Способ ведения буровзрывных работ в обводненных массивах

1 Изобретение относится к горнорудной промышленности, в частности к способу ведения открытых горных работ в обводненных породах. Хорошо известно, что экономические показатели буровзрывных работ в обводненных массивах определяются высокой стоимостью взрывчатых веществ (ВВ) - в основном гранулотола или алюмотола. Для снижения затрат на взрывную отбойку в условиях обводненности предложен ряд технологий, основанных на применении патронированных ВВ в гидроизолирующих оболочках, применении аммиачноселитренных ВВ с водостойким покрытием гранул селитры, водоустойчивых эмульсионных ВВ и их смесей с аммиачно-селитренными (Барон B.Л., Кантор В.Х. "Техника и технология взрывных работ в США", М., НЕДРА, 1989 г.,376 с. с илл.) Основные недостатки способов ведения буровзрывных работ с применением указанных ВВ состоят в следующем. Применение патронированных ВВ существенно усложняет процесс заряжания скважин. При этом, даже при использовании полиэтиленовых рукавов коэффициент полезного использования объема скважины под заряд составляет 0,8-0,9. Для компенсации этого объема требуется увеличение объема бурения. Кроме того,сравнительно недорогие полиэтиленовые рукава не гарантируют сохранение водостойкости заряда из-за возможных повреждений оболочки при заряжании, что приводит к ухудшению качества взрыва или к отказам детонации. В целом применение патронированных ВВ приводит к увеличению стоимости взрывных работ не менее чем на 20-30%. Применение аммиачно-селитренных ВВ с водостойким покрытием гранул селитры (существенно более дорогих в сравнении с обычными аммиачно-селитреннными ВВ), как и применение патронированных, требует предварительного осушения скважины. Поскольку любые осушающие устройства оставляют на дне скважины некоторое количество воды, перед засыпкой водостойкого аммиачно-селитренного ВВ в скважине обычно размещают патронированный ВВ так, чтобы верхний патрон выступал над уровнем воды, кроме того водостойкие аммиачно-селитренные ВВ не могут применяться в скважинах с большим водопритоком. Наиболее близким к предложенному является способ ведения буровзрывных работ на карьерах, включающий бурение скважин, заполнение их различными типами ВВ, забойку и инициирование (патент РФ 2059965, опубл. 10.05.98, бюл.13). Согласно этому способу в заполненной водой скважине поярусно формируют комбинированный заряд из тротилосодержащего и аммиачно-селитренного ВВ, причем массу тротилосодержащего ВВ с высокой скоростью детона 003051 2 ции принимают равной 20-25% от массы скважинного заряда. Известный способ обеспечивает улучшение характеристик дробления породы за счет рационального расположения в скважине ВВ с высокой и низкой скоростями детонации. Однако и этот способ характеризуется большим расходом дорогостоящего тротилосодержащего ВВ. Кроме того, предложенная в указанном способе схема формирования комбинированных зарядов усложняет процесс механизированного заряжания скважин и требует применения водостойкого аммиачноселитренного ВВ, что также удорожает взрывные работы. Целью изобретения является повышение технико-экономических показателей взрывной отбойки обводненных массивов, улучшение качества дробления породы, а также сокращения затрат на буровзрывные работы в целом. Поставленная цель достигается тем, что в способе ведения буровзрывных работ в обводненных массивах, включающем бурение скважин, загрузку заряда ВВ и осуществление взрыва, первоначально в заполненную водой скважину после ее бурения вводят водорастворимый активный состав, осуществляют выдержку образовавшегося в скважине раствора в течение промежутка времени, достаточного для проникновения активных компонентов в породу на расстояние, равное половине расстояния между скважинами в ряду скважин, затем формируют в скважине заряд ВВ и производят взрыв. Формирование в скважине заряда ВВ осуществляют заливкой заряда ВВ непосредственно под столб воды. В качестве взрывчатого вещества используют эмульсионное взрывчатое вещество. В качестве водорастворимого активного состава используют или хлориды металлов, или смесь поверхностно-активного вещества и щелочного электролита, или щелочные соли нафтеновых кислот (при отбойке кварцевых пород), или смесь аммиачной селитры и хлорида железа(при отбойке сульфидных пород). Сущность предлагаемого способа ведения буровзрывных работ в обводненных массивах заключается в следующем. Первоначально бурят скважины, которые естественным путем заполняются водой из водоносного слоя. В заполненную водой скважину засыпают (твердый) или заливают (жидкий) водорастворимый активный состав, водный раствор которого снижает работу разрушения и прочность пород отбиваемого массива. В зависимости от минералогического состава пород и состава грунтовых вод следует использовать различные активные составы, при отбойке гранитов и кварцитов предпочтительно использовать хлориды металлов или, для наиболее крепких кварцевых пород, щелочные соли нафтеновых кислот и смеси анионактивных поверхностно-активных веществ с щелочами (KОН, NaOH). При отбойке карбонатных пород предпочтительно применять смеси поверхностноактивных веществ с щелочными электролитами. При отбойке сульфидных руд целесообразно использовать смеси аммиачной селитры или хлорида аммония с хлоридом железа. Рациональный выбор активного состава обеспечивает снижение работы разрушения породы в 2-4 и более раз. После введения в заполненную водой скважину водорастворимого активного состава осуществляют выдержку в течение промежутка времени, достаточного для проникновения активных компонентов в породу на расстояние,равное половине расстояния между скважинами в ряду скважин. Под столб жидкости через зарядный шланг закачивают эмульсионное взрывчатое вещество и осуществляют подрыв. Улучшение экономических показателей буровзрывных работ в обводненных массивах может быть также достигнуто за счет использования водоустойчивых эмульсионных ВВ (например, типа порэмитов) или их смесей с игданитом (гранэмитов). Эмульсионные ВВ представляют собой обратные эмульсии типа "вода в масле", в которых каждая микро капля окислителя (водного раствора аммиачной селитры) покрыта тонкой пленкой жидкого горючего. Такая структура эмульсии предохраняет ее от разбавления внешней водой в обводненных скважинах и обеспечивает достаточную водоустойчивость. Порэмиты и некоторые типы гранэмитов применимы в скважинах практически любой степени проточности и могут закачиваться непосредственно под столб воды по зарядному шлангу. Предложенный способ реализуется следующим образом. Пример 1. В обводненном массиве, сложенном из сульфидных пород, бурят вертикальную скважину. После заполнения скважины водой до предельного уровня на забой опускают бумажный пакет с 7 кг аммиачной селитры и 1,2 кг гидроокиси калия. Через одни сутки выдержки под столб жидкости через зарядный шланг закачивают 800 кг порэмита марки МТ-Н. После подрыва средний размер куска отбитой породы составляет около 300 мм, общая масса негабаритов 0,2% от всей отбитой породы при нормативе до 5%. Пример 2. В обводненном массиве из тяжелых железистых кварцитов бурят вертикальную скважи 4 ну. После заполнения скважины водой на 2/3 в нее засыпают 0,8 кг цетилтриметиламмонийбромида и 1,2 кг гидроокиси натрия. После 12 ч выдержки под столб жидкости, через зарядный шланг закачивают 1200 кг гранэмита 30/70. После подрыва средний размер куска отбитой породы составил 400+100 мм, масса негабаритов не превысила нормативов. Таким образом предложенный способ проведения буровзрывных работ в обводненных массивах позволяет повысить техникоэкономические показатели взрывной отбойки обводненных массивов, улучшить качество дробления породы, а также сократить затраты на буровзрывные работы в целом. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ ведения буровзрывных работ в обводненных массивах, включающий бурение скважин, загрузку зарядов взрывчатого вещества и осуществление взрыва, отличающийся тем, что первоначально в заполненную водой скважину после ее бурения вводят водорастворимый активный состав, осуществляют выдержку образовавшегося в скважине раствора в течение промежутка времени, достаточного для проникновения активных компонентов в породу на расстояние, равное половине расстояния между скважинами в ряду скважин, затем формируют в скважине заряд взрывчатого вещества и производят взрыв, при этом формирование в скважине заряда взрывчатого вещества осуществляют заливкой заряда непосредственно под столб воды. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве взрывчатого вещества используют эмульсионное взрывчатое вещество. 3. Способ по пп.1, 2, отличающийся тем,что в качестве водорастворимого активного состава используют хлориды металлов. 4. Способ по пп.1, 2, отличающийся тем,что в качестве водорастворимого активного состава используют смесь поверхностноактивного вещества и щелочного электролита. 5. Способ по пп.1, 2, отличающийся тем,что в качестве водорастворимого активного состава используют щелочные соли нафтеновых кислот. 6. Способ по пп.1, 2, отличающийся тем,что в качестве водорастворимого активного состава используют смесь аммиачной селитры и хлорида железа.