Устройство для рассредоточения заряда в скважине Российский патент 2021 года по МПК F42D1/08 F42D1/18 

Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при разработке полезных ископаемых открытым способом.

Известно техническое решение, выбранное в качестве прототипа, включающее превосходящую габаритами диаметр устья скважины опорную конструкцию и размещенную на ней на гибкой связи подвешиваемую часть, выполненную из резиносодержащего материала, который в деформированном и соединенном виде помещен в мешок, поперечный размер которого больше диаметра скважины (патент РФ № 2707310, СПК F42D 1/08 (2019.08), F42D 1/18 (2019.08), опубл. 26.11.2019, бюл. №33).

Существенным недостатком прототипа является принципиальная непригодность устройства для рассредоточения заряда в скважине любого типа, обусловленная геометрией конструкции устройства, а именно неточностью сопряжения подвешиваемой части устройства с диаметром скважины, которая при установке устройства в рабочее положение не обеспечивает полного перекрытия поперечного сечения скважины, что ведет к образованию диаметрального зазора между подвешиваемой частью устройства и стенками скважины, в результате чего невозможно исключить просыпь взрывчатого вещества в созданный промежуток, что принципиально недопустимо при рассредоточении заряда в скважине, так как приводит к нарушению конструкции заряда, что в свою очередь влечет к увеличению расхода взрывчатого вещества и снижению качества дробления горной породы.

Техническим результатом заявляемого изобретения является создание устройства пригодного для рассредоточения заряда в скважине любого типа, обеспечивающее полное перекрытие поперечного сечения скважины, а также уменьшение удельного расхода взрывчатого вещества, с сохранением качества дробления горной породы.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для рассредоточения заряда в скважине, включающем превосходящую габаритами диаметр устья скважины опорную конструкцию и размещенную на ней на гибкой связи подвешиваемую часть, выполненную из резиносодержащего материала, который в деформированном и соединенном виде помещен в мешок, поперечный размер которого больше диаметра скважины, согласно изобретению, резиносодержащий материал поперечно деформирован, образуя объем, внутрь которого помещен сжатый упругий материал, и соединен упругой гибкой связью через отверстия, симметрично расположенные по центру боковых краев, при помощи прочного стержнеобразного элемента, с прикрепленной к нему гибкой связью, свободный конец которой протянут наружу через верхний край мешка из эластичного материала, при этом ширина подвешиваемой части составляет от 0,6 до 0,7 диаметра скважины.

Сущность заявляемого устройства для рассредоточения заряда в скважине поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид устройства; на фиг.2 –заявляемое устройство, установленное в рабочее положение в скважине.

Устройство для рассредоточения заряда в скважине, включающее превосходящую габаритами диаметр устья скважины опорную конструкцию 1 и размещенную на ней на гибкой связи 2 подвешиваемую часть 3, выполненную из резиносодержащего материала 4, который в деформированном и соединенном виде помещен в мешок 5, поперечный размер которого больше диаметра скважины. Резиносодержащий материал поперечно деформирован, образуя объем, внутрь которого помещен сжатый упругий материал 6, и соединен упругой гибкой связью 7 через отверстия 8 и 8', симметрично расположенные по центру боковых краев, при помощи прочного стержнеобразного элемента 9, с прикрепленной к нему гибкой связью 10, свободный конец которой протянут наружу через верхний край мешка 5 из эластичного материала, при этом ширина подвешиваемой части 3 составляет от 0,6 до 0,7 диаметра скважины.

Заявляемое устройство для рассредоточения заряда в скважине работает следующим образом.

Для применения заявляемого устройства в скважине, требуется предварительная подготовка подвешиваемой части 3. Для этого резиносодержащий материал 4, например, часть изношенной автомобильной шины, поперечно сжимают пополам, после чего ее ширина составляет от 0,6 до 0,7 диаметра скважины. Данный диапазон ширины подвешиваемой части оптимальный для свободного погружения заявляемого устройства на необходимую глубину в скважину, нарушение которого приведет либо к заклиниванию устройства в скважине, либо к неполному перекрытию поперечного сечения скважины и образованию диаметрального зазора между подвешиваемой частью и стенками скважины при размещении его в рабочем положении.

После поперечного сжатия боковые края резиносодержащего материала 4 зажимают струбциной, образуя объем, внутрь которого помещают сжатый упругий материал 6 (например, металлокорд, полученный в ходе переработки изношенных автомобильных шин), после чего соединяют упругой гибкой связью 7, например, проволокой, один конец которой закрепляют через отверстие 8 расположенное по центру на одном боковом крае, а другой конец пропускают через отверстие 8' симметрично расположенное на другом боковом крае, и формируют петлю 11, с поперечным размером соизмеримым с диаметром отверстия 8', что позволит ей беспрепятственного пройти в него в нужный момент.

Далее в петлю 11 помещают прочный стержнеобразный элемент 9, например, гвоздь, длина которого больше диаметра отверстия 8', чтобы исключить его прохождение в данное отверстие, и диаметром стержня соизмеримым с поперечным размером петли 11, что позволит его свободно извлечь из нее на необходимой глубине скважины, путем натяжения гибкой связи 10, например, шпагат, или шнур, закрепленной в верхней части гвоздя. Длина гибкой связи 10 соответствует глубине необходимой для установки заявляемого устройства в рабочее положение в скважине.

Далее предварительно подготовленную конструкцию освобождают от струбцины и помещают на дно мешка 5 (см. фиг.1) из эластичного материала, например, полипропилена, или мешковины, верхний край которого скрепляют гибкой связью 2, например, веревкой или шпагатом, таким образом, что позволяет свободно протянуть гибкую связь 10, при этом поперечный размер мешка из эластичного материала больше диаметра скважины, что обеспечивает свободное движение прочного стержнеобразного элемента 9 в момент извлечения его из петли 11, также обеспечивает перекрытие несовершенств стенки скважины при установки устройства в рабочем положении.

Заявляемое устройство для рассредоточения заряда работает следующим образом.

После обуривания блока производят зарядку скважин, для чего в донную часть скважины помещают боевик 12 на детонирующем шнуре 13, и формируют нижнюю часть заряда 14.

Затем в скважину на необходимую глубину опускают подвешиваемую часть 3, которую по мере опускания придерживают за гибкую связь 2, соответственно увеличивая длину гибкой связи 10, тем самым создавая промежуток 15, воздушный, либо водный, в зависимости от обводненности скважины.

При достижении заявляемого устройства необходимой глубины свободный конец гибкой связи 10 подтягивают по направлению к устью скважины, таким образом извлекая прочный стержнеобразный элемент 9 из петли 11.

Под действием накопленной энергии упругой силы резиносодержащего материала 4, увеличенной действием на него упругой силы сжатого упругого материала 6, боковые края резиносодержащего материала расправляются моментально вовлекая в движение упругую гибкую связь 7, в ходе которого петля 11 проходит через отверстие 8', после чего конструкция подвешиваемой части равномерно расправляется по всей площади поперечного сечения скважины, одновременно расправляя мешок 5 из эластичного материала, тем самым надежно перекрывая мелкие зазоры, обеспечивая полное перекрытие поперечного сечения скважины, после чего гибкую связь 2 и 10 фиксируют на опорной конструкции 1.

Важно отметить, что полное перекрытие поперечного сечения скважины, исключающее диаметральный зазор между подвешиваемой частью и стенками скважины, достигается за счет увеличения упругости элементов, входящих в конструкцию подвешиваемой части устройства, при деформации которых увеличивается накопленная внутренняя энергия силы упругости, а также выбор линейных параметров резиносодержащего материала, позволяющий равномерно взаимодействовать по всей площади поперечного сечения скважины, создавая равномерное упругое давление на стенки скважины, позволяющее эффективно удерживать размещенную поверх подвешиваемой части часть заряда, исключая просыпь взрывчатого вещества в созданный промежуток.

Далее поверх заявляемого устройства располагают боевик 16 на детонирующем шнуре 17, и загружают верхнюю часть заряда 18. Промежуток между верхней частью заряда и устьем скважины заполняют забоечным материалом 19 (штыбой, или буровой мелочью).

Заявляемое устройство является эффективным и пригодным для рассредоточения скважинного заряда на любой глубине скважины любого типа.

Пример применения устройства. Зарядка скважин производилась на филиале АО «УК «Кузбассразрезуголь» «Кедровский угольный разрез» при взрыве горных пород, состоящих из песчаника крепостью f=6 по шкале проф. Протодьяконова М.М.

Блок был забурен буровым станком DM-45 с сеткой скважин 6 м на 6 м. Скважины пробурены вертикально, диаметр скважины 215,9 мм, обводненность скважин составляла 12 м, общая глубина скважин составила порядка 17 м. Заявляемый способ заряжания скважин был опробован на 50 скважинах.

Зарядку скважин осуществляли следующим образом.

После обуривания блока, в донную часть скважины на детонирующем шнуре была опущена шашка ТТ-П 850, после чего загрузили взрывчатое вещество РПГМ-100 в объеме от 270 до 280 кг, тем самым сформировав нижнюю часть заряда.

Далее на необходимой глубине поместили заявляемое устройство для рассредоточения заряда в скважине, поверх которого на детонирующем шнуре опустили шашку ТТ-П850 и сформировали верхнюю часть заряда РПГМ-100 в объеме от 120 до 140 кг, а оставшуюся часть скважины заполнили забоечным материалом (буровой мелочью или штыбом), согласно проекту взрывных работ. Таким образом было заряжено 50 скважин.

Перед взрывом было измерено расстояние от дневной поверхности до верхней части заряда в скважине, которое за время зарядки всего блока не изменилось, что позволяет утверждать об отсутствии просыпи взрывчатого вещества в созданный промежуток и о полном перекрытии поперечного сечения скважины, что принципиально важно для рассредоточения заряда в скважине.

После взрыва отмечено достижение необходимого гранулометрического состава, определенного как, оптимальный.

Таким образом, результаты проведенных экспериментов подтверждают, что совокупность существенных признаков устройства позволяет достичь заявляемого технического результата, а именно создания устройства пригодного для рассредоточения заряда в скважине любого типа, обеспечивающего полное перекрытие поперечного сечения скважины, а также уменьшение удельного расхода взрывчатого вещества, с сохранением качества дробления горной породы.

Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при разработке полезных ископаемых открытым способом. Устройство для рассредоточения заряда в скважине включает превосходящую габаритами диаметр устья скважины опорную конструкцию и размещенную на ней на гибкой связи подвешиваемую часть, выполненную из резиносодержащего материала, который в деформированном и соединенном виде помещен в мешок, поперечный размер которого больше диаметра скважины. Резиносодержащий материал поперечно деформирован, образуя объем, внутрь которого помещен сжатый упругий материал, и соединен упругой гибкой связью через отверстия, симметрично расположенные по центру боковых краев, при помощи прочного стержнеобразного элемента, с прикрепленной к нему гибкой связью. Свободный конец связи протянут наружу через верхний край мешка из эластичного материала, при этом ширина подвешиваемой части составляет от 0,6 до 0,7 диаметра скважины. Техническим результатом заявляемого изобретения является создание устройства, пригодного для рассредоточения заряда в скважине любого типа, обеспечивающего полное перекрытие поперечного сечения скважины, а также уменьшение удельного расхода взрывчатого вещества с сохранением качества дробления горной породы. 2 ил.

Устройство для рассредоточения заряда в скважине, включающее превосходящую габаритами диаметр устья скважины опорную конструкцию и размещенную на ней на гибкой связи подвешиваемую часть, выполненную из резиносодержащего материала, который в деформированном и соединенном виде помещен в мешок, поперечный размер которого больше диаметра скважины, отличающееся тем, что резиносодержащий материал поперечно деформирован, образуя объем, внутрь которого помещен сжатый упругий материал, и соединен упругой гибкой связью через отверстия, симметрично расположенные по центру боковых краев, при помощи прочного стержнеобразного элемента, с прикрепленной к нему гибкой связью, свободный конец которой протянут наружу через верхний край мешка из эластичного материала, при этом ширина подвешиваемой части составляет от 0,6 до 0,7 диаметра скважины.