МЕХАНИЧЕСКАЯ ЗАБОЙКА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ЗАРЯЖАНИЯ ВЫРАБОТКИ В ВИДЕ ШПУРА ИЛИ СКВАЖИНЫ ПРИ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2017 года по МПК E21C37/02 F42D1/08 

Изобретение относится к области, преимущественно, буровзрывных работ в крепких горных породах и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, применяющих буровзрывные работы на объектах горнорудной и нерудной промышленности. В том числе, может быть использовано: при валке зданий, сооружений, дроблении фундаментов и спекшейся руды; взрывных работах в подземных и горно-разведочных выработках; взрывных работах при прокладке тоннелей и строительстве тоннельных линий метрополитена и т.п.

Основным условием проведения буровзрывных работ является обеспечение их безопасности для осуществляющего их и окружающего производственного персонала.

Данные условия регламентируются федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности при взрывных работах.

Одним из условий обеспечения безопасности при осуществлении технологии заряжания (заполнения) выработок в виде шпуров или скважин - это необходимость соблюдать меры предосторожности, исключающие динамическое воздействие на заряд взрывчатого вещества и средства инициирования заряда, находящиеся в эксплуатационной полости выработки (т.е., шпура или скважины).

Как правило, несанкционированное динамическое воздействие на подрывной заряд взрывчатого вещества и средства инициирования заряда может произойти при установке и фиксации в выработке (шпуре или скважине) механической забойки (в особенности распорно-клинового типа - т.е., распорного затвора), поскольку ее (забойки) фиксация требует осевого динамического воздействия на соответствующую клиновую структуру распорного затвора в направлении заряда и средства его инициирования (детонатора). В результате может произойти несанкционированный и неконтролируемый динамический удар по заряду взрывчатого вещества и, соответственно, средству инициирования заряда, что недопустимо с точки зрения обеспечения безопасности проведения буровзрывных работ. Кроме того, при использовании в качестве подрывного заряда пластичных взрывчатых веществ в результате воздействия на них динамической ударной нагрузкой происходит выдавливание части взрывчатого вещества в сквозные технологические полости механической забойки и, через них, в зону устья выработки (шпура или скважины), что также недопустимо с точки зрения безопасности проведения буровзрывных работ. Кроме того, это снижает коэффициент полезного действия (КПД) от энергии взрыва и, соответственно, снижает производительность соответствующего технологического процесса.

В соответствии с вышеизложенным, механические средства (в частности, забойки), используемые для реализации технологии заряжания выработки (шпура или скважины) должны гарантированно обеспечить исключения динамического воздействия на подрывной заряд или детонатор с проводниками инициирующего импульса со стороны механической забойки в виде распорного затвора в процессе ее фиксации в функциональной полости выработки (шпура или скважины). Для этого должны использоваться специальные конструкции механических забоек, которые обеспечивают их фиксацию в функционально-технологической полости выработки без осуществления непосредственного контакта забойки с подрывным зарядом и сопутствующими взрывоопасными средствами (детонаторами). В процессе установки и фиксации данных механических забоек используются и определенные технологические приемы их фиксации в технологически заданном пространственном положении.

Из уровня техники известна механическая забойка для осуществления технологии заряжания выработки в виде шпура или скважины при буровзрывных работах, выполненная в виде распорного затвора клинового типа, конструктивно включающего:

- наружную втулку с раздвижными структурами;

- размещенный в ее (втулки) полости элемент с, по меньшей мере, одной наружной клиновой поверхностью, взаимодействующий с обращенными к нему внутренними поверхностями раздвижных структур втулки.

Причем в упомянутых элементах распорного затвора конструктивно сформированы технологические каналы, функционально являющиеся средствами для размещения проводников инициирующего импульса детонатора, которые (т.е., технологические каналы) пространственно расположены с возможностью вывода свободных концов упомянутых проводников за пределы втулки в сторону устья функциональной полости выработки.

Втулка выполнена с обращенной в сторону устья выработки торцевой поверхностью, которая функционально является упорной поверхностью для обеспечения внешнего динамического воздействия на эту поверхность (посредством штока силового цилиндра) вдоль оси втулки (или функциональной полости выработки) в процессе расклинивания раздвижных структур втулки распорного затвора при обеспечении перемещения этой втулки относительно элемента с, по меньшей мере, одной клиновой поверхностью (RU, №139745, U1).

К недостаткам данного известного из уровня техники решения следует отнести сложность конструкции распорного затвора ввиду необходимости использования силового цилиндра с упором (для осуществления обратного расклинивания) в процессе решения поставленной задачи. Причем, расклинивание посредством силового цилиндра, в любом случае, осуществляется за счет упора торцевой поверхности внутреннего клина в подрывной заряд. То есть, не исключается динамический контакт механической забойки с подрывным зарядом.

В основу заявленного изобретения была положена задача создания такой конструкции механической забойки, используемой для реализации технологии заряжания выработки в виде шпура или скважины при буровзрывных работах, при промышленной реализации которой с использованием соответствующих конструктивных структур забойки в виде распорного затвора полностью исключалось бы динамическое воздействие на взрывчатое вещество подрывного заряда (и, соответственно, динамическое воздействие на детонатор с проводниками инициирующего импульса) в процессе установки и фиксации в выработке в виде шпура или скважины забойки в виде распорного затвора при одновременном упрощении конструкции самого распорного затвора.

Технический результат - обеспечение фиксации забойки в виде распорного затвора в ее рабочем (т.е., зафиксированном в функциональной полости выработки) положении на технологически заданном расстоянии от устья выработки, обеспечивающем полное исключение ее динамического контакта со взрывчатым веществом подрывного заряда при упрощении конструкции используемого (для реализации технологии заряжания) распорного затвора за счет исключения из его конструкции силового цилиндра (с упором в подрывной заряд для обратного расклинивания), необходимого для установки забойки в устройстве-прототипе.

Поставленный технический результат, согласно первому варианту реализации патентуемого технического решения, достигается посредством того, что в механической забойке для осуществления технологии заряжания выработки в виде шпура или скважины при буровзрывных работах, выполненной в виде распорного затвора клинового типа, конструктивно включающего:

- наружную втулку с раздвижными структурами;

- размещенный в ее полости элемент с, по меньшей мере, одной наружной клиновой поверхностью, взаимодействующий с обращенными к нему внутренними поверхностями раздвижных структур втулки;

причем в упомянутых элементах распорного затвора конструктивно сформированы технологические каналы, функционально являющиеся средствами для размещения проводников инициирующего импульса детонатора, которые (т.е., технологические каналы) пространственно расположены с возможностью вывода свободных концов упомянутых проводников за пределы втулки в сторону устья функциональной полости выработки;

- а втулка выполнена с обращенной в сторону устья выработки торцевой поверхностью, которая функционально является упорной поверхностью для обеспечения внешнего динамического воздействия на эту поверхность вдоль оси втулки в процессе расклинивания ее раздвижных структур при обеспечении перемещения этой втулки относительно элемента с, по меньшей мере, одной клиновой поверхностью,

согласно изобретению:

- элемент с, по меньшей мере, одной клиновой поверхностью оснащен конструктивно-технологическим стопорно-мерным средством, которое механически связано в осевом направлении с этим элементом;

- при этом упомянутое стопорно-мерное средство оснащено конструктивно-технологическими реперными элементами и функционально является средством определения положения регламентированной установки распорного затвора от устья выработки и, соответственно, средством связи элемента с, по меньшей мере, одной клиновой поверхностью с неподвижной базовой структурой для осуществления фиксации упомянутого элемента (с, по меньшей мере, одной клиновой поверхностью) в заданном положении на месте регламентированной установки распорного затвора в процессе упомянутого расклинивания раздвижных структур втулки.

Стопорно-мерное средство может быть выполнено в виде гибкой структуры (например, в виде шнура или ленты) с реперными элементами в виде метрической шкалы, свободный конец которой (т.е., структуры) функционально является элементом связи с упомянутой неподвижной базовой структурой, например, рукой оператора, удерживающей свободный конец гибкого элемента.

Наиболее целесообразно стопорно-мерное средство выполнять в виде планки с технологически заданной длиной, которая функционально является конструктивной структурой элемента с, по меньшей мере, одной клиновой поверхностью;

- причем данная планка должна иметь Г-образный выступ на ее конце (выходящем за пределы втулки и обращенном в сторону устья выработки), который функционально является реперным элементом связи с неподвижной базовой структурой (в качестве которой может функционально использоваться, например, участок поверхности породы, прилегающий к устью выработки), при этом Г-образный выступ должен быть оснащен упорной поверхностью для обеспечения контакта с упомянутым участком поверхности породы.

Поставленный технический результат, согласно второму варианту реализации патентуемого технического решения, достигается посредством того, что в механической забойке для осуществления технологии заряжания выработки в виде шпура или скважины при буровзрывных работах, выполненной в виде распорного затвора клинового типа, конструктивно включающего:

- два взаимоподвижных конструктивных элемента со встречно направленными клиновыми поверхностями, взаимодействующими между собой в рабочем положении указанных конструктивных элементов при их расклинивании;

- причем в, по меньшей мере, одном из упомянутых элементов распорного затвора конструктивно сформированы технологические каналы, функционально являющиеся средствами для размещения проводников инициирующего импульса детонатора, которые, т.е., технологические каналы, пространственно расположены с возможностью вывода свободных концов упомянутых проводников за пределы распорного затвора в сторону устья функциональной полости выработки;

- а первый из взаимоподвижных конструктивных элементов выполнен с обращенной в сторону устья выработки торцевой поверхностью большей площади, которая функционально является упорной поверхностью для обеспечения внешнего динамического воздействия на эту поверхность вдоль оси распорного затвора в процессе расклинивания с обеспечением перемещения этого первого элемента с клиновой поверхностью относительно взаимодействующего с ним второго, ответного, элемента,

согласно изобретению:

второй взаимоподвижный элемент распорного затвора оснащен конструктивно-технологическим стопорно-мерным средством, которое механически связано в осевом направлении с этим вторым элементом,

- при этом упомянутое стопорно-мерное средство оснащено конструктивно-технологическими реперными элементами и функционально является средством определения положения регламентированной установки распорного затвора от устья выработки и, соответственно, средством связи второго конструктивного элемента с неподвижной базовой структурой для осуществления фиксации упомянутого второго элемента в заданном положении на месте регламентированной установки распорного затвора в процессе расклинивания его взаимоподвижных элементов.

Мерное средство может быть выполнено в виде гибкой структуры (например, в виде шнура или ленты) с реперными элементами в виде метрической шкалы, свободный конец которой (т.е., структуры) функционально является элементом связи с упомянутой неподвижной базовой структурой (например, рукой оператора, удерживающей свободный конец гибкой структуры).

Наиболее целесообразно мерное средство выполнять в виде планки с технологически заданной длиной, функционально являющейся конструктивной структурой второго (удерживаемого в осевом направлении) конструктивного элемента распорного затвора;

- причем данная планка имеет Г-образный выступ на ее конце (выходящем за пределы распорного затвора и обращенном в сторону устья выработки), который функционально является реперным элементом связи с упомянутой неподвижной базовой структурой (в качестве которой функционально может использоваться, например, участок поверхности породы, прилегающий к устью выработки), при этом Г-образный выступ должен быть оснащен упорной поверхностью для обеспечения контакта с упомянутым участком поверхности породы.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленных технических решений, позволил установить, что не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками и связями между ними, идентичными или эквивалентными всем существенным признакам заявленных технических решений, а выбранный из выявленных аналогов прототип (как наиболее близкий по совокупности признаков аналог) позволил выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявленных объектах изобретения, изложенных в формуле.

Следовательно, заявленные технические решения соответствуют условию патентоспособности «новизна» по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленных технических решений требованию условия патентоспособности «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных из уровня техники сходных решений, с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленных технических решений, результаты которого показывают, что заявленные технические решения не следуют (для специалиста) явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники (определенного заявителем) не выявлено влияния предусматриваемых существенными признаками заявленных технических решений преобразований на достижение усматриваемого заявителем технического результата.

В частности, заявленными техническими решениями не предусматриваются следующие преобразования известного объекта-прототипа:

- дополнение известного объекта каким-либо известным признаком, присоединяемым к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;

- замена какого-либо признака известного объекта другим известным признаком для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;

- исключение какого-либо признака известного объекта с одновременным исключением обусловленной наличием этого признака функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата;

- увеличение количества однотипных признаков в известном объекте для усиления технического результата, обусловленного наличием в объекте именно таких признаков;

- выполнение известного объекта или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами материала;

- создание объекта, включающего известные признаки, выбор которых и связь между ними осуществлены на основании известных правил и достигаемый, при этом, технический результат обусловлен только известными свойствами признаков этого объекта и связей между ними.

Следовательно, заявленные технические решения соответствуют требованию критерия патентоспособности «изобретательский уровень» по действующему законодательству.

Механическая забойка иллюстрируется графическими материалами.

Фиг. 1 - одна из возможных конструктивных схем механической забойки в виде распорного затвора (которая может быть использована для промышленной реализации технологии заряжания выработки) согласно первому конструктивному варианту ее выполнения (пп. 1-3 формулы изобретения).

Фиг. 2 - вид А по фиг. 1.

Фиг. 3 - технологическая схема осуществления заряжания выработки с установкой в ее функциональной полости конструкции механической забойки в виде распорного затвора по фиг. 1 и фиг. 2.

Фиг. 4 - одна из возможных конструктивных схем механической забойки в виде распорного затвора (которая может быть использована для осуществления промышленной реализации технологии заряжания выработки) согласно второму конструктивному варианту ее выполнения (пп. 4-6 формулы изобретения).

Фиг. 5 - вид Б по фиг. 4.

В графических материалах структуры и элементы соответствующих вариантов конструктивного исполнения механической забойки в виде распорного затвора и других структур, устанавливаемых в функциональную полость технологической выработки (шпура или скважины), обозначены следующими позициями:

1 - выработка (технологическая для установки подрывного заряда и сопутствующих технологических средств);

2 - полость (функциональная технологической выработки 1);

3 - детонатор (подрывного заряда 5 взрывчатого вещества);

4 - проводники (инициирующего импульса детонатора 3);

5 - заряд (подрывной взрывчатого вещества);

6 - затвор (распорный клинового типа);

7 - втулка (наружная распорного затвора 6 по фиг. 1 и фиг. 2);

8 и 9 - структуры (конструктивные раздвижные втулки 7);

10 - элемент (с, по меньшей мере, одной клиновой поверхностью 11 и 12, взаимодействующий со структурами 8 и 9 втулки 7);

11 и 12 - поверхности (клиновые элемента 10);

13 и 14 - поверхности (внутренние раздвижных структур 8 и 9, соответственно, втулки 7);

15 и 16 - каналы (технологические для размещения проводников 4 инициирующего импульса);

17 - устье (выработки технологической - шпура или скважины);

18 - стержень-забойник;

19 - средство (стопорно-мерное конструктивно-технологическое);

20 - выступ (Г-образный фиксирующий стопорно-мерного средства 19);

21 - участок (поверхности породы, прилегающий к устью 17 выработки 1);

22 - поверхность (упорная Г-образного выступа 20);

23 и 24 - элементы (взаимоподвижные конструктивные распорного затвора 6 по фиг. 4 и фиг. 5);

25 и 26 - поверхности (клиновые элементов 23 и 24, соответственно);

27 - фиксатор (установочный элементов 23 и 24).

Механическая забойка для осуществления технологии заряжания выработки 1 в виде шпура или скважины при буровзрывных работах, выполненная в виде распорного затвора 6 клинового типа (согласно первому конструктивному варианту ее исполнения по пп. 1-3 формулы, фиг. 1-3) включает следующие функциональные элементы и структуры.

Наружную втулку 7 с раздвижными структурами 8 и 9. Размещенный в ее (втулки 7) полости элемент 10 с, по меньшей мере, одной наружной клиновой поверхностью 11 и 12, взаимодействующий с обращенными к нему внутренними поверхностями раздвижных структур 8 и 9 втулки 7.

Причем в упомянутых элементах распорного затвора 6 конструктивно сформированы технологические каналы 15 и 16, функционально являющиеся средствами для размещения проводников 4 инициирующего импульса детонатора 3, которые (т.е., технологические каналы 15 и 16) пространственно расположены с возможностью вывода свободных концов упомянутых проводников 4 за пределы втулки 7 в сторону устья 17 функциональной полости 2 выработки 1.

Втулка 7 выполнена с обращенной в сторону устья 17 выработки 1 торцевой поверхностью, которая функционально является упорной поверхностью для обеспечения внешнего динамического воздействия на эту упорную поверхность вдоль оси втулки 7 (или оси выработки 1, например, посредством стержня забойника 18) в процессе расклинивания раздвижных структур 8 и 9 втулки 7 распорного затвора 6 при обеспечении перемещения этой втулки 7 относительно элемента 10 с, по меньшей мере, одной клиновой поверхностью 11 и 12.

Элемент 10 (с, по меньшей мере, одной клиновой поверхностью 11 и 12) оснащен конструктивно-технологическим стопорно-мерным средством 19, которое механически связано в осевом направлении с этим элементом 10.

При этом, упомянутое стопорно-мерное средство 19 оснащено конструктивно-технологическими реперными элементами и функционально является средством определения положения регламентированной установки распорного затвора 6 от устья 17 выработки 1 и, соответственно, средством связи элемента 10 (с, по меньшей мере, одной клиновой поверхностью) с неподвижной базовой структурой для осуществления фиксации упомянутого элемента 10 (с, по меньшей мере, одной клиновой поверхностью 11 и 12) в заданном положении на месте регламентированной установки распорного затвора 6 в процессе расклинивания раздвижных структур 8 и 9 втулки 7.

Стопорно-мерное средство 19 может быть выполнено в виде гибкой структуры (например, в виде шнура или ленты) с реперными элементами в виде метрической шкалы, свободный конец которой (т.е., структуры) функционально является элементом связи с упомянутой неподвижной базовой структурой (например, рукой оператора, удерживающей свободный конец гибкой структуры).

Наиболее целесообразно стопорно-мерное средство 19 выполнять в виде планки с технологически заданной длиной, которая функционально является конструктивной структурой элемента 10 с, по меньшей мере, одной клиновой поверхностью 11 и 12.

Причем данная планка должна иметь Г-образный выступ 20 на ее конце (выходящем за пределы втулки 7 и обращенном в сторону устья 17 выработки), который функционально является реперным элементом связи с неподвижной базовой структурой (в качестве которой может функционально использоваться, например, участок 21 поверхности породы, прилегающий к устью 17 выработки 1). При этом Г-образный выступ 20 должен быть оснащен упорной поверхностью 22 для обеспечения контакта с упомянутым участком 21 поверхности породы.

Совершенно очевидно, что раскрываемые в первом конструктивном варианте патентуемой забойки в виде распорного затвора клинового типа частные случаи конструктивного выполнения непосредственно механической забойки и ее стопорно-мерных средств (см. п.п. 2 и 3 формулы) не являются единственно возможными для реализации указанного в материалах заявки технического результата, а приведены лишь в качестве примера возможности его реализации. Допустимы и иные конструктивные варианты реализации механических забоек со стопорно-мерными средствами, функционально соответствующих признакам п. 1 формулы изобретения, которые в рамках настоящей заявки не раскрываются, поскольку являются конструктивно-технологическим «НОУ-ХАУ» заявителя.

Функционирование заявленной механической забойки (согласно первому варианту ее промышленной реализации, пп. 1-3 формулы) подробно раскрывается на примере способа осуществления технологии заряжания выработки в виде шпура или скважины при буровзрывных работах с использованием данной забойки, который заключается в следующем.

Способ включает последовательную установку в функциональную полость 2 предварительно пробуренной выработки 1:

- детонатора 3 с проводниками 4 инициирующего импульса;

- непосредственно подрывного заряда 5;

- и механической забойки в виде распорного затвора 6 клинового типа, конструктивно включающего наружную втулку 7 с раздвижными структурами 8 и 9 и размещенный в ее полости элемент 10 с, по меньшей мере, одной клиновой поверхностью 11 и 12, взаимодействующий с обращенными к нему внутренними поверхностями 13 и 14 раздвижных структур втулки.

Как правило, распорный затвор 6 изготавливают из упругодеформируемого материала (например, пластика или иного полимерного материала).

Причем перед установкой упомянутого распорного затвора 6 в технологических каналах 15 и 16, сформированных в его конструктивных элементах, размещают проводники 4 инициирующего импульса детонатора 3 с выводом их (проводников 4) концов за пределы функциональной полости 2 выработки 1.

После ввода распорного затвора 6 в устье 17 выработки 1 осуществляют его проводку вдоль выработки 1 посредством технологического стержня-забойника 18 на заданное расстояние и осуществляют фиксацию распорного затвора 6 в этом положении.

Для осуществления указанной фиксации распорного затвора 6 обеспечивают расклинивание раздвижных структур 8 и 9 втулки 7 посредством внешнего динамического воздействия по стрелке F на торцевую поверхность упомянутой втулки 7 (расположенную со стороны устья выработки) вдоль оси выработки посредством упомянутого стержня-забойника 18 в направлении установленного подрывного заряда 5 с обеспечением перемещения по стрелке S этой втулки 7 относительно элемента 10 с, по меньшей мере, одной клиновой поверхностью 11 и 12.

В процессе упомянутой операции проводки распорного затвора 6 используют конструктивно-технологическое стопорно-мерное средство 19, которое фиксируют в осевом направлении относительно элемента 10 с, по меньшей мере, одной клиновой поверхностью 11 и 12 затвора 6.

Расстояние регламентированной установки распорного затвора 6 от устья 17 выработки 1 регистрируют по реперным элементам. В качестве частного варианта выполнения реперного элемента может быть использован, например, конструктивно-технологический фиксирующий выступ 20, сформированный на стопорно-мерном средстве 19. При этом, в процессе осуществления расклинивания вышеупомянутых раздвижных структур 8 и 9 втулки 7 распорного затвора 6 осуществляют механическое удержание в осевом направлении элемента 10 с, по меньшей мере, одной клиновой поверхностью 11 и 12, на месте регламентированной установки распорного затвора 6. Для этого осуществляют фиксацию стопорно-мерного средства 19 относительно неподвижной базовой структуры.

Допустимо в качестве стопорно-мерного средства 19 использовать гибкую структуру, например, в виде шнура или ленты с реперными элементами в виде метрической шкалы, а в качестве неподвижной базовой структуры функционально использовать руку оператора, удерживающую свободный конец шнура или ленты.

Оптимально, как указывалось выше, в качестве стопорно-мерного средства использовать элемент, например, в виде планки с технологически заданной длиной, функционально являющийся конструктивной структурой элемента 10 с, по меньшей мере, одной клиновой поверхностью 11 и 12. Причем данная структура должна иметь Г-образный выступ 20 на ее конце, расположенном в зоне устья 17 выработки 1, а в качестве неподвижной базовой структуры, в этом случае, целесообразно функционально использовать участок 21 поверхности породы, прилегающий к устью 17 выработки, который вводят в контакт с упорной поверхностью 22 Г-образного выступа 20 в процессе операции проводки распорного затвора 6 вдоль выработки 1.

Механическая забойка для осуществления технологии заряжания выработки в виде шпура или скважины при буровзрывных работах, выполненная в виде распорного затвора клинового типа (согласно второму конструктивному варианту ее исполнения, пп. 4-6 формулы изобретения, фиг. 4 и фиг. 5), включает следующие функциональные элементы и структуры.

Два взаимоподвижных конструктивных элемента 23 и 24 со встречно направленными клиновыми поверхностями 25 и 26, взаимодействующими между собой в рабочем положении указанных конструктивных элементов 23 и 24 при их расклинивании в процессе относительного перемещения.

Причем в, по меньшей мере, одном из упомянутых элементов 23 и 24 распорного затвора 6 конструктивно сформированы технологические каналы 15 и 16, функционально являющиеся средствами для размещения проводников 4 инициирующего импульса детонатора 3. Эти технологические каналы 15 и 16 пространственно расположены с возможностью вывода свободных концов упомянутых проводников 4 за пределы распорного затвора 6 и, соответственно, за пределы функциональной полости 2 выработки 1.

Первый из взаимоподвижных конструктивных элементов 23 выполнен с обращенной в сторону устья 17 выработки 1 торцевой поверхностью большей площади, которая функционально является упорной поверхностью для обеспечения внешнего динамического воздействия на эту поверхность вдоль оси распорного затвора 6 (или функциональной полости 2 выработки 1) в процессе расклинивания с обеспечением перемещения этого первого элемента 23 с клиновой поверхностью относительно взаимодействующего с ним второго, ответного элемента 24.

Второй взаимоподвижный элемент 24 распорного затвора 6 оснащен конструктивно-технологическим стопорно-мерным средством 19, которое механически связано в осевом направлении с этим вторым элементом 24.

При этом упомянутое стопорно-мерное средство 19 оснащено конструктивно-технологическими реперными элементами и функционально является средством определения положения регламентированной установки распорного затвора 6 от устья 17 выработки 1 и, соответственно, средством связи второго конструктивного элемента 24 с неподвижной базовой структурой для осуществления фиксации упомянутого второго элемента 24 в заданном положении на месте регламентированной установки распорного затвора 6 в процессе расклинивания его взаимоподвижных элементов 23 и 24.

Стопорно-мерное средство может быть выполнено в виде гибкой структуры (например, в виде шнура или ленты) с реперными элементами в виде метрической шкалы, свободный конец которой (т.е., структуры) функционально является элементом связи с упомянутой неподвижной базовой структурой (например, рукой оператора, удерживающей свободный конец гибкой структуры).

Наиболее целесообразно стопорно-мерное средство 19 выполнять в виде планки с технологически заданной длиной, функционально являющейся конструктивной структурой второго (удерживаемого в осевом направлении) конструктивного элемента 24 распорного затвора 6;

Причем данная планка имеет Г-образный выступ 20 на ее конце, (выходящем за пределы распорного затвора 6 и обращенном в сторону устья 17 выработки 1), который функционально является реперным элементом связи с упомянутой неподвижной базовой структурой (в качестве которой функционально может использоваться, например, участок 21 поверхности породы, прилегающий к устью 17 выработки 1).

При этом Г-образный выступ 20 должен быть оснащен упорной поверхностью 22 для обеспечения контакта с упомянутым участком 21 поверхности породы.

Совершенно очевидно, что раскрываемые во втором конструктивном варианте патентуемой забойки в виде распорного затвора клинового типа частные случаи конструктивного выполнения стопорно-мерных средств (см. пп. 5 и 6 формулы) не являются единственно возможными для реализации указанного в материалах заявки технического результата, а приведены лишь в качестве примера возможности его реализации. Допустимы и иные конструктивные варианты реализации механических забоек со стопорно-мерными средствами, функционально соответствующие признакам п. 1 формулы изобретения, которые в рамках настоящей заявки не раскрываются, поскольку являются конструктивно-технологическим «НОУ-ХАУ» заявителя.

Функционирование заявленной механической забойки (согласно второму варианту ее промышленной реализации, пп. 4-6 формулы) подробно раскрывается на примере способа осуществления технологии заряжания выработки в виде шпура или скважины при буровзрывных работах с использованием данной забойки, который заключается в следующем.

Способ осуществления технологии заряжания выработки 1 в виде шпура или скважины при буровзрывных работах, согласно его промышленной реализации с использованием конструкции механической забойки по ее второму патентуемому варианту, заключается в следующем.

В рассматриваемом способе осуществляют последовательную установку в функциональную полость 2 предварительно пробуренной выработки 1:

- детонатора 3 с проводниками 4 инициирующего импульса;

- непосредственно подрывного заряда 5;

- и механической забойки в виде распорного затвора 6 клинового типа, конструктивно включающего два взаимоподвижных конструктивных элемента 23 и 24 со встречно направленными клиновыми поверхностями 25 и 26, соответственно, взаимодействующими между собой в процессе относительного перемещения указанных конструктивных элементов 23 и 24.

Причем перед установкой упомянутого распорного затвора 6, в технологических каналах 15 и 16, сформированных в его конструктивных элементах 23 и 24, размещают проводники 4 инициирующего импульса детонатора 3 с выводом их (проводников 4) концов за пределы функциональной полости 2 выработки 1.

В подготовленном к установке распорном затворе 6 элементы 23 и 24 временно фиксируют фиксатором 27.

После ввода распорного затвора 6 в устье 17 выработки 1 осуществляют его проводку вдоль выработки 1 посредством технологического стержня-забойника 18 на заданное расстояние и осуществляют фиксацию распорного затвора 6 в этом положении.

Для осуществления вышеуказанной фиксации обеспечивают расклинивание взаимоподвижных конструктивных элементов 23 и 24 распорного затвора 6 посредством внешнего динамического воздействия на торец соответствующего элемента 23 с клиновой поверхностью 25 вдоль оси выработки 1 посредством упомянутого стержня-забойника 18 в направлении установленного подрывного заряда 5 с обеспечением перемещения этого элемента 23 с клиновой поверхностью 25 относительно взаимодействующего с ним второго, ответного элемента 24 (при этом фиксатор 27 разрывается или растягивается).

В процессе упомянутой операции проводки распорного затвора 6 используют конструктивно-технологическое стопорно-мерное средство 19, которое фиксируют в осевом направлении относительно упомянутого второго, ответного элемента 24 распорного затвора 6.

Расстояние регламентированной установки распорного затвора 6 от устья 17 выработки регистрируют по реперным элементам или по конструктивно-технологическому фиксирующему выступу 20, сформированным на реперно-мерном средстве 19 (который, в данном случае, сам по себе функционально является реперным элементом связи с неподвижной базовой структурой).

В процессе осуществления расклинивания вышеупомянутых взаимоподвижных элементов 23 и 24 распорного затвора 6 осуществляют механическое удержание элемента 24 (связанного с реперно-мерным средством 19) в осевом направлении на месте регламентированной установки распорного затвора 6. Для этого осуществляют фиксацию реперно-мерного средства 19 относительно неподвижной базовой структуры.

Допустимо в качестве реперно-мерного средства 19 использовать шнур или ленту с реперными элементами в виде метрической шкалы, а в качестве неподвижной базовой структуры, в этом случае, функционально использовать руку оператора, удерживающую свободный конец шнура или ленты.

Наиболее оптимально, как указывалось выше, в качестве реперно-мерного средства 19 использовать элемент, например, в виде планки с технологически заданной длиной, функционально являющийся конструктивной структурой соответствующего, удерживаемого в осевом направлении, клинового элемента 24 распорного затвора 6. Причем данная структура, в этом случае, должна иметь Г-образный выступ 20 на ее конце, расположенном в зоне устья 17 выработки 1. В качестве неподвижной базовой структуры, в этом случае, целесообразно функционально использовать участок 21 поверхности породы, прилегающий к устью 17 выработки 1, который вводят в контакт с упорной поверхностью 22 Г-образного выступа 20 в процессе операции проводки распорного затвора 6 вдоль выработки 1.

Совершенно очевидно, что в любом варианте реализации способа с использованием патентуемых конструктивных вариантов реализации механических забоек допустимо использовать в качестве проводников 4 инициирующего импульса: электропровода, подрывной шнур с термическим горючим веществом или волновод, преимущественно, оптоволоконный (в зависимости от конструкции используемого детонатора подрывного заряда).

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленных технических решений следующей совокупности условий:

- объекты, воплощающие заявленные технические решения при их промышленной реализации, предназначены для использования в области буровзрывных работ в крепких горных породах и могут быть использованы в различных областях промышленности применяющих взрывные работы (преимущественно, в скальных массивах горных пород, т.е., на объектах горнорудной и нерудной промышленности); в том числе, могут быть использованы: при валке зданий, сооружений, дроблении фундаментов и спекшейся руды; взрывных работах в подземных и горно-разведочных выработках; взрывных работах при прокладке тоннелей и строительстве тоннельных линий метрополитена и т.п.;

- для заявленных объектов в том виде, как они охарактеризованы в независимых пунктах нижеизложенной формулы, подтверждена возможность их осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объекты, воплощающие заявленные технические решения при их осуществлении, способны обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата: обеспечение фиксации забойки в виде распорного затвора 6 в рабочем (т.е., зафиксированном в выработке 1) положении забойки на технологически заданном расстоянии от устья 17 выработки 1, обеспечивающем полное исключение ее динамического контакта со взрывчатым веществом подрывного заряда 5 при упрощении конструкции используемого в способе распорного затвора 6 за счет исключения из его конструкции силового цилиндра.

Следовательно, заявленные технические решения соответствуют требованию условия патентоспособности «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Группа изобретений относится к механическим забойкам. Техническим результатом является повышение эффективности фиксации забойки. Механическая забойка для осуществления технологии заряжания выработки в виде шпура или скважины при буровзрывных работах выполнена в виде распорного затвора клинового типа, который включает наружную втулку с раздвижными структурами и размещенный в ее полости элемент с наружной клиновой поверхностью, по меньшей мере одной, взаимодействующий с обращенными к нему внутренними поверхностями раздвижных структур втулки. В упомянутых элементах распорного затвора конструктивно сформированы технологические каналы, функционально являющиеся средствами для размещения проводников инициирующего импульса детонатора. Технологические каналы пространственно расположены с возможностью вывода свободных концов упомянутых проводников за пределы втулки в сторону устья выработки. Втулка выполнена с обращенной в сторону устья выработки торцевой поверхностью, которая функционально является упорной поверхностью для обеспечения внешнего динамического воздействия на эту упорную поверхность вдоль оси втулки в процессе расклинивания ее раздвижных структур при обеспечении перемещения этой втулки относительно элемента с по меньшей мере одной клиновой поверхностью. Элемент с клиновой поверхностью оснащен конструктивно-технологическим стопорно-мерным средством, которое механически связано в осевом направлении с этим элементом. Упомянутое стопорно-мерное средство оснащено конструктивно-технологическими реперными элементами и функционально является средством определения положения регламентированной установки распорного затвора от устья выработки, а также средством связи элемента с клиновой поверхностью с неподвижной базовой структурой для осуществления фиксации упомянутого элемента в процессе расклинивания раздвижных структур втулки. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Механическая забойка для осуществления технологии заряжания выработки в виде шпура или скважины при буровзрывных работах, выполненная в виде распорного затвора клинового типа, конструктивно включающего наружную втулку с раздвижными структурами и размещенный в ее полости элемент с по меньшей мере одной наружной клиновой поверхностью, взаимодействующий с обращенными к нему внутренними поверхностями раздвижных структур втулки, причем в упомянутых элементах распорного затвора конструктивно сформированы технологические каналы, функционально являющиеся средствами для размещения проводников инициирующего импульса детонатора, которые, т.е. технологические каналы, пространственно расположены с возможностью вывода свободных концов упомянутых проводников за пределы втулки в сторону устья выработки, а втулка выполнена с обращенной в сторону устья выработки торцевой поверхностью, которая функционально является упорной поверхностью для обеспечения внешнего динамического воздействия на эту упорную поверхность вдоль оси втулки в процессе расклинивания ее раздвижных структур при обеспечении перемещения этой втулки относительно элемента с по меньшей мере одной клиновой поверхностью, отличающаяся тем, что элемент с по меньшей мере одной клиновой поверхностью оснащен конструктивно-технологическим стопорно-мерным средством, которое механически связано в осевом направлении с этим элементом, при этом упомянутое стопорно-мерное средство оснащено конструктивно-технологическими реперными элементами и функционально является средством определения положения регламентированной установки распорного затвора от устья выработки и соответственно средством связи элемента с по меньшей мере одной клиновой поверхностью с неподвижной базовой структурой для осуществления фиксации упомянутого элемента с по меньшей мере одной клиновой поверхностью в заданном положении на месте регламентированной установки распорного затвора в процессе упомянутого расклинивания раздвижных структур втулки.

2. Механическая забойка по п. 1, отличающаяся тем, что стопорно-мерное средство выполнено в виде гибкой структуры, например в виде шнура или ленты, с реперными элементами в виде метрической шкалы, свободный конец которой функционально является элементом связи с упомянутой неподвижной базовой структурой, например рукой оператора, удерживающей свободный конец гибкой структуры.

3. Механическая забойка по п. 1, отличающаяся тем, что стопорно-мерное средство выполнено в виде планки с технологически заданной длиной, которая функционально является конструктивной структурой элемента с по меньшей мере одной клиновой поверхностью, причем данная планка имеет Г-образный выступ на ее конце, выходящем за пределы втулки, который функционально является реперным элементом связи с неподвижной базовой структурой, в качестве которой функционально используется, например, участок поверхности породы, прилегающий к устью выработки, при этом Г-образный выступ оснащен упорной поверхностью для обеспечения контакта с упомянутым участком поверхности породы.

4. Механическая забойка для осуществления технологии заряжания выработки в виде шпура или скважины при буровзрывных работах, выполненная в виде распорного затвора клинового типа, конструктивно включающего два взаимоподвижных конструктивных элемента со встречно направленными клиновыми поверхностями, взаимодействующими между собой в рабочем положении указанных конструктивных элементов при их расклинивании, причем в по меньшей мере одном из упомянутых элементов распорного затвора конструктивно сформированы технологические каналы, функционально являющиеся средствами для размещения проводников инициирующего импульса детонатора, которые, т.е. технологические каналы, пространственно расположены с возможностью вывода свободных концов упомянутых проводников за пределы распорного затвора в сторону устья функциональной полости выработки, а первый из взаимоподвижных конструктивных элементов выполнен с обращенной в сторону устья выработки торцевой поверхностью большей площади, которая функционально является упорной поверхностью для обеспечения внешнего динамического воздействия на эту упорную поверхность вдоль оси распорного затвора в процессе расклинивания с обеспечением перемещения этого первого элемента с клиновой поверхностью относительно взаимодействующего с ним второго, ответного, элемента, отличающаяся тем, что второй взаимоподвижный элемент распорного затвора оснащен конструктивно-технологическим стопорно-мерным средством, которое механически связано в осевом направлении с этим вторым элементом, при этом упомянутое стопорно-мерное средство оснащено конструктивно-технологическими реперными элементами и функционально является средством определения положения регламентированной установки распорного затвора от устья выработки и соответственно средством связи второго конструктивного элемента с неподвижной базовой структурой для осуществления фиксации упомянутого второго элемента в заданном положении на месте регламентированной установки распорного затвора в процессе расклинивания его взаимоподвижных элементов.

5. Механическая забойка по п. 4, отличающаяся тем, что стопорно-мерное средство выполнено в виде гибкой структуры, например в виде шнура или ленты, с реперными элементами в виде метрической шкалы, свободный конец которой функционально является элементом связи с упомянутой неподвижной базовой структурой, например рукой оператора, удерживающей свободный конец гибкой структуры.

6. Механическая забойка по п. 4, отличающаяся тем, что стопорно-мерное средство выполнено в виде планки с технологически заданной длиной, функционально являющейся конструктивной структурой второго, удерживаемого в осевом направлении, конструктивного элемента распорного затвора, причем данная планка имеет Г-образный выступ на ее конце, выходящем за пределы распорного затвора, который, т.е. Г-образный выступ, функционально является реперным элементом связи с упомянутой неподвижной базовой структурой, в качестве которой функционально используется, например, участок поверхности породы, прилегающий к устью выработки, при этом Г-образный выступ оснащен упорной поверхностью для обеспечения контакта с упомянутым участком поверхности породы.