(13) B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) PL B1. Fig 1 E21F 17/04 E21C 39/00

Transkrypt

1 R Z E C Z P O SP O L IT A PO LSK A (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy R zeczypospolitej Polskiej (2 1) Numer zgłoszenia (22) Data zgłoszenia (51) IntCl7 E21F 17/04 E21C 39/00 (54) Sposób odprężania górotworu przy podziemnej eksploatacji złóż minerałów (73) Uprawniony z patentu: Kombinat Górniczo-Hutniczy Miedzi POLSKA MIEDZ S.A., Lubin, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 26/97 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 07/00 (72) Twórcy wynalazku: Kajetan Bargieł, Głogów, PL Witold Bugajski, Lubin, PL Jan Dąbski, Lubin, PL Eugeniusz Kranc, Lubin, PL Stanisław Lembas, Lubin, PL Jerzy Markowski, Lubin, PL Kazimierz Mrozek, Lubin, PL Alojzy Mikołajczak, Lubin, PL Michał Sonnenberg, Lubin, PL Lech Szpaczyński, Lubin, PL (74) Pełnomocnik: Bućko Tomasz, Kombinat Górniczo-Hutniczy Miedzi POLSKA MIEDŹ S.A. PL B1 (57) 1. Sposób odprężania górotworu przy podziemnej eksploatacji złóż minerałów przez wiercenie w przodkach eksploatacyjnych długich otworów wielkośrednicowych wyprzedzających i detonowanie umieszczonego w nich ładunku materiału wybuchowego wraz z otworami strzałowymi urabiającymi, znamienny tym, że w każdym przodku eksploatacyjnym wierci się jeden centralnie usytuowany wielkośrednicowy otwór (1) wyprzedzający o długości dwóch zabiorów, w którym w części wyprzedzającej pierwszy zabiór (I) umieszcza się ładunek (2) materiału wybuchowego i zamyka się go przybitką (3), a następnie detonuje w jednej serii z otworami strzałowymi (4) urabiającymi pierwszego zabioru (I), lecz z określonym opóźnieniem. Fig 1

2 Sposób odprężania górotworu przy podziemnej eksploatacji złóż minerałów Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób odprężania górotworu przy podziemnej eksploatacji złóż minerałów przez wiercenie w przodkach eksploatacyjnych długich otworów wielkośrednicowych wyprzedzających i detonowanie umieszczonego w nich ładunku materiału wybuchowego wraz z otworami strzałowymi urabiającymi, znamienny tym, że w każdym przodku eksploatacyjnym wierci się jeden centralnie usytuowany wielkośrednicowy otwór (1) wyprzedzający o długości dwóch zabiorów, w którym w części wyprzedzającej pierwszy zabiór (I) umieszcza się ładunek (2) materiału wybuchowego i zamyka się go przybitką (3), a następnie detonuje w jednej serii z otworami strzałowymi (4) urabiającymi pierwszego zabioru (I), lecz z określonym opóźnieniem. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ładunek (2) materiału wybuchowego w wielkośrednicowym otworze (1) wyprzedzającym detonuje się przez inicjację zapalnikiem (5) z opóźnieniem o jeden lub dwa stopnie większym niż opóźnienie detonacji grupy otworów strzałowych (4) urabiających pierwszego zbioru (I). * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób odprężania górotworu przy podziemnej eksploatacji złóż minerałów, zwłaszcza rud miedzi, stosowany równocześnie z ich urabianiem metodą techniki strzelniczej w systemach filarowo-komorowych, w warunkach zagrożenia tąpaniami. Odprężenie górotworu przy podziemnej eksploatacji złóż realizowane jest dotychczas następującymi sposobami: - wymuszanie zawału robotami strzałowymi prowadzone sukcesywnie za postępem frontu wybierania, - detonowanie materiału wybuchowego w kilku otworach wielkośrednicowych, wyprzedzających zabiór, - detonowanie materiału wybuchowego w otworach urabiająco-odprężających, - sporadyczne detonowanie materiału wybuchowego w otworach odprężających w stropie i spągu. Wszystkie te metody bądź nie spełniają warunku skutecznego odprężania górotworu, bądź też spełniają go w stopniu niewystarczającym, wykazując przy tym szereg innych wad i niedogodności wykonawczych. Przy pierwszej metodzie nie uzyskuje się dostatecznego podsadzenia wybranej przestrzeni, wskutek czego występują groźne w skutkach wstrząsy. Przy drugiej metodzie polegającej na detonowaniu materiału wybuchowego umieszczonego w kilku długich otworach wielkośrednicowych wyprzedzających wraz z otworami strzałowymi urabiającymi, istnieje wprawdzie warunek prowokowania wstrząsu w caliźnie naprężonej, jednak ładunek materiału wybuchowego rozproszony jest na kilka otworów inicjowanych równocześnie. Uwzględniając jednak tolerancję momentu inicjacji, wynikającej z czułości zapalników, praktycznie ładunek materiału wybuchowego w tych otworach nie detonuje dokładnie w tym samym czasie, co dodatkowo zmniejsza efekt wstrząsu. Niedogodności ruchowe to odmienny sposób inicjowania długich otworów, wymagających stosowania lontu i zapalników oraz zakłócenia w detonacji sąsiednich otworów, wynikające z wielokrotnie silniejszego ładunku wybuchowego w otworach długich. Metoda trzecia polegająca na równoczesnym strzelaniu otworów włomowych i urabiających w kilku przodkach przy zastosowaniu zwiększonego ładunku materiału wybuchowego i

3 zwiększonej ilości materiału wybuchowego przy zwiększonej średnicy otworów strzałowych - jest również niekorzystna. Przeładowanie otworów materiałem wybuchowym wpływa ujemnie na efekt urabiania, zwiększa ilość gazów postrzałowych i stwarza możliwość wyrzucenia niezdetonowanego materiału wybuchowego do urobku. Metoda ta nie spełnia warunku wywołania wstrząsu poza strefą spękań w naprężonej caliźnie. Metoda detonowania materiału wybuchowego w otworach odprężających w stropie lub spągu zawiera wysoki stopień trudności, wynikających z możliwości ścinania i zaciskania otworów wiertniczych oraz konieczności wykonywania prac wiertniczych w miejscach najbardziej zagrożonych. Celem wynalazku jest opracowanie skutecznego sposobu odprężania górotworu poprzez detonowanie w przodkach eksploatacyjnych skoncentrowanego dużego ładunku materiału wybuchowego w caliźnie poza strefą spękań, ułatwiającego jednocześnie proces urabiania złoża w przodkach eksploatacyjnych metodą techniki strzelniczej. Sposób odprężania górotworu przy podziemnej eksploatacji złóż materiałów według wynalazku polega na tym, że w każdym przodku eksploatacyjnym wierci się typowym sprzętem wiertniczym jeden centralnie usytuowany wielkośrednicowy otwór wyprzedzający o długości dwóch zabiorów, w którym w części wyprzedzającej pierwszy zabiór umieszcza się skoncentrowany ładunek materiału wybuchowego i zamyka się go przybitką. Następnie detonuje się go w jednej serii z otworami strzałowymi urabiającymi pierwszego zabioru, lecz z określonym opóźnieniem. Skoncentrowany ładunek materiału wybuchowego o wielkośrednicowym otworze wyprzedzającym detonuje się przez inicjację zapalnikiem z opóźnieniem o jeden lub dwa stopnie większym, niż opóźnienie detonacji ostatniej grupy otworów strzałowych urabiających pierwszego zabioru. Sposób odprężania górotworu według wynalazku pozwala na zdetonowanie dużego skoncentrowanego ładunku materiału wybuchowego w nienaruszonej caliźnie poza strefą spękań i dzięki temu wywołanie wstrząsu skutecznie odprężającego górotwór, co w konsekwencji wpływa na zmniejszenie zagrożenia tąpaniami. Poza tym centralnie usytuowany w przodku wielkośrednicowy otwór pełni role otworu wrębowego dla pierwszego zabioru i włomu dla drugiego zabioru, dzięki czemu uzyskuje się zabiory równe długości otworów strzałowych urabiających. Sposób odprężania górotworu według wynalazku objaśniony jest bliżej na przykładzie i na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok czoła przodka z wykonanymi otworami strzałowymi urabiającymi i wielkośrednicowym otworem wyprzedzającym, fig. 2 - przekrój podłużny przodka z zaznaczonym zasięgiem pierwszego i drugiego zabioru, fig. 3 - przekrój podłużny otworu wielkośrednicowego z umieszczonym w nim ładunkiem materiału wybuchowego zamkniętego przybitką oraz fig. 4 - przekrój podłużny przodka po wykonaniu pierwszego odstrzału. W pierwszym etapie wykonuje się jeden centralnie usytuowany wielkośrednicowy otwór 1 wyprzedzający przy pomocy typowego sprzętu wiertniczego kolejno we wszystkich przodkach eksploatacyjnych danego oddziału. Średnica wielkośrednicowego otworu 1 wynosi od 120 mm do 200 mm, a jego długość równa jest długości dwóch zabiorów. W przytoczonym przykładzie średnica ta wynosi 150 mm, a jego długość 6 m (dwa zabiory po 3 m). Po wykonaniu wielkośrednicowego otworu 1 wyprzedzającego, wierci się typowym sprzętem wiertniczym otwory strzałowe 4 urabiające o długości 3 m według ustalonej metryki strzałowej, a następnie umieszcza się w wielkośrednicowym otworze 1 ładunek 2 materiału wybuchowego wraz z zapalnikiem 5 i zamyka przybitką 3. Ładunek 2 umieszczony jest w części wyprzedzającej pierwszy zabiór I, a jego ilość w przytoczonym przykładzie wynosi 50 kg. Część wielkośrednicowego otworu 1 na długości zabioru pierwszego I pozostaje pusta i pełni funkcję wrębu dla tego zabioru. Detonowanie tak skoncentrowanego ładunku 2 materiału wybuchowego dokonuje się w jednej seriiz otworami strzałowymi 4 urabiającymi, lecz z

4 określonym opóźnieniem względem tych otworów 4. Opóźnienie to określa użyty do inicjacji zapalnik 5, którego stopień opóźnienia jest o jeden lub dwa większy niż opóźnienie detonacji ostatniej grupy otworów strzałowych 4 urabiających pierwszego zabioru I. Po zdetonowaniu otworów strzałowych 4 pierwszego zabioru I i wielkośrednicowego otworu 1 powstaje w zasięgu drugiego zabioru II kamufletowy efekt odstrzału, który wykorzystuje się jako włom przy urabianiu tego zabioru. Po wybraniu urobku z pierwszego zabioru I wierci się otwory strzałowe urabiające (nie uwidocznione na rysunku) drugiego zabioru II według ustalonej metryki strzałowej i dokonuje ich detonacji. Po wybraniu urobku z drugiego zabioru II cały cykl czynności może być powtórzony Powtórnie wiercenie wielkośrednicowego otworu wyprzedzającego i detonowanie umieszczonego w nim ładunku materiału wybuchowego może być podjęte w zależności od sytuacji w oddziale.

5 Fig.3 Fig.4

6 Fig.1 Fig. 2 Departament Wydawnictw UP RP Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł