на массовый взрыв вводится идентичный существующему переводной коэффициент 
, который рассчитывается по формуле
Результаты расчета фактической теплоты взрыва широко применяемых ВВ, коэффициентов относительной работоспособности 
этих ВВ по отношению к гранулотолу (эталонное ВВ), а также переводных коэффициентов 
получаемых по предлагаемой методике, приводятся в табл.2.
Требуемый удельный расход ВВ кг/м3, необходимый для обеспечения заданной степени дробления взорванной горной массы (выход негабарита, %), определяют с учетом потерь энергии ВВ при расширении продуктов взрыва в объеме, занимаемом зарядом в скважине, а также с учетом потерь, связанных со степенью полноты детонации конкретного ВВ в скважине определенного диаметра.
Описываемый способ ведения буровзрывных работ при применении эмульсионных ВВ позволяет снизить объем бурения взрывных скважин за счет оптимизации удельного расхода ВВ кг/м3, необходимого для обеспечения заданной степени дробления взорванной горной массы.
Так, исходя из результатов расчетов по указанной методике (КузПИ) (результаты приведены в табл.1), при применении эмульсионного ВВ его необходимо затратить на 30% больше, чем гранулотола (принятого за эквивалент). Однако опыт промышленного применения показал, что указанные расчеты ведут к завышенному использованию применяемого эмульсионного ВВ. Проведенные промышленные испытания подтвердили справедливость предлагаемой методики расчета и показали, что на самом деле количество потребного ВВ значительно ниже (см. табл.2).
С целью определения эффективности применения предлагаемого способа ведения взрывных работ были проведены опытно-промышленные испытания на филиалах ОАО «Угольная компания Кузбассразрезуголь» в 2009 году с заменой «Гранулита УП-1» в сухих и слабообводненных скважинах с параметрами БВР, рассчитанными по существующему способу, на ЭВВ «Сибирит-1200» с параметрами БВР, рассчитанными по предлагаемому способу.
Согласно условиям эксперимента были обурены контрольные и экспериментальные участки блока с существующими параметрами БВР и определенными в соответствии с предлагаемым способом, по которым выход негабарита (выход размера куска более учитываемого) являлись расчетными величинами, определяемыми из характера энерговыделения ВВ по предлагаемому способу.
Сравнительные данные опытных участков на одном из блоков приведены в табл.3. Полученные данные показывают, что при применении предлагаемого способа достигается значительное снижение объема буровых работ при бурении взрывных скважин, что ведет к повышению производительности и снижению стоимости БВР.
| Таблица 1 | ||||||
| Результаты расчета тротиловых эквивалентов и переводных коэффициентов для применяемых ВВ по существующей методике расчета рациональных значений удельного расхода ВВ, применяемой на ряде крупных добычных предприятий Кузбасса, разработанной КузГТУ | ||||||
| № п/п | Наименоване ВВ | Теплота взрыва | Плотность ВВ, кг/дм3 | Тротиловый эквивалент | Переводной коэффициент | |
| кДж/кг | Ккал/кг | |||||
| 1 | Гранулотол* | 3733 | 893 | 1000 | 1 | 1,0 |
| 2 | ТНТ (чешуйчатый) | 3386 | 810 | 920 | 0,90 | 1,11 |
| 3 | Гранулит УП-1, УП-1А | 3710 | 880 | 950 | 0,91 | 1,10 |
| 4 | Сибирит1200 | 2585 | 617 | 1200 | 0,77 | 1,30 |
| * Тротиловый эквивалент рассчитан по теплоте взрыва по отношению к тротилу в водонаполненном состоянии (Гранулотол). | ||||||
| Таблица 3 | |||
| Сравнительная таблица параметров БВР по существующему (контрольный участок) и предлагаемому (экспериментальный участок) | |||
| Данные по взорванному блоку | Контрольный участок | Экспериментальный участок | |
| Дата начала завоза | 01.11.08 | ||
| Дата взрыва | 05.11.08 | ||
| Горизонт | +255 | ||
| Профильные линии | 48-51 | 46-48 | |
| Геологическая характеристика вмещающих пород | Алевролит мелкозернистый 90%, | ||
| песчаник среднезернистый 10% | |||
| Крепость по шкале проф. Протодьяконова | 11 | ||
| Объем ВГМ всего, тыс. м3 | 131,5 | ||
| Объем ВГМ, тыс. м3 на опытном участке блока | 82,5 | 49,0 | |
| Глубина скважин, м | 2-12м | ||
| Промежуточный детонатор | 6ЖВ⌀6О мм, | ПТ-П500 | |
| ПТ-П500 | |||
| Способ инициирования | СИНВ-С-500 | ||
| Количество ВВ, т | 56,7 | 38,0 | |
| Объем бурения, м пог. | 2935 | 1360 | |
| Выход негабарита, % | 1,93 | 1,74 | |
| Удельный расход ВВ, кг/м3 | 0,821 | 0,776 | |
Claims (1)
- Способ ведения буровзрывных работ с обеспечением заданной степени дробления взорванной горной массы, включающий бурение взрывных скважин на расстоянии между ними, зависящем от детонационных характеристик ВВ, физико-технических свойств породного массива, параметров его трещиноватости, их заряжание и взрывание, отличающийся тем, что заряжание взрывных скважин производят ВВ с удельным расходом на м3 взорванной горной массы в количестве, которое определяют с учетом потерь энергии ВВ при расширении продуктов взрыва заряда в объеме скважины, занимаемом зарядом, а также с учетом потерь, связанных со степенью полноты детонации конкретного ВВ в скважине конкретного диаметра, которые вводят в расчетное выражение коэффициента относительной работоспособности применяемого ВВ, при этом удельный расход ВВ определяют из выражения:
где Q - масса заряда в скважине, кг;
Н - высота уступа, м;
- содержание в массиве отдельностей с максимальным размером Г>0,15;
Vн.м - расчетный минимальный выход негабарита, %;
Vн - заданный выход негабарита, %;
Г>0,15 м - максимальный размер куска в пределах зоны дробления с радиусом R (кондиционный размер кусков);
- коэффициент относительной работоспособности применяемого ВВ по отношению к другому (эталонному) ВВ;
- среднее расстояние между трещинами в массиве, м;
d - диаметр скважинных зарядов, м;
Δ - плотность заряжания скважин, кг/дм3,
- поправка, учитывающая относительную (в диаметрах) длину скважинных зарядов;
М - порядковый номер грунта по классификации СНиП.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010137853/03A RU2450242C1 (ru) | 2010-09-13 | 2010-09-13 | Способ ведения буровзрывных работ с обеспечением заданной степени дробления взорванной горной массы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010137853/03A RU2450242C1 (ru) | 2010-09-13 | 2010-09-13 | Способ ведения буровзрывных работ с обеспечением заданной степени дробления взорванной горной массы |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010137853A RU2010137853A (ru) | 2012-03-20 |
| RU2450242C1 true RU2450242C1 (ru) | 2012-05-10 |
Family
ID=46029781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010137853/03A RU2450242C1 (ru) | 2010-09-13 | 2010-09-13 | Способ ведения буровзрывных работ с обеспечением заданной степени дробления взорванной горной массы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2450242C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2006581C1 (ru) * | 1992-02-07 | 1994-01-30 | Александр Порфирович Андриевский | Способ разрушения горных пород при проходке горных выработок |
| RU2066838C1 (ru) * | 1993-07-01 | 1996-09-20 | Петр Семенович Миронов | Способ дробления горных пород взрывом |
| RU2101673C1 (ru) * | 1995-04-14 | 1998-01-10 | Отдел проблем освоения недр СО РАН | Способ взрывного разрушения трещиноватого горного массива при отбойке на обнаженную плоскость |
| RU2236590C2 (ru) * | 2002-04-29 | 2004-09-20 | ОАО "Восточный научно-исследовательский горнорудный институт" | Способ взрывного разрушения рудных массивов трещинно-дайковой решетчатой структуры |
| RU2239783C2 (ru) * | 2002-12-09 | 2004-11-10 | Открытое акционерное общество "Приаргунское производственное горно-химическое объединение" | Способ получения заданной степени дробления трещиноватого горного массива при групповом взрывании скважинных зарядов вв |
-
2010
- 2010-09-13 RU RU2010137853/03A patent/RU2450242C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2006581C1 (ru) * | 1992-02-07 | 1994-01-30 | Александр Порфирович Андриевский | Способ разрушения горных пород при проходке горных выработок |
| RU2066838C1 (ru) * | 1993-07-01 | 1996-09-20 | Петр Семенович Миронов | Способ дробления горных пород взрывом |
| RU2101673C1 (ru) * | 1995-04-14 | 1998-01-10 | Отдел проблем освоения недр СО РАН | Способ взрывного разрушения трещиноватого горного массива при отбойке на обнаженную плоскость |
| RU2236590C2 (ru) * | 2002-04-29 | 2004-09-20 | ОАО "Восточный научно-исследовательский горнорудный институт" | Способ взрывного разрушения рудных массивов трещинно-дайковой решетчатой структуры |
| RU2239783C2 (ru) * | 2002-12-09 | 2004-11-10 | Открытое акционерное общество "Приаргунское производственное горно-химическое объединение" | Способ получения заданной степени дробления трещиноватого горного массива при групповом взрывании скважинных зарядов вв |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| МИНДЕЛИ Э.О. Разрушение горных пород.: Недра, 1974, с.486-493, 514-516. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010137853A (ru) | 2012-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Roy | Rock blasting: effects and operations | |
| CN110307762A (zh) | 一种基于深孔逐孔起爆技术的天井快速成井方法 | |
| Hrehová et al. | Mining technology with drilling-blasting operations | |
| RU2381369C1 (ru) | Способ предотвращения горных ударов в породах почвы выработок | |
| 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 | |
| RU2602567C1 (ru) | Способ взрывной отбойки руд и пород | |
| Oates et al. | Stemming and best practice in the mining industry: A literature review | |
| Sellers | Controlled blasting for enhanced safety in the underground environment | |
| RU2450242C1 (ru) | Способ ведения буровзрывных работ с обеспечением заданной степени дробления взорванной горной массы | |
| Shamaev et al. | Wall control and contour blasting to ensure the stability of the quarry boards when operating drilling and blasting works | |
| McKenzie | Blasting near open pit walls | |
| Yi | Improved blasting results with precise initiation: Numerical simulation of sublevel caving blasting | |
| Zhang | A study of free toe-space explosive loading and its application in open pit blasts | |
| Chaudhary et al. | Screened drill cuttings in blasthole for tamping of stemming to reduce generation of fly rock. | |
| Landman | How electronics can release the imagination | |
| Kabetenov et al. | Rational parameters of blasting, considering action time of explosion-generated pulse | |
| RU2495015C2 (ru) | Детонационное устройство поджига для пороховых генераторов давления | |
| Sarathy | Bench blasting: objectives and best practices--a recap. | |
| RU2403534C2 (ru) | Способ и устройство заряжания горизонтального шпура | |
| RU2627349C1 (ru) | Способ получения заданной степени дробления трещиноватого напряженного горного массива при взрывании зарядов вв двух параллельно сближенных скважин | |
| Gupta | Emerging explosives and initiation devices for increased safety, reliability, and performance for excavation in weak rocks, mining and close to surface structures | |
| Nayak | BLASTING OPTIMIZATION USING O-PITBLAST SOFTWARE. | |
| RU122476U1 (ru) | Вруб для разрушения крепких пород | |
| RU2239783C2 (ru) | Способ получения заданной степени дробления трещиноватого горного массива при групповом взрывании скважинных зарядов вв | |
| Maulenov et al. | DETERMINATION OF FIELD BOUNDARY PARAMETERS IN DRILLING AND BLASTING PROCESSES IN OPEN PIT MINES |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20131211 |