СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СКВАЖИННЫХ ЗАРЯДОВ Российский патент 1996 года по МПК F42D1/02 

Изобретение относится к горному делу, а именно к технологии дробления горных пород массовыми взрывами скважинных зарядов.

Изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в упрощении способа формирования скважинного заряда и повышении эффективности действия формируемого заряда.

Известен способ контурного взрывания на открытых разработках, в которых формирование скважинного заряда ВВ с боевиком осуществляют со ступенчатым уменьшением от забоя к устью поперечного сечения путем заполнения свободного пространства скважины инертным материалом (Давыдов С. А. Поливода Н.А. "Контурное взрывание на открытых разработках" в сборнике "Взрывное дело" N 61/18, М. Недра, 1966, с. 11).

В данном способе для фоpмирования колонки ВВ ступенчатой формы требуется использование специальных приспособлений (перегородок, зарядных машин со специальным оборудованием, что усложняет и удорожает формирование заряда и делает способ неприемлемым при проведении массовых взрывов, когда заряжается сразу несколько сот скважин.

Кроме того, такая форма заряда позволяет лишь распределить действие взрыва определенным образом по длине скважины, но не обеспечивает активизации его действия в определенных направлениях.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ используемый при строительстве взрывами на выброс, включающий размещение в скважине боевика, подачу с поверхности в скважину ВВ, формирование в скважине колонки ВВ со ступенчато-переменной по длине площадью поперечного сечения, размещение в свободном от ВВ пространстве скважины на уровнях частей колонки ВВ с площадью поперечного сечения, инертного пыжа, и забойку устья скважины (Строительство взрывами на выброс Амур-Бухарского канала, М. ЦБТИ, Минмонтажспецстроя СССР, 1967, с. 2).

Данный способ позволяет формировать заряд с переменной по длине скважины эффективностью действия. Пыж обеспечивает лишь уменьшение плотности заряжания по длине скважины и оказывает демпфирование действием взрыва на породу со стороны его установки. Никакой активизации действия взрыва в определенных направлениях пыж не обеспечивает, т.е. играет пассивную роль. Кроме того, способ заряжания предполагает предварительное заполнение ВВ нижней части скважины, размещение пыжа и лишь затем формирование оставшейся части заряда, т. е. перерыв в операции заряжания, а значит снижение производительности и повышение сложности способа.

В основу изобретения поставлена задача упростить способ формирования скважинного заряда и повысить эффективность действия формируемого заряда.

Поставленная задача достигается тем, что в способе формирования скважинного заряда, включающем перемещение в скважине боевика, подачу с поверхности в скважину ВВ, формирование в скважине колонки ВВ со ступенчатопеременной по длине площадью поперечного сечения, размещение в свободном пространстве скважины на уровнях частей колонки ВВ с площадью поперечного сечения меньшей площади поперечного сечения скважины бумажного пыжа и забойку устья скважины. Инертный пыж формируют в форме гирлянды из бумажных цилиндрических жгутов, размещают эту гирлянду у стенки скважины до подачи в нее ВВ, а формирование колонки осуществляют подачей ВВ в свободное пространство скважины, оставленное гирляндой, при этом боевик располагают у стены скважины оппозитной стенке, к которой прилегает гирлянда.

Совокупность указанных общих существенных признаков дополняют и уточняют следующие частные признаки: по п. 2 формулы изобретения, цилиндрические жгуты гирлянды формируют из бумажной мешкотары для ВВ.

По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются следующие отличительные признаки: инертный пыж сформированный в форме гирлянды из бумажных цилиндрических жгутов обеспечивает непрерывное формирование колонки заряда ВВ, с изменением по плотности по длине скважины; взаиморазмещение боевика и гирлянды, в частности, расположение боевика у стенки скважины, к которой прилегает гирлянда позволяет активизировать действие заряда ВВ в направлении прилегания к стенке скважины пыжа.

Причинно-следственная связь между отличительными признаками и целью изобретения обусловлена тем, что предлагаемый порядок размещения и формирования пыжа позволяет вести непрерывное формирование при засыпке заряда заданной формы, обеспечивающей не только изменение плотности заряжения по длине скважины, но и активное действие в направлении прилегания к стенке скважины пыжа.

По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

По мнению авторов, сущность заявляемого изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется влияние на получаемый технический результат, т.е. новое свойство объекта, которое отличает заявляемое изобретение от прототипа. Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может быть широко использована в технологиях дробления горных пород массовыми взрывами скважинных зарядов с получением технического результатов, заключающегося в непрерывном формировании заряда заданной формы и в направлении активного действия заряда в сторону прилегания к стенке скважины пыжа и обуславливающего обеспечение достижения поставленной цели упрощение способа и повышение эффективности действия формируемого заряда. Это позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "промышленная применимость".

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен продольный разрез скважины с сформированным зарядом; на фиг. 2 поперечный разрез А-А на фиг. 1.

Способ осуществляется следующим образом. В пробуренную скважину 1 опускают по нити ДШ 2 боевик 3. Нить ДШ 2 и боевик располагают у стенки скважины. Затем в скважину на тяге 4 опускают инертный пыж 5 в виде заранее сформированной гирлянды из бумажных цилиндрических жгутов. Эту гирлянду закрепляют тягой 4, так чтобы она прилегала к стенке скважины оппозитно ДШ 2 с боевиком 3. Жгуты связаны между собой тягами 6. Затем в скважину засыпают ВВ 7. При этом сразу формируется колонка заряда ВВ с переменной площадью поперечного сечения по длине скважины (в зависимости от диаметров жгутов, собранных в гирлянду) и цилиндрической полостью, примыкающей образующей к стенке скважины. Затем осуществляют забойку скважины и подрыв заряда.

Скважинный заряд работает следующим образом. При взрыве боевика 3 фронт детонации меняет угол наклона в направлении инертного пыжа 5, причем этот угол изменяется в зависимости от энергонасыщения той части скважины, в которой находится инертный пыж 5 с переменным диаметром. Так как плотность инертного пыжа 5 значительно меньше плотности горных пород, направление динамического удара продуктов детонации будет в сторону инертного пыжа 5.

При этом, в сторону инертного пыжа 5 будет направлена большая доля энергии прилегающего заряда. Разрушающая энергия детонации ВВ 7 изменяется по колонке заряда пропорционально диаметру инертного пыжа 5, благодаря чему достигается управление дробления горных пород в функции геолого-технических характеристик разрушаемых горных пород.

Поскольку плотность материала (бумаги), заполняющего эксцентричную полость не велика, а подрыв заряда осуществляется оппозитно этой полости, заряд действует как кумулятивный в направлении 1, т.е. увеличивает эффективность дробления в этом направлении.

Для образования жгутов можно использовать бумажную мешкотару от ВВ, т.е. утилизовать бумагу и ВВ, сжигаемые при уничтожении тары.

Таким образом, способ обеспечивает упрощение формирования заряда сложной конструкции (с линейной переменной плотностью и инертным продольными полостями), с одновременным приданием ему дополнительного свойства - кумулятивного действия в заданном направлении.

Пример конкретного выполнения.

В пробуренную скважину 1 ⊘ 250 мм опускают на нитке ДШ 2 боевик 3 типа Т-400. Нитку ДШ 2 и боевик 3 располагают у стенки скважины. Затем в скважину 1 на тяге 4, т.е. канате опускают инертный пыж 5 в виде заранее сформированной гирлянды из бумажных цилиндрических жгутов, различных диаметров в последовательности от устья и забоя o₁ 150 мм, ⊘₂ 100 мм, ⊘₃ 50 мм.

Эту гирлянду закрепляют тягой 4, так чтобы она прилегала к стенке скважины оппозитно ДШ 2 с боевиком 3. Жгуты связаны между собой тягами 6. Затем в скважину засыпают ВВ 7 типа тротил. В качестве забойки используют измельченную горную породу.

Результаты промышленных испытаний показали, что предложенный способ позволяет сократить время на формирование заряда с линейной переменной плотностью и повысить эффективность дробления в заданном направлении.

Предлагаемым способом взорвало 1,5 млн.м³ горной массы на горно-обогатительных комбинатах Кривбасса, с общим экономическим эффектом 360 млн.руб.

Использование: в горном деле для дробления горных пород массовым взрывом скважинных зарядов. Цель - упрощение способа и повышение эффективности действия формируемого заряда. Сущность изобретения: в скважину вдоль ее стенки опускают нитку ДШ с боевиком, вдоль оппозитной стенки устанавливают гирлянду из бумажных цилиндрических жгутов. Засыпают в скважину ВВ, формируя колонку ВВ переменного сечения по длине скважины с цилиндрическими эксцентричными выемками. После забойки осуществляют подрыв заряда. Положительный эффект позволяет вести непрерывное формирование при засыпке заряда заданной формы и обеспечить не только изменение плотности заряжания по длине скважины, но и активное действие в направлении прилегания к стенке скважины пыжа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ формирования скважинных зарядов, включающий размещение в скважине боевика, подачу с поверхности в скважину ВB, формирование в скважине колонки ВВ со ступенчатопеременной по длине площадью поперечного сечения, размещение в свободном пространстве скважины на уровнях частей колонки BB с площадью поперечного сечения, меньшей площади поперечного сечения скважины, инертного пыжа, и забойку устья скважины, отличающийся тем, что инертный пыж формируют в форме гирлянды в виде цилиндрических жгутов, которые размещают у стенки скважины до подачи в нее ВВ, а формирование колонки осуществляют подачей ВВ в свободное пространство скважины, оставленное гирляндой, при этом боевик располагают у стенки скважины, оппозитной стенке, к которой прилегает гирлянда. 2. Способ по п. 1 отличающийся тем, что цилиндрические жгуты гирлянды формируют из бумажной мешкотары для ВВ.