RU2741649C1 - Method for cyclic-continuous mining of rocks - Google Patents
Method for cyclic-continuous mining of rocks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2741649C1 RU2741649C1 RU2020129738A RU2020129738A RU2741649C1 RU 2741649 C1 RU2741649 C1 RU 2741649C1 RU 2020129738 A RU2020129738 A RU 2020129738A RU 2020129738 A RU2020129738 A RU 2020129738A RU 2741649 C1 RU2741649 C1 RU 2741649C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rock mass
- rocks
- explosion
- conveyor
- deceleration
- Prior art date
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000005065 mining Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 14
- 238000004880 explosion Methods 0.000 abstract description 34
- 239000002360 explosive Substances 0.000 abstract description 6
- 238000012216 screening Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000003971 tillage Methods 0.000 abstract 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 30
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 3
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 2
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 2
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007688 edging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C41/00—Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42D—BLASTING
- F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
- F42D1/08—Tamping methods; Methods for loading boreholes with explosives; Apparatus therefor
-
- 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)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области разработки полезных ископаемых с применением взрывного рыхления скальных горных пород и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород.The invention relates to the field of development of minerals using explosive loosening of rocky rocks and can be used in various industries that use blasting operations in rocky rock massifs.
Известно, что наиболее эффективным при разработке скальных месторождений полезных ископаемых является способ циклично-поточной отработки с применением конвейерного транспорта от забоя до приемного пункта на поверхности [1], поскольку обеспечиваются малые затраты на транспорт и высокая технологичность. Однако значительный разлет кусков горной массы при взрывном рыхлении, достигающий 300 м и более, существенно осложняет вопросы сохранности конвейерных линий, как забойных, так и сборочных, и требует специальных мероприятий по их защите от поражения кусками горной породы.It is known that the most effective in the development of rocky mineral deposits is the method of cyclical-flow mining using conveyor transport from the face to the receiving point on the surface [1], since low transport costs and high manufacturability are provided. However, a significant spread of pieces of rock mass during explosive loosening, reaching 300 m or more, significantly complicates the issues of the safety of conveyor lines, both downhole and assembly lines, and requires special measures to protect them from damage by pieces of rock.
Известно, что процесс разрушения массива горных пород, ограниченного открытой поверхностью, протекает не мгновенно, а в течение определенного времени, когда система сил и напряжений, участвующих в разрушении, значительно изменяется в пространстве. Процесс хрупкого разрушения горных пород взрывом с физической точки зрения характеризуется одним видом разрушения - отрывом под действием растягивающих напряжений от действия волны сжатия в фазе разрежения. Это и приводит к образованию систем трещин, разделяющих массив горных пород на отдельности [2].It is known that the process of destruction of a rock mass, bounded by an open surface, does not take place instantaneously, but within a certain time, when the system of forces and stresses involved in destruction changes significantly in space. From a physical point of view, the process of brittle destruction of rocks by an explosion is characterized by one type of destruction - separation under the action of tensile stresses from the action of a compression wave in the rarefaction phase. This leads to the formation of systems of cracks that separate the rock mass separately [2].
Управление энергией взрыва путем изменения формы и удельной плотности энергии по первичному полю напряжений при использовании забойки зарядов, нижнего инициирования и взрывания парносближенных зарядов позволяет повысить полезное использование энергии взрыва и достигнуть на этой основе заданной степени дробления при высоких технико-экономических показателях. Вторичное поле напряжений формируется в массиве горных пород под действием отраженных волн растяжения, распространяющихся от внешнего контура разрушения к очагу взрыва. Управление параметрами отраженных волн при постоянной энергии заряда достигается путем регулирования граничных условий на внешнем и внутреннем контурах разрушения [3].The control of the explosion energy by changing the shape and specific energy density by the primary stress field when using charge stemming, bottom initiation and blasting of paired-close charges makes it possible to increase the useful use of the explosion energy and, on this basis, achieve a given degree of fragmentation at high technical and economic indicators. The secondary stress field is formed in the rock mass under the action of reflected tensile waves propagating from the outer contour of destruction to the source of the explosion. Controlling the parameters of reflected waves at a constant charge energy is achieved by adjusting the boundary conditions on the external and internal contours of destruction [3].
Экранирование энергии волны напряжения является дальнейшим развитием принципа регулирования параметров вторичного поля напряжений при изменении вторичных условий на внутреннем контуре разрушений. При экранировании волн напряжения 30-35% их энергии отражаются в сторону основного объема разрушения, около 8% проходит за экран в среду, локализованную экраном от основного объема разрушений, и 60-70% поглощается в экране. Исследования показали, что при замедлениях 25 и 50 мс экранирующий слой не образуется, и распространение энергии волн напряжения происходит как и при обычном взрыве без экрана: 60-65% энергии волны распространяется в массиве в виде энергии сейсмических колебаний. Образование экрана с существенно отличающейся жесткостью по сравнению с основной средой происходит в течение 70-75 мс. При взрывании с таким замедлением основных зарядов по отношению к зарядам, формирующим экран, энергия волны напряжения аналогична энергии, полученной за экраном, при его предварительном формировании. Поэтому в работе [3, с. 186] предложен способ взрывания с сохранением естественной геологической структуры рудных тел, в котором, из условий обеспечения наиболее эффективного группового действия заряды дробления взрывают при многорядном их расположении: не менее семи в ряду и шести - по глубине массива. Для экранирования энергии волн напряжения заряды в ряду скважин по внутреннему контуру разрушения взрывают мгновенно, чтобы было обеспечено формирование экранирующей преграды, а последующие заряды взрывают порядно через 75, 100, 125 мс и т.д. Для изменения граничных условий по внешнему контуру разрушения взрывание производят на неубранную горную массу.Shielding the energy of the stress wave is a further development of the principle of regulating the parameters of the secondary stress field when secondary conditions change on the internal circuit of destruction. When screening stress waves, 30-35% of their energy is reflected towards the main volume of destruction, about 8% passes behind the screen into the environment localized by the screen from the main volume of destruction, and 60-70% is absorbed in the screen. Studies have shown that at decelerations of 25 and 50 ms, a shielding layer is not formed, and the propagation of stress wave energy occurs as in a conventional explosion without a shield: 60-65% of the wave energy propagates in the array in the form of seismic vibration energy. The formation of a screen with a significantly different stiffness compared to the main environment occurs within 70-75 ms. When the main charges explode with such a deceleration in relation to the charges that form the screen, the voltage wave energy is similar to the energy received behind the screen during its preliminary formation. Therefore, in [3, p. 186] proposed a method of blasting while preserving the natural geological structure of ore bodies, in which, from the conditions for ensuring the most effective group action, crushing charges are detonated in their multi-row arrangement: at least seven in a row and six - along the depth of the massif. To screen the energy of voltage waves, the charges in a row of wells along the inner contour of destruction are blasted instantly to ensure the formation of a screening barrier, and subsequent charges are detonated in about 75, 100, 125 ms, etc. To change the boundary conditions along the outer contour of destruction, blasting is performed on the uncleared rock mass.
Недостатками этого способа являются необходимость формирования подпора из неубранной горной массы, что не всегда возможно в условиях ограниченных размеров рабочих площадок, и сложность организации работ по отдельным районам взрываемого блока.The disadvantages of this method are the need to form a backwater from the uncleared rock mass, which is not always possible in the conditions of limited sizes of working sites, and the complexity of organizing work in certain areas of the blasted block.
Наиболее близким по существу решаемой задачи является способ циклично-поточной отработки скальных горных пород, включающий обуривание горной массы на буровом блоке вертикальными или наклонными взрывными скважинами, зарядку скважин и взрывание их под укрытием на блоке подготовки пород к выемке, последующую выемку взорванной горной массы и погрузку ее на забойный конвейер через передвижной дробильный агрегат на выемочном блоке, в котором на всех трех блоках работы ведут одновременно: на блоке подготовки пород к выемке производят зарядку взрывных скважин и размещение гибкого газопроницаемого укрытия в виде мата, связанного из изношенных автомобильных шин или якорных цепей, а за пределами его запретной зоны ведут выемочно-погрузочные и буровые работы, при этом обуривание бурового блока начинают с противоположной стороны от блока подготовки пород к выемке [4].The closest in essence to the problem being solved is the method of cyclic-flow mining of rocky rocks, including drilling the rock mass on the drilling block with vertical or inclined blast holes, charging the wells and blasting them under cover on the block for preparing rocks for excavation, subsequent excavation of the blasted rock mass and loading it to the face conveyor through a mobile crushing unit on the extraction block, in which work is carried out on all three blocks simultaneously: on the block for preparing rocks for excavation, blast holes are charged and a flexible gas-permeable shelter is placed in the form of a mat tied from worn-out car tires or anchor chains, and outside of its restricted area, excavation and loading and drilling operations are carried out, while the drilling of the drilling block begins from the opposite side of the block for preparing rocks for excavation [4].
Недостатками этого способа, принятого за прототип заявляемому изобретению, являются сложности в организации работ на трех отдельных участках блока, необходимость формирования укрытия и применение дополнительного мобильного агрегата для додрабливания горной массы.The disadvantages of this method, taken as a prototype of the claimed invention, are difficulties in organizing work on three separate sections of the block, the need to form a shelter and the use of an additional mobile unit for crushing the rock mass.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является снижение затрат на защиту элементов циклично-поточной технологии выемки и транспорта от поражения кусками взрываемой горной массы путем уменьшения количества агрегатов и минимизации подготовительно-заключительных операций при массовых взрывах, при одновременном повышении качества дробления горной массы за счет взрывания с экранированием волн напряжения по принципу «одно замедление - одна скважина».The technical problem to be solved by the present invention is to reduce the cost of protecting elements of the cyclical-flow technology of excavation and transport from being damaged by pieces of exploded rock mass by reducing the number of aggregates and minimizing the preparatory and final operations during mass explosions, while improving the quality of crushing the rock mass by blasting with screening of stress waves according to the principle "one slowdown - one well".
Поставленная задача достигается тем, что в способе циклично-поточной отработки скальных горных пород, включающем обуривание горной массы вертикальными или наклонными взрывными скважинами, зарядку и взрывание скважин, последующую выемку взорванной горной массы и погрузку ее на забойный конвейер, согласно изобретению, взрывание проводят по принципу «одна ступень замедления - одна скважина» с подачей стартового импульса во врубовый ряд в глубине массива, предпочтительно по второму или третьему ряду на краю блока, интервал замедления во врубовом ряду принимают от 100 мс, а в перпендикулярном направлении, по рядам отбойных скважин, - вдвое выше; выемку горной массы ведут механической лопатой или фронтальным погрузчиком с погрузкой на забойный конвейер через перегружатель с бункером; конвейер перегружателя и забойный конвейер снабжают устройством для очистки нижней ветви ленты.The task is achieved by the fact that in the method of cyclical-flow mining of rocky rocks, including drilling of rock mass with vertical or inclined blast holes, charging and blasting of wells, subsequent excavation of the blasted rock mass and loading it onto the face conveyor, according to the invention, blasting is carried out according to the principle "One stage of deceleration - one well" with a starting impulse in the cut row in the depth of the massif, preferably along the second or third row at the edge of the block, the deceleration interval in the cut row is taken from 100 ms, and in the perpendicular direction, along the rows of bump holes, - twice as high; the excavation of the rock mass is carried out with a mechanical shovel or a front-end loader with loading onto the face conveyor through a reloader with a bunker; the conveyor of the reloader and the face conveyor are equipped with a device for cleaning the lower branch of the belt.
Особенности подготовки к выемке пород для способа циклично-поточной отработки скальных горных пород рассмотрим на примере взрывания клиновой схемой развития взрыва 100 скважинных зарядов диаметром 215 мм, расположенных на условном технологическом блоке по сетке 4×4 м, с применением неэлектрической системы инициирования, например, RIONEL. Замедление между скважинами поверхностной сети может быть выполнено, например, устройством RIONEL X, инициирование внутрискважинной сети - устройством RIONEL MS-30 с замедлением 750 мс. Рассмотрим развитие массового взрыва, например, по схеме взрывания 200×400 мс со стартом инициирования по второму ряду в глубине блока. Причина такого подхода заключается в том, что производитель системы Rionel допускает отклонения для поверхностных замедлителей в 150 и 200 мс ±12,5 мс, а скважинные замедлители номиналом 750 мс могут срабатывать в интервале от 725 до 800 мс. Тогда связка поверхностного замедлителя 150 мс со скважинным замедлителем 750 мс может сработать при максимальных отклонениях от номинала через 113 или 212 мс - фактически с разрывом в 100 мс. Для связки 200-750 мс максимальное отклонение от номинала составит 163-262 мс, - разрыв в те же 100 мс. Следовательно, чтобы иметь гарантированный разрыв замедлений в 100 мс необходимо использовать неэлектрическую систему инициирования Rionel по схеме 200×400 мс.We will consider the features of preparation for rock excavation for the method of cyclic-flow mining of rocky rocks using the example of blasting by a wedge pattern of explosion development of 100 borehole charges 215 mm in diameter, located on a conventional technological block along a 4 × 4 m grid, using a non-electric initiation system, for example, RIONEL ... The deceleration between wells of the surface network can be performed, for example, with the RIONEL X device, the initiation of the downhole network - with the RIONEL MS-30 device with a delay of 750 ms. Let us consider the development of a mass explosion, for example, according to the
На фиг. 1 представлена схема взрывания блока со стартом «взрыв в зажиме»; на фиг. 2 - взаимодействие взрываемых зарядов ВВ с экранирующей зоной разрушения от предыдущих взорванных зарядов (выделено заливкой) на момент развития взрыва 1600 мс; на фиг. 3 - развитие взрыва к 1600 мс с указанием количества прошедших к этому моменту времени волн напряжения через окрестности конкретных скважинных зарядов в зоне предразрушения, формой окантовки цифры и заливкой выделена кратность прохождения волн напряжения в момент развития взрыва 1600 мс; на фиг. 4 - поверхность взорванной горной массы; на фиг. 5 - поверхность уступа после взрыва блока на фиг. 6 - камень на поверхности развала после взрыва; на фиг. 7 - забой экскаватора.FIG. 1 shows a diagram of a block blasting with an explosion-in-clamp start; in fig. 2 - interaction of exploded explosive charges with a shielding zone of destruction from previous exploded charges (highlighted by filling) at the moment of
Выполнение подготовки к выемке пород массива для способа циклично-поточной отработки скальных горных пород базируется на управлении параметрами отраженных и преломленных волн при постоянной энергии заряда путем регулирования граничных условий на внешнем и внутреннем контурах разрушения.Preparation for excavation of rock mass for the method of cyclic-flow mining of rocky rocks is based on the control of the parameters of reflected and refracted waves at a constant charge energy by adjusting the boundary conditions on the external and internal contours of destruction.
Регулирование граничных условий на внешнем контуре разрушения основано на принципе отражения волн от границы полупространства по законам акустики [3]. В упругом приближении на границе раздела двух сред, имеющих соответственно акустическую жесткость ρ1Cp1 и ρ2Ср2, количество отраженной Wотр и прошедшей за границу раздела полупространства Wотр энергии может быть определено соответственно, как:Regulation of boundary conditions on the outer contour of destruction is based on the principle of reflection of waves from the boundary of a half-space according to the laws of acoustics [3]. In the elastic approximation at the interface between two media having, respectively, the acoustic stiffness ρ 1 C p1 and ρ 2 C p2 , the amount of reflected W ref and transmitted beyond the interface of the half-space W ref , respectively, as:
Следовательно, меняя акустическую жесткость среды, примыкающей к разрушаемой, можно существенно изменять параметры вторичного поля напряжений. Если на внешнем контуре разрушения воздух (поверхность или откос уступа), граничные условия на нем определяются акустической жесткостью окружающего среду воздуха при ρ2Ср2/ρ1Cp1→0. В связи с этим параметры волн, отраженных и падающих почти равны; параметры преломленных волн в этом случае близки к нулю. При взрывании в «зажатой» среде, когда к внешнему контуру разрушения примыкает не воздух, а разрушенная предыдущим взрывом среда, соотношение ρ2Ср2/ρ1Cp1 » 0.Consequently, by changing the acoustic rigidity of the medium adjacent to the destroyed one, it is possible to significantly change the parameters of the secondary stress field. If there is air on the outer contour of destruction (surface or slope of the ledge), the boundary conditions on it are determined by the acoustic rigidity of the ambient air at ρ 2 С р2 / ρ 1 C p1 → 0. In this regard, the parameters of the reflected and incident waves are almost equal; the parameters of the refracted waves in this case are close to zero. When blasting in a "clamped" medium, when not air, but the medium destroyed by the previous explosion, adjoins the outer contour of destruction, the ratio is ρ 2 С р2 / ρ 1 C p1 "0.
При формировании в разрушаемой среде вторичного поля напряжений одним из важнейших параметров управления энергией взрыва является акустическая жесткость среды, примыкающей к внешнему контуру разрушения. Ее отличие от акустической жесткости основного массива определяет параметры волн не только отраженных, влияющих на эффективность дробящего действия взрыва, но и преломленных, проходящих в эту среду. От них зависит сейсмическое действие взрыва - энергия преломленных волн расходуется на переупаковку и дополнительное разрушение кусков взорванной горной массы и, тем самым, снижается энергия сейсмических воздействий. Управление энергией взрыва при изменении условий на внешнем контуре разрушения позволяет значительно повысить качество дробления взорванной горной массы при снижении затрат. При условии отражения волн напряжений от одной открытой поверхности (верхняя площадка уступа) в разрушаемый объем возвращается 1/6 энергии волны, от двух (верхняя площадка и откос уступа) – 2/6 от трех – 3/6 и т.д.; остальная энергия производит в массиве горных пород предразрушение [5].When a secondary stress field is formed in a destructible medium, one of the most important parameters for controlling the explosion energy is the acoustic stiffness of the medium adjacent to the outer contour of destruction. Its difference from the acoustic stiffness of the main body determines the parameters of waves not only reflected, affecting the efficiency of the crushing action of the explosion, but also refracted waves passing into this medium. The seismic effect of the explosion depends on them - the energy of the refracted waves is spent on repackaging and additional destruction of pieces of the exploded rock mass and, thereby, the energy of seismic effects is reduced. Controlling the energy of the explosion when changing conditions on the outer contour of destruction can significantly improve the quality of crushing of the blasted rock mass while reducing costs. Provided that stress waves are reflected from one open surface (the upper platform of the ledge), 1/6 of the wave energy returns to the destroyed volume, from two (the upper platform and the slope of the ledge) - 2/6 of three - 3/6, etc .; the rest of the energy produces pre-destruction in the rock mass [5].
Исходя из этих посылок, рассмотрим возможности повышения качества дробления в развале взорванных пород с минимальным разлетом опасных по размеру кусков комплексом факторов: взрывание в «зажиме», экранирование энергии взрыва разрушенной горной массой и увеличение нарушенности массива в зоне предразрушения. Взрывание в «зажатой среде» в виде взорванной горной массы по внешнему контуру разрушения позволяет, помимо изменения параметров отраженных волн напряжения, перераспределить кинетическую энергию выброса на энергию дробления. Многократное прохождения волн напряжения в стадии сжатия-растяжения через окрестности скважинных зарядов в зоне предразрушения существенно увеличивает трещиноватость массива горных пород, способствуя расчленению на более мелкие фракции. Волны напряжения, отраженные от разрушенной взрывами предшествующих зарядов горной породы, как экранирующей среды, увеличивают долю энергии взрыва в разрушаемом объеме пород. Преломленные в разрушенную среду волны напряжения дополнительно повышают степень ее дробления: достаточная сжимаемость разрушенных пород является гарантией достижения качественного дробления при одновременном использовании кинетической энергии выброса на дробление пород [3, с. 177]. Технологическое экранирование энергии волн напряжения при порядном взрывании достигали путем предварительного взрывания по внутреннему контуру разрушаемого объема серии зарядов, формирующих в массиве среду с отличной от исходной породы акустической жесткостью, что ведет к отражению энергии волн напряжения от четырех-пяти границ раздела, создавая условия к значительному повышению полезного использования энергии взрыва на дробление пород [3, с. 179].Based on these premises, we will consider the possibilities of improving the quality of crushing in the collapse of blasted rocks with a minimum spread of dangerous pieces by a complex of factors: blasting in the "clamp", screening of the explosion energy by the destroyed rock mass and increasing the disturbance of the massif in the pre-destruction zone. Blasting in a "compressed medium" in the form of an exploded rock mass along the outer contour of destruction allows, in addition to changing the parameters of reflected stress waves, to redistribute the kinetic energy of the release to the energy of crushing. Multiple passage of stress waves in the compression-tension stage through the vicinity of the borehole charges in the pre-fracture zone significantly increases the fracturing of the rock mass, contributing to the fragmentation into smaller fractions. Stress waves, reflected from the destroyed by explosions of the previous charges of the rock, as a screening medium, increase the fraction of the explosion energy in the destroyed volume of rocks. The stress waves refracted into the destroyed medium additionally increase the degree of its crushing: sufficient compressibility of the destroyed rocks is a guarantee of achieving high-quality crushing while simultaneously using the kinetic energy of the ejection for crushing rocks [3, p. 177]. Technological shielding of the energy of stress waves during successive blasting was achieved by preliminary blasting along the inner contour of the destructible volume of a series of charges, which form a medium in the massif with an acoustic stiffness different from the original rock, which leads to the reflection of the energy of stress waves from four to five interfaces, creating conditions for a significant increasing the useful use of explosion energy for crushing rocks [3, p. 179].
При взрывании по схеме «одна ступень замедления - одна скважина» таким экраном может служить зона разрушения породы предыдущим зарядом, взорванным не менее чем за 75 мс. Это принципиально важная предпосылка, поскольку исследования [3] (с. 183) показали, что расстояния до экранирующей поверхности должны быть как можно меньшими, что фронты поперечной и продольной волн от взорванного заряда не успели разойтись, ибо эти волны по-разному поглощаются разрушенной породой. Разрушенная зона от предыдущего заряда располагается вплотную и является идеальной отражающей поверхностью, но она должна успеть сформироваться, поэтому в заявляемом способе предлагается делать следующий взрыв не ранее чем через 100 мс, с учетом отклонения замедлителей от номинала.When blasting according to the "one stage of deceleration - one well" scheme, such a screen can be a zone of destruction of the rock by the previous charge, detonated for at least 75 ms. This is a fundamentally important premise, since the studies [3] (p. 183) showed that the distances to the shielding surface should be as small as possible, that the fronts of the transverse and longitudinal waves from the exploded charge did not have time to disperse, because these waves are absorbed in different ways by the destroyed rock ... The destroyed zone from the previous charge is located close and is an ideal reflective surface, but it must have time to form, therefore, in the claimed method, it is proposed to make the next explosion no earlier than 100 ms, taking into account the deviation of the moderators from the nominal value.
Развитие массового взрыва по схеме инициирования 200×400 мс по клиновому врубу к моменту времени 1600 мс переходит в пологую диагональ с одновременным срабатыванием комплекта из шести скважин: 7, 19, 27, 35, 43, 51. Все они, кроме скважины 19, имеют экран из разрушенной породы с трех сторон и поверхность уступа с четвертой, что позволяет отразить в разрушаемый объем породы 2/3 энергии волны напряжения каждого взрываемого заряда. При этом сразу обеспечивается усиленное дробление горных пород во врубовом ряду, например, на объем породы, разрушенный скважиной 17, воздействуют преломленные волны от 5 последующих взрывов скважинных зарядов - вначале от скважин 6-18-26, а через 100 мс - от скважин 7 и 27. Исходя из посылки, что преломленная волна несет с собой 60% энергии волны напряжения, такое развитие массового взрыва равнозначно трехкратному увеличению удельного расхода ВВ на создание зоны разрушения во врубовом ряду. Энергия волн напряжения будет интенсивнее отражаться от такой зоны [3] (с. 181), следовательно, на массив пород за контуром блока будет воздействовать энергия взрыва только двух рядов скважинных зарядов - первого и второго. Волны напряжения от остальных рядов скважинных зарядов (независимо от их числа) за пределы блока не выходит. Этот посыл подтверждается практикой ведения взрывных работ с увеличенными интервалами замедления - откосы уступов становятся круче, стоят без осыпания несколько лет [5].The development of a mass explosion according to the
Скважины каждой ступени замедления срабатывают комплектами, но всегда между скважинами комплекта присутствует зона разрушения от предыдущих зарядов, исключающая прямое взаимодействие соседних зарядов комплекта. Поэтому каждый скважинный заряд взрывается обособленно, но зоны предразрушения близко расположенных зарядов комплекта взаимодействуют с наложением. Волны напряжения поглощаются в зоне разрушения с дополнительным дроблением пород в этой зоне, что необходимо учитывать при построении последующих зон предразрушения - они выглядят в виде секторов. Скважины, попадающие в зону перекрытия секторов зоны предразрушения кратно подвергаются воздействию волн напряжения - до пяти одновременных воздействий волн напряжения в окрестностях отдельных скважин с разных направлений.The wells of each deceleration stage are triggered in sets, but there is always a destruction zone between the wells of the set from the previous charges, which excludes the direct interaction of neighboring charges of the set. Therefore, each borehole charge explodes separately, but the pre-destruction zones of closely spaced charges of the set interact with superposition. Stress waves are absorbed in the destruction zone with additional crushing of rocks in this zone, which must be taken into account when constructing subsequent pre-fracture zones - they look like sectors. Wells entering the overlapping zone of the sectors of the pre-fracture zone are repeatedly exposed to stress waves - up to five simultaneous stress waves in the vicinity of individual wells from different directions.
Для проверки изложенных выше посылок были проведены несколько экспериментальных массовых взрывов с замедлениями по схеме 200×400 мс системой неэлектрического инициирования Rionel. Поверхность взорванной горной массы, полностью остающейся в контурах блока, практически спокойная, разлета крупных камней нет. На фиг. 5 автомобиль подъехал к развалу горной массы, оставшейся в контурах блока, без бульдозерной зачистки. Отдельные камни на поверхности сильно растрескались (фиг. 6) и разрушаются просто от ударов ногой, в забое экскаватора отсутствуют крупные камни, откос уступа почти вертикальный, при подкапывании обрушается.To verify the above premises, several experimental mass explosions with decelerations according to the 200 × 400 ms scheme were carried out by the Rionel non-electric initiation system. The surface of the blasted rock mass, completely remaining within the block's contours, is practically calm, there is no scattering of large stones. FIG. 5, the car drove up to the collapse of the rock mass remaining in the contours of the block, without bulldozing. Individual stones on the surface are severely cracked (Fig. 6) and are destroyed simply by kicks, there are no large stones in the excavator face, the slope of the ledge is almost vertical, and collapses during digging.
Способ циклично-поточной отработки скальных горных пород осуществляют следующим образом. В комплект выемочно-транспортного оборудования включают механическую лопату или фронтальный погрузчик, перегружатель с бункером и забойный конвейер. Вначале на уступе создают достаточный запас взорванной горной массы, обеспечивающий непрерывную работу выемочно-погрузочного оборудования на период времени, обеспечивающий выполнение работ по обуриванию и взрыванию последующего блока. Затем устанавливают забойный конвейер на расстоянии 30-40 м от откоса разрабатываемого уступа (в зависимости от параметров перегружателя) и начинают отработку на него созданного запаса взорванной массы. Параллельно ведут подготовку и взрыв следующего технологического блока.The method of cyclic-flow mining of rocky rocks is carried out as follows. The set of excavation and transport equipment includes a mechanical shovel or a front-end loader, a reloader with a hopper and an AFC. Initially, a sufficient supply of blasted rock mass is created on the bench, which ensures the continuous operation of the mining and loading equipment for a period of time, ensuring the execution of work on drilling and blasting of the subsequent block. Then the AH conveyor is installed at a distance of 30-40 m from the slope of the developed ledge (depending on the parameters of the reloader) and the created stock of the blasted mass begins to be worked off on it. In parallel, the preparation and explosion of the next technological block is being carried out.
За счет повышения степени дробления горной массы исключается надобность в передвижном дробильном агрегате. Увеличение интервалов замедления позволяет использовать кинетическую энергию выброса на дробление пород: на небольшое расстояние происходит разлет только мелких фракций, которые не могут нанести ущерба конвейеру, поэтому исключаются трудоемкие операции с укрытием. Конвейерный перегружатель, позволяющий держать забойный конвейер на удалении от взрываемого блока, позволит решить проблему. Забойный конвейер и забойный перегружатель снабжают устройством для очистки нижней ветви ленты перед натяжным барабаном от случайно попадающих на нее разлетающихся мелких фракций взорванной горной массы.By increasing the degree of crushing of the rock mass, the need for a mobile crushing unit is eliminated. An increase in the deceleration intervals allows the kinetic energy of the ejection to be used for crushing rocks: only small fractions are scattered over a short distance, which cannot damage the conveyor, therefore labor-intensive operations with shelter are excluded. The conveyor loader, which allows keeping the AFC away from the blasted block, will solve the problem. The face conveyor and the face end-loader are equipped with a device for cleaning the lower strand of the belt in front of the tension drum from randomly falling small fractions of the exploded rock mass accidentally falling on it.
Таким образом, заявляемый способ циклично-поточной отработки скальных горных пород за счет повышения степени дробления горных пород массива при подготовке к выемке и снижения разлета кусков горной массы позволяет исключить дробильный агрегат и комплекс операций по работе с защитными укрытиями и тем самым достичь поставленной цели.Thus, the inventive method of cyclical-flow mining of rocky rocks by increasing the degree of crushing of rocks in the massif in preparation for excavation and reducing the spread of pieces of rock mass makes it possible to exclude the crushing unit and a set of operations for working with protective shelters and thereby achieve the set goal.
Источники информацииSources of information
1. Горная энциклопедия. Т. 5, М.: Советская энциклопедия, 1991, с. 379.1. Mining encyclopedia. T. 5, M .: Soviet encyclopedia, 1991, p. 379.
2. Справочник взрывника / Б.Н. Кутузов [и др.]. Под общей редакцией Б.Н. Кутузова - М: Недра, 1988. - 511 с.2. Handbook of a blaster / B.N. Kutuzov [and others]. Under the general editorship of B.N. Kutuzov - M: Nedra, 1988 .-- 511 p.
3. Мосинец В.Н. Дробящее и сейсмическое действие взрыва в горных породах. - М., Недра. - 1976. - 271 с.3. Mosinets V.N. Crushing and seismic effect of an explosion in rocks. - M., Nedra. - 1976 .-- 271 p.
4. Патент РФ №2362877: Способ циклично-поточной отработки скальных горных пород (прототип).4. RF patent No. 2362877: Method of cyclical-flow mining of rocky rocks (prototype).
5. Шевкун Е.Б., Лещинский А.В., Лысак Ю.А., Плотников А.Ю. Особенности взрывного рыхления при увеличенных интервалах замедления // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2017. - №4. - с. 272-282.5. Shevkun E.B., Leshchinsky A.V., Lysak Yu.A., Plotnikov A.Yu. Features of explosive loosening at increased intervals of deceleration. Gornyi informatsionno-analiticheskiy byulleten. - 2017. - No. 4. - from. 272-282.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020129738A RU2741649C1 (en) | 2020-09-08 | 2020-09-08 | Method for cyclic-continuous mining of rocks |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020129738A RU2741649C1 (en) | 2020-09-08 | 2020-09-08 | Method for cyclic-continuous mining of rocks |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2741649C1 true RU2741649C1 (en) | 2021-01-28 |
Family
ID=74554424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020129738A RU2741649C1 (en) | 2020-09-08 | 2020-09-08 | Method for cyclic-continuous mining of rocks |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2741649C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116973551A (en) * | 2023-09-22 | 2023-10-31 | 中铁四局集团有限公司 | Method and system for predicting ejection kinetic energy of rock burst rock mass |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU669053A1 (en) * | 1977-04-01 | 1979-06-25 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Проектно-Изыскательский Институт По Проблемам Добычи, Транспорта И Переработки Минерального Сырья В Промышленности Строительных Материалов | Method of mining an excavation level |
| SU1703816A1 (en) * | 1989-11-17 | 1992-01-07 | Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Method of ore quality formation |
| RU2362877C1 (en) * | 2008-02-01 | 2009-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Procedure for cyclic-continuous development of hard rock |
| CN106123713A (en) * | 2016-06-30 | 2016-11-16 | 本钢板材股份有限公司 | A kind of opencut medium-length hole blasting bore distribution method and blasting method |
| CN107576235A (en) * | 2017-10-20 | 2018-01-12 | 新疆工程学院 | A kind of blasting method of arid biogeographic zone opencut |
-
2020
- 2020-09-08 RU RU2020129738A patent/RU2741649C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU669053A1 (en) * | 1977-04-01 | 1979-06-25 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Проектно-Изыскательский Институт По Проблемам Добычи, Транспорта И Переработки Минерального Сырья В Промышленности Строительных Материалов | Method of mining an excavation level |
| SU1703816A1 (en) * | 1989-11-17 | 1992-01-07 | Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Method of ore quality formation |
| RU2362877C1 (en) * | 2008-02-01 | 2009-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Procedure for cyclic-continuous development of hard rock |
| CN106123713A (en) * | 2016-06-30 | 2016-11-16 | 本钢板材股份有限公司 | A kind of opencut medium-length hole blasting bore distribution method and blasting method |
| CN107576235A (en) * | 2017-10-20 | 2018-01-12 | 新疆工程学院 | A kind of blasting method of arid biogeographic zone opencut |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116973551A (en) * | 2023-09-22 | 2023-10-31 | 中铁四局集团有限公司 | Method and system for predicting ejection kinetic energy of rock burst rock mass |
| CN116973551B (en) * | 2023-09-22 | 2024-02-23 | 中铁四局集团有限公司 | Method and system for predicting ejection kinetic energy of rock burst rock mass |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Singh et al. | Controlled blasting for long term stability of pit-walls | |
| RU2593285C1 (en) | Open development method of coal beds group with gross explosive loosening of overburden rocks | |
| EA025642B1 (en) | Method of high energy blasting rock | |
| RU2741649C1 (en) | Method for cyclic-continuous mining of rocks | |
| Singh et al. | Reducing environmental hazards of blasting using electronic detonators in a large opencast coal project-a case study | |
| CN113294156B (en) | Method for preventing rock burst of large-inclination-angle coal seam group by load reduction and prying reduction | |
| Toper, AZ*, Kabongo, KK**, Stewart, RD* & Daehnke | The mechanism, optimization and effects of preconditioning | |
| RU2517289C1 (en) | Drilling and blasting operations at open pits | |
| RU2784839C1 (en) | Method for carrying out explosive operations in the circuit zone of quarry | |
| RU2744534C1 (en) | Method for explosion work taking into account pre-destruction area | |
| Shevkun et al. | Development of Complex Ore Zones | |
| Katanov et al. | The Direction of Drilling Wells as a Factor of Improving the Crushing of Sedimentary | |
| Monjezi et al. | Comparison and application of top and bottom air decks to improve blasting operations | |
| RU2410640C1 (en) | Method for rock blasting | |
| Chung et al. | Blasting technique for productivity and wall protection in open pit coal mining | |
| SU907246A1 (en) | Explosion method of providing a screening slit | |
| RU2182663C2 (en) | Method of mining of thick deposits in unstable massif | |
| RU2023877C1 (en) | Method of screened explosions | |
| RU2150673C1 (en) | Method for installation of blasting network for crushing of difficulty exploitable rocks | |
| Lindi | The Effectiveness of Pre-Splitting as a Method of Wall Control and Minimize Over-Break in North Mara Gold Mine | |
| RU2236588C1 (en) | Method for tretment of high shelves | |
| SU1019075A1 (en) | Method of conducting drilling and blasting jobs | |
| RU2265799C1 (en) | Method for blasting of benches under chain mats | |
| Tose | A review of the design criteria and practical aspects of developing a successful pre-split | |
| SU1514934A1 (en) | Method of mining thick gently-sloping ore bodies |