СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СКВАЖИННОГО ЗАРЯДА Российский патент 1998 года по МПК F42D3/04 

Изобретение относится к разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом и может быть использовано при ведении взрывных работ скважинными зарядами взрывчатых веществ.

Известен способ взрывной отбойки скважинными зарядами со сплошной колонкой заряда в скважине и забойкой из сыпучего материала (см., например, Справочник по взрывным работам под ред. Друкованного). Расположение заряда взрывчатого вещества в нижней части скважины не обеспечивает равномерное дробление массива горных пород по всей высоте. Забойка из сыпучего материала недостаточно эффективно сдерживает продукты детонации в скважине и энергия взрыва неполностью используется на разрушение массива.

Известен способ взрывной отбойки с расположением заряда взрывчатого вещества в нижней части скважины и формированием воздушного промежутка между забойкой и зарядом. (См. Суханов А.Ф.. Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом, 1983, с. 231). В забойке из сыпучего материала располагают запирающий заряд. Поскольку запирающий заряд в забойке действует во все стороны равномерно, то забойка над запирающим зарядом во время взрыва выносится из скважины запирающим зарядом и продукты детонации основного заряда преждевременно выходят из полости и эффективность заряда снижается.

Целью изобретения является повышение эффективности действия взрыва скважинного заряда.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе формирования скважинного заряда, включающем размещение в скважине основного заряда ВВ, средств инициирования забойки из сыпучего материала, запирающего заряда в забойке и, формирование воздушного промежутка между основным зарядом ВВ и забойкой, под запирающим зарядом ВВ в нижней части забойки формируют дополнительный воздушный промежуток, высотой, равной 0,5-1,0 высоты запирающего заряда, а высоту нижней части забойки выбирают в 2-3 раза меньше высоты верхней части забойки.

Способ поясняется чертежом, на котором приведена схема скважинного заряда.

Заряд формируют следующим образом.

В пробуренную скважину 1 размещают промежуточный детонатор 2, например из шашки ТГ-400, закрепленный на детонирующем шнуре 3, размещают основной заряд взрывчатого вещества 4 в нижней части скважины. Затем устанавливают пробку 5 на глубине, обеспечивающей формирование воздушного промежутка 6 над основным зарядом ВВ согласно принятым технологическим параметрам.

Затем скважину заполняют сыпучим материалом и формируют нижнюю часть забойки 7, после чего формируют дополнительный воздушный промежуток 8, например, из бумажной мешковой тары, полиэтиленовых мешков, наполненных воздухом или размещением пробки. После этого скважину заполняют взрывчатым веществом и создают запирающий заряд 9, инициируемый детонирующим шнуром 3 основного заряда 4 или дополнительной нитью детонирующего шнура 10 и промежуточным детонатором 11. Величина запирающего заряда ВВ составляет на практике от 20 до 40 кг и принимается согласно установленным технологическим параметрам. Величина дополнительного воздушного промежутка (8) и забойке по высоте составляет 0,5-1 длины запирающего заряда. Затем скважину заполняют сыпучим материалом и создают верхнюю часть забойки 12. Высота верхней части забойки 12 превышает в 2-3 раза высоту нижней забойки 7.

Способ осуществляется следующим образом.

После инициирования детонирующего шнура 3 и 10 происходит детонация запирающего заряда 9 и через некоторое замедление по времени, за счет разного расстояния до промежуточных детонаторов 2 и 11 основного заряда 4.

После детонации запирающего заряда 9 продукты детонации расширяются вниз в сторону дополнительного воздушного промежутка 8, так как верхняя часть забойки 12 сдерживает газовое давление продуктов детонации за счет сил трения сыпучего материала о стенки скважины. Расширение продуктов детонации образует газовый поток, направленный вниз на нижнюю часть забойки из сыпучего материала. Продукты детонации проникают в сыпучий материал нижней части забойки 7 и образуется газосмесевой поток с высоким инерционным импульсом вниз по скважине за счет вовлечения массы сыпучего материала в движение. Газосмесевой поток от запирающего заряда встречается в воздушном промежутке 6 с расширяющимися продуктами детонации основного заряда 4 и сдерживает расширение газов в скважине, что увеличивает время воздействия и передачи энергии основного заряда в массив на разрушение. Для обеспечения гарантированного движения нижней части забойки и удержания газового давления в скважине после расширения продуктов детонации запирающего заряда 9 в дополнительном воздушном промежутке 8, высоту нижней части забойки выбирают в 2-3 раза меньше высоты верхней части забойки. Так как силы трения пропорциональны площади контакта забойки со скважиной,то сопротивление забойки определяется высотой забойки. Поэтому высота нижней части забойки в 2-3 раза меньше высоты верхней части забойки.

Нижний предел величины дополнительного воздушного промежутка 8 определяется формированием газового потока продуктов детонации вниз за счет свободного истечения, которое образуется в пространстве с объемом не менее 50% от зарядной полости, то есть в 1,5 раза больше запирающего заряда. Верхний предел определяется давлением газов от запирающего заряда 9, обеспечивающим движение нижней части забойки 7 с высоким инерционным импульсом.

При расширении газов дополнительный воздушный промежуток, объемом в два раза превышающий объем заряда ВВ. Давление газов обеспечивает передачу импульса для формирования газосмесевого потока в сторону основного заряда.

Таким образом, за счет формирования под запирающим зарядом дополнительного воздушного промежутка в нижней части забойки высотой в 1,5-2 раза больше высоты запирающего заряда и создания нижней части забойки в 2-3 раза меньше по высоте верхней части забойки образуется газосмесевой поток, который сдерживает расширение газов основного заряда ВВ и увеличивает время передачи энергии заряда ВВ в массив, тем самым повышается эффективность действия взрыва скважинного заряда.

Использование: изобретение относится к разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом и может быть использовано при ведении взрывных работ скважинными зарядами взрывчатых веществ /ВВ/. Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе формирования скважинного заряда, включающем размещение в скважине основного заряда ВВ, средств инициирования, забойки из сыпучего материала, запирающего заряда в забойке и формировании воздушного промежутка, между основным зарядом ВВ и забойкой, под запирающим зарядом ВВ в нижней части забойки формируют дополнительный воздушный промежуток высотой, равной 0,5 - 1,0 высоты запирающего заряда, а высоту нижней части забойки выбирают в 2-3 раза меньше высоты верхней части забойки, 1 ил.

Способ формирования скважинного заряда, включающий размещение в скважине основного заряда ВВ, средств инициирования, забойки из сыпучего материала, запирающего заряда ВВ в забойке и формирование воздушного промежутка между основным зарядом и забойкой, отличающийся тем, что под запирающим зарядом ВВ в нижней части забойки формируют дополнительный воздушный промежуток высотой, равной 0,5 - 1,0 высоты запирающего заряда, а высоту нижней части забойки выбирают в 2 - 3 раза меньше высоты верхней части забойки.