Устройство для создания промежутка 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 открытой разработке полезных ископаемых.

Известно устройство для создания промежутка в скважине, содержащее отрезок материала, с помещенным внутрь сыпучим грузом, зафиксированный на опоре, выполненной в виде стержня, с прикрепленным в нижней части грузом, поперечный размер которого на 35-50 % меньше диаметра скважины, при этом длина опоры с грузом соизмерима с длиной перебура (патент РФ № 146134, МПК F42D 1/08, опубл. 27.09.2014), принятое за прототип.

Существенным недостатком прототипа является ненадежность срабатывания устройства, что приводит к неэффективности снижения удельного расхода взрывчатого вещества, а также к снижению качества проработки подошвы уступа.

Ненадежность срабатывания устройства, как недостаток, заключается в том, что устройство не обеспечивает надежного перекрытия поперечного сечения скважины, что объясняется нестабильностью размещения отрезка материала с помещенным внутрь сыпучим грузом, относительно опоры и стенок скважины. Отсутствие фиксации сыпучего груза внутри отрезка материала на опоре определяет его подвижность и непредсказуемость расположения в сечении скважины перед заряжанием, что приводит к просыпям взрывчатого вещества в созданный промежуток, частично или полностью ликвидируя его, тем самым снижает надежность срабатывания устройства, увеличивая удельный расход взрывчатого вещества, нарушая конструкцию заряда, что очевидным образом приводит к изменению характера распределения энергии взрыва, увеличивает возможность переизмельчения горной породы в области промежутка, снижая качество проработки подошвы уступа.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности срабатывания устройства, путем обеспечения надежного перекрытия поперечного сечения скважины, исключающее просыпь взрывчатого вещества в созданный промежуток, увеличение эффективности снижения удельного расхода взрывчатого вещества, повышение качества проработки подошвы уступа.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для создания промежутка в скважине, содержащем отрезок материала, с помещенным внутрь сыпучим грузом, зафиксированным на опоре, выполненной в виде стержня, с прикрепленным в нижней части грузом, поперечный размер которого на 30-50 % меньше диаметра скважины, при этом длина опоры с грузом соизмерима с длиной перебура, согласно изобретению, отрезок материала, выполнен в виде рукава, с помещенным внутрь сыпучим грузом, один конец которого закреплен в верхней части опоры, а другой конец скреплен соединительным элементом и плотно намотан поверх конца рукава, закрепленного в верхней части опоры, при этом сыпучий груз, помещенный внутрь отрезка материала, равномерно распределен вокруг верхней части опоры и зафиксирован снаружи при помощи постоянной связи, образуя объем, с поперечным диаметром на 15-20 % меньше диаметра скважины, к верхней поверхности которого гибкой связью прикреплен гофрированный эластичный материал, с шириной не менее высоты сформированного объема.

Заявляемое устройство для создания промежутка в скважине поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид устройства; на фиг.2 – заявляемое устройство, установленное в рабочее положение в скважине.

Заявляемое устройство для создания промежутка, в скважине содержит отрезок материала 1, с помещенным внутрь сыпучим грузом, зафиксированным на опоре 2, выполненной в виде стержня 3, с прикрепленным в нижней части грузом 4, поперечный размер которого на 35-50% меньше диаметра скважины, при этом длина опоры с грузом соизмерима с длиной перебура l _п (фиг.2.). Отрезок материала 1, выполнен в виде рукава, с помещенным внутрь сыпучим грузом, один конец которого закреплен в верхней части опоры, а другой конец скреплен соединительным элементом и плотно намотан поверх конца рукава, закрепленного в верхней части опоры, при этом сыпучий груз, помещенный внутрь отрезка материала 1, равномерно распределен вокруг верхней части опоры 2 и зафиксирован снаружи при помощи постоянной связи 5, образуя объем 6, с поперечным диаметром на 15-20 % меньше диаметра скважины, к верхней поверхности которого гибкой связью 7 прикреплен гофрированный эластичный материал 8, с шириной не менее высоты сформированного объема.

Заявляемое устройство для создания промежутка в скважине работает следующим образом.

С помощью заявляемого устройства создают промежуток, например, воздушный, или водный, в донной части скважины.

Для этого, после обуривания блока, в скважину на глубину массива с интенсивной трещиноватостью (вторичная трещиноватость, образовавшаяся от воздействия предыдущего взрыва – 1,5-2,5 метра) и длиной перебура l_п (фиг.2) опускают устройство для создания промежутка в скважине, содержащее отрезок материала 1, выполненный в виде рукава, например, полипропиленового рукава, с помещенным внутрь сыпучим грузом (например, резиновая чипса, или резиновая крошка, полученные путем резания изношенных автомобильных шин) зафиксированный на опоре 2, выполненной в виде стержня 3, например, деревянный брус, с прикрепленным, например, веревкой, в нижней части грузом 4, что существенно важно для быстрого и эффективного погружения заявляемого устройства в скважину на необходимую глубину, размеры которого исключают зависания и заклинивания в ней.

Важно отметить, что сыпучий груз, помещенный внутрь отрезка материала 1, равномерно распределен вокруг верхней части опоры 2, что делает его отцентрованным относительно оси опоры, и надежно зафиксирован снаружи при помощи постоянной связи 5, например, веревка, или шпагат, образуя объем 6 также оцентрованный относительно оси опоры.

Во время опускания заявляемое устройство придерживают за постоянную связь 5, которая в свою очередь зафиксирована в верхней части опоры, что позволяет опускать устройство параллельно стенкам скважины, точно по центру ствола скважины без уклона, длина веревки соответствует глубине скважины.

Заявляемое устройство опускают на дно скважины, таким образом, чтобы сформированный в верхней части опоры объем, располагался на уровне подошвы уступа, создавая тем самым промежуток 9 в донной части скважины, после чего свободный конец постоянной связи 5 отпускают, что приводит заявляемое устройство в рабочее положение.

При опускании устройства в скважину и размещении его в рабочем положении, сыпучий груз статично расположен внутри рукава и надежно зафиксирован на опоре 2, что позволяет сохранить изначально сформированный и отцентрованный относительно опоры объем, за счет чего обеспечивается надежность и равномерность перекрытия поперечного сечения скважины.

Также отметим, что поперечный диаметр объема, сформированного рукавом, меньше на 15-20 % диметра скважины, - это оптимальное соотношение параметров устройства и диаметра скважины, что позволяет обеспечить беспрепятственное погружение устройства в скважину, не создавая условий для его зависания и заклинивания в ней.

После размещения заявляемого устройства в рабочем положении производят зарядку скважин, а именно, сверху на устройство для создания промежутка в скважине погружают боевик 10 на детонированном шнуре, после чего загружают взрывчатое вещество 11, тем самым формируют заряд, под весом которого прикрепленный к верхней поверхности объема гибкой связью 7, например, веревкой, или шпагатом, гофрированный эластичный материал 8, например, полипропиленовый рукав, или отрезок полипропилена, утрамбовывается и плотно прижимается к стенкам скважины, обеспечивая надежность полного перекрытия поперечного сечения скважины, исключая возможность просыпи взрывчатого вещества в созданный промежуток, тем самым увеличивая надежность срабатывания устройства.

Для обеспечения уплотнения гофрированного эластичного материла достаточного для увеличения надежности перекрытия зазора между устройством и стенками скважины его ширина принимается не менее высоты сформированного объема.

Известно, что при ведении буровзрывных работ создание промежутков в донной части скважины позволяет снизить удельный расход взрывчатого вещества и увеличить качество проработки подошвы уступа. Достигается это за счет того, что в момент взрыва заряда, расширяющиеся газообразные продукты детонации, заполняют промежуток в донной части, сжимаясь, аккумулируют энергию оптимальную для проработки породы в области промежутка, способствуя ровному отрыву горной породы по подошве уступа, без оставления выступов и неровностей (порогов, завышений), препятствующих работе экскаватора, тем самым увеличивая качество проработки подошвы уступа.

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 ДМЛ 8528 с сеткой скважин 6 м на 6 м. Скважины пробурены вертикально, диаметр скважины 215,9 мм, общая глубина скважин составила порядка 17 метров, из которых длина перебура 2 м.

Зарядку скважин осуществляли следующим образом.

На дно скважины (фиг.2) на веревке было опущено устройство для создания промежутка в скважине, в донной ее части. После чего поверх заявляемого устройства поместили шашку ТТ-П 850 и произвели зарядку скважины РПГМ-100 в объеме от 370 до 420 кг, 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 о надежности сформированного заявляемым устройством перекрытия поперечного сечения скважины.

После взрыва отмечена равномерность дробления горной породы, а также оптимальное качество проработки подошвы уступа.

Таким образом, результаты проведенных экспериментов доказали, что совокупность существенных признаков устройства позволяет достичь заявляемого технического результата, а именно, повысить надежность срабатывания устройства, путем обеспечения надежного перекрытия поперечного сечения скважины, исключающее просыпь взрывчатого вещества в созданный промежуток, тем самым снизить удельный расход взрывчатого вещества и повысить качество проработки подошвы уступа.

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 открытой разработке полезных ископаемых. Устройство для создания промежутка в скважине содержит отрезок материала с помещенным внутрь сыпучим грузом, зафиксированным на опоре, выполненной в виде стержня. К нижней части стержня прикреплен груз, поперечный размер которого на 30-50 % меньше диаметра скважины. Длина опоры с грузом соизмерима с длиной перебура. Отрезок материала выполнен в виде рукава с помещенным внутрь сыпучим грузом. Один конец рукава закреплен в верхней части опоры, а другой конец скреплен соединительным элементом и плотно намотан поверх конца рукава, закрепленного в верхней части опоры. Сыпучий груз, помещенный внутрь отрезка материала, равномерно распределен вокруг верхней части опоры и зафиксирован снаружи при помощи постоянной связи, образуя объем с поперечным диаметром на 15-20 % меньше диаметра скважины, к верхней поверхности которого гибкой связью прикреплен гофрированный эластичный материал с шириной не менее высоты сформированного объема. Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности срабатывания устройства, путем обеспечения надежного перекрытия поперечного сечения скважины, исключающее просыпь взрывчатого вещества в созданный промежуток, увеличение эффективности снижения удельного расхода взрывчатого вещества, повышение качества проработки подошвы уступа. 2 ил.

Устройство для создания промежутка в скважине, содержащее отрезок материала с помещенным внутрь сыпучим грузом, зафиксированным на опоре, выполненной в виде стержня, с прикрепленным в нижней части грузом, поперечный размер которого на 30-50 % меньше диаметра скважины, при этом длина опоры с грузом соизмерима с длиной перебура, отличающееся тем, что отрезок материала выполнен в виде рукава с помещенным внутрь сыпучим грузом, один конец которого закреплен в верхней части опоры, а другой конец скреплен соединительным элементом и плотно намотан поверх конца рукава, закрепленного в верхней части опоры, при этом сыпучий груз, помещенный внутрь отрезка материала, равномерно распределен вокруг верхней части опоры и зафиксирован снаружи при помощи постоянной связи, образуя объем с поперечным диаметром на 15-20 % меньше диаметра скважины, к верхней поверхности которого гибкой связью прикреплен гофрированный эластичный материал с шириной не менее высоты сформированного объема.