Способ разработки сложноструктурных массивов при взрывной рудоподготовке

СПОСОБ РАЗРАБОТКИ СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ МАССИВОВ ПРИ ВЗРЫВНОЙ РУДОПОДГОТОВКЕ Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам разработки и способам отбойки полезного ископаемого на карьерах и шахтах, где производится взрывная отбойка в пространственно ориентированных сложноструктурных массивах крепких горных пород. Технический результат предлагаемого изобретения - повышение степени дробления и снижение энергоемкости взрывной рудоподготовки. Технический результат достигается тем, что расположение взрываемых блоков в карьерах и разрезных щелей призматических и круглых камер в подземных условиях ориентируют ортогонально осям шарниров нормальных и наклонных синклинальных и антиклинальных складок, взрывную сеть монтируют, например, из ДШ по диагональной схеме или по схеме со спаренными диагоналями одновременно взрываемых зарядов, либо с электронным инициированием с помощью электронных реле замедления типа ЭДЭЗ с интервалом замедления 0,1-200 мс, при наличии нескольких синклинальных складок на открытых горных работах в пределах взрываемых блоков для обеспечения наибольшего энергонасыщения в трудновзрываемых участках врубы и скважины инициируют и взрывают одновременно. Применение предлагаемого способа разработки позволяет повысить равномерность взрывной горной массы, повысить степень микродефектности (деструкции) на границах минералов (кварц-магнетит), уменьшить выход негабарита, снизить энергозатраты при последующих процессах рудоподготовки и в целом повысить показатели БВР. Анисимов Виктор Николаевич, Белин Владимир Арнольдович (RU)(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (МГГУ); ООО (НПЦ) "ЭКОРЕСУРСЫ"; АНИСИМОВ ВИКТОР НИКОЛАЕВИЧ (RU) 014255 Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам разработки и способам отбойки полезного ископаемого на карьерах и шахтах, где производится взрывная отбойка в пространственно ориентированных сложноструктурных массивах крепких горных пород. Известен способ взрывной отбойки на карьерах рудных массивов с ярко выраженной слоистой текстурой [1]. Недостатком этого способа является то, что развитие и формирование фронта горных работ производится без учта генезиса и особенностей строения сложноструктурных массивов крепких горных пород, таких как пространственное положение и направление осей шарниров нормальных и наклонных складок, чередование синклинальных и антиклинальных складок, размеры приосевых зон складок, изменение направления слоистости, трещиноватость и блочность в пределах одной складки. Это может приводить к неравномерности взрывного дробления, завышению подошвы уступа, заколам в тылочной части массива и значительному выходу негабарита, что снижает технико-экономические показатели БВР. Известен также способ буровзрывной отбойки на карьерах слоистых рудных массивов [2]. Недостатками его является то, что для создания большего энергонасыщения в трудновзрываемых участках приосевых зон антиклиналей и синклиналей при инициировании взрывов не учитывается время начала инициирования врубовых зарядов ВВ по отношению к пространственному положению осей смежных складок и их ядер, как наиболее прочных структурных элементов. Технический результат предлагаемого изобретения - повышение степени дробления и снижение энергоемкости взрывной рудоподготовки. Технический результат достигается тем, что расположение взрываемых блоков в карьерах и разрезных щелей призматических и круглых камер в подземных условиях ориентируют ортогонально осям шарниров нормальных и наклонных синклинальных и антиклинальных складок, взрывную сеть монтируют, например, из ДШ по диагональной схеме или по схеме со спаренными диагоналями одновременно взрываемых зарядов либо с электронным инициированием с помощью электронных реле замедления типа ЭДЭЗ с интервалом замедления 0,1-200 мс, при наличии нескольких синклинальных складок на открытых горных работах в пределах взрываемых блоков для обеспечения наибольшего энергонасыщения в трудновзрываемых участках врубы и скважины инициируют и взрывают одновременно. Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 показан план формирования генерального направления развития горных работ месторождения с учтом особенностей геологического строения сложноструктурных массивов горных пород; на фиг. 2 изображена блок-диаграмма строения сложноскладчатого рудного массива с формированием направления развития фронта горных работ и направления отбойки при наличии нескольких синклинальных и антиклинальных складок; на фиг. 3 показан участок сложноструктурного массива в пределах шахтного или карьерного полей,положение оси одной из синклинальной складки и очистные подземные камеры круглого или прямоугольного сечения; на фиг. 4 показана схема коммутации спаренных рядов одновременно взрываемых зарядов ВВ с помощью электрических детонаторов с электронной задержкой ЭДЭЗ на сложноструктурном участке массива; на фиг. 5 изображен порядок инициирования зарядов с помощью электрических детонаторов с электронной задержкой ЭДЭЗ на сложноструктурном участке при наличии двух врубов с учтом пространственного положения осей складок в пределах взрываемого блока. Выбор способа разработки пространственно ориентированных сложноструктурных массивов крепких горных пород осуществляется перед начальной стадией проектирования горных работ с учетом генезиса и особенностей геологического строения в целом всего месторождения. При этом дальнейшая добыча полезного ископаемого может вестись как открытым, так и подземным или комбинированным способами. До стадии вскрытия месторождения производят геолого-технологическое картирование сложноскладчатого рудного массива 1 месторождения (фиг. 1 и 2) с определением пространственного положения осей 10, 14 и приосевых зон 4, 5 соответственно синклинальных 2 и антиклинальных 3 нормальных и наклонных складок вертикального или горизонтального залегания, а также углападения слоев 11 (фиг. 2); проектируют формирование и направление 6 фронта 7 основного (генерального) развития горных работ вдоль приосевых зон 4 и 5 (фиг. 2) с учетом пространственного положения осей 10 и 14 соответственно синклинальных 2 и антиклинальных 3 складок, а также с учетом направления простирания 12 и падения слоев 11 (фиг. 2). Далее способ разработки осуществляют следующим образом: ориентируют расположение (направление) взрываемых блоков 16 в карьерах и разрезных щелей 15(фиг. 1 и 2) отрабатываемых прямоугольных или цилиндрических камер 17 (фиг. 3) в подземных условиях ортогонально осям шарниров нормальных и наклонных синклинальных 2 и антиклинальных 3 складок; на открытых и в отдельных случаях на подземных работах закладывают места заложения врубов 8 в приосевой зоне 4 синклинальных складок, при этом направление отбойки одновременно взрываемых-1 014255 рядов зарядов ВВ 13 скважинных зарядов 9 ориентируют от оси 10 синклинали 2 вглубь массива 1 в сторону соседней антиклинали 3 (фиг. 2); вычисляют угол(фиг. 1 и 2) между линией групп одновременно взрываемых зарядов ВВ 13 и направлением осей 10 и 14 шарниров складок 2 и 3, например, из упрощенного соотношения намечают линии одновременно взрываемых скважинных зарядов 13 из скважинных зарядов 9 по отношению к направлению осей 10 и 14 шарниров синклинальных 2 и антиклинальных 3 складок (фиг. 2) под углом ; осуществляют многорядное бурение вертикальных скважин 9 по квадратной или другой сетке, при этом в приосевых зонах 4 и 5 (фиг. 2) возможно сужение сетки скважин в том числе и для обеспечения указанных условий удобства монтажа взрывной сети; заряжают и осуществляют забойку скважин 9, причем большее энергонасыщение массива 1 достигают в приосевых зонах 4 и 5 синклинальных 2 и антиклинальных складок 3 (фиг. 2) за счет взаимодействия упругих волн напряжения от действия одновременного взрыва групп смежных зарядов 13 с увеличенным удельным расходом ВВ и применения специальных схем коммутации и инициирования зарядов(фиг. 4 и 5); монтируют взрывную сеть, например, из ДШ по диагональной схеме или по схеме со спаренными диагоналями по коммутационной цепи 18 (фиг. 4) одновременно взрываемых зарядов 13 либо с электронным инициированием (фиг. 5) с помощью электронных реле замедления типа ЭДЭЗ с интервалом замедления 0,1-200 мс в зависимости от пространственного положения структурных элементов массива(ядер, осей и приосевых зон складок) по отношению к направлению фронта развития горных работ; инициируют и осуществляют кротко-замедленное взрывание скважинных зарядов 9 ВВ, а при наличии нескольких синклинальных складок на открытых горных работах в пределах взрываемых блоков врубы 8 и скважины 9 инициируют и взрывают одновременно для обеспечения наибольшего энергонасыщения в трудновзрываемых участках, например в ядрах складок (фиг. 2 и 5), как в наиболее прочных по отношению к крепости пород в крыльях складок; осуществляют отделение и перемещение горной массы по направлению падения слоев 11. Необходимо отметить, что от оси вруба диагональные ряды скважин 13 направлены в разные стороны, образуя равносторонний треугольник с вершиной со стороны массива. Если угол падения слоев= 70-90, то направление диагонали располагают под углом= 45-55 по отношению к осям шарниров складок [3]. При этом возможно применение спаренных по времени срабатывания диагоналей рядов одновременно взрываемых зарядов. Если на взрываемом блоке залегают две или более синклинальных складок, то, например, сеть ДШ по оси антиклинали между врубами разделяют пиротехническими замедлителями (КЗДШ) на отдельные участки. Для этого, кроме основных пиротехнических замедлителей(КЗДШ), устанавливают дополнительные. Инициирование врубов осуществляют одновременно капсюлем-детонатором или электродетонатором. Возможно инициирование зарядов ВВ с помощью электродетонаторов с электронной задержкой. Применение предлагаемого способа разработки позволяет повысить равномерность взрывной горной массы, повысить степень микродефектности (деструкции) на границах минералов (кварц-магнетит),уменьшить выход негабарита, снизить энергозатраты при последующих процессах рудоподготовки и в целом повысить показатели БВР. Источники информации, принятые во внимание 1. Авторское свидетельство СССР SU 1119399 по классу F42D 3/04, Е 21 С 41/00, 1983. 2. Авторское свидетельство СССР SU 1466437 по классу F42D 3/04, Е 21 С 37/00, 1987. 3. Авторское свидетельство СССР SU 1290788 по классу F42D 3/04, Е 21 С 37/00, Е 21 С 41/06, 1985. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ разработки при взрывной рудоподготовке сложноструктурных массивов крепких горных пород, включающий бурение скважин, заряжание их зарядами ВВ, монтаж взрывной сети, короткозамедленное взрывание скважинных зарядов ВВ, отличающийся тем, что расположение взрываемых блоков в карьерах и разрезных щелей камер в подземных условиях ориентируют ортогонально осям шарниров нормальных и наклонных синклинальных и антиклинальных складок. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что взрывную сеть монтируют из ДШ по диагональной схеме или по схеме со спаренными диагоналями одновременно взрываемых зарядов либо с электронным инициированием с помощью электронных реле замедления типа ЭДЭЗ с интервалом замедления 0,1-200 мс. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при наличии нескольких синклинальных складок на открытых горных работах в пределах взрываемых блоков для обеспечения наибольшего энергонасыщения в трудновзрываемых участках врубы и скважины инициируют и взрывают одновременно.