RU2475698C2 - Method of blasting of rock mass - Google Patents
Method of blasting of rock mass Download PDFInfo
- Publication number
- RU2475698C2 RU2475698C2 RU2011111034/03A RU2011111034A RU2475698C2 RU 2475698 C2 RU2475698 C2 RU 2475698C2 RU 2011111034/03 A RU2011111034/03 A RU 2011111034/03A RU 2011111034 A RU2011111034 A RU 2011111034A RU 2475698 C2 RU2475698 C2 RU 2475698C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling
- blasting
- elementary
- zones
- rocks
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке скальных горных пород.The invention relates to the mining industry and can be used in the open development of rock formations.
Известен способ, включающий стадийно-детальное районирование горных пород по блочности, трещиноватости, прочности и потребительскому качеству и последующее разделение массива рабочей зоны на разновысотные горизонты, а горизонты или их участки - на эксплуатационные блоки, последние - на однородные элементарные блоки, отрабатываемые сверху вниз методом "разборки" по блочности с первоначальным разрушением наиболее крупных - технологически и технически негабаритных отдельностей горных пород в массиве уступа - последующей выемкой из массива габаритных и мелких фракций с использованием соответствующего комплекса рабочих органов технических устройств универсального агрегата, позволяющего осуществлять непосредственную выемку габаритных отдельностей горных пород из массива, разбуривать и взрывать крупные отдельности горных пород зарядами ВВ малого и весьма малого диаметра -8-84 мм под локальным укрытием либо осуществлять их механическое разрушение или рыхление и последующую выемку и отгрузку горной массы в средства транспорта либо во внутренний отвал или во временный призабойный склад (патент РФ 2279546, Секисов Г.В., Мамаев Ю.А., Левин Д.В., Данильченко Д.Г. Способ разработки месторождений скального и полускального типов разноблочной структуры). Данное техническое решение может быть эффективно при разработке полускальных горных пород либо пород, подверженных интенсивному выветриванию с включением крупноблочных отдельностей. И не эффективно на крупных карьерах с большой интенсивностью продвижения фронта горных работ.The known method, which includes stage-detailed zoning of rocks according to blockiness, fracturing, strength and consumer quality and the subsequent division of the working area array into different-height horizons, and the horizons or their sections into operational blocks, the latter into homogeneous elementary blocks worked out from top to bottom by the method “disassembly” of blocking with the initial destruction of the largest - technologically and technically oversized rock formations in the ledge massif - subsequent excavation from the mass two-dimensional and small fractions using the appropriate set of working bodies of technical devices of the universal unit, which allows direct excavation of overall rock formations from the massif, drilling and blasting large rock formations with explosives of small and very small diameters of -8-84 mm under local shelter or to carry out their mechanical destruction or loosening and subsequent excavation and shipment of rock mass in vehicles or in the internal dump or temporary izaboyny warehouse (RF Patent No. 2279546, Sekisov GV, Mamaev Yu, Levin DV, Danilchenko DG The method of developing deposits of rocky and semi-rocky types of diverse blocks). This technical solution can be effective in the development of semi-rock formations or rocks subject to intensive weathering with the inclusion of large-block units. And it is not effective in large quarries with a high intensity of advancement of the mining front.
Известен способ отбойки горных пород, включающий предварительное районирование карьерного поля по трещиноватрсти и взрываемости с определением вместимости скважин, установление в процессе бурения местонахождения труднодробимых участков, оконтуривание их, бурение в них дополнительных скважин и короткозамедленное взрывание массива с замедлением взрывания дополнительных скважин относительно основных, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества дробления и снижения затрат на буровзрывные работы труднодробимые участки оконтуривают по скважинам, отличающимся максимальным по блоку отношением выхода шлама к содержанию наиболее характерных классов буровой мелочи, а объем бурения дополнительных скважин определяется с учетом изменения вместимости скважин, пробуренных в труднодробимых участках, из выражения (1)A known method of breaking rocks, including preliminary zoning of the quarry field according to fracture toughness and explosiveness with determining the capacity of the wells, establishing the location of difficult sections during drilling, contouring them, drilling additional wells in them and short-blown mass blasting with slowing the blasting of additional wells relative to the main ones, characterized in that, in order to improve the quality of crushing and reduce the cost of drilling and blasting difficult sections of the outline they are drilled in wells that differ in the maximum block ratio of cuttings output to the content of the most characteristic classes of drill fines, and the volume of drilling additional wells is determined taking into account changes in the capacity of wells drilled in difficult sections from expression (1)
где qвв - удельный расход ВВ, необходимый для дробления пород труднодробимого участка, кг/м3;where q cc - specific consumption of explosives required for crushing rocks trudnodrobimogo portion, kg / m 3;
qp - удельный расход ВВ по данным предварительного районирования, кг/м3;q p - specific consumption of explosives according to preliminary zoning, kg / m 3 ;
ku - коэффициент использования длины скважины, равный 0,6-0,7;k u - utilization of the length of the well, equal to 0.6-0.7;
Vt - объем труднодробимого участка, м3;V t - the volume of the difficult section, m 3 ;
k1 и k2 - коэффициенты пропорциональности, кг/п.м.;k 1 and k 2 - proportionality factors, kg / l.m .;
(а.с. СССР 1351249, Г.И.Даниленко, В.А.Хакулов, Л.В.Бахарев, Г.А.Алимирзоев и Г.И.Земляной).(A.S. USSR 1351249, G.I. Danilenko, V.A. Khakulov, L.V. Bakharev, G.A. Alimirzoev and G.I. Zemlyanoy).
Данное решение просто в реализации и позволяет на практике непосредственно в процессе ведения БВР выявлять труднодробимые участки на блоке для бурения в них дополнительных скважин. Решение рассчитано на квалифицированного исполнителя имеет весомую субъективную составляющую, затрудняющую, использование данного решения в составе автоматизированных систем. Кроме того, используемый критерий является совокупным, т.е. характеризует одновременно не только трещиноватость, но и характеристику трещин, что не имеет принципиального значения при диагностике массивов, где взрывное дробление (в силу наличия раскрытых трещин) является не управляемым, но, тем не менее, не позволяет распространять данную методику повсеместно на все типы массивов горных пород.This solution is simple to implement and allows in practice, directly in the course of conducting the BWR, to identify difficult sections on the block for drilling additional wells in them. The solution is designed for a qualified performer has a significant subjective component that makes it difficult to use this solution as part of automated systems. In addition, the criterion used is cumulative, i.e. characterizes at the same time not only fracturing, but also the characteristics of cracks, which is not crucial for the diagnosis of arrays, where explosive crushing (due to the presence of open cracks) is not controllable, but, nevertheless, does not allow to apply this technique everywhere to all types of arrays rocks.
Известен способ отбойки горных пород, использующий метод диагностики состояния массивов горных пород (Хакулов В.В. Совершенствование проектирования буровзрывных работ для карьеров на основе саморазвивающихся моделей районирования массивов горных пород // Горный информационный аналитический бюллетень. - 2010. - №7. - С.28-31.). В пределах определенного типа пород при диагностике массива определяется его трещиноватость и состояние трещин. Предлагаемый метод использует специальный показатель - коэффициент вместимости скважины. Коэффициент вместимости скважины представляет собой отношение измеренной вместимости скважины к вместимости скважины в монолитной породе. Т.е. данный коэффициент показывает во сколько раз в данном массиве вместимость скважин больше, чем в монолитной породе. Величина этого показателя меняется от 1 до 1.5 и более. Определение коэффициента вместимости скважины происходит автоматически в процессе зарядки скважин, поэтому данный метод лишен субъективной составляющей и может быть использован в автоматизированных системах. Однако, как и описанное выше техническое решение, основано на использовании совокупного критерия, т.е. характеризует одновременно не только трещиноватость, но и характеристику трещин, что не имеет принципиального значения при диагностике массивов, где взрывное дробление (в силу наличия раскрытых трещин) является не управляемым, но, тем не менее, не позволяет распространять данную методику повсеместно на все типы массивов горных пород.There is a known method of breaking rocks using the method of diagnosing the state of rock masses (Khakulov V.V. Improving the design of drilling and blasting operations for quarries based on self-developing models of zoning of rock masses // Mountain Informational Analytical Bulletin. - 2010. - No. 7. - C. 28-31.). Within a certain type of rock, when diagnosing an array, its fracturing and the state of cracks are determined. The proposed method uses a special indicator - well capacity coefficient. The well capacity coefficient is the ratio of the measured well capacity to the well capacity in monolithic rock. Those. This coefficient shows how many times in this array the capacity of the wells is greater than in monolithic rock. The value of this indicator varies from 1 to 1.5 or more. The determination of the coefficient of well capacity occurs automatically in the process of charging wells, therefore this method is devoid of the subjective component and can be used in automated systems. However, like the technical solution described above, it is based on the use of the aggregate criterion, i.e. characterizes at the same time not only fracturing, but also the characteristics of cracks, which is not crucial for the diagnosis of arrays, where explosive crushing (due to the presence of open cracks) is not controllable, but, nevertheless, does not allow to apply this technique everywhere to all types of arrays rocks.
Задачей изобретения является повышение эффективности, районирование пород по взрываемости с выделением элементарных однородных зон.The objective of the invention is to increase the efficiency, regionalization of rocks by explosiveness with the allocation of elementary homogeneous zones.
Задача решается тем, что элементарные однородные зоны формируют по крупности и выходу шлама в околоскважинном пространстве, соответствующем по высоте трем зонам - расположению забойки, расположению заряда выше и ниже подошвы уступа. Через характеристику элементарных зон устанавливают параметры БВР, причем через характеристику шлама элементарных зон уровня заряда устанавливают параметры БВР, а через характеристику шлама элементарных зон уровня забойки уточняют параметры БВР.The problem is solved in that elementary homogeneous zones form by size and sludge output in the near-wellbore space, corresponding to the height of three zones - the location of the bottomhole, the location of the charge above and below the bottom of the ledge. Through the characteristics of the elementary zones, the BWR parameters are set, and through the characteristics of the slurry of the elementary zones of the charge level, the parameters of the BWR are set, and through the characteristics of the slurry of the elementary zones of the bottomhole level, the parameters of the BWR are specified.
На Фиг.1 представлен разрез по скважинам пробуренных в массивах различной структурыFigure 1 shows a section through wells drilled in arrays of various structures
1 - в монолитных массивах горных пород,1 - in monolithic massifs of rocks,
2 - в нарушенных предыдущим взрывом массивах горных пород,2 - in the rock masses disturbed by the previous explosion,
3 - отметка подошвы уступа,3 - mark the sole of the ledge,
4 - обрушенная часть скважины,4 - collapsed part of the well,
5 - положение нижней части скважины вышележащего горизонта,5 - the position of the lower part of the well overlying horizon,
6 - зона искусственного трещинообразования вокруг скважины в перебуре.6 - zone of artificial fracturing around the borehole in the hole.
На Фиг.2 представлено поинтервальное изменение выхода шламаFigure 2 presents the interval change in the output of sludge
7 - вышележащий горизонт,7 - overlying horizon,
8 - текущий горизонт,8 - current horizon,
9 - зона совмещения.9 - zone registration.
На Фиг.3 представлено поинтервальное изменение крупности шламаFigure 3 presents the interval change in the size of the sludge
10 - вышележащий горизонт,10 - overlying horizon
11 - текущий горизонт,11 - current horizon,
12 - зона совмещения.12 - zone registration.
На Фиг.4 представлена зависимость вместимости скважин шарошечного бурения (долото 243 мм) от выхода шлама.Figure 4 shows the dependence of the capacity of cone drilling wells (bit 243 mm) from the output of the sludge.
На Фиг.5 представлена зависимость размера бурового шлама от блочности пород.Figure 5 presents the dependence of the size of drill cuttings from blocking rocks.
На Фиг.6 представлена зависимость взрываемости горных пород (скарнов) от блочности массивов.Figure 6 presents the dependence of the explosivity of rocks (skarn) from blockiness of the massifs.
Примеры конкретного выполненияCase Studies
Скальные массивы горных пород весьма изменчивы по структуре и прочностным свойствам, поэтому расход бурения и взрывчатых веществ на отбойку 1 м3 породы могут меняться в широких пределах. Проектирование буровзрывных работ осуществляется на основе районирования месторождения по категориям взрываемости. Данные районирования подтверждаются опытными взрывами. При большой изменчивости массивов процесс районирования является дорогостоящим мероприятием, а данные районирования ненадежны из-за проблем интерполяции результатов опытных взрывов на глубину месторождения. Работы по районированию месторождений проводят циклично с периодичностью 1.5-2 года.Rock massifs of rocks are very variable in structure and strength properties, so the consumption of drilling and explosives for breaking 1 m 3 of rock can vary widely. The design of drilling and blasting operations is carried out on the basis of zoning of the field according to explosive categories. Zoning data are confirmed by experimental explosions. With large variability of the arrays, the zoning process is an expensive undertaking, and the zoning data is unreliable due to problems of interpolation of the results of experimental explosions to the depth of the field. Work on the regionalization of deposits is carried out cyclically with a frequency of 1.5-2 years.
Дополнительные сложности при районировании вызывает трещиноватость массивов горных пород, которая часто оказывает решающее воздействие на результаты взрывного дробления. Как отмечалось в разное время многими исследователями (М.М.Протодьяконовым, А.Ф.Сухановым, Л.И.Бароном, С.А.Давыдовым, В.К.Рубцовым, В.Н.Мосинцом и др.) структурные свойства пород во многом определяют степень дробления массивов горных пород при взрыве. Важное значение имеет не только блочность пород, но и характеристика трещин и их заполнения. В сложно-структурных массивах хаотически меняется блочность пород, а наличие раскрытых трещин (либо трещин заполненных рыхлым материалом), существенно снижает степень дробления массивов горных пород взрывом.Additional difficulties in zoning are caused by fracturing of rock masses, which often has a decisive effect on the results of explosive crushing. As noted at different times by many researchers (M.M. Protodyakonov, A.F. Sukhanov, L.I. Baron, S.A. Davydov, V.K. Rubtsov, V.N. Mosinets, etc.) the structural properties of rocks largely determine the degree of fragmentation of rock masses during an explosion. Of great importance is not only the blocking of the rocks, but also the characteristics of the cracks and their filling. In the structurally complex massifs, the blockiness of rocks changes randomly, and the presence of open cracks (or cracks filled with loose material) significantly reduces the degree of fragmentation of rock masses by an explosion.
При отбойке скважин разрушение горных пород происходит не только в проектных контурах, но и за их пределами. Особенно это касается сложно-структурных массивов, когда при попытке улучшения качества дробления за счет увеличения расхода бурения и ВВ усиливается взрывное воздействие на массив за пределами проектных контуров отбойки (ниже подошвы уступа, откосы уступа). За пределами проектных контуров отбойки наблюдается разрушение массива горных пород и интенсивное искусственное трещинообразование. Это касается откосов уступов и подошвы уступа. При попадании скважин в зоны искусственного нарушения массива наблюдается обрушение устья скважин, уменьшение величины перебура, ухудшение дробления горных пород и проработки подошвы уступа. Так в работе (Жабоев М.Н., Хакулов В.А, Бахарев Л.В., Равикович Б.С.Совершенствование технологии отбойки сложно-структурных массивов горных пород. // Горный журнал. - 1990. - №9. - С.22-23) выделены следующие основные причины потерь технологических скважин в зонах искусственного нарушения массива пород:During well breakdown, rock destruction occurs not only in the design contours, but also beyond them. This is especially true for complex structural arrays, when, when trying to improve the quality of crushing due to an increase in drilling and explosive consumption, the explosive effect on the massif outside the design contours of the breakdown increases (below the bottom of the ledge, the slopes of the ledge). Outside the design contours of the breakdown, the destruction of the rock mass and intense artificial cracking are observed. This applies to the slopes of the ledges and the bottom of the ledge. When wells get into the zones of artificial disturbance of the massif, the collapse of the wellhead, a decrease in the amount of the overburden, deterioration of crushing of rocks and the development of the bottom of the ledge are observed. So in the work (Zhaboev M.N., Khakulov V.A., Bakharev L.V., Ravikovich B.S. Improving the technology for breaking complex rock massifs. // Mining Journal. - 1990. - No. 9. - C .22-23) the following main causes of the loss of technological wells in areas of artificial disturbance of the rock mass are identified:
- Потери скважин при бурении первого ряда.- Loss of wells while drilling the first row.
- Обрушение устья скважин в результате бурения верхней части скважин в нарушенном предыдущими взрывами массиве горных пород (см. фиг.1).- The collapse of the wellhead as a result of drilling the upper part of the wells in the rock mass disturbed by previous explosions (see figure 1).
При проектировании массовых взрывов цикличная технология районирования массивов горных пород не обеспечивает необходимой точности выдачи данных о взрываемости пород, что ухудшает технико-экономические показатели производства. Поэтому создание системы проектирования массовых взрывов с элементами саморазвития является весьма актуальной задачей. Автоматизированная система проектирования массовых взрывов должна решать две задачи:When designing mass explosions, the cyclic technology of zoning of rock masses does not provide the necessary accuracy in issuing rock explosion data, which affects the technical and economic performance of production. Therefore, the creation of a design system for mass explosions with elements of self-development is a very urgent task. An automated design system for mass explosions should solve two problems:
1. На основе существующего районирования и данных типового проекта (рациональные параметры БВР по категориям пород) проектирование текущего взрывного блока.1. On the basis of the existing regionalization and the data of a typical project (rational parameters of explosive blasting by rock categories) design of the current explosive block.
2. Уточнение существующего районирования и данных типового проекта (рациональные параметры БВР по категориям пород), на основе анализа результатов промышленного взрыва.2. Clarification of the existing zoning and the data of a typical project (rational parameters of explosive blasting by rock categories), based on the analysis of the results of an industrial explosion.
Информация должна постоянно поступать в автоматизированную систему. Источником такой информации могут быть только промышленные взрывы. Но существующая структура информации, получаемой при производстве промышленного взрыва, имеет элементы, в значительной мере зависящие от субъективных факторов и имеющие низкую достоверность.Information must constantly flow into an automated system. The source of such information can only be industrial explosions. But the existing structure of information obtained in the production of an industrial explosion has elements that are largely dependent on subjective factors and have low reliability.
Наибольшую зависимость от субъективного фактора имеет регистрация трещиноватости и характеристики трещин, которые напрямую не определяются, поэтому вместо трещиноватости и характеристики трещин предлагается регистрировать гранулометрический состав бурового шлама и его выход. Для измерения характеристики шлама могут быть использованы как известные, используемые на обогатительных фабриках гранулометры, так и специально разработанные устройства.The greatest dependence on the subjective factor is the registration of fractures and characteristics of fractures that are not directly determined, therefore, instead of fracturing and characteristics of fractures, it is proposed to register the granulometric composition of drill cuttings and its yield. To measure the characteristics of the sludge, both known granulometers used in processing plants and specially designed devices can be used.
Для возможности анализа искусственного трещинообразования в массиве в околоскважинном пространстве формируют элементарные однородные зоны с разбивкой по высоте на три слоя:To enable the analysis of artificial cracking in an array in the near-wellbore space, elementary homogeneous zones are formed with a height breakdown into three layers:
1) соответствующем по высоте расположению забойки;1) the appropriate height of the stemming;
2) соответствующем по высоте расположению заряда выше подошвы уступа;2) charge height corresponding to the height above the sole of the ledge;
3) соответствующем по высоте расположению заряда ниже подошвы уступа.3) charge height corresponding to the height below the bottom of the step.
В процессе бурения скважины поинтервально для каждого слоя производят регистрацию крупности и выхода шлама.In the process of drilling a well, for each layer, the size and output of the slurry are recorded.
Слой, соответствующий по высоте расположению забойки, характеризует состояние массива горных пород после воздействия на него нижней части скважинных зарядов вышележащего, ранее отработанного блока.A layer corresponding to the height of the bottom hole characterizes the state of the rock mass after exposure to the lower part of the borehole charges of an overlying, previously worked out block.
Степень воздействия энергии взрыва на массив горных пород ниже подошвы уступа зависит от расположения заряда. Часто центр тяжести расположения заряда по высоте необоснованно занижается. Это может происходить по ряду причин, главные из которых:The degree of impact of the explosion energy on the rock mass below the bottom of the ledge depends on the location of the charge. Often the center of gravity of the charge in height is unreasonably underestimated. This can happen for a number of reasons, the main of which are:
- Не учитывается реальная вместимость скважин, в трещиноватых породах, когда за счет разбуривания диаметр скважин получается больше чем в монолитных или крупноблочных породах. Это может увеличивать вместимость скважины более чем на 20%.- The actual capacity of wells in fractured rocks is not taken into account, when due to drilling, the diameter of the wells is greater than in monolithic or large-block rocks. This can increase well capacity by more than 20%.
- В массивах горных пород, где дробление, в силу структурных свойств является не управляемым, часто предпринимаются попытки улучшить качество дробления за счет увеличения расхода бурения и ВВ.- In massifs of rocks where crushing, due to structural properties, is uncontrollable, attempts are often made to improve the quality of crushing by increasing the consumption of drilling and explosives.
При смещении центра тяжести заряда в нижнюю часть скважины происходит усиленное воздействие энергии заряда на массив ниже подошвы уступа. Для количественной оценки этого фактора производится сравнительный анализ характеристики шлама, полученного при бурении области перебура (на вышележащем горизонте) с характеристикой шлама, полученного при бурении верхней части скважин (уровень забойки) текущего горизонта. На Фиг.1 представлен разрез по скважинам пробуренных в массивах различной структуры:When the center of gravity of the charge is shifted to the lower part of the well, there is an increased effect of charge energy on the array below the bottom of the ledge. For a quantitative assessment of this factor, a comparative analysis of the characteristics of the cuttings obtained during the drilling of the borehole area (on the overlying horizon) with the characteristics of the cuttings obtained during the drilling of the upper part of the boreholes (bottom hole level) of the current horizon is performed. Figure 1 shows a section through wells drilled in arrays of various structures:
1 - в монолитных массивах горных пород;1 - in monolithic massifs of rocks;
2 - в нарушенных предыдущим взрывом массивах горных пород;2 - in rock masses disturbed by the previous explosion;
3 - отметка подошвы уступа;3 - mark the sole of the ledge;
4 - обрушенная часть скважины;4 - collapsed part of the well;
5 - положение нижней части скважины вышележащего горизонта;5 - the position of the lower part of the well overlying horizon;
6 - зона искусственного трещинообразования вокруг скважины в перебуре.6 - zone of artificial fracturing around the borehole in the hole.
На фиг.2 представлены зависимости поинтервального изменения с глубиной выхода шлама по скважинам вышележащего (7) и текущего (8) горизонтов. Анализ выхода шлама в зоне перекрытия зависимостей вышележащего и текущего горизонтов (9) показывает, что выход шлама под влиянием искусственной трещиноватости уменьшился с 60 до 10%.Figure 2 presents the dependence of the interval change with the depth of the output of the sludge from the wells of the overlying (7) and current (8) horizons. Analysis of the sludge yield in the overlapping zone of the dependences of the overlying and current horizons (9) shows that the sludge yield under the influence of artificial fracturing decreased from 60 to 10%.
На фиг.3 представлены зависимости поинтервального изменения с глубиной крупности шлама по скважинам вышележащего (9) и текущего (10) горизонтов. Анализ крупности шлама в зоне перекрытия зависимостей вышележащего и текущего горизонтов (11) показывает, что крупность шлама под влиянием искусственной трещиноватости увеличилась с 2 до 12 мм.Figure 3 presents the dependence of the interval change with the depth of the size of the sludge in the wells of the overlying (9) and current (10) horizons. Analysis of the size of the sludge in the overlapping zone of the dependences of the overlying and current horizons (11) shows that the size of the sludge under the influence of artificial fracturing increased from 2 to 12 mm.
Слой, соответствующий по высоте расположению заряда характеризует естественное состояние массива горных пород.A layer corresponding in height to the location of the charge characterizes the natural state of the rock mass.
В качестве исходных система использует данные промышленных взрывов. В процессе бурения технологических скважин шарошечного бурения определяются:The system uses data from industrial explosions as initial data. In the process of drilling technological wells cone-drilling is determined:
1. Характеристика пород на текущем блоке.1. Characteristics of the rocks in the current block.
2. Прогноз характеристики пород на нижележащем горизонте.2. Forecast characteristics of rocks on the underlying horizon.
3. Оценка точности прогноза текущего блока, выданная при отработке вышележащего горизонта.3. Assessment of the accuracy of the forecast of the current block, issued during the mining of the overlying horizon.
Первый слой - верхняя зона, соответствующая по высоте положению забойки, представляет интерес для анализа параметров и результатов предыдущего взрыва на вышележащем горизонте. Зона подвержена искусственной трещиноватости, вызванной воздействием заряда на область за пределами проектного контура отбойки. Сравнительный анализ характеристики шлама в верхней и средней части скважины с учетом расположения, удаленности скважинного заряда на вышележащем или смежном блоке и потерь скважин (от обрушения устья) анализируемой скважины позволяет судить об отклонениях от рациональных параметров БВР при отбойке вышележащего или смежного блока.The first layer - the upper zone, corresponding to the height of the stemming in height, is of interest for analyzing the parameters and results of the previous explosion on the overlying horizon. The zone is subject to artificial fracturing caused by the action of a charge on the area outside the design breakdown contour. A comparative analysis of the characteristics of the sludge in the upper and middle parts of the well, taking into account the location, distance of the borehole charge on the overlying or adjacent block and the loss of the wells (from the collapse of the mouth) of the analyzed well, allows us to judge deviations from the rational parameters of the drilling rig during breaking of the overlying or adjacent block.
Минимальное разрушение подошвы уступа говорит о том, что основное воздействие энергии скважинного заряда было направлено в сторону обнаженного пространства (т.е. правильно были подобраны величины заряда, забойки, перебура, интервала замедления).The minimal destruction of the bottom of the ledge indicates that the main effect of the energy of the borehole charge was directed towards the exposed space (i.e., the values of charge, stemming, excess, and deceleration interval were correctly selected).
Второй по высоте слой соответствует положению заряда выше подошвы уступа и характеризует естественную трещиноватость массива горных пород в околоскважинном пространстве. Параметр - крупность шлама характеризует трещиноватость массива горных пород, параметр выход шлама характеризует наличие раскрытых трещин. Увеличение выхода шлама с глубиной бурения говорит о том, что пройдена зона искусственной трещиноватости с раскрытыми трещинами, образовавшаяся от воздействия заряда скважины вышележащего блока на подошву уступа (см. фиг..2). Крупность шлама с глубиной скважины уменьшается, это говорит о том что прочностные свойства массива увеличиваются по мере прохождения зоны искусственной трещиноватости (см. фиг.3).The second highest layer corresponds to the position of the charge above the bottom of the ledge and characterizes the natural fracturing of the rock mass in the near-wellbore space. The parameter - sludge size characterizes the fracturing of the rock mass, the sludge yield parameter characterizes the presence of open cracks. The increase in the output of the sludge with the drilling depth indicates that the zone of artificial fracturing with open cracks has been passed, formed from the charge of the well of the overlying block on the bottom of the ledge (see Fig. 2). The size of the sludge decreases with the depth of the well, this indicates that the strength properties of the array increase as the zone of artificial fracturing passes (see figure 3).
Третий слой - зона, характеризующая массив горных пород на уровне перебура. Характеристика шлама, крупность и выход позволяют выделить (разделить) количественные значения величин естественной и искусственной трещиноватости при сравнительном анализе по результатам обуривания нижележащего горизонта.The third layer is the zone characterizing the rock mass at the level of the rebound. The characteristics of the sludge, size and yield make it possible to isolate (separate) the quantitative values of the values of natural and artificial fracturing in a comparative analysis based on the results of drilling out the underlying horizon.
Таким образом, для оценки влияния взрывного воздействия за пределами проектных контуров отбойки массив горных пород изучается дважды:Thus, to assess the impact of explosive effects outside the design contours of the blasting, the rock mass is studied twice:
1. При обуривании вышележащего горизонта исследуется характеристика шлама зоны на уровне перебура.1. When drilling the overlying horizon, the characteristics of the zone sludge at the level of the rebound are investigated.
2. При понижении горных работ и обуривании зоны (которая ранее описывалась характеристикой шлама на уровне перебура) исследуется характеристика шлама на уровне забойки.2. With a decrease in mining and drilling of the zone (which was previously described by the characteristics of the sludge at the level of the rebound), the characteristics of the sludge at the bottomhole level are investigated.
Важной задачей для обеспечения точности районирования является создание условий соблюдения проектных параметров БВР и обеспечение точности ввода информации в базу данных. С этой целью при бурении скважин используются средства высокоточного позиционирования для расположения их в соответствии с проектом на бурение. Буровой станок оборудуется устройством определения крупности и выхода шлама (например гранулометром или миниатюрной видиокамерой в защитном кожухе с устройством защиты оптики от шлама и пыли) средствами высокоточного позиционирования, микропроцессорным устройством для управления режимом бурения, сбора данных о характеристике шлама и синхронизации работы вышеперечисленных устройств. Программируемое микропроцессорное устройство подключается к персональному компьютеру (планшетному ПК), устанавливаемому в кабине бурового станка и соединяемому Wi max сетью с сервером.An important task for ensuring the accuracy of zoning is the creation of conditions for observing the design parameters of the BVR and the accuracy of entering information into the database. To this end, when drilling wells, high-precision positioning tools are used to position them in accordance with the drilling project. The drilling rig is equipped with a device for determining the size and output of the sludge (for example, a granulometer or a miniature video camera in a protective casing with a device for protecting optics from sludge and dust) using high-precision positioning devices, a microprocessor-based device for controlling the drilling mode, collecting data on the characteristics of the sludge and synchronizing the operation of the above devices. The programmable microprocessor device is connected to a personal computer (tablet PC) installed in the drilling rig cabin and connected by a Wi max network to the server.
Предлагаемое техническое решение позволяет на постоянной основе с использованием современных средств вычислительной техники, позиционирования оборудования, средств коммуникации вести корректировку районирования массивов горных пород по категориям трещиноватости, взрываемости, а также уточнение параметров буровзрывных работ. При этом могут использоваться различные методики расчета параметров БВР. Например, значение коэффициента использования длины скважины для конкретных условий может рассчитываться из выражения (2):The proposed technical solution allows, on an ongoing basis, using modern means of computer technology, equipment positioning, and communication tools, to adjust the zoning of rock massifs according to the categories of fracturing, explosiveness, and also to refine drilling and blasting parameters. In this case, various techniques for calculating the parameters of the BVR can be used. For example, the value of the coefficient of utilization of the length of the well for specific conditions can be calculated from the expression (2):
где H3 - высота уступа, м; k2b, k3b, k6b0 - коэффициенты пропорциональности, для роговиков k2b=0.53, k3b=0.4, k6b0=2.5.where H 3 - the height of the ledge, m; k2b, k3b, k6b 0 are proportionality coefficients, for hornfelses k2b = 0.53, k3b = 0.4, k6b 0 = 2.5.
Обеспечение контроля эффективности локализации взрывного воздействия строго в планируемых контурах отбойки выполняется на основе анализа зависимостей фиг.2 и фиг.3. Корректировка параметров БВР может выполняться с помощью специальных показателей коэффициента эффективности перебура и коэффициентов отклонения вместимости и потерь скважин первого ряда. Коэффициент эффективности перебура (КЭП) определяется по формуле (3).Providing control of the effectiveness of the localization of explosive impact strictly in the planned contours of the blasting is based on the analysis of the dependencies of figure 2 and figure 3. Correction of the parameters of drilling rigs can be performed using special indicators of the coefficient of efficiency of the drill and the coefficients of deviation of capacity and loss of wells of the first row. The efficiency coefficient of the rebound (CEP) is determined by the formula (3).
где Lp - величина перебура, м; Δh - отклонение от проектной высоты уступа, м.where L p is the value of the rebound, m; Δh - deviation from the design height of the ledge, m
При этом глубина перебура рассчитывается из выражения (4):In this case, the depth of the rebound is calculated from the expression (4):
где k7b, k5b0 - коэффициенты пропорциональности, для роговиков k7b=1.45, k5b0=0.073.where k7b, k5b 0 are the proportionality coefficients, for hornfelses k7b = 1.45, k5b 0 = 0.073.
Величина перебура оптимизируется для каждой категории пород с целью:The amount of rebar is optimized for each category of breeds with the aim of:
1) локализовать приложение взрывной энергии в пределах планового контура взрывной отбойки;1) to localize the application of explosive energy within the planned contour of explosive blasting;
2) обеспечить требования последующих процессов горных работ и обогащения;2) to ensure the requirements of subsequent mining and beneficiation processes;
3) минимизировать воздействие взрыва на охраняемые объекты.3) minimize the impact of the explosion on protected objects.
Если взрывная энергия прикладывается за пределами проектного контура при плановых значениях перебура и других параметрах БВР, это говорит об изменении категории взрываемости пород.If explosive energy is applied outside the design contour with the planned values of the rebar and other parameters of the blasting system, this indicates a change in the explosiveness category of the rocks.
Расстояние между скважинами корректируется по формуле (5).The distance between the wells is adjusted by the formula (5).
где a 0, a 1 - соответственно фактическая и рекомендуемая сетка скважин, м.where a 0 , a 1 - respectively, the actual and recommended grid of wells, m.
При отклонении от проектной отметки подошвы уступа расчет рекомендуемого расхода ВВ ведется из выражения (6):When deviating from the design mark of the bottom of the ledge, the calculation of the recommended flow rate of explosives is carried out from the expression (6):
где p - вместимость 1 п.м. скважины, кг/м; Ki - коэффициент использования скважины;where p is the capacity of 1 l.m. wells, kg / m; K i - well utilization rate;
Lskν - длина скважины, м; h - высота уступа, м.L skν — well length, m; h is the height of the ledge, m
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ 2279546, Секисов Г.В., Мамаев Ю.А., Левин Д.В., Данильченко Д.Г. Способ разработки месторождений скального и полускального типов разноблочной структуры.1. RF patent 2279546, Sekisov G.V., Mamaev Yu.A., Levin D.V., Danilchenko D.G. A method of developing deposits of rocky and semi-rocky types of diverse blocks.
2. Даниленко Г.И., Хакулов В.А., Бахарев Л.В., Алимирзоев Г.А., Земляной Г.И. Способ отбойки горных пород. А.с. №1351249 СССР, 1987.2. Danilenko G.I., Khakulov V.A., Bakharev L.V., Alimirzoev G.A., Zemlyanoy G.I. The method of breaking rocks. A.S. No. 1351249 USSR, 1987.
3. Хакулов В.В Совершенствование проектирования буровзрывных работ для карьеров на основе саморазвивающихся моделей районирования массивов горных пород // Горный информационный аналитический бюллетень. - 2010 - №7 - С.28-31.3. Khakulov VV Improving the design of drilling and blasting operations for quarries based on self-developing models of zoning of rock masses // Mountain Informational Analytical Bulletin. - 2010 - No. 7 - P.28-31.
4. Жабоев М.Н., Хакулов В.А, Бахарев Л.В., Равикович Б.С. Совершенствование технологии отбойки сложно-структурных массивов горных пород. // Горный журнал. - 1990. - №9. - С.22-23.4. Zhaboev M.N., Khakulov V.A., Bakharev L.V., Ravikovich B.S. Improving the technology for breaking complex structural rock masses. // Mountain Journal. - 1990. - No. 9. - S.22-23.
5. Протодьяконов М.М. Материалы для урочного положения горных работ. Ч.1. - М.: Издательство ЦК горнорабочих, 1926.5. Protodyakonov M.M. Materials for the lesson position of mining.
6. Суханов А.Ф. К вопросу единой классификации горных пород. - М.: Углетехиздат, 1947.6. Sukhanov A.F. On the issue of a unified classification of rocks. - M .: Ugletekhizdat, 1947.
7. Барон Л.И., Коняшин Ю.Г., Курбатов В.М. Дробимость горных пород. - М.: издательство Академии наук СССР, 1963.7. Baron L.I., Konyashin Yu.G., Kurbatov V.M. Crushability of rocks. - M .: publishing house of the Academy of Sciences of the USSR, 1963.
8. Барон Л.И., Личели Г.П. Трещиноватость горных пород при взрывной отбойке. - М.: Недра, 1966, 136 с.8. Baron L.I., Licheli G.P. Fracturing of rocks during explosive breaking. - M .: Nedra, 1966, 136 p.
9. Барон Л.И. Об акустической жесткости как критерии сопротивляемости горных пород разрушению дроблению динамическими нагрузками. // Взрывное дело, №67/24. - М: Недра, 1969, / НТО горное.9. Baron L.I. Acoustic rigidity as a criterion for rock resistance to crushing by dynamic loads. // Explosive business, No. 67/24. - M: Nedra, 1969, / NTO mountain.
10. Барон Л.И. Кусковатостъ и методы ее измерения. - М.: Издательство АН СССР. 1960, 123 с.10. Baron L.I. Lumpiness and methods of its measurement. - M.: Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR. 1960, 123 p.
11. Мосинец В.Н. Энергетические и корреляционные связи процесса разрушения пород взрывом. - Фрунзе: Издательство АН Кирг. ССР, 1963, 233 с.11. Mosinets V.N. Energy and correlation of the destruction of rocks by explosion. - Frunze: Publishing House of the Academy of Sciences of Kyrgyzstan. SSR, 1963, 233 p.
Технический результатTechnical result
Повышение эффективности буровзрывных работ за счет снижения расхода ВВ, бурения на отбойку пород, а также снижения потерь скважин от обрушения, улучшения качества дробления горных пород и проработки подошвы уступа.Improving the efficiency of drilling and blasting operations by reducing the consumption of explosives, drilling to break rocks, as well as reducing the loss of wells from collapse, improving the quality of crushing of rocks and working out the bottom of the ledge.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011111034/03A RU2475698C2 (en) | 2011-03-23 | 2011-03-23 | Method of blasting of rock mass |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011111034/03A RU2475698C2 (en) | 2011-03-23 | 2011-03-23 | Method of blasting of rock mass |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011111034A RU2011111034A (en) | 2012-09-27 |
| RU2475698C2 true RU2475698C2 (en) | 2013-02-20 |
Family
ID=47078133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011111034/03A RU2475698C2 (en) | 2011-03-23 | 2011-03-23 | Method of blasting of rock mass |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2475698C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106640081A (en) * | 2016-08-25 | 2017-05-10 | 中国黄金集团内蒙古矿业有限公司 | Strip mine drilling and blasting design, construction and management method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114018111B (en) * | 2021-09-30 | 2023-03-17 | 宏大爆破工程集团有限责任公司 | Method for blasting mining of sandstone aggregate mine rock mass |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2181834C2 (en) * | 2000-06-06 | 2002-04-27 | Государственное учреждение институт горного дела дальневосточного отделения РАН | Method mining of hear mineral deposits |
| RU2209973C1 (en) * | 2002-04-29 | 2003-08-10 | Государственное учреждение Институт горного дела ДВО РАН | Method of development of solid mineral deposits |
| WO2004033853A1 (en) * | 2002-10-09 | 2004-04-22 | Bhp Billiton Innovation Pty Ltd | System and method(s) of mine planning, design and processing |
| RU2261326C1 (en) * | 2004-07-12 | 2005-09-27 | Институт Горного Дела Дальневосточного Отделения Российской Академии Наук (Статус Государственного Учреждения) | Loosening method for rock having different strength |
| RU2279546C1 (en) * | 2005-03-02 | 2006-07-10 | Институт Горного Дела Дальневосточного Отделения Российской Академии Наук (Статус Государственного Учреждения) | Development method for rock or half-rock deposit with different block structures |
-
2011
- 2011-03-23 RU RU2011111034/03A patent/RU2475698C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2181834C2 (en) * | 2000-06-06 | 2002-04-27 | Государственное учреждение институт горного дела дальневосточного отделения РАН | Method mining of hear mineral deposits |
| RU2209973C1 (en) * | 2002-04-29 | 2003-08-10 | Государственное учреждение Институт горного дела ДВО РАН | Method of development of solid mineral deposits |
| WO2004033853A1 (en) * | 2002-10-09 | 2004-04-22 | Bhp Billiton Innovation Pty Ltd | System and method(s) of mine planning, design and processing |
| RU2261326C1 (en) * | 2004-07-12 | 2005-09-27 | Институт Горного Дела Дальневосточного Отделения Российской Академии Наук (Статус Государственного Учреждения) | Loosening method for rock having different strength |
| RU2279546C1 (en) * | 2005-03-02 | 2006-07-10 | Институт Горного Дела Дальневосточного Отделения Российской Академии Наук (Статус Государственного Учреждения) | Development method for rock or half-rock deposit with different block structures |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106640081A (en) * | 2016-08-25 | 2017-05-10 | 中国黄金集团内蒙古矿业有限公司 | Strip mine drilling and blasting design, construction and management method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011111034A (en) | 2012-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Petlovanyi et al. | The influence of geology and ore deposit occurrence conditions on dilution indicators of extracted reserves | |
| He et al. | Review of hydraulic fracturing for preconditioning in cave mining | |
| Konicek et al. | Long-hole destress blasting for rockburst control during deep underground coal mining | |
| CN104596371A (en) | Digitized surface blasting operation method | |
| CN104850695B (en) | A method of determining effective goaf caving blasting scheme | |
| CN105673014A (en) | Method for controlling rock burst of hard roof jump mining working face | |
| Dhekne et al. | Effect of type of explosive and blast hole diameter on boulder count in limestone quarry blasting | |
| RU2475698C2 (en) | Method of blasting of rock mass | |
| Konicek | Destressing | |
| Emad et al. | In-situ blast vibration monitoring in cemented rockfill stope–a case study | |
| Wang et al. | Numerical investigation into evolution of crack and stress in residual coal pillars under the influence of longwall mining of the adjacent underlying coal seam | |
| Kurchin et al. | Calculation methodology of blasting and explosion operations' parameters for construction of horizontal and inclined excavations | |
| Hakulov et al. | To issue of open-pit mining robotization | |
| Catalan | Implementation and assessment of intensive preconditioning for cave mining applications | |
| RU2449240C1 (en) | Method of ore and rock breakage in development of solid mineral deposits | |
| CN110823031A (en) | Blasting construction method for shallow tunnel | |
| Pal Roy et al. | Induced caving by blasting: innovative experiments in blasting gallery panels of underground coal mines of India | |
| RU2498211C2 (en) | Method to perform blast-hole drilling | |
| Yun et al. | Geotechnical challenges and strategies at McArthur River operation | |
| RU2521629C2 (en) | Drilling-and-blasting jobs | |
| RU2669422C1 (en) | Way of drilling and blasting operations on the quarries | |
| Zharikov et al. | Designing Blast Pattern for Pitwall Rock Mass | |
| Brantson et al. | A comprehensive review of traditional, modern and advanced presplit drilling and blasting in the mining and construction industries | |
| Konicek et al. | Destress blasting on the border of safety pillars | |
| RU2604074C1 (en) | Method for performing blasting operations |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140324 |