Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих щадящие, в том числе под укрытием, взрывные работы в скальных массивах горных пород на дневной поверхности.
Известен целый ряд конструкций запирающих забоек в виде пластмассовых пробок, деревянных и бетонных клиньев /1/. Основным их недостатком является сложность применения и невозможность повторного использования.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности взрывного дробления горных пород за счет длительного запирания продуктов детонации в зарядной полости металлической забойкой до момента полного разрушения окружающей породы.
Поставленная задача достигается применением распорной забойки, представляющей собой разрезной цилиндр с не менее чем тремя продольными прорезями и коническим расширением полости вниз от днища, которое соединено с опорным кольцом через распорную трубу, снизу в разрезной цилиндр вставлена распорная полая пробка, состоящая из конической и цилиндрической частей с не менее чем тремя продольными прорезями, снабженная трубчатой тягой с резьбой на верхнем конце, свободно проходящей через отверстия в днище разрезного цилиндре и опорном кольце.
На фиг.1 схематично изображена распорная забойка в рабочем положении в скважине, на фиг.2 - после начала детонации.
Распорная забойка выполняется из металла и включает разрезной цилиндр 1 с днищем 2 в верхней части и коническим расширением полости 3 от днища 2. В стенках разрезного цилиндра 1 параллельно образующей выполнено не менее трех продольных прорезей 4, а с днищем 2 соединена распорная труба 5, на верхнем конце которой закреплено опорное кольцо 6. В разрезной цилиндр 1 вставлена распорная полая пробка 7, состоящая из конической 8 и цилиндрической 9 частей с не менее чем тремя продольными прорезями 10. На днище 11 распорной полой пробки 7 закреплена трубчатая тяга 12, свободно проходящая через отверстие 13 в днище 2 и отверстие 14 опорного кольца 6. Верхняя часть трубчатой тяги 12 снабжена резьбой, на которую накручивается гайка 15.
Распорная забойка работает следующим образом. На поверхности блока распорную забойку собирают в конструктивный элемент. Для этого вставляют распорную полую пробку 7 с трубчатой тягой 12 в полость 3 разрезного цилиндра 1, пропускают трубчатую тягу 12 через отверстие 13 в днище 2, распорную трубу 5 и отверстие 14 в опорном кольце 6. После чего на резьбовую часть трубчатой тяги 12 накручивают гайку 15 и с ее помощью подтягивают распорную полую пробку 7 до входа в разрезной цилиндр 1.
После этого через трубчатую тягу 12 пропускают проводник инициирующего импульса 16 (провода от электродетонатора, волновод неэлектрической системы или детонирующий шнур) и распорную забойку опускают нижней частью в шпур или скважину 17. Наружный диаметр разрезного цилиндра 1 и цилиндрической части 9 распорной полой пробки 7 на 4-6 мм меньше диаметра шпура или скважины, что позволяет распорной забойке свободно входить в шпур или скважину 17 до расположения опорного кольца 6 на поверхности уступа. После этого гайкой 15 втягивают распорную полую пробку 7 в разрезной цилиндр 1, она за счет продольных прорезей 4 распирает разрезной цилиндр 1 в стенки шпура или скважины 17. Распорная забойка готова к работе.
После детонации заряда ВВ в зарядной полости резко возрастает давление продуктов детонации до величин в несколько десятков тысяч атмосфер и происходит динамический удар газов по большой поверхности внутренней полости конической части 8 распорной полой пробки 7, что приводит к вдавливанию ее в разрезной цилиндр 1 к плотному заклиниванию распорной забойки в шпуре или скважине. Трубчатая тяга 12 при этом свободно проходит через отверстия 13 и 14 в днище 2 и опорном кольце 6, не нарушая положения последнего. Разрезной цилиндр 1 в первый момент после детонации заряда остается неподвижным, поскольку продукты детонации воздействуют лишь на узкое кольцо нижней части конического расширения полости 3, а коническая часть 8 распорной полой пробки 7 за счет большой торцовой поверхности (в десятки раз большей, чем площадь кольца конического расширения полости 3) воспринимает значительные усилия, что приводит к немедленному вдавливанию ее в коническое расширение полости 3 и окончательному заклиниванию разрезного цилиндра 1 в скважине 17. Это положение было проверено экспериментальным взрывом с распорной забойкой аналогичной конструкции (но без цилиндрической части 9) на скважине диаметром 115 мм. Диаметр разрезного цилиндра 1 составил 110 мм, толщина его в нижней части конического расширения полости 3 составила около 1 мм, площадь кольца, воспринимающего давление продуктов детонации, составила 1,7 см2, в то время как площадь конической части 8 распорной полой пробки 7 составила около 95 см2, т.е. в 56 раз больше. После взрыва следов скольжения по скважине на наружной поверхности цилиндра обнаружено не было, что подтверждает тезис о надежном распоре цилиндра устройства в стенки скважины до начала разрушения пород стенок скважины. Одновременно происходит воздействие давления продуктов детонации и на цилиндрическую часть 9 распорной полой пробки 7, прижимая к стенкам скважины лепестки этой части, образованные продольными прорезями 10, и, тем самым, усиливая за счет их сцепления со стенками скважины расклинивание всей распорной забойки в стенки скважины 17. В случае недостаточности этого прижатия распорная полая пробка 7 продвинется вверх, усиливая распор разрезного цилиндра 1 и сцепление его со стенками скважины 17. В результате передвижение распорной полой пробки 7 прекратится, и распорная забойка будет удерживаться в скважине 17 благодаря заклиниванию разрезного цилиндра 1 и распору цилиндрической части 9 распорной полой пробки 7.
Таким положение распорной забойки остается вплоть до прорыва продуктов детонации из зарядной полости в атмосферу через трещины в разрушенном массиве. Обеспечивая длительную замкнутость зарядной полости, распорная забойка способствует более полному протеканию вторичных реакций в продуктах детонации и соответственно повышает энергию взрыва; это особенно важно для современных крупнодисперсных ВВ типа гранулитов и граммонитов, у которых значительная доля энергии выделяется в процессе вторичных реакций.
После взрыва распорную забойку извлекают из горной массы, раскручивают гайку 15, выбивают распорную полую пробку 7 из разрезного цилиндра 1, например, ударами молотка по специальному насадку, навинченному на трубчатую тягу 12 вместо гайки 15, или с помощью гидравлического съемника. Цилиндрическую часть 9 распорной полой пробки 7 и разрезной цилиндр 1 калибруют по диаметру шпура или скважины и вновь собирают распорную забойку для повторного использования.
Таким образом, заявляемая распорная забойка позволяет длительно запирать продукты взрыва в зарядной полости, вплоть до разрушения массива, и тем самым повысить эффективность использования энергии взрыва на дробление пород.
Источники информации
1. Миндели Э.О., Демчук П.А., Александров В.Е. Забойка шпуров. - М. "Недра", 1967. - 152 с.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
КОМБИНИРОВАННАЯ РАСПОРНО-ЗАСЫПНАЯ ЗАБОЙКА | 2008 |
|
RU2371669C1 |
РАСПОРНАЯ ЗАБОЙКА | 2004 |
|
RU2284011C2 |
РАСПОРНАЯ ЗАБОЙКА | 2005 |
|
RU2285900C1 |
КОМБИНИРОВАННАЯ ЗАБОЙКА | 2005 |
|
RU2291394C1 |
КОМБИНИРОВАННАЯ ЗАБОЙКА | 2008 |
|
RU2372583C1 |
ПОДВЕСНАЯ ЗАБОЙКА ВЗРЫВНЫХ СКВАЖИН | 2005 |
|
RU2285898C1 |
РАСПОРНАЯ КОМБИНИРОВАННАЯ ЗАБОЙКА | 2005 |
|
RU2291392C1 |
МЕХАНИЧЕСКАЯ ЗАБОЙКА | 2004 |
|
RU2301964C2 |
КОМБИНИРОВАННАЯ ЗАБОЙКА | 2006 |
|
RU2312303C1 |
ПОДВЕСНАЯ ЗАБОЙКА | 2005 |
|
RU2286534C1 |
Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород. Распорная забойка представляет собой разрезной цилиндр с не менее чем тремя продольными прорезями и коническим расширением полости вниз от днища, которое соединено с опорным кольцом через распорную трубу. Снизу в разрезной цилиндр вставлена распорная полая пробка, состоящая из конической и цилиндрической частей с не менее чем тремя продольными прорезями, снабженная трубчатой тягой с резьбой на верхнем конце, свободно проходящей через отверстия в цилиндре и опорном кольце. Предлагаемая распорная забойка позволяет запирать продукты взрыва в зарядной полости до разрушения массива и тем самым повысить эффективность использования энергии взрыва на дробление породы. 2 ил.
Распорная забойка, представляющая собой разрезной цилиндр с не менее чем тремя продольными прорезями и коническим расширением полости вниз от днища, которое соединено с опорным кольцом через распорную трубу, снизу в разрезной цилиндр вставлена распорная полая пробка, состоящая из конической и цилиндрической частей с не менее чем тремя продольными прорезями, снабженная трубчатой тягой с резьбой на верхнем конце, свободно проходящей через отверстия в цилиндре и опорном кольце.
МИНДЕЛИ Э.О | |||
и др | |||
Забойка шпуров | |||
- М.: Недра, 1967, с.13-15, 46-51, 65-67 | |||
Способ забойки взрывных зарядов | 1974 |
|
SU701550A3 |
Устройство для забойки скважин | 1978 |
|
SU815293A1 |
Устройство для изоляции газообразных продуктов взрыва в восстающей скважине | 1986 |
|
SU1583592A1 |
СКВАЖИННАЯ ЗАБОЙКА | 2002 |
|
RU2229684C1 |
КУЗНЕЦОВ Г.И | |||
Эффективность герметизации взрывной скважины гидрозатвором и расчет его конструктивных элементов | |||
Приспособление для соединения пучка кисти с трубкою или втулкою, служащей для прикрепления ручки | 1915 |
|
SU66A1 |
- М.: Недра, 1969, с.183-188. |
Авторы
Даты
2006-10-20—Публикация
2005-03-22—Подача