ВЗРЫВНОЙ ЗАРЯД УДАРНОГО ИНИЦИИРОВАНИЯ Российский патент 1994 года по МПК F42D5/00 

Изобретение относится к зарядам, предназначенным для взрывного разрушения горных пород, преимущественно при проведении горных выработок с исключением операции бурения шпуров.

Проведение горных выработок по крепким породам в настоящее время осуществляется буровзрывным способом - взрыва- нием шпуровых зарядов с заражением и забойкой шпуров вручную, монтажом взрывной сети, технологическими перерывами на взрывание и проветривание.

Недостатки применения традиционного способа разрушения горных пород - исключение возможности механизации взрывных работ, использование в зарядах детонаторов, выделяющих при взрыве ядовитые соединения ртути и свинца.

Известны заряды ударного инициирования из жидких ВВ, получаемые на месте производства взрывных работ заливкой в ампулы невзрывчатых (до перемешивания) компонентов ВВ. Благодаря высокой чувствительности заряды взрываются при ударе о разрушаемую среду без применения детонаторов. Заряды предназначены для взрывного бурения нефтяных скважин. Недостатки этих зарядов - высокая токсичность компонентов жидкого ВВ, особенно окислителей (четырехокись азота, тетранитрометан) и токсичность горючих (бензол, толуол, керосин), исключают дозирование компонентов и снаряжение ими ампул в подземных выработках, а применение готовых зарядов с хранением на складах и транспортированием по подземным выработкам недопустимо по технике безопасности из-за высокой чувствительности ВВ к механическим воздействиям. При отказах, возможных при механизированном взрывном проведении горных выработок, такие заряды представляют особую опасность.

Известны заряды из оксиликвита (прототип) с высокой чувствительностью к удару, способные к самоликвидации в случаях отказов. Однако высокая восприимчивость оксиликвитов к тепловым воздействиям исключает возможность их применения без конструктивных изменений заряда.

Для инициирования ударом о разрушаемую преграду заряды должны подаваться в заданные места разрушения с достаточной скоростью. При любой системе подачи (механической или пневматической) заряд оксиликвита должен скользить по направ- ляющим, а при трении о поверхность трубы, желоба или рельсов оксиликвит воспламенится и заряд сгорает или взорвется при скольжении по направляющим или позже в полете до встречи с преградой (забоем), предназначенной для разрушения.

Опасный разогрев оксиликвита от трения можно исключить изготовлением оболочки патрона с утолщенной цилиндри- ческой поверхностью, снабженной теплоизоляцией. Это обезопасит подачу заряда и его движение с ускорением по направляющим, однако утолщенная цилиндрическая оболочка с теплоизоляцией затруднит и даже исключит пропитку горючего в гильзе жидким кислородом.

Технической задачей изобретения является безопасное применение зарядов оксиликвита за счет исключения трения заряда о поверхность направляющих устройств при выбросах зарядов на разрушаемый забой и повышение эффективности действия заряда за счет забойки. Для этого во взрывном заряде ударного инициирования патрон оксиликвита снабжен соединенным с ним цилиндром из инертного материала, выполненным с диаметром, большим диаметра патрона оксиликвита.

На чертеже представлена схема заряда, где 1 - патрон оксиликвита, размещенный на диске 2 со стержнем, укрепленным в цилиндре 3 из инертного материала. Инертным материалом может служить кварцевый песок, буровой штаб, техническая поваренная соль и любой сыпучий материал в гильзе из крафтцеллюлозной бумаги, брикеты без бумажных гильз, полученные по технологии изготовления литейных форм (стержней из смеси песка со связующим состава, мас. % : песок 97. карбамидо-фурановая смола БС-40-2; отвердитель (ортофосфорная кислота) 1; брикеты из смеси песка с цементом, гипсом и другими минеральными вяжущими с минимальными прочностными свойствами (с минимальным содержанием вяжущего вещества) - с тем, чтобы при взрыве инертный материал дробился на фрагменты минимальных размеров. Изложенное необходимо для исключения разрушения газонепроницаемой перемычки при проведении горных выработок, опасных по газу и пыли.

Технология применения взрывных зарядов. В забой доставляют патрончики из горючего поглотителя (сажа), скрепленные с цилиндрами из инертных материалов. В забое находятся криостат с жидким кислородом, ванна для пропитки горючего поглотителя жидким кислородом с устройствами для механизированного погружения патронов и извлечения из ванны, а также устройство для механической или пневматической подачи зарядов на разрушаемый забой с манипулятором для программированной подачи зарядов в различные места разрушения.

Пропитку патрончиков жидким кислородом осуществляют в вертикальном положении (ограничитель погружения - диск 2, располагаемый над уровнем жидкого кислорода). Одновременно в стадии пропитки - серия патронов. По окончании пропитки патроны извлекают из ванны, выдерживают 0,5 мин для стекания в ванну избытка кислорода с поверхности патрона и подают в трубу или желоб для пневматической или механической подачи на забой.

Для безопасности операции подготовки зарядов в ванне для пропитки патронов с горючим поддерживают избыточное давление за счет испаряющегося кислорода, что исключает подсос в ванну пыли из атмосферы горной выработки.

Применение зарядов из оксиликвита позволяет осуществить взрывное проведение выработки без операции бурения шпуров благодаря высокой мощности и низкой стоимости оксиликвита.

Цилиндр из инертного материала не только исключает трение патрона оксиликвита о поверхность устройства, направляющих полет зарядов для взрывов в заданном месте, обеспечивая безопасность операции, но и исключает также опасные перекосы зарядов оксиликвита, неизбежные при оптимальном для взрывного разрушения соотношении размеров диаметра и высоты патрона оксиликвита.

Масса патронов оксиликвита 70-100 г, а масса цилиндра из инертного материала 1,0-1,5 кг. Повышение массы улучшает баллистику метаемых зарядов с исключением их переворачивания в полете (неизбежном при бросках оксиликвита без инертного цилиндра), значительно увеличивает живую силу удара, необходимую для безотказного ударного инициирования, позволяет уменьшить скорость полета зарядов, что повышает безопасность выполнения взрывного разрушения горных пород.

Инертный материал цилиндра 3 также служит забойкой, что существенно увеличивает эффективность взрывного разрушения накладными зарядами. (56) Миндели Э. О. Разрушение горных пород, М. : Недра, 1975, с. 553-563.

Островский А. П. Новые процессы бурения, глубоких скважин, М. : Гостоптехиздат, 1960, с. 9, 146-160.

Кутузов Б. И. Взрывные работы, М. : Недра, 1980, с. 74, 138-139.

Использование: взрывное разрушение горных пород с исключением операции бурения шпуров. Сущность изобретения: взрывной заряд ударного инициирования содержит патрон оксиликвита, размещенный на диске со стержнем. Стержень диска 2 укреплен в цилиндре из инертного материала. Цилиндр выполнен с диаметром, большим диаметра патрона оксиликвита. 1 ил.

ВЗРЫВНОЙ ЗАРЯД УДАРНОГО ИНИЦИИРОВАНИЯ, содержащий патрон оксиликвита, отличающийся тем, что патрон оксиликвита снабжен соединенным с ним цилиндром из инертного материала, выполненным с диаметром, большим диаметра патрона оксиликвита.