1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29295
(51) E21C 37/00 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1458.1
(22) 30.10.2013
(45) 15.12.2014, бюл. №12
(72) Кабетенов Тулеген (KZ); Гричко Геннадий
Игнатьевич (RU); Юсупов Халидилла Абенович
(KZ); Рустемов Серикбай Тохташевич (KZ);
Мырзахметов Сайфилмалик Серикбаевич (KZ);
Кабетенов Аскар Тулегенович (KZ); Ахметова Света
Нұржанкызы (KZ)
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Казахский
национальный технический университет им.
К.И. Сатпаева" Министерства образования и науки
Республики Казахстан
(56) см. Адилов К.Н., Битимбаев М.Ж., Бекбаев
С.М, Кабетенов Т. Раскильдинов Б. У. Решение о
выдаче авторского свидетельство по заявке
№4887690/03/115854 от 03.06.1992г
(54) СПОСОБ ОТБОЙКИ ГОРНЫХ ПОРОД
(57) Изобретение способ отбойки горных пород
относится к области горного дела при отбойке
горных пород веерными комплектами скважин.
Обеспечение полноты отбойки полезных
ископаемых по контуру очистной камеры,
равномерности распределения зарядов ВВ по
площади сечения очистной камеры и повышения
безопасности ведения взрывных работ,
осуществляется: за счет правильного определения
количества скважин в группе, распределения
энергии взрыва ВВ по площади сечения очистных
камер; группировкой скважин в веерном комплекте
по 3, 5, 7 и 9 скважин в группе. Предложено,
незаряжаемую часть каждой скважины определять в
зависимости от их количества в группе, ЛHC,
расстояния между скважинами и угла между ними;
незаряжаемая часть веерных комплектов скважин
предложено определять с учетом их насыщения
энергией взрыва ВВ, что приводит к изменению
среднего размера кусков горных пород в
раздробленном массиве.
Предлагаемый способ обеспечивает полноту
отбойки полезных ископаемых по контуру очистной
камеры и равномерное дробление горных пород по
их площади сечения при различном насыщении
энергией взрыва ВВ, за счет дифференцированного
распределения энергии взрыва ВВ по площади
сечения очистной камеры и исключения подбоя
соседних скважин друг-другом.
(19)KZ(13)A4(11)29295

2. 29295
2
Способ относится к области горного дела и
может быть использован при проектировании
скважинной отбойки веерными комплектами
скважин.
Существуют способы отбойки горных пород
веерными комплектами скважин [см. Адилов К. Н.,
Битимбаев М. Ж., Бекбаев С. М., Кабетенов Т.
Раскильдинов Б. У. Решение о выдаче авторского
свидетельство по заявке №4887690/03/115854 от
3.06.1992г.]. Для определения незаряжаемой части
каждой скважины в веере производят группировку
скважин в веере по формуле:
1
)(
)(
3,57








 

lk
li li
i
lk
l
j
rl
a
arctgrW
ai
n (1)
α-расстояние между скважинами, м; W-ЛНС, м;
l-длина скважин, м; r-радиус от центра буровой
выработки до их стенки, м; k- количества скважин в
группе, j-порядковый номер группы скважин в
веере, i- порядковый номер скважин в группе. В
группе 3, 4 и 5 скважин. Незаряжаемую часть
каждой скважины в веере определяют по формуле:
мr
rl
a
arctgk
ak
l k
i i
i
lk
i
i
зн ,
)(
1
1
2
1
1
.. 








(2)
где k1 коэффициент, равный соответственно 57,3
при i = 2.4,5...n и 48,15 при i = 3 k2- коэффициент
равный 2 при i = 2 и k2 = i-1 при n1 =3,4,5...k;
α-расстояние между скважинами, м; l - длина
скважин, м; r - радиус от центра буровой выработки
до их стенки, м; k- количества скважин в группе;
i- порядковый номер скважин в группе; j - номер
группы в веере.
Недостатком этого способа является то, что в
группе скважин максимальное их количество
составляет всего 5 и отсутствия возможности
изменения величины незаряжаемой части, т. е.
изменения насыщенностью энергией взрыва
веерного комплекта скважин и соответственного
получения различного среднего куска горных пород
в раздробленном массиве.
Задачей изобретения является - обеспечение
полноты отбойки полезных ископаемых по контуру
очистной камеры, равномерности распределения
зарядов ВВ по площади сечения очистной камеры и
повышения безопасности ведения взрывных работ.
Задача решается за счет правильного
определения количества скважин в группе,
распределения энергии взрыва ВВ по площади
сечения очистных камер.
Техническим результатом изобретения является
полнота отбойки полезных ископаемых по контуру
очистной камеры и равномерное дробление горных
пород по их площади сечения с различной средней
кусковатостью при различном насыщении энергией
взрыва ВВ, за счет дифференцированного
распределения энергии взрыва ВВ по площади
сечения очистной камеры и исключения подбоя
соседних скважин друг- другом.
Способ осуществляется следующим образом.
Для определения незаряжаемой части каждой
скважины в веере производят группировку скважин
в веере, по формуле:
,943,064,16836,2
1
1
W
a
a
n
k
k i
i
j  


(3)
j-порядковый номер группы скважин в веере; α-
расстояние между скважинами, м; W-ЛIHC, м; k-
количества скважин в группе, i-порядковый номер
скважин в группе. Количество скважин в группе
принимаются равной 3, 5, 7 и 9. Полученное число
скважин в группе, после расчета, округляется до
принятой величины, т. е. до 3, 5, 7 и 9. Последняя
скважина предыдущей группы является первой
скважиной следующей группы.
Если nj≤n, тогда незаряжаемая часть 1-ой
и
последней скважины в группе определяются по
формуле:
мk
n
n
Wl
jnl
зн ,1
,
.. 





 (4)
где W-ЛНC веерных комплектов скважин, м;
nj -расчетное количество скважин в группе, n-
принятое количество скважин в группе;
k1 - коэффициент, характеризующий степень
насыщенности веерного комплекта скважин
энергией ВВ.
Если nj  n, то незаряжаемая часть 1-ой
и
последней скважины определяются по формуле:
мWl
nl
зн ,
,
..  (5)
где W-ЛHC веерных комплектов скважин, м, а
незаряжаемая часть остальных скважин
определяются по формуле:
мrk
n
n
a
a
kl
k
k
j
k
k
зн
i
,1
1
2.. 





 
(6)
где k-порядковый номер расстояние между
скважинами k=i-1; α-расстояние между скважинами,
м; α-угол между скважинами; nj -расчетное
количество скважин в группе, n-принятое
количество скважин в группе; k1 – коэффициент,
характеризующий степень насыщенности веерного
комплекта скважин энергией ВВ; r - радиус от
центра буровой выработки до их стенки, м;
i-порядковый номер скважин в группе;
k2-коэффициент пропорциональности зависимый от
порядка расположения скважин в группе.
k2-принимается из таблицы 1. В таблице показано,
по горизонтали количество скважин в группе (nj), а
по вертикали количество скважин в группе (Nï/ï) и
соответственно на пересечении вертикали и
горизонтали его коэффициенты.

3. 29295
3
Таблица 1
Значения коэффициентов пропорциональности k2 в зависимости от количества скважин и порядка их
расположения в группе
nj 3 5 7 9
N п/п
1 2 3 4 5
1 - - - -
2 28,65 28,65 28,65 28,65
3 - 22 15 15
4 - 28,65 28,65 28,65
5 - - 20 10,5
6 - - 28,65 28,65
7 - - - 15
8 - - - 28,65
9 - - - -
Коэффициент, характеризующий степень
насыщенности веерного комплекта скважин
энергией ВВ k1 колеблется в пределах от 0 до 0,5.
Пример определения незаряжаемой части веерных
комплектов скважин, когда, коэффициент
насыщения энергией ВВ равны 0,5 и 0
соответственно сведено в таблицу 1 и 2. На фиг.1
показано установленная незаряжаемая часть
веерных скважин, когда k1 = 0,5.
Таблица 1.
Незаряжаемая часть веерных комплектов скважин, когда, коэффициент насыщения энергией ВВ равен 0,5
N W, м а, м α, гр. Σa Σα Σa/α n Lн.з., м nj L, м k1
1 2,5 2,172 4 0.5
1,5 17
2 2,5 1,5 17 0,088 1,887 4,2 0.5
1,5 16,5
3 2,5 3 33,5 0,090 3 2,172 1,97 4,5 0.5
1,5 14,5
4 2,5 1,5 14,5 0,103 2,449 5,5 0.5
1,5 11,5
5 2,5 3 26 0,115 3 2,102 2,39 7,2 0,5
2 13
6 2,5 2 13 0,154 5,349 11.4 0,5
2,5 2 9
7 2,5 4 22 0,182 3 2,500 5,86 18 0,5
2,5 7,5
8 2,5 2,5 7,5 0,333 9.535 19.3 0,5
2,5 8
9 2,5 5 15,5 0,323 6,191 18 0,5
3 9
10 2,5 8 24,5 0,327 9,340 18 0.5
3 9
11 2,5 11 33,5 0,328 5 2,500 5,94 19,7 0.5
2,7 8
12 2,5 2,7 8 0,338 9,417 20,7 0,5
1,5 6
13 2,5 4,2 14 0,300 5.599 16.7 0,5
1,5 6
14 2,5 5,7 20 0,285 7,913 13,9 0,5
1,5 6,5
15 2,5 7,2 26.5 0,272 5 2,500 4.99 11,5 0,5
1,5 7,3
16 2,5 1,5 7,3 0,205 6,929 9,7 0,5
1,5 8
17 2,5 3 15,3 0,196 3 2,500 6,1 8,6 0,5
1,5 10

4. 29295
4
N W, м а, м α, гр. Σa Σα Σa/α n Lн.з., м nj L, м k1
18 2,5 1,5 10 0,15 4,035 7,7 0,5
1,5 10
19 2,5 1,5 10 0,15 3 2,015 2,97 7,2 0,5
1,5 10
20 2,5 1,5 10 0,15 4,010 7 0,5
1,5 1 1
21 2,5 2,015 2,91 7 0,5
Суммарная длина скважин в веере, м 239,8
Суммарная длина незаряжаемой части скважин в веере, м 93,13
Коэффициент недозаряда веерных комплектов скважин 0,39
Таблица 2
Незаряжаемая часть веерных комплектов скважин, когда, коэффициент насыщения энергией ВВ равен 0
N W, м а, м α, гр. Σa Σα Σа/α n LН.З., м n
j L, м k1
1 2,5 2.500 4 0
1,5 17
2 2,5 1,5 17 0,088 1,066 4,2 0
1,5 16,5
3 2,5 3 33,5 0,090 3 2,500 1.97 4,5 0
1,5 14,5
4 2,5 1,5 14,5 0,103 1,464 5,5 0
1,5 11.5
5 2,5 3 26 0,115 3 2,500 2,39 7,2 0
2 13
6 2,5 2 13 0,154 2,908 1 1,4 0
2,5 2 9
7 2,5 4 22 0,182 3 2,500 5,86 18 0
2,5 7,5
8 2,5 2,5 7,5 0,333 8,050 19,3 0
2,5 8
9 2,5 5 15,5 0.323 5.597 18 0
3 9
10 2,5 8 24,5 0,327 7,855 18 0
3 9
11 2,5 11 33,5 0,328 5 2,500 5,94 19.7 0
2,7 8
12 2,5 2,7 8 0,338 8,169 20,7 0
1.5 6
13 2,5 4,2 14 0,300 5,100 16,7 0
1,5 6
14 2,5 5,7 20 0,285 6.665 13,9 0
1,5 6,5
15 2,5 7,2 26,5 0,272 5 2,500 4,99 11,5 0
1,5 7,3
16 2,5 1.5 7,3 0.205 4,387 9,7 0
1,5 8
17 2,5 3 15,3 0,196 3 2,500 6,1 8,6 0
1,5 10
18 2,5 1,5 10 0,15 2,798 7,7 0
1,5 10
19 2,5 1,5 10 0,15 3 2,500 2,97 7.2 0
1,5 10
20 2,5 1,5 10 0,15 2,798 7 0
1,5 11
21 2,5 3 2,500 2,91 7 0
Суммарная длина скважин, м 239,8
Суммарная незаряжаемая часть скважин, м 79,36

5. 29295
5
Коэффициент недозаряда 0.331
В фиг.2 показано установленная незаряжаемая
часть веерных скважин, когда k1=0.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ отбойки горных пород, включающий
проходку откаточного штрека, орта скреперования,
дучки с разворонкой, проходку бурового
восстающего, образование отрезной щели, бурение
веерных скважин, заряжение их ВВ и взрывание
отличающийся тем, что при заданной линий
наименьшего сопротивления (ЛНС), изменяющейся
длине скважин и угла между ними производят
группировку скважин в веере по формуле:
,943,064,16836,2
1
1
W
a
a
n
k
k i
i
j  


j - порядковый номер группы скважин в веере; α -
расстояние между скважинами, м; W -ЛНС, м; k -
количества скважин в группе, i - порядковый номер
скважин в группе, полученное число скважин в
группе, после расчета, т. е. (nj), округляется до n = 3,
5, 7 и 9, а последняя скважина предыдущей группы
является первой скважиной следующей группы,
если nj≤n, тогда незаряжаемая часть 1-ой
и последней
скважины в группе определяют по формуле:
мk
n
n
Wl
jnl
зн ,1
,
.. 






где W - ЛНС веерных комплектов скважин, м; n -
расчетное количество скважин в группе, n -
принятое количество скважин в группе; k1 –
коэффициент, характеризующий степень
насыщенности веерного комплекта скважин
энергией ВВ, если nj>n, то незаряжаемая часть 1-ой
и
последней скважины определяют по формуле:
мWl
nl
зн ,
,
.. 
где W - ЛHC веерных комплектов скважин, м, а
незаряжаемая часть остальных скважин определяют
по формуле:
мrk
n
n
a
a
kl
k
k
j
k
k
зн
i
,1
1
2.. 





 
где k - порядковый номер расстояние между
скважинами k=i-1; а - расстояние между
скважинами, м; α - угол между скважинами; nj-
расчетное количество скважин в группе, n -
принятое количество скважин в группе; k1=0÷0,5-
коэффициент, характеризующий степень
насыщенности веерного комплекта скважин
энергией ВВ; r - радиус от центра буровой
выработки до их стенки, м; i - порядковый номер
скважин в группе; k2-коэффициент
пропорциональности, зависящий от порядка
расположения скважин в группе, k2-принимается
следующим образом:
а) если, количество скважин в веере равно 3, то
k2 для второй скважины равен -28,65.
б) если, количество скважин в веере равно 5, то
k2 для второй скважины равен -28,65, а для третьей
22 и для 4-ой скважины 28,65.
в) если, количество скважин в веере равно 7, то
k2 для второй скважины равен 28,65, для 3-ей 15, для
4-ой 28,65, для 5-ой 20 и для 6-ой скважины 28,65.
г) если, количество скважин в веере равно 9, то
k2 для второй скважины равен 28,65, для 3-ей 15, для
4-ой 28,65, для 5-ой 10,5, для 6-ой скважины 28,65,
для 7-ой 15 и для 8-ой скважины 28,65.

6. 29295
6
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор К. Нгметжанова