RU2646887C1 - Способ ведения буровзрывных работ в трещиноватых породах - Google Patents
Способ ведения буровзрывных работ в трещиноватых породах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2646887C1 RU2646887C1 RU2016147406A RU2016147406A RU2646887C1 RU 2646887 C1 RU2646887 C1 RU 2646887C1 RU 2016147406 A RU2016147406 A RU 2016147406A RU 2016147406 A RU2016147406 A RU 2016147406A RU 2646887 C1 RU2646887 C1 RU 2646887C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wells
- drilling
- blasting
- fractured rocks
- ledge
- Prior art date
Links
- 238000005422 blasting Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 10
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 8
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 6
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 2
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 235000019592 roughness Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42D—BLASTING
- F42D3/00—Particular applications of blasting techniques
- F42D3/04—Particular applications of blasting techniques for rock blasting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и создано применительно к ведению буровзрывных работ при открытой разработке месторождений полезных ископаемых в условиях трещиноватых пород криолитозоны Севера. Буровзрывные работы в трещиноватых породах ведутся рассредоточенными зарядами при хаотическом порядке расположения скважин. Причем исключают перебуры скважин ниже подошвы уступа и по отношению к трещинам их располагают под углами менее 90° к распространению трещин. Заряды в скважинах размещают в шахматном порядке, а компенсацию перебуров скважин, предназначенных для лучшей проработки подошвы уступа, выполняют путем регулирования взаимным расположением концевых частей скважин на уровне подошвы уступа. В результате реализации технического решения достигается улучшение качества проработки подошвы уступа в процессе ведения буровзрывных работ в трещиноватых породах при одновременном сокращении объемов работ по бурению скважин во взрываемых блоках. 1 табл., 3 ил.
Description
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и создано применительно к ведению буровзрывных работ при открытой разработке месторождений полезных ископаемых в условиях трещиноватых пород криолитозоны Севера.
Известен способ ведения буровзрывных работ при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, включающий вертикальное и наклонное расположение скважин на уступе (см. К.Н. Трубецкой, Г.Л. Краснянский, В.В. Хронин. Проектирование карьеров. Учебн. для вузов: В 2 т. - 2-е изд. перераб. и доп - М: Изд. Академия горных наук, 2001.Т. II, 535 c. C. 118-128).
Недостатком известного способа является выполнение значительных объемов буровых работ, связанных с перебурами скважин для лучшей проработки подошвы уступа при взрывной отбойке.
Известен также способ дробления горных пород трещиноватого массива рассредоточенными по глубине скважины зарядами с использованием дополнительных горизонтальных и наклонных скважин для лучшей проработки подошвы уступа (см. Б.Н.Кутузов. Разрушение горных пород взрывом. Учебник для вузов. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: изд. МГИ, 1992.-516 с. С. 428 – 455).
Недостатками данного способа являются существенное увлечение объемов буровых работ за счет перебуров скважин, дополнительных объемов по бурению горизонтальных и наклонных скважин, а также сложность выполнения данного вида работ на рабочих площадках.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ разработки кимберлитовых трубок (см. RU №2158827, кл. Е21С41/26, опубл. 10.11.2000), включающий разработку массива многолетнемерзлых пород на крупные блоки, создание внутри блоков через скважины высоконапорного гидравлического воздействия для их разрушения, доразрушение и отгрузку горной массы экскаваторами с активным исполнительным органом и последующую отгрузку их в автосамосвалы.
Однако создание безвзрывной технологии разрушения горной массы с применением принципиально нового комплекса горного оборудования требует значительных капитальных вложений.
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности ведения буровзрывных работ в трещиноватых породах.
Для решения поставленной задачи по способу ведения буровзрывных работ в трещиноватых породах путем полного использования энергии взрыва, обеспечивающей качественную проработку подошвы уступа, направлению расположения скважины придают хаотический порядок, причем скважины по отношению к трещинам располагают под углами менее 90° к их распространению, заряды в скважинах располагают в шахматном порядке, исключают перебуры скважин ниже уровня подошвы уступа, компенсируя перебуры скважин взаимным расположением концевых частей скважин на уровне подошвы уступа.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
В предлагаемом способе новыми признаками при сравнении с прототипом являются:
- формирование нового принципа расположения скважин во взрываемом массиве в хаотическом порядке;
- расположение скважин по отношению к трещинам под углами менее 90° к их распространению;
- исключение перебуров скважин ниже подошвы уступа при шахматном порядке расположения зарядов взрывчатого вещества;
- компенсация перебуров скважин взаимным расположением концевых их частей на уровне подошвы уступа.
Указанные новые признаки исключают недостатки существующих способов ведения буровзрывных работ в трещиноватых породах и обеспечивает следующие усиленные положительные свойства:
- формирование нового принципа хаотического расположения скважин позволяет рационально использовать энергию взрыва при буровзрывной подготовке горной массы;
- расположение скважин по отношению к трещинам под углами менее 90° и шахматном порядке размещения зарядов взрывчатого вещества в скважинах обеспечивает равномерные дробления массива горных пород;
- исключение перебуров скважин и их компенсация взаимным расположением концевых частей скважины на уровне подошвы уступа позволяет увеличить выход горной массы с 1 п.м. скважины, снизить удельный расход взрывчатого вещества и обеспечить качественную проработку подошвы уступа.
Заявленное техническое решение поясняется чертежами. На фигуре 1 показана схема хаотического расположения скважин на поперечном разрезе при разных вариантах распространения трещин: а - горизонтальная слоистая трещиноватость; б - косая трещиноватость; на фигуре 2 - схема хаотического расположения скважин при сложной конфигурации распространения трещин в массиве; на фигуре 3 - расчетная схема определения параметров буровзрывной отбойки.
Способ осуществляется следующим образом.
При буровзрывной подготовке горной массы в трещиноватых породах на уступе 1 бурят наклонные 2 и вертикальные 3 скважины. Направление ориентации скважин 2 и 3 зависит от направления распространения горизонтальных 4 и косых 5 трещин в массиве горных пород (см. фиг. 1). Причем скважины 3 и 4 бурят на глубину не более уровня подошвы уступа 6 под разными углами, не превышающими 90° к распространению трещин. Для лучшего дробления пород применяют рассредоточенные заряды 7 и располагают их в шахматном порядке. Хаотическое расположение скважин на уступе зависит от направления распространения трещин во взрывном блоке (см. фиг. 2). В конечном итоге, в результате реального технического решения будет достигнуто высокое качество подготовки горной массы в трещиноватых породах с хорошей проработкой подошвы уступа.
Техническая сущность и преимущества нового технического решения раскрыты на примере отбойки трещиноватого массива многолетнемерзлых пород. При этом качество взрыва зависит от оптимального сочетания следующих параметров (см. фиг. 3):
Квзр=f(Wi, aj, bi) ,
где Wi - линия наименьшего сопротивления по подошве уступа, м; i=1,...,n;
aj - расстояние между рядами скважин, м, j=1,...,m;
bi - расстояние между скважинами в ряду;
n, m - соответственно количество скважин в ряду и количество рядов скважин.
Исходные данные для расчетов приняты следующие:
Швзр - ширина взрываемого блока, Швзр=30 м;
Lвзр - длина взрываемого блока, Lвзр=100 м;
hу - высота уступа, hу = 15 м.
Расчеты выполнены в следующей последовательности:
1.Объем взрываемого блока - Vб,
Vб = hу * Швзр * Lвзр = 15*30*100=45000 м3
2. Объемы буровых работ по подготовке взрываемого блока - ∑ Lб:
а) Традиционная технология - ∑ Lб ′
∑ Lб ′ = nскв * l′ скв,
где nскв - количество скважин во взрываемом блоке, шт;
l′ скв - глубина скважины при традиционной технологии буровзрывной отбойки, м.
l′ скв = hy + lпер,
где lпер - перебур скважин, м, lпер=3 м,
тогда l′ скв = 15+3=18 м.
nскв = n*m.
При принятой в расчетах сетки скважин, равной 6х6 м, количеств скважин пскв будет равно,
где с - сетка скважин, м.
Откуда, ∑ Lб ′ = 85*18=1530м
б) Рекомендуется технология - ∑ Lб ′′
∑ L′′ б = nскв* l′′ скв ,
где l′′ скв - глубина скважины при рекомендуемой буровзрывной отбойке, м.
Для простоты расчетов количество взрываемых скважин nскв в традиционном и рекомендуемом вариантах приняты одинаковыми.
Глубина скважины при рекомендуемой технологии зависит от угла наклона скважины, α = 85° , 80° , 75°. При среднем значении угла, равному α=80°, глубина скважины составит,
Следовательно, объем буровых работ ∑Lб ′′ при рекомендуемом варианте буровзрывной отбойки составит
3. Выходы горной массы с 1 п.м. скважины, соответственно при традиционном q′ и рекомендуемом q′′ вариантах, будут равны
4. Объемы работ по бурению скважин Lбур для выравнивания подошвы уступа при традиционной технологии отбойки:
Lбугр = Nбугр * Hбугр,
где Nбугр - количество бугров при взрывной отбойке одного блока;
Hбугр - средняя высота бугра, м.
Неровности (бугры) при буровзрывной отбойке образуются в результате взрывания трех смежных зарядов. Поэтому количество бугров Nбугр при взрывной подготовке одного блока составит
Ориентировочно, средняя высота бугра равна 0,5 от величин перебура:
Hбугр = 0,5 * lпер = 0,5*3 = 1,5 м,
тогда, Lбугр = Nбугр * Hбугр = 28*1,5=42 м
5. Расчет затрат по вариантам ведения буровзрывных работ в трещиноватых породах:
а) Суммарные затраты при традиционной технологии отбойки - ∑ З′
∑ З′ = ∑ З′ скв * ∑ З′ бугр,
где ∑ З′ скв - затраты на бурение скважин для подготовки взрываемого блока, долл.;
∑ З′ бугр - затраты на ликвидацию бугров, образовавшихся на подошве уступа, долл.
∑ З′ = ∑ L′ б * Сб.п.м ,
где Сб.п.м - себестоимость бурения 1 п.м. скважины, долл/п.м.
Стоимость бурения 1 п.м. скважины взята из фактических показателей работы предприятий АК «Алроса» и составит Сб.п.м = 0,34 долл/п.м., т.е. 10% от общей себестоимости разработки 1 м3 вскрышных пород (см. RU № 2233982, кл. E21C41/00, опубл. 10.08.2004):
∑ З′ скв = 1530 *0,34 = 520,2 долл,
∑ З′ бугр = Lбугр * Сб.п.м + З′ бульд ,
где З′ бульд - затраты на бульдозерные работы по выравниванию подошвы уступа, долл.
З′ бульд = Сбульд * ∆ V,
Сбульд - стоимость 1 м3 бульдозерных работ, долл/м3 (из расчета 20% от себестоимости разработки 1 м3 горных пород Сбульд = 0,2 *3,41 =0,7 долл/м3);
∆ V - объем бульдозерных работ по выравниванию подошвы уступа, м3.
Объем бульдозерных работ рассчитывается по формуле
∆ V= Nбугр * Ѵбугр,
Ѵбугр - объем одного бугра, м3,
Ѵбугр = Нбугр * Nбугр = 1,5 * 28 = 42 м3
Следовательно, затраты на бульдозерные работы З′ бульд будут равны
З′ бульд = Ѵбугр * Сбульд
Ориентировочно, затраты на бульдозирование 1 м3 горной массы составляют 20% от себестоимости разработки горных пород (Сразр = 3,41 долл/м3), тогда Сбульд = 0,2 *3,41= 0,7 долл/м3
З′ бульд = 42 * 0,7 = 29,4 долл.
и соответственно затраты на выравнивание бугров составят
∑ З′ = ∑ З′ скв + ∑ З′ бугр = 520,2 +29,4 = 549,6 долл.
Таким образом, суммарные затраты на буровзрывную подготовку блока объемом 45000 м3 (15х30х100) составили 549,6 долл.
В зависимости от годовой производительности карьера, затраты на буровзрывную отбойку при традиционном варианте, например при производительности карьера 1 млн.м3 будут равны
где Qгод - годовая производительность карьера по горной массе, м3
б) Суммарные затраты при рекомендуемой технологии отбойки - ∑ З′′,
При производительности карьера 1 млн.м3 годовые затраты при рекомендуемом варианте составят
Тогда экономический эффект от реализации нового способа ведения буровзрывных работ в трещиноватых породах составит
При достижении проектной производительности карьера, равной 10 млн.м3, суммарный экономический эффект составит
∑Э = 10*7037.8 = 70378,0 долл.
Результаты расчетов показывают, что есть реальная возможность реализации технического решения на действующих горнодобывающих предприятиях, ведущих разработку в трещиноватых породах криолитозоны Севера.
В таблице приведены основные технико-экономические показатели, достигаемые при использовании нового технического решения.
Таблица
Ожидаемое улучшение технико-экономических показателей
разработок от реализации нового технического решения
№№ п/п |
Наименование показателей |
Традиционная технология |
Рекомендуемая технология |
1 | Объем взрываемого блока, м3 | 45000 | 45000,0 |
2 | Глубина скважины, м | 18,0 | 15,2 |
3 | Объемы работ по бурению скважин, м | 1530,0 | 684,0 |
4 | Выход породы с 1 п.м. скважины, м3 | - | - |
5 | Объемы бурового работ по ликвидации бугров, м | 42,0 | - |
6 | Стоимость бурения 1 п.м. скважины, долл. | 0,34 | 0,34 |
7 | Затраты на буровзрывную подготовку блока, долл. | 549,6 | 232,6 |
8 | Суммарные затраты на буровзрывную подготовку блока, долл. | 12201,1 | 5163,7 |
9 | Экономический эффект от реализации нового технического решения при взрывания одного блока, долл. | - | 7037,8 |
10 | Годовой экономический эффект при годовой производительности карьера по горной массе 10 млн.м3, долл. | - | 70378,0 |
Claims (1)
- Способ ведения буровзрывных работ в трещиноватых породах, включающий бурение вертикальных и наклонных скважин с последующим расположением рассредоточенных зарядов взрывчатого вещества по глубине скважин, отличающийся тем, что направлению расположения скважин придают хаотический порядок, причем скважины по отношению к трещинам располагают под углами менее 90° к их распространению, заряды в скважинах размещают в шахматном порядке, исключают перебуры скважин ниже уровня подошвы уступа, компенсируя перебуры скважин взаимным расположением концевых частей скважин на уровне подошвы уступа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016147406A RU2646887C1 (ru) | 2016-12-03 | 2016-12-03 | Способ ведения буровзрывных работ в трещиноватых породах |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016147406A RU2646887C1 (ru) | 2016-12-03 | 2016-12-03 | Способ ведения буровзрывных работ в трещиноватых породах |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2646887C1 true RU2646887C1 (ru) | 2018-03-12 |
Family
ID=61627565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016147406A RU2646887C1 (ru) | 2016-12-03 | 2016-12-03 | Способ ведения буровзрывных работ в трещиноватых породах |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2646887C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU823576A1 (ru) * | 1979-03-06 | 1981-04-23 | Институт Геотехнической Механикиакадемии Наук Украинской Ccp | Способ открытой разработки месторожде-Ний пОлЕзНыХ иСКОпАЕМыХ |
SU1689643A1 (ru) * | 1989-03-02 | 1991-11-07 | Восточный научно-исследовательский горнорудный институт | Способ предупреждени горных ударов |
SU711792A1 (ru) * | 1978-01-25 | 1995-10-10 | Московский Горный Институт | Способ многорядного короткозамедленного взрывания |
RU2158827C2 (ru) * | 1997-09-23 | 2000-11-10 | Якутский государственный университет им. М.К. Аммосова | Способ разработки кимберлитовых трубок |
WO2005052499A1 (en) * | 2003-11-28 | 2005-06-09 | Orica Explosives Technology Pty Ltd | Method of blasting multiple layers or levels of rock |
RU2319012C1 (ru) * | 2006-05-19 | 2008-03-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт горной механики и маркшейдерского дела-Межотраслевой научный центр ВНИМИ" | Способ буровзрывной подготовки горной массы на угольных карьерах |
-
2016
- 2016-12-03 RU RU2016147406A patent/RU2646887C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU711792A1 (ru) * | 1978-01-25 | 1995-10-10 | Московский Горный Институт | Способ многорядного короткозамедленного взрывания |
SU823576A1 (ru) * | 1979-03-06 | 1981-04-23 | Институт Геотехнической Механикиакадемии Наук Украинской Ccp | Способ открытой разработки месторожде-Ний пОлЕзНыХ иСКОпАЕМыХ |
SU1689643A1 (ru) * | 1989-03-02 | 1991-11-07 | Восточный научно-исследовательский горнорудный институт | Способ предупреждени горных ударов |
RU2158827C2 (ru) * | 1997-09-23 | 2000-11-10 | Якутский государственный университет им. М.К. Аммосова | Способ разработки кимберлитовых трубок |
WO2005052499A1 (en) * | 2003-11-28 | 2005-06-09 | Orica Explosives Technology Pty Ltd | Method of blasting multiple layers or levels of rock |
RU2319012C1 (ru) * | 2006-05-19 | 2008-03-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт горной механики и маркшейдерского дела-Межотраслевой научный центр ВНИМИ" | Способ буровзрывной подготовки горной массы на угольных карьерах |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
He et al. | Review of hydraulic fracturing for preconditioning in cave mining | |
Han et al. | Pressure relief and structure stability mechanism of hard roof for gob-side entry retaining | |
RU2593285C1 (ru) | Способ открытой разработки группы угольных пластов с валовым взрывным рыхлением вскрышных пород | |
Khayrutdinov et al. | Stress-strain behavior control in rock mass using different-strength backfill | |
RU2400702C1 (ru) | Способ взрывания горных пород с твердыми включениями | |
RU2381369C1 (ru) | Способ предотвращения горных ударов в породах почвы выработок | |
Engin | A practical method of bench blasting design for desired fragmentation based on digital image processing technique and Kuz-Ram model | |
Hrehová et al. | Mining technology with drilling-blasting operations | |
RU2396429C1 (ru) | Способ разупрочнения приконтурного массива горных выработок при разработке угольных пластов | |
RU2602567C1 (ru) | Способ взрывной отбойки руд и пород | |
RU2646887C1 (ru) | Способ ведения буровзрывных работ в трещиноватых породах | |
RU2653172C1 (ru) | Способ взрывной подготовки горной массы к селективной выемке | |
CN103791789B (zh) | 钻孔与节理成一定角度的爆破施工方法 | |
Jhanwar et al. | Application of air decks in production blasting to improve fragmentation and economics of an open pit mine | |
Kurchin et al. | Calculation methodology of blasting and explosion operations' parameters for construction of horizontal and inclined excavations | |
Konicek | Destressing | |
Bhatawdekar et al. | Drilling and blasting improvement in aggregate quarry at Thailand–a case study | |
Chandrakar et al. | Long-hole raise blasting in a single shot: assessment of void ratio and delay time based on experimental tests | |
RU2685587C1 (ru) | Способ открытой разработки крутопадающих месторождений с применением комбинированных временно нерабочих бортов | |
RU2517289C1 (ru) | Способ ведения буровзрывных работ на карьерах | |
RU2604074C1 (ru) | Способ ведения взрывных работ | |
RU2455613C1 (ru) | Способ взрывания горных пород с твердыми включениями | |
RU2244252C1 (ru) | Способ взрывной отбойки горных пород на открытых разработках (варианты) | |
RU2478912C1 (ru) | Способ взрывания разнопрочных массивов горных пород | |
Azarov et al. | GROWTH OF A HYDRAULIC FRACTURE IN THE SIDETRACKED BOREHOLE |