RU2775124C1 - Method for blasting different-strength rock masses in the permafrost zone - Google Patents

Method for blasting different-strength rock masses in the permafrost zone Download PDF

Info

Publication number
RU2775124C1
RU2775124C1 RU2022107738A RU2022107738A RU2775124C1 RU 2775124 C1 RU2775124 C1 RU 2775124C1 RU 2022107738 A RU2022107738 A RU 2022107738A RU 2022107738 A RU2022107738 A RU 2022107738A RU 2775124 C1 RU2775124 C1 RU 2775124C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
explosive
layer
zone
charges
talik
Prior art date
Application number
RU2022107738A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Николаевич Заровняев
Григорий Владимирович Шубин
Аркадий Владимирович Дугарцыренов
Сергей Павлович Николаев
Константин Константинович Индеев
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова"
Application granted granted Critical
Publication of RU2775124C1 publication Critical patent/RU2775124C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mining industry.
SUBSTANCE: invention relates to the mining industry, and in particular to methods of explosive blasting of rocks from an array, and in particular to methods of blasting different-strength rock masses in the permafrost zone in open pit mining. The method for explosive breaking of rocks from a massif includes drilling blast holes, determining in the process of drilling the presence of zones of permafrost, seasonally thawed layer and talik layers, location depth and their thickness, marking the contours in the plan and marking the roof and soil of these zones along the depth of the holes, loading wells dispersed and placed in the indicated zones with explosive charges, the diameter of which is equal to the diameter of the wells, placement of inert gaps between explosive charges to prevent detonation transmission, placement of fighters in explosive charges, and detonation of explosive charges. In this case, in the zone of the seasonally melted layer 1 and the talik layer 2, ice cylinders 6 are coaxially located in the center of the explosive charge, and the rest of the space is filled with explosive 5, 14, and to ensure coaxiality, the ice cylinders 6 have guides 12, while the militants 13 in the explosive charges 14 in the zones of the seasonally thawed layer 1 and the talik layer 2 are connected to the corresponding charges in the permafrost zones 3 by detonation conductors 9, for example, a detonating cord or a shock wave tube, while the charges 14 with ice cylinders 6 in the zone seasonally thawed layer 1 and talik zone 2 are detonated simultaneously from instantaneous detonators, and charges 5 in permafrost zone 3 - from detonation conductors 11.
EFFECT: increasing the efficiency and uniformity of crushing of different strength massifs by increasing the zone of controlled crushing in permafrost while blocking the leakage of explosive gases into the seasonally thawed layer and talic layers.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и строительству, а именно, к способам взрывания разнопрочных массивов горных пород в криолитозоне на открытых горных работах. The invention relates to the mining industry and construction, namely, to methods of blasting different-strength rock masses in the permafrost zone in open pit mining.

Разнопрочные массивы могут иметь зоны многолетнемерзлых пород, сезонноталого слоя и таликовых прослоек, имеющих различные прочности, положение и мощность по высоте взрываемого блока. Взрывание таких массивов приводит к неодинаковым размерам областей разрушения в указанных зонах. В силу большей крепости пород радиус зоны регулируемого дробления (ЗРД) в зоне многолетнемерзлых пород оказывается существенно меньше, чем в зонах сезонноталого слоя и таликовых прослоек. Это приводит к неравномерному дроблению массива и появлению негабаритов.Massifs of different strengths can have zones of permafrost, seasonally thawed layer and talik layers, which have different strengths, positions and thicknesses along the height of the blasted block. The explosion of such arrays leads to unequal sizes of destruction areas in these zones. Due to the greater strength of rocks, the radius of the controlled crushing zone (CZR) in the zone of permafrost turns out to be significantly smaller than in the zones of the seasonally thawed layer and talik layers. This leads to uneven fragmentation of the array and the appearance of oversized.

Известен способ взрывания разнопрочных массивов горных пород на открытых горных работах, включающий определение в процессе бурения наличие прослоев твердых и мягких пород, заряжание скважин рассредоточенными и размещенными по указанным прослоям зарядами взрывчатого вещества и взрывание зарядов взрывчатых веществ (ВВ) (см. Кутузов Б.Н. Методы ведения взрывных работ. Ч.1. Разрушение горных пород взрывом. М.: Изд-во «Горная книга», 2009. С. 420, рис. 9.10, а). Отмечено, что действие заряда наиболее эффективно, если промежутки между рассредоточенными зарядами заполнены забоечным материалом. Несмотря на это, указанные промежутки разрушаются при взрыве и продукты детонации ВВ из прослоя твердых пород проникают в прослои мягких пород. Это приводит к тому, что радиус ЗРД в крепких породах оказывается меньше, чем таковой в мягких породах, т.е. имеет место неравномерное дробление массива.A known method of blasting different-strength rock masses in open-cast mining, including determining the presence of interlayers of hard and soft rocks during drilling, loading wells with explosive charges dispersed and placed along said interlayers, and blasting explosive charges (EX) (see Kutuzov B.N. Explosive Explosive Methods, Part 1. Destruction of Rocks by Explosions, Moscow: Gornaya Kniga, 2009, p. 420, Fig. 9.10, a). It is noted that the action of the charge is most effective if the gaps between the dispersed charges are filled with stemming material. Despite this, these gaps are destroyed during the explosion and the detonation products of explosives from the interlayer of hard rocks penetrate into the interlayers of soft rocks. This leads to the fact that the radius of the SRD in hard rocks is less than that in soft rocks, i.e. there is an uneven fragmentation of the array.

Способ взрывания на открытых разработках разнопрочных слоистых массивов горных пород с нижним менее прочным слоем породы и верхним более прочным слоем включает бурение скважин, их заряжание комбинированными скважинными зарядами ВВ, с размещением в нижней части скважин менее мощного ВВ, рассредоточением нижней и верхней частей зарядов породным инертным промежутком и размещением в верхней части скважин более мощного ВВ, забойку скважин и инициирование зарядов, с размещением менее мощного ВВ в нижней части скважин до уровня почвы более прочного слоя породы, при этом, инертный промежуток выполняют с высотой от 1,75 до 2,5 диаметра скважин, а инициирование зарядов осуществляют с опережающим короткозамедленным взрыванием верхней части зарядов относительно их нижней части (см. RU 2563893 С1, 27.09.2015, кл. F42D 1/08). Однако данный способ не обеспечивает эффективность разрушения разнопрочных горных пород в условиях многолетней мерзлоты с сезонноталым слоем и таликовыми прослойками.The method of blasting in open pits of different-strength layered rock masses with a lower, less durable layer of rock and an upper, more durable layer includes drilling wells, loading them with combined borehole explosive charges, placing a less powerful explosive in the lower part of the wells, dispersing the lower and upper parts of the charges with inert rock gap and placing a more powerful explosive in the upper part of the wells, driving the wells and initiating charges, with the placement of a less powerful explosive in the lower part of the wells to the level of the soil of a more durable rock layer, while the inert gap is performed with a height of 1.75 to 2.5 borehole diameters, and the initiation of the charges is carried out with advanced short-delayed blasting of the upper part of the charges relative to their lower part (see RU 2563893 C1, 27.09.2015, class F42D 1/08). However, this method does not ensure the effectiveness of the destruction of rocks of different strengths in permafrost with a seasonally thawed layer and talik layers.

Известен способ взрывного разрушения разнопрочных горных пород рассредоточенными и укороченными скважинными зарядами с кумулятивным эффектом (см. RU 2594236 С1, 10.08.2016, кл. F42D 1/08, F42D 3/04, E21C 41/26), включающий бурение основных рассредоточенных и дополнительных укороченных скважин с кумулятивным эффектом, определение в процессе бурения контура в плане, отметок почвы и кровли крепких включений, размещение в основных и дополнительных укороченных скважинах зарядов ВВ, забойку и взрывание. При заряжании дополнительных укороченных скважин, на дно скважины опускают пенопластовый цилиндр, длину которого определяют по формуле, затем опускают конус, диаметром, равным диаметру скважины с углом вершины от 90° до 30°, при этом высоту конуса определяют по формуле, далее закладывают заряд ВВ, количество которого рассчитывают по формуле. Взрывание рассредоточенных зарядов ВВ производят разновременно с опережающим короткозамедленным инициированием верхнего заряда. Взрывание заряда ВВ в дополнительных укороченных скважинах производят с короткозамедленным опережением от расположенных вблизи верхних рассредоточенных зарядов. Однако в данном способе не обеспечивается управление продуктами взрыва при разрушении многолетнемерзлых пород с сезонноталым слоем и таликовыми прослойками из-за «прострела» продуктов взрыва в них.A known method of explosive destruction of rocks of different strengths by dispersed and shortened borehole charges with a cumulative effect (see RU 2594236 C1, 10.08.2016, class F42D 1/08, F42D 3/04, E21C 41/26), including drilling of the main dispersed and additional shortened wells with a cumulative effect, determination in the process of drilling of the contour in plan, marks of the soil and the roof of strong inclusions, placement of explosive charges in the main and additional shortened wells, stemming and blasting. When loading additional shortened wells, a foam cylinder is lowered to the bottom of the well, the length of which is determined by the formula, then a cone is lowered with a diameter equal to the diameter of the well with a top angle from 90 ° to 30 °, while the height of the cone is determined by the formula, then the explosive charge is placed , the amount of which is calculated by the formula. The explosion of dispersed explosive charges is carried out at different times with the advanced short-delayed initiation of the upper charge. The explosion of the explosive charge in additional shortened wells is carried out with a short-delayed lead from those located near the upper dispersed charges. However, this method does not provide control of the explosion products during the destruction of permafrost with a seasonally thawed layer and talik layers due to the “shoot through” of the explosion products in them.

Также известен способ взрывания разнопрочных массивов горных пород в криолитозоне на открытых горных работах, включающий определение в процессе бурения наличия зон многолетнемерзлых пород, сезонноталого слоя и таликовых прослоек, глубины расположения и их мощности, отметку контуров в плане и отметок кровли и почвы этих зон по глубине скважин (см. Николаев С.П. Эффективность взрывного рыхления сложноструктурных массивов с прослоями талых грунтов // Взрывное дело, №115/72, 2016. С. 77-85, рис. 2). При наличии сплошного заряда ВВ имеет место утечка («прострел») продуктов детонации в талые слои и пустоты, что приводит к резкому снижению эффективности разрушения мерзлых пород вследствие быстрого падения давления газов. Это подтверждается недостаточной проработкой мерзлых слоев породы и увеличенным выходом негабаритов. Для блокировки утечек продуктов детонации (ПД) в известном способе в зоне талого слоя в скважине размещают гидроизолирующий слой из промороженного шлама со льдом.Also known is a method of blasting different-strength rock masses in the permafrost zone in open-pit mining, including determining the presence of permafrost zones, seasonally thawed layer and talik layers, the location depth and their thickness, marking the contours in the plan and marking the roof and soil of these zones in depth during drilling. wells (see Nikolaev S.P. Efficiency of explosive loosening of complex structures with interlayers of thawed soils // Vzryvnoe delo, No. 115/72, 2016. P. 77-85, Fig. 2). In the presence of a continuous explosive charge, detonation products leak (“shoot through”) into thawed layers and voids, which leads to a sharp decrease in the efficiency of the destruction of frozen rocks due to a rapid drop in gas pressure. This is confirmed by the insufficient development of the frozen rock layers and the increased yield of oversized items. To block leaks of detonation products (PD) in the known method, a waterproofing layer of frozen sludge with ice is placed in the zone of the thawed layer in the well.

Недостатком известного способа является то, что слой из промороженного шлама при взрыве разрушается и открывается доступ к утечке ПД в талые слои. Это связано с тем, что со стороны талого слоя отсутствует противодавление взрывных газов.The disadvantage of the known method is that the layer of frozen sludge is destroyed during the explosion and access to the leakage of PD into the thawed layers is opened. This is due to the fact that there is no counterpressure of explosive gases from the side of the thawed layer.

По способу взрывания разнопрочных массивов горных пород, включающему определение в процессе бурения наличия зон многолетнемерзлых пород, сезонноталого слоя и таликовых прослоек, глубины расположения и их мощности, отметку контуров в плане и отметок кровли и почвы этих зон по глубине скважин (см. Мельников Н.В., Марченко Л.Н. Энергия взрыва и конструкция заряда. М.: Изд-во «Недра», 1964. С. 16, рис. 5), заряжание скважин осуществляют рассредоточенными и размещенными по указанным зонам зарядами взрывчатого вещества, диаметр которых равен диаметру скважин. Заряды ВВ отделяются друг от друга промежутками, которые заполняются песком и каменной мукой, получаемой при бурении. При этом более мощное ВВ размещают в той части зарядов, которая пересекает твердое включение (зону многолетнемерзлых пород). Однако, при взрыве зарядов ВВ в указанных зонах происходит разрушение промежутков и прорыв взрывных газов (продуктов детонации ВВ) от зоны многолетнемерзлых пород к зонам сезонноталого слоя и таликовых прослоек, что снижает эффективность дробления массива (неравномерное дробление).According to the method of blasting rock masses of varying strength, which includes determining during drilling the presence of permafrost zones, seasonally thawed layer and talik layers, the location depth and their thickness, marking the contours in the plan and marking the roof and soil of these zones by the depth of the wells (see Melnikov N. V., Marchenko L.N. Explosion energy and charge design. M.: Publishing house "Nedra", 1964. P. 16, Fig. 5), loading of wells is carried out by dispersed and placed in the indicated zones explosive charges, the diameter of which equal to the diameter of the wells. Explosive charges are separated from each other by gaps that are filled with sand and stone flour obtained during drilling. In this case, a more powerful explosive is placed in that part of the charges that crosses the solid inclusion (permafrost zone). However, during the explosion of explosive charges in these zones, gaps are destroyed and explosive gases (explosive detonation products) break through from the zone of permafrost to the zones of the seasonally thawed layer and talik layers, which reduces the efficiency of crushing the massif (uneven crushing).

Задачей, на которое направлено заявленное изобретение, является повышение эффективности взрывания многолетнемерзлых горных пород, включающих сезонноталый слой, а также таликовые прослойки в многолетнемерзлых породах в виде различных прослоек и линз.The task to which the claimed invention is directed is to increase the efficiency of blasting permafrost rocks, including a seasonally thawed layer, as well as talik layers in permafrost in the form of various layers and lenses.

Технический эффект, получаемый при решении поставленной задачи, заключается в повышении эффективности и равномерности дробления разнопрочных массивов за счет увеличения ЗРД в многолетнемерзлых породах при блокировке утечек взрывных газов в сезонноталый слой и таликовые прослойки.The technical effect obtained by solving the problem is to increase the efficiency and uniformity of crushing of different-strength massifs due to an increase in the EPZ in permafrost while blocking the leakage of explosive gases into the seasonally thawed layer and talik layers.

Для решения поставленной задачи способ взрывания разнопрочных массивов горных пород в криолитозоне на открытых горных работах, включающий бурение взрывных скважин, определение в процессе их бурения наличия зон многолетнемерзлых пород, сезонноталого слоя и таликовых прослоек, глубины расположения и их мощности, отметку контуров в плане и отметок кровли и почвы этих зон по глубине скважин, заряжание скважин рассредоточенными и размещенными по указанным зонам зарядами взрывчатого вещества, диаметр которых равен диаметру скважин, размещение инертных промежутков между зарядами для исключения передачи детонации, размещение боевиков в зарядах взрывчатых веществ и взрывание зарядов взрывчатых веществ, отличается тем, что в зоне сезонноталого слоя и таликовой прослойки по центру коаксиально (соосно) скважинному заряду по его оси располагают ледяные цилиндры, а остальное пространство заполняют ВВ, причем, для обеспечения коаксиальности ледяные цилиндры имеют направляющие, при этом боевики в зарядах ВВ в зонах сезонноталого слоя и таликовой прослойки соединяют с соответствующими зарядами в зонах многолетнемерзлых пород проводниками детонации, для чего, заряды ВВ с ледяными цилиндрами в зоне сезонноталого слоя и таликовой зоны взрывают одновременно от детонаторов мгновенного действия, а заряды ВВ в зоне многолетнемерзлых пород – от боевиков зон сезонноталого слоя и таликовой прослойки, инициируемые через проводники детонации. Кроме того, ледяные цилиндры выполняют диаметром в 0,25 диаметра скважины с длинами, соответственно, равными мощности сезонноталого слоя и таликовой зоны, а направляющие - из гибкой проволоки.To solve the problem, a method for blasting different-strength rock masses in the permafrost zone in open-cast mining, including drilling blast holes, determining in the process of drilling the presence of permafrost zones, seasonally thawed layer and talik layers, location depth and their thickness, marking contours in the plan and marks the roofs and soils of these zones along the depth of the wells, loading the wells with dispersed and placed explosive charges in the indicated zones, the diameter of which is equal to the diameter of the wells, the placement of inert gaps between the charges to prevent the transfer of detonation, the placement of militants in explosive charges and the detonation of explosive charges, is different by the fact that in the zone of the seasonally thawed layer and the talik layer, ice cylinders are placed in the center coaxially (coaxially) along the borehole charge along its axis, and the rest of the space is filled with explosives, and, to ensure coaxiality, the ice cylinders have guides, while the fighters in the dawn explosives in the zones of the seasonally thawed layer and the talik layer are connected to the corresponding charges in the zones of permafrost by detonation conductors, for which, explosive charges with ice cylinders in the zone of the seasonally thawed layer and the talik zone are detonated simultaneously from instantaneous detonators, and explosive charges in the zone of permafrost - from the militants of the zones of the seasonally thawed layer and the talik layer, initiated through detonation conductors. In addition, ice cylinders are made with a diameter of 0.25 of the well diameter with lengths, respectively, equal to the thickness of the seasonally thawed layer and the talik zone, and the guides are made of flexible wire.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».A comparative analysis of the features of the claimed solution with the features of analogues indicates the compliance of the claimed solution with the criterion of "novelty".

Совокупность признаков изобретения обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, улучшение рыхления разнопрочных горных пород за счет рационального распределения энергии взрыва и увеличения общего времени воздействия взрыва на массив в процессе взрывной отбойки.The set of features of the invention provides a solution to the claimed technical problem, namely, improving the loosening of rocks of different strength due to the rational distribution of the energy of the explosion and increasing the total time of the impact of the explosion on the massif in the process of explosive breaking.

Заявленное техническое решение иллюстрируется чертежом, где на фигуре 1 представлены схема формирования ледяного цилиндра в скважине с разрезом по линии А-А (А) и вариант исполнения цилиндра в виде треугольной призмы (Б); на фигуре 2 - принципиальная схема способа взрывания разнопрочных массивов горных пород в криолитозоне на открытых горных работах и формирования зарядов в скважине.The claimed technical solution is illustrated by a drawing, where figure 1 shows a diagram of the formation of an ice cylinder in a well with a cut along the line A-A (A) and an embodiment of the cylinder in the form of a triangular prism (B); figure 2 is a schematic diagram of the method of blasting different-strength rock masses in the permafrost zone in open pit mining and the formation of charges in the well.

По настоящему изобретению в зоне сезонноталого слоя 1 и таликовой прослойки 2 по центру коаксиально скважинному заряду размещают ледяной цилиндр 6 длиной, равной мощности сезонноталого слоя и таликовой прослойки (см. фиг. 2). Причем для обеспечения коаксиальности ледяной цилиндр 6 заранее снабжен направляющими 12, по меньшей мере, с трех сторон по диаметру скважины 4, выполненные, например, из гибкой проволоки (см. фиг. 1). According to the present invention, in the zone of the seasonally thawed layer 1 and the talik layer 2, an ice cylinder 6 is placed in the center coaxially with the borehole charge, with a length equal to the thickness of the seasonally thawed layer and the talik layer (see Fig. 2). Moreover, to ensure coaxiality, the ice cylinder 6 is pre-equipped with guides 12, at least on three sides along the diameter of the well 4, made, for example, of a flexible wire (see Fig. 1).

Для взрывания зарядов ВВ 5 в зоне многолетней мерзлоты в них размещают боевики 8. В зонах сезонноталого слоя 1 и таликовой прослойки 2 располагают боевики 13 и соединяют их с поверхностной взрывной сетью. Боевики 13 соединяют через инертные промежутки 7 с соответствующими зарядами ВВ 5 в зоне многолетнемерзлых пород 3 проводниками детонации 11, например, детонирующим шнуром или ударно-волновой трубкой. При этом взрывают предварительно и одновременно от детонаторов мгновенного действия заряды ВВ 14 в сезонноталом слое 1 и таликовой прослойке 2, а от боевиков 13 посредством проводников детонации 11 взрывают заряды ВВ 5 в зоне многолетнемерзлых пород 3. For detonation of explosive charges 5 in the permafrost zone, militants 8 are placed in them. Fighters 13 are connected through inert gaps 7 with the corresponding explosive charges 5 in the permafrost zone 3 by detonation conductors 11, for example, a detonating cord or a shock wave tube. At the same time, explosive charges 14 are blown up preliminary and simultaneously from instantaneous detonators in the seasonally thawed layer 1 and talik layer 2, and explosive charges 5 are exploded from militants 13 through detonation conductors 11 in the permafrost zone 3.

При таком способе взрывания ледяные цилиндры измельчаются и испаряются, существенно повышая давление в сезонноталом слое и таликовой прослойке. Это препятствует прорыву взрывных газов от взрыва зарядов в зоне многолетнемерзлых пород всезонноталый слой и таликовую прослойку.With this method of blasting, ice cylinders are crushed and evaporate, significantly increasing the pressure in the seasonally thawed layer and talik layer. This prevents the breakthrough of explosive gases from the explosion of charges in the zone of permafrost, the all-season-thawed layer and the talik layer.

Давление водяных паров, образующихся при испарении ледяного цилиндра, выше 3-4 раза давления взрывных газов (продуктов детонации) заряда в сезонноталом слое и таликовой прослойке. Это связано с тем, что молярная масса молекул воды в разы меньше таковой для сложных молекул взрывчатых веществ. В первом приближении, считая, что для взрывных газов выполняется закон Клапейрона-Менделеева, давление газов обратно пропорционально молярной массе газов и, соответственно, давление паров воды будет больше, чем давление взрывных газов. В связи с этим, диаметр ледяных цилиндров можно установить на уровне 0,25 диаметра скважины.The pressure of water vapor formed during the evaporation of an ice cylinder is 3-4 times higher than the pressure of explosive gases (detonation products) of the charge in the seasonally thawed layer and talik layer. This is due to the fact that the molar mass of water molecules is many times less than that of complex molecules of explosives. In the first approximation, assuming that the Clapeyron-Mendeleev law is fulfilled for explosive gases, the pressure of gases is inversely proportional to the molar mass of gases and, accordingly, the pressure of water vapor will be greater than the pressure of explosive gases. In this regard, the diameter of the ice cylinders can be set at 0.25 of the borehole diameter.

Определение наличия зон сезонноталого слоя и таликовой прослойки во вмещающих крепких многолетнемерзлых породах, контура в плане и отметок кровли и почвы этих зон позволяет установить параметры залегания указанных зон внутри разрушаемого массива, в том числе их мощность по глубине конкретных скважин, скорректировать конструкцию и параметры скважинных зарядов ВВ, необходимые места размещения ледяных цилиндров по глубине скважин.Determining the presence of zones of a seasonally thawed layer and a talik layer in the enclosing hard permafrost rocks, the contour in plan and the elevations of the roof and soil of these zones makes it possible to establish the parameters of the occurrence of these zones inside the destroyed massif, including their thickness at the depth of specific wells, to adjust the design and parameters of borehole charges VV, the necessary locations for the placement of ice cylinders along the depth of the wells.

Заряжание скважин зарядами ВВ, диаметр которых равен диаметру скважин, позволяет упростить процесс заряжания, максимально использовать объем скважин и увеличить выход горной массы с одного погонного метра скважины.Charging wells with explosive charges, the diameter of which is equal to the diameter of the wells, makes it possible to simplify the loading process, maximize the use of the volume of wells and increase the yield of rock mass from one linear meter of the well.

Изготовление ледяных цилиндров 6 может быть выполнено следующим образом (см. фиг. 1А). Для формирования направляющих 12 через рукав, например, из полиэтилена, длиной, равной мощности таликовой зоны или сезонноталого слоя, определенного диаметра, пропускают, по меньшей мере, три гибкие проволоки, закрученные в виде кольца, которых расправляют на три стороны так, чтобы между ними был равный угол (например, по 1200). Затем завязывают нижнюю часть рукава вместе с гибкими проволоками и в вертикальном положении заполняют водой и замораживают в таком виде. Получаемый ледяной цилиндр 6 при опускании в скважину 4 посредством проволочных направляющих 12 легко позиционируют по центру, кроме того, пространство, образованное направляющими 12 между стенкой скважины 4 и поверхностью цилиндра 6 способствует пропусканию проводников детонации, боевиков и размещению заряда ВВ вокруг ледяного цилиндра 6. Вместо ледяного цилиндра с направляющими можно использовать ледяную треугольную призму, изготовленную по диаметру скважины (см. фиг. 1Б).The manufacture of ice cylinders 6 can be performed as follows (see Fig. 1A). To form guides 12, at least three flexible wires twisted in the form of a ring are passed through a sleeve, for example, made of polyethylene, with a length equal to the thickness of the talik zone or a seasonally thawed layer of a certain diameter, which are straightened on three sides so that between them there was an equal angle (for example, 120 0 ). Then the lower part of the sleeve is tied together with flexible wires and in a vertical position it is filled with water and frozen in this form. The resulting ice cylinder 6, when lowered into the well 4 by means of wire guides 12, is easily positioned in the center, in addition, the space formed by the guides 12 between the wall of the well 4 and the surface of the cylinder 6 facilitates the passage of detonation conductors, fighters and the placement of an explosive charge around the ice cylinder 6. Instead ice cylinder with guides, you can use an ice triangular prism made according to the diameter of the well (see Fig. 1B).

Пример конкретного выполнения заявленного технического решения (см. фиг. 2).An example of a specific implementation of the claimed technical solution (see Fig. 2).

По данным геокриологической службы предприятия определяется местоположение, глубина и мощность зон сезонноталого слоя 1 и таликовой зоны 2 в массиве многолетнемерзлого породного массива 3, контуры в плане и отметки кровли и почвы этих зон. По результатам предыдущих взрывов определяется количества скважинного заряда.According to the geocryological service of the enterprise, the location, depth and thickness of the zones of the seasonally thawed layer 1 and talik zone 2 in the array of permafrost rock mass 3, the contours in the plan and the elevations of the roof and soil of these zones are determined. Based on the results of previous explosions, the amount of borehole charge is determined.

С учетом конкретных условий определяют по общеизвестным методикам или результатам предыдущих взрывов в аналогичных условиях параметры вертикальных скважинных зарядов ВВ, включая их диаметр (диаметр скважины), без учета наличия зон сезонноталого слоя 1 и таликовой зоны 2, т.е. исходя из свойств вмещаюших многолетнемерзлых пород 3.Taking into account specific conditions, the parameters of vertical downhole explosive charges, including their diameter (hole diameter), are determined using well-known methods or the results of previous explosions under similar conditions, without taking into account the presence of zones of seasonally thawed layer 1 and talik zone 2, i.e. based on the properties of host permafrost 3.

В соответствии с найденными значениями сопротивления по подошве уступа и длины (глубины) скважин бурят взрывные скважины 4 диаметром по принятой на данном предприятии сетке скважин.In accordance with the found values of resistance along the bottom of the ledge and the length (depth) of the wells, blast holes with a diameter of 4 are drilled along the grid of wells adopted at this enterprise.

В процессе бурения скважин по изменению скорости бурения, цвета и состояния выдаваемых на поверхность продуктов разрушения уточняют, если это необходимо, наличие, контур в плане, отметки кровли и почвы и мощность зон сезонноталого слоя 1 и таликовой зоны 2 по глубине каждой скважины 4.In the process of drilling wells, by changing the drilling speed, color and condition of the destruction products that are brought to the surface, if necessary, the presence, the contour in plan, the marks of the roof and soil and the thickness of the zones of the seasonally thawed layer 1 and the talik zone 2 are specified along the depth of each well 4.

Затем производят заряжание скважин 4 зарядами ВВ 5, 14, диаметр которых равен диаметру скважин. Заряжание предварительно производят от дна скважины до почвы таликовой зоны 2. После этого опускают и устанавливают боевик 8 с проводником детонации 11, после чего, размещают инертный промежуток 7 (песок или каменная мука). При этом проводник детонации 11 пропускают через инертный промежуток 7. Далее устанавливают ледяные цилиндры 6, боевик 13 и заряд ВВ 14 для таликовой зоны 2, соединенный с проводником детонации 9. Выполняя аналогичные операции, продолжают зарядку ВВ до проектной высоты заряда. Соответственно, заряды ВВ 14 в зонах сезонноталого слоя 1 и таликовой прослойки 2 имеют вид полого цилиндра.Then the wells are loaded with 4 explosive charges 5, 14, the diameter of which is equal to the diameter of the wells. Loading is preliminarily carried out from the bottom of the well to the soil of the talik zone 2. After that, the action 8 with the detonation conductor 11 is lowered and installed, after which an inert gap 7 (sand or stone flour) is placed. In this case, the detonation conductor 11 is passed through the inert gap 7. Next, the ice cylinders 6, the fighter 13 and the explosive charge 14 for the talik zone 2, connected to the detonation conductor 9, are installed. Performing similar operations, continue charging the explosive to the design height of the charge. Accordingly, the explosive charges 14 in the zones of the seasonally thawed layer 1 and the talik layer 2 have the form of a hollow cylinder.

В процессе заряжания скважин выполняют монтаж внутрискважинных взрывных сетей, соединяя боевик 8 заряда ВВ 5 в зоне многолетней мерзлоты проводником детонации 11 с боевиком в талой зоне 13, выводные проводники детонации 9 с поверхностной сетью, а по окончании заряжания размещают забойку 10 верхней незаряженной части скважин.In the process of loading wells, installation of downhole explosive networks is performed, connecting the action 8 of the explosive charge 5 in the permafrost zone with a detonation conductor 11 with the action in the thawed zone 13, detonation lead-out conductors 9 with the surface network, and at the end of loading, the stemming 10 of the upper uncharged part of the wells is placed.

В первую очередь, с помощью электродетонатора взрывают одновременно и мгновенно боевики 13 в зонах сезонноталого слоя 1 и таликовых прослоек 2, от взрыва которых детонируют проводники детонации 11 и взрывают боевики 8 зарядов ВВ 5 в зоне многолетнемерзлых пород 3.First of all, with the help of an electric detonator, militants 13 are simultaneously and instantly blown up in the zones of the seasonally thawed layer 1 and talik layers 2, from the explosion of which the detonation conductors 11 are detonated and the militants 8 explosive charges 5 are blown up in the permafrost zone 3.

Использование заявленного изобретения обеспечит улучшение технико-экономических показателей рыхления разнопрочных горных пород за счет рационального распределения энергии взрыва и увеличения общего времени воздействия взрыва на массив в процессе взрывной отбойки.The use of the claimed invention will improve the technical and economic indicators of loosening of rocks of different strength due to the rational distribution of the energy of the explosion and an increase in the total time of the impact of the explosion on the massif in the process of explosive breaking.

Claims (2)

1. Способ взрывания разнопрочных массивов горных пород в криолитозоне на открытых горных работах, включающий бурение взрывных скважин, определение в процессе их бурения наличия зон многолетнемерзлых пород, сезонноталого слоя и таликовых прослоек, глубины расположения и их мощности, отметку контуров в плане и отметок кровли и почвы этих зон по глубине скважин, заряжание скважин рассредоточенными и размещенными по указанным зонам зарядами взрывчатого вещества, размещение инертных промежутков между зарядами взрывчатого вещества, размещение боевиков в зарядах взрывчатого вещества и взрывание зарядов взрывчатого вещества, отличающийся тем, что в зоне сезонноталого слоя и таликовой прослойки по центру заряда взрывчатого вещества коаксиально располагают ледяные цилиндры, а остальное пространство заполняют взрывчатым веществом, причем для обеспечения коаксиальности ледяные цилиндры дополнительно снабжены направляющими, при этом боевики в зарядах взрывчатого вещества в зонах сезонноталого слоя и таликовой прослойки соединяют с соответствующими зарядами в зонах многолетнемерзлых пород проводниками детонации, пропущенными через инертные промежутки, для чего заряды с ледяными цилиндрами в зоне сезонноталого слоя и таликовой зоны взрывают одновременно и мгновенно, а заряды в зоне многолетнемерзлых пород – от боевиков зон сезонноталого слоя и таликовой прослойки, инициируемые через проводники детонации.1. A method for blasting different-strength rock masses in the permafrost zone in open-cast mining, including drilling blast holes, determining in the process of drilling the presence of permafrost zones, seasonally thawed layer and talik layers, location depth and their thickness, marking the contours in the plan and marking the roof and soils of these zones along the depth of wells, loading wells with explosive charges dispersed and placed over the indicated zones, placing inert gaps between explosive charges, placing militants in explosive charges and detonating explosive charges, characterized in that in the zone of the seasonally thawed layer and the talik layer ice cylinders are placed coaxially in the center of the explosive charge, and the rest of the space is filled with explosive, and to ensure coaxiality, the ice cylinders are additionally equipped with guides, while the fighters in the explosive charges in the zones of the seasonally thawed layer and the talik layer are connected to the corresponding charges in the permafrost zones by detonation conductors passed through inert gaps, for which the charges with ice cylinders in the zone of the seasonally thawed layer and the talik zone explode simultaneously and instantly, and the charges in the permafrost zone - from the militants of the zones of the seasonally thawed layer and talik layer initiated through detonation conductors. 2. Способ взрывания разнопрочных массивов горных пород в криолитозоне по п. 1, отличающийся тем, что ледяные цилиндры выполняют диаметром в 0,25 диаметра скважины и длинами, равными мощности сезонноталого слоя и таликовой зоны.2. The method of blasting rock masses of different strengths in the permafrost zone according to claim 1, characterized in that the ice cylinders are made with a diameter of 0.25 of the well diameter and lengths equal to the thickness of the seasonally thawed layer and the talik zone.
RU2022107738A 2022-03-24 Method for blasting different-strength rock masses in the permafrost zone RU2775124C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2775124C1 true RU2775124C1 (en) 2022-06-28

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115111980A (en) * 2022-07-14 2022-09-27 成远矿业开发股份有限公司 Frozen soil and rock complex blasting method for western severe cold region

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU65134U1 (en) * 2006-10-18 2007-07-27 Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук ICE MODULES FOR FORMING A BOREHOLE CHARGE UNDER THE CONDITIONS OF CRYOLITZONE
RU2563893C1 (en) * 2014-09-10 2015-09-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method of detonation in open-cast minings of rock masses with different strength values
CN105222660A (en) * 2015-08-21 2016-01-06 成都理工大学 A kind of High-geotemperature tunnel cooling presplit blasting method
RU2594236C1 (en) * 2015-05-27 2016-08-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) Method for explosive destruction of various coherence rock massif with distributed and shortened blasthole charges with cumulative effect
CN106930744A (en) * 2017-05-08 2017-07-07 河南理工大学 A kind of millisecond multistage directional blasting dry ice fracturing method and blasting cartridge

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU65134U1 (en) * 2006-10-18 2007-07-27 Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук ICE MODULES FOR FORMING A BOREHOLE CHARGE UNDER THE CONDITIONS OF CRYOLITZONE
RU2563893C1 (en) * 2014-09-10 2015-09-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method of detonation in open-cast minings of rock masses with different strength values
RU2594236C1 (en) * 2015-05-27 2016-08-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) Method for explosive destruction of various coherence rock massif with distributed and shortened blasthole charges with cumulative effect
CN105222660A (en) * 2015-08-21 2016-01-06 成都理工大学 A kind of High-geotemperature tunnel cooling presplit blasting method
CN106930744A (en) * 2017-05-08 2017-07-07 河南理工大学 A kind of millisecond multistage directional blasting dry ice fracturing method and blasting cartridge

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МЕЛЬНИКОВ Н.В. и др. Энергия взрыва и конструкция заряда. М.: Изд-во "Недра", 1964, с. 16, рис. 5. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115111980A (en) * 2022-07-14 2022-09-27 成远矿业开发股份有限公司 Frozen soil and rock complex blasting method for western severe cold region

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1957157B (en) Perforating gun assembly and method for enhancing perforation depth
CN107328327A (en) The soft or hard blast hole loading structure and its method for being mingled with beded rock mass Long-hole Bench Blasting
CN104296609B (en) Containing the controlled blasting method of different hardness rock stratum in Deep hole bench balsting
RU2400702C1 (en) Method for explosion of rocks with solid inclusions
CN106197178A (en) A kind of novel deep hole water pressure blasting demolition set and blasting method
CN102808621B (en) Method for blasting heavy-inclined thick ore bodies
CN104975838B (en) A kind of method for preventing high enegry gas fracturing existing crack from closing
CN114353608B (en) Safety ore mining method
RU2381369C1 (en) Method for prevention of rock bursts in rocks of mine soil
RU2602567C1 (en) Method of blasting ores and rocks
CN107401401A (en) A kind of horizontal well explosion fracturing modernization system and method
RU2775124C1 (en) Method for blasting different-strength rock masses in the permafrost zone
CN106437666A (en) Novel technology for igniting specific explosive for explosive fracturing in oil and gas reservoir
CN105606002B (en) Reduce the disrumpent feelings layering presplit blasting method for causing calamity risk of colliery hard-and-thick strata
CN108061492A (en) A kind of Pile Diameter is the bridge cylinder pile foundation blasting method of 0.8-1m
US3611933A (en) Nuclear cavity configuration control
CN108195242B (en) Rock blasting method
RU2449241C1 (en) Method to form multicharge in drowned well
NO762410L (en)
RU2691794C1 (en) Method for increasing reservoir recovery by dynamic formation action
CN113482618A (en) Mining method for assisting caving
CN207797897U (en) The soft or hard blast hole loading structure for being mingled with beded rock mass Long-hole Bench Blasting
RU2455613C1 (en) Method for explosion of rocks with solid inclusions
Gupta Emerging explosives and initiation devices for increased safety, reliability, and performance for excavation in weak rocks, mining and close to surface structures
RU2784839C1 (en) Method for carrying out explosive operations in the circuit zone of quarry