УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАССРЕДОТОЧЕНИЯ ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА Российский патент 2023 года по МПК F42D1/08 F42D1/20 

Область техники

[0001] Заявленное изобретение может применяться в отраслях горнорудной промышленности, в области буровзрывных и строительных работ, и относится к устройствам для рассредоточения взрывчатого вещества и приспособлениям, предназначенным для буровзрывных работ в целом.

Уровень техники

[0002] В отрасли горнорудной промышленности добыча полезных ископаемых зачастую сопровождается взрывным рыхлением пород, грунтов и руд. Одним из способов, существенно влияющих на динамику взрыва, является разделение взрывчатого вещества воздушным промежутком. Данный подход позволяет повысить равномерность дробления фрагментов взрываемой породы, обеспечивая тем самым уменьшение разлета выходящих продуктов и расхода самого взрывчатого вещества. Известны несколько решений, описывающих различные выполнения устройств, обеспечивающих рассредоточение взрывчатых веществ.

[0003] Известно решение (RU 2732373 C1, 16.09.2020; МПК: F42D 1/08, F42D 1/18), раскрывающее устройство для создания воздушных промежутков и ликвидации перебура во взрывных скважинах, включающее стойку, шайбу, опору, эластичную чашу с лепестками, образованными прорезями, идущими к центру чаши, установленную на верхнем конце стойки, имеющую диаметр, превышающий диаметр скважины, и отличающееся тем, что чаша выполнена круглой, лепестки и дно чаши имеют ребра жесткости, прорези на лепестках выполнены по направлению от края лепестка к дну чаши, а по центру чаша снабжена втулкой для закрепления на опоре, низ чаши опирается на шайбу, закрепленную на стойке.

[0004] К недостаткам данного устройства относятся недостаточно надежную фиксацию взрывчатого вещества в круглой эластичной чаше. Размещение взрывчатого вещества на чаше способствует повышению качества буровзрывных работ за счет возникновения между зарядами вещества воздушных промежутков, образованных чашей и отделенной ею частью скважины и меняющих динамику развития взрыва посредством увеличения времени действия взрыва, снижения пика давления продуктов детонации и образованию интерференционной картины распространения волн в породе. Ненадежная фиксация обусловлена выполнением лепестков на чаше посредством прорезей в ней, причем сама чаша имеет диаметр, превышающий диаметр скважины. В ходе погружения устройства в скважину существует вероятность просыпания или протекания вещества сквозь упомянутые прорези, что приводит к снижению эффективности взрывных работ по указанным причинам. Кроме этого, существует сложности, связанные с центрированием устройства в заводненной скважине, вызванные отсутствием дренажа жидкости. Дренаж нужен для равномерного распределения давления жидкости на стойку устройства, а также его центрирования относительно скважины и вертикального расположения. Для этих целей используется опора, выполненная на конце стойки, однако она частично не решает проблемы, связанные с заводнением.

[0005] Известно другое решение (RU 2649201 C1, 30.03.2018; МПК: F42D 1/08), в котором описано скважинное запирающее устройство, выполненное из пластического полимерного материала, имеющее элементы с формой, внешний диаметр которых соизмерим с диаметром скважины, и с осевой внутренней полостью, отличающееся тем, что выполнено состоящим из крестообразного в поперечном сечении стержня, с двух сторон на который установлены с возможностью фиксации однотипные куполообразные элементы, имеющие прорези.

[0006] В число недостатков данного технического решения входит невозможность размещения взрывчатого вещества на запирающее устройство. Размещение взрывчатого вещества на чаше способствует повышению качества буровзрывных работа за счет возникновения между зарядами вещества воздушных промежутков, образованных чашей и отделенной ею частью скважины и меняющих динамику развития взрыва посредством увеличения времени действия взрыва, снижения пика давления продуктов детонации и образованию интерференционной картины распространения волн в породе. Такое конструктивное выполнение, а именно выполнение прорезей в куполообразных элементах, причем сам элемент имеет диаметр, превышающий диаметр скважины, в ходе погружения устройства в скважину приводит к утере взрывчатого вещества сквозь упомянутые прорези, что приводит к снижению эффективности взрывных работ по указанным причинам. Кроме этого, существует сложности, связанные с центрированием устройства в заводненной скважине. Для этих целей используется промежутки между лепестками, однако они частично решают проблемы, связанные со сбросом давления в ходе взрыва, но не с размещением устройства в скважине.

[0007] Другим близким к заявляемому изобретению можно считать решение (RU 148326 U1, 10.12.2014; МПК: F42D 1/08). В патенте описано устройство для создания свободных полостей в перебурах взрывных скважин, включающее стойку и мембрану, установленную на верхнем конце стойки, или близко к нему, имеющую размер, превышающий поперечный размер скважины, и выполненную с возможностью складывания с образованием открытой полости, отличающееся тем, что оно содержит опору, установленную на нижнем конце стойки.

[0008] Недостатки данной полезной модели состоят в том, фиксация взрывчатого вещества в эластичной мембране реализована недостаточно надежно. Размещение взрывчатого вещества на чаше способствует повышению качества буровзрывных работа за счет возникновения между зарядами вещества воздушных промежутков, образованных чашей и отделенной ею частью скважины и меняющих динамику развития взрыва посредством увеличения времени действия взрыва, снижения пика давления продуктов детонации и образованию интерференционной картины распространения волн в породе. Ненадежная фиксация обусловлена выполнением лепестков на чаше посредством прорезей в ней, причем сама чаша имеет диаметр, превышающий диаметр скважины. В ходе погружения устройства в скважину существует вероятность просыпания или протекания вещества сквозь упомянутые прорези, что приводит к снижению эффективности взрывных работ по указанным причинам. Кроме этого, существует сложности, связанные с центрированием устройства в заводненной скважине, вызванные отсутствием дренажа жидкости. Дренаж нужен для равномерного распределения давления жидкости на стойку устройства, а также его центрирования относительно скважины и вертикального расположения. Для этих целей используется опора, выполненная на конце стойки, однако она частично решает проблемы, связанные с заводнением.

[0009] Известно другое решение (RU 175829 U1, 21.12.2017; МПК: F42D 1/08), в котором описано устройство для рассредоточения скважинных зарядов, включающее закрытый с одного конца чехол из эластичного материала, открытый конец которого снабжен кольцом из упругого материала, и гибкую подвеску, прикрепленную одним концом к опорной конструкции, размер которой превышает диаметр скважины, отличающееся тем, что внутри чехла размещена полая трубка с закрытым концом, на котором закреплен с помощью хомута закрытый конец чехла, на открытом конце полой трубки закреплен второй конец гибкой подвески, опорная конструкция выполнена в виде трубы цилиндрической формы, чехол выполнен в виде гармошки, а в качестве упругого материала использован поролон.

[0010] Недостатком данного технического решения является выполнение чехла цельным, без прорезей. В ходе погружения устройства в скважину чехол может зацепляться за острые края фрагментов пород или уступы, приводя к нарушению целостности чехла и, как следствие, к неплотному примыканию к стенкам скважины и утере взрывчатого вещества. Кроме этого, конструкция крепления чехла к трубке, выполненное в виде хомута, не является надежной. Это ограничивает массу погружаемого в чехол взрывчатого вещества и утяжелителя, что может отрицательно сказаться на качестве буровзрывных работ.

[0011] Недостатком всех упомянутых решений является осложненное центрирование устройства рассредоточения взрыва, связанное с отсутствием дренажа, а также с неэффективной конструкцией опорного элемента. Кроме того, существует вероятность потери взрывчатого вещества при погружении устройства в скважину, связанная с выполнением прорези на единственном эластичном элементе, либо с выполнением его цельным, что может привести к нарушению его сплошности за счет прорезания об острые фрагменты пород в стенках.

Сущность изобретения

[0012] Задачей настоящего изобретения является создание устройства для рассредоточения взрывчатого вещества, способного эффективно создавать водно-воздушные промежутки в перебуре, в том числе за счет обеспечения дополнительного сцепления устройства с поверхностью скважины, улучшенного удержания взрывчатого вещества на устройстве и центрирования самого устройства, а также разработка способа установки устройства, поддерживающего заявленную эффективность.

[0013] Данная задача решается за счет достижения заявляемым изобретением технического результата, заключающегося в повышении эффективности буровзрывных работ за счет повышения точности установки устройства для рассредоточения взрывчатого вещества, а также обеспечения формирования водно-воздушных промежутков в перебуре без смещения контактной области установки устройства.

[0014] Повышение эффективности буровзрывных работ обеспечивается за счет выполнения в составе устройства рассредоточения взрывчатого вещества скважинного затвора, размещенного в установочной части стойки. Под установочной частью стойки понимается та ее часть, которая соединена со скважинным затвором и фактически отделена им же от оставшейся части стойки, называемой погружной частью. Скважинный затвор вместе с установочной частью способствует фиксации устройства в скважине за счет плотного контакта с ее стенками. Различные выполнения затвора известны из уровня техники. Предпочтительной технической реализацией данного элемента является его конструкция в виде по крайней мере двух эластичных мембран, каждая имеющая по крайней мере по одному радиальному разрезу, а также полностью перекрывающих скважину и удерживающих взрывчатое вещество. Эластичные мембраны обеспечивают одновременно удержание взрывчатого вещества при погружении устройства в скважину за счет формирования устойчивой вогнутости своей поверхности и плотный контакт со стенками скважины за счет своей эластичности. Вогнутость образуется за счет наличия разрезов, приводящих к сворачиванию мембраны при погружении устройства в скважину и контакте мембран с ее стенками. Дополнительно возможно выполнение мембран наложенными друг на друга таким образом, что радиальные разрезы не совпадают друг с другом. Перекрытие разрезов одной из мембран соседней мембраной исключает формирование остаточных участков, через которые взрывчатое вещество может быть утеряно в ходе погружения в скважину, тем самым обеспечивая улучшение удержания взрывчатого вещества. Дополнительно мембрана может быть снабжена ребром жесткости, поддерживающим устойчивость выгнутости мембраны вместе с улучшенным ее контактом со стенками скважины. Устойчивость может обеспечиваться за счет образования упора прилежащей к стойке части мембраны о саму стойку посредством ребра, что улучшает удержание взрывчатого вещества в ней, а контакт со стенками улучшается за счет препятствия нежелательных сгибов мембраны, вызванных неоднородностью поверхности скважины и образованных при спуске устройства. Также разрезы могут быть выполнены симметрично относительно центра симметрии мембраны. Такое выполнение поддерживает формирование устойчивой вогнутости мембраны вместе с равномерным распределением нагрузки на каждую из частей мембраны, образованных разрезами, что поддерживает достижение указанного технического результата. Дополнительно к такому выполнению может быть обеспечено закрытие разрезов одной из мембран серединой каждой из частей другой из них. Это решение способствует улучшению удержания взрывчатого вещества за счет равноудаленного расположения разрезов от нахлестанных краев мембраны. Фиксация затвора может быть реализована в том числе с помощью дополнительного жесткого основания на установочной части стойки, на которое устанавливается скважинный затвор. Такое решение обеспечивает улучшение фиксации затвора на стойке за счет исключения его сползания по стойке. В конструкцию затвора устройства рассредоточения взрывчатого вещества также может входить соединительное устройство. Оно служит для фиксации скважинного затвора на стойке устройства, что напрямую влияет на достижение технического результата за счет исключения смещения затвора вдоль стойки. При этом соединение должно обеспечивать как жесткую посадку затвора на стойку, так и возможность размещения взрывчатого вещества на затворе. В предпочтительном варианте выполнения устройства оно выполнено в виде пружинного фиксатора, а на стойке выполнены вставочные пазы. Такая конструкция обеспечивает надежность сборки устройства вместе с простой реализацией соединения, что в совокупности способствует достижению технического результата.

[0015] Стойка служит как в качестве опоры для всего устройства в целом, так и для фиксации самого устройства в скважине. Для осуществления дренажа жидкости и газа из водно-воздушного промежутка стойка может иметь отверстие и канал, служащие для перемещения текучей среды, что и обеспечивает стабилизацию устройства при установке в заводненном грунте или перебуре за счет протекания грунтовой жидкости в стойку для ее удержания соосно со скважиной по принципу сообщающихся сосудов, способствуя повышенному контролю формирования водно-воздушных промежутков в перебуре, поддерживая тем самым осуществление технического результата. Отверстие при этом располагается между затвором и опорой. В качестве материала стойки может выступать полимерный материал, например, пластик, обеспечивающий достаточную жесткость стойки вместе с относительно низкой массой.

[0016] В погружной части стойки выполнена поддерживающая опора. Она вместе с погружной частью стойки облегчает монтаж устройства в скважину, обеспечивая улучшенное центрирование и фиксацию самого устройства в скважине. Центрирование устройства способствует в том числе равномерному распределению взрывчатого вещества в скважинном затворе, что в последствие улучшает качество буровзрывных работ за счет более равномерного распределения нагрузки на породу с ее разрушением, обусловленной динамикой процесса детонации.

[0017] Способ установки устройства рассредоточения взрывчатого вещества состоит из последовательных этапов, на которых устанавливают скважинный затвор в установочной части стойки, далее устанавливают опору в погружной части стойки. После чего дополнительно могут выполнять по крайней мере одно отверстие в стойке между опорой и скважинным затвором с предварительно сформированным каналом внутри стойки, затем устанавливают устройство для рассредоточения взрывчатого вещества в скважину и размещают взрывчатое вещество на скважинном затворе. При этом выполняют затвор с по крайней мере двумя эластичными мембранами, в каждой из которых выполняют по крайней мере один радиальный разрез, причем мембраны выполняют наложенными друг на друга. В одном из возможных вариантов радиальные разрезы мембран могут быть перекрыты по крайней мере одной иной мембраной и не совпадать друг с другом. Выполнение отверстия и канала обеспечивает стабилизацию устройства при установке в заводненном грунте или перебуре за счет протекания грунтовой жидкости в стойку для ее удержания соосно со скважиной по принципу сообщающихся сосудов, способствуя повышенному контролю формирования водно-воздушных промежутков в перебуре, поддерживая тем самым осуществление технического результата.

[0018] Дополнительно перед установкой скважинного затвора предварительно фиксируют жесткое основание, с последующей установкой скважинного затвора на установочной части стойки и на упомянутом основании. Это обеспечивает надежную фиксацию затвора на стойке без соскальзывания.

[0019] Кроме того, в случае обводнения скважины возможно погружение отверстия в стойке в водно-воздушное пространство. Данный шаг обеспечивает стабилизацию устройства при установке в заводненном грунте или перебуре за счет протекания грунтовой жидкости в стойку для ее удержания соосно со скважиной по принципу сообщающихся сосудов, способствуя повышенному контролю формирования водно-воздушных промежутков в перебуре, поддерживая тем самым осуществление технического результата.

В предпочтительном варианте реализации способа в основании погружной части стойки выполняют балласт. Он служит для лучшего центрирования устройства в скважине за счет смещения центра масс устройства ближе к его опоре и, как следствие, ко дну скважины. Данное решение обеспечивает более надежное размещение устройства и препятствует его смещению относительно оси скважины за счет массивности этого элемента.

Описание чертежей

[0020] Объект притязаний по настоящей заявке описан по пунктам и четко заявлен в формуле изобретения. Упомянутые выше задачи, признаки и преимущества изобретения очевидны из нижеследующего подробного описания, в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых показано.

[0021] На Фиг. 1 показана структурная схема устройства для рассредоточения взрывчатого вещества.

[0022] На Фиг. 2 показана структурная схема устройства для рассредоточения взрывчатого вещества с другого ракурса.

[0023] На Фиг. 3 показан скважинный затвор, содержащий две мембраны с радиальными разрезами, причем середина каждой стороны одной из мембран закрывает разрез другой из мембран.

[0024] На Фиг. 4 показана блок-схема, иллюстрирующая способ установки устройства для рассредоточения взрывчатого вещества.

[0025] Указанные чертежи поясняются следующими позициями: Стойка – 101; Установочная часть стойки – 102; Погружная часть стойки – 103; Скважинный затвор – 104; Отверстие – 105; Канал – 106; Эластичная мембрана – 107; Разрез в мембране – 108; Основание на установочной части стойки – 109; Ребра жесткости основания – 110; Соединительное устройство – 111; Пружинный фиксатор – 112.

Подробное описание изобретения

[0026] В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту, очевидно, каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях хорошо известные методы, процедуры и компоненты не описаны подробно, чтобы не затруднять излишне понимание особенностей настоящего изобретения.

[0027] Кроме того, из приведенного изложения ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, очевидны для квалифицированных в предметной области специалистов.

[0028] На Фиг. 1 показана структурная схема одного из вариантов выполнения устройства рассредоточения взрывчатого вещества. Устройство для рассредоточения взрывчатого вещества, содержит стойку 101, опору (не показана), расположенную в погружной части стойки 103, и соединенный со стойкой 101 скважинный затвор 104, причем затвор 104 установлен на установочной части стойки 102, а в стойке 101 выполнено по крайней мере одно отверстие 105 и канал 106 таким образом, что отверстие 105 расположено между опорой и затвором 104.

[0029] Стойку 101 для устройства рассредоточения взрыва выполняют таким образом, что она обладает требуемой прочностью и жесткостью для установки в скважину и удержания затвора 104 со взрывчатым веществом. Вместе с тем, ввиду специфики использования такого устройства при буровзрывных работах, целесообразно изготавливать ее из легкого и дешевого материала. Легкость способствует упрощению установки, в том числе и центрированию, а в то время дешевизна материала позволяет изготавливать большой объем таких деталей ввиду их расходованию. В число таких материалов может входить полипропилен, композитные полимерные материалы. Предпочтительным является использование пластика в качестве материала стойки. Для осуществления дренажа жидкости и газа из водно-воздушного промежутка стойка 101 может иметь отверстие 105 и канал 106, служащие для перемещения текучей среды, что и обеспечивает стабилизацию устройства при установке в заводненном грунте или перебуре за счет протекания грунтовой жидкости в стойку 101 для ее удержания соосно со скважиной по принципу сообщающихся сосудов, способствуя повышенному контролю формирования водно-воздушных промежутков в перебуре, поддерживая тем самым осуществление технического результата. Отсутствие указанных дренажных элементов может привести к недостаточно надежному фиксированию устройства в скважине, что в конечном счете приведет к утере взрывчатого вещества вследствие наклона затвора 104 относительно уровня скважины, следовательно, к снижению эффективности буровзрывных работ. Целесообразно размещать отверстие 105 между затвором 104 и опорой для осуществления дренажа текучей среды, поскольку размещение отверстия на уровне затвора 104 и выше не обеспечит движение водно-воздушной среды на необходимом для работы устройства уровне, а расположение на опоре или ниже является неэффективным ввиду того, что опора, как правило, упирается в основание скважины или одной из ее частей, т.е. отверстие в большинстве случаев оказывается закрытым окружающей породой. Для интенсификации процесса дренажа текучей среды в стойке 101 может быть выполнено несколько дренажных отверстий 105.

[0030] На погружной части стойки 103 расположена также поддерживающая опора. Она вместе с погружной частью стойки 103 облегчает монтаж устройства в скважину, обеспечивая улучшенное центрирование и фиксацию самого устройства в скважине. Центрирование устройства способствует в том числе равномерному распределению взрывчатого вещества в скважинном затворе 104, что в последствие улучшает качество буровзрывных работ за счет более равномерного распределения нагрузки на породу с ее разрушением, обусловленной динамикой процесса детонации. Улучшенная фиксация обеспечивается за счет выполнения поддерживающей опоры достаточной прочной для удержания устройства без разрушения в ходе монтажа. В то же время, форма опоры также влияет на качество установки устройства. Целесообразно выполнять опору с поперечным размером нескольким меньшим размера скважины. Это способствует прохождению устройства в скважину вместе с его улучшенной фиксацией, связанной с большей площадью контакта основания опоры с дном. Иные параметры стойки 101 и опоры, в частности, высота, масса, ширина и так далее, определяются исходя из требований функционального использования устройства рассредоточения взрывчатого вещества, в частности, веса самого вещества и размеров скважины.

[0031] Скважинный затвор 104 является основной рабочей деталью устройства. Он вместе с установочной частью стойки 102 служит для фиксации устройства в скважине, его плотного контакта со стенками и удержания взрывчатого вещества. Конструкция затвора 104 предполагает, что он будет находиться в непосредственном контакте со стенками скважины и упираться в них полностью или частично. Это накладывает определенные требования на жесткость конструкции этого элемента вместе с обеспечением достаточной упругости для размещения и перемещения затвора вдоль скважины. Из уровня техники известно множество вариантов выполнения затвора, отвечающие указанным требованиям, однако предпочтительным является представленный на Фиг. 1. Затвор 104 состоит из двух функциональных частей: по крайней мере двух эластичных мембран 107, каждая из которых имеет по крайней мере по одному радиальному разрезу 108. Одно из возможных выполнений мембраны 107 представлено на Фиг. 3. Свойство мембран «эластичность» подразумевает способность материала мембраны 107 возвращать изначальную форму при деформации. Эластичные мембраны 107 обеспечивают одновременно удержание взрывчатого вещества при погружении устройства в скважину за счет формирования устойчивой вогнутости своей поверхности и плотный контакт со стенками скважины за счет своей эластичности. Для этих целей целесообразно изготавливать мембраны 107 с поперечным размером, несколько превышающим поперечный размер скважины. В данном случае мембраны 107 при спуске в скважину претерпевают нагрузку, связанную с реакцией опоры стенок на мембраны 107, вызванную стремлением упругого материала мембран 107 вернуться в исходную форму. Под действием этих сил мембрана 107 упруго деформируется. Изменение формы мембран 107 контролируется с помощью разрезов 108. Наличие разрезов 108 приводит к образованию вогнутостей, возникающих путем сворачивания мембраны 107 при погружении устройства в скважину и контакте мембран 107 с ее стенками. Сворачивание и перекрытие реализуется таким образом, что один из краев мембраны 107, отделенный от соседнего края разрезом 108, из-за плотного контакта мембраны 107 со стенками скважины заходит за плоскость соседнего из краев, т.е. края оказываются сложены внахлест. Это приводит к тому, что мембрана 107, изначально плоская и имеющая разрез 108, оказывается вытянутой вдоль стойки 101 и сплошной. Перекрытие разрезов 108 одной из мембран 107 соседней мембраной исключает формирование остаточных участков, через которые взрывчатое вещество может быть утеряно в ходе погружения в скважину, тем самым обеспечивая улучшение удержания взрывчатого вещества. Оно может быть реализовано как выполнение мембран 107 внахлест по отношению друг к другу, при этом радиальные разрезы 108 не совпадают. В частности, это выполнено как последовательное расположение по крайней мере двух мембран 107 на стойке 101 на разной высоте, как показано на Фиг. 2. Мембраны 107 могут быть изготовлены из материалов, поддерживающих свойство эластичности и вместе с тем обладающие достаточной жесткостью для удержания взрывчатого вещества, в числе которых, например, резины, силиконы и другие полимерные материалы. Форма мембраны 107 зависит от постановки технической задачи и формы самой скважины. Выполнение мембраны 107 круглой формы обеспечивает равномерное распределение нагрузки в ходе погружения и улучшенный контроль сворачиваемости. Для специалиста из уровня техники очевидно применение и иного количества описываемых мембран, количество которых составляет больше двух.

[0032] Фиксация скважинного затвора 104 может быть реализована в том числе с помощью дополнительного жесткого основания 109 на установочной части стойки 102, на которое устанавливается скважинный затвор 104. Такое решение обеспечивает улучшение фиксации затвора 104 на стойке 101 за счет исключения его сползания по стойке 101. Сползание предотвращается за счет жесткости и прочности данного элемента, служащего опорой для затвора 104 и непосредственно контактирующего с ним за счет расположения в установочной части стойки 102. Основание может быть выполнено в виде концентричного цилиндрического элемента, равномерно распределяющего нагрузку по своей поверхности, однако геометрическая форма сечения, высота и площадь поверхности элемента могут быть подобраны исходя из геометрии скважины. Дополнительно для большей прочности основание 109 может быть снабжено ребрами жесткости 110. Сам способ крепления основания 109 к стойке 101 может быть различным в зависимости от материала стойки и основания. В случае использования металла в качестве основного материала, может быть реализовано, например, цельное литье стойки вместе с основанием, или их сварное соединение, или другое. В других случаях возможно выполнение вставочных пазов и соответствующих выступов, а также резьбовое соединение упомянутых деталей и другое.

[0033] Дополнительно фиксация затвора 104 устройства рассредоточения взрывчатого вещества может осуществляться с помощью соединительного устройства 111. Оно служит для фиксации затвора 104 на стойку 101 устройства, что напрямую влияет на достижение технического результата. При этом соединение должно обеспечивать как жесткую посадку затвора 104 на стойку 101, так и не препятствовать движению устройства вдоль скважины. Наличие и соединительного устройства 111, и жесткого основания 109 исключает смещение затвора 104 вдоль стойки 101 за счет его поддержки с противоположных сторон. В предпочтительном варианте выполнения устройства оно выполнено в виде пружинного фиксатора 112, а на стойке 101 выполнены вставочные пазы (не показаны), как представлено на Фиг. 2. Такая конструкция обеспечивает надежность сборки устройства вместе с простой реализацией соединения, что в совокупности способствует достижению технического результата. Соединение также может быть реализовано в виде резьбового крепления и другими способами.

[0034] В частном выполнении скважинного затвора 104 мембрана 107 может быть снабжена ребром жесткости, поддерживающим устойчивость выгнутости мембраны 107 вместе с улучшенным ее контактом со стенками скважины. Устойчивость может обеспечиваться за счет образования упора прилежащей к стойке 101 части мембраны 107 о саму стойку 101 посредством ребра, что улучшает удержание взрывчатого вещества в ней, а контакт со стенками улучшается за счет препятствия нежелательных сгибов мембраны 107, вызванных неоднородностью поверхности скважины и образованных при спуске устройства. Также прорези 108 могут быть выполнены симметрично относительно центра симметрии мембраны 107. Такое выполнение поддерживает формирование устойчивой вогнутости мембраны 107 посредством равномерного нахлеста каждой из частей на соседнюю вместе с равномерным распределением нагрузки на каждую из частей мембраны 107, образованных разрезами 108, что поддерживает достижение указанного технического результата. Дополнительно к такому выполнению может быть обеспечено закрытие разрезов 108 одной из мембран 107 серединой каждой из частей другой из них. Один из вариантов выполнения представлен на Фиг. 3. Как видно, одна из мембран 107 повернута относительно другой и расположена ниже нее относительно стойки 101. При этом разрезы 108 верхней из них оказываются закрыты серединой каждой из частей мембраны 107 другой из них. Таким образом, в ходе сворачивания мембран 107 при монтаже устройства исключается утеря взрывчатого вещества, связанная с наличием незакрытых участков поверхности мембран 107. Предложенное решение также способствует улучшению удержания взрывчатого вещества за счет равноудаленного расположения разрезов 108 от нахлестанных краев мембран 107.

[0035] На Фиг. 4 показана блок-схема, иллюстрирующая один из возможных способов установки устройства для рассредоточения взрывчатого вещества. Согласно нему, сначала устанавливают скважинный затвор 104 в установочной части стойки 102, далее устанавливают опору в погружной части стойки 103, после чего выполняют по крайней мере одно отверстие 105 в стойке 101 между опорой и скважинным затвором 104 с предварительно сформированным каналом 106 внутри стойки 101, затем устанавливают устройство для рассредоточения взрывчатого вещества в скважину и размещают взрывчатое вещество на скважинном затворе 104.

[0036] Установка затвора 104 на стойку 101 может осуществляться различными способами исходя из конструкции затвора, например, с помощью вставочных пазов и соответствующих выступов, резьбового соединения или иначе. Кроме того, к погружной части устройства 102 присоединяют опору различными способами, в том числе перечисленными выше. Выполнение отверстия 106 и канала 107 обеспечивает стабилизацию устройства при установке в заводненном грунте или перебуре за счет протекания грунтовой жидкости в стойку для ее удержания соосно со скважиной по принципу сообщающихся сосудов, способствуя повышенному контролю формирования водно-воздушных промежутков в перебуре, поддерживая тем самым осуществление технического результата. Целесообразно размещать отверстие 106 между затвором 104 и опорой для осуществления дренажа текучей среды, поскольку размещение отверстия 106 на уровне затвора 104 и выше не обеспечит движение водно-воздушной среды на необходимом для работы устройства уровне, а расположение на опоре или ниже является неэффективным ввиду того, что опора, как правило, упирается в основание скважины или одной из ее частей, т.е. отверстие в большинстве случаев оказывается закрытым окружающей породой. Для интенсификации процесса дренажа текучей среды в стойке 101 может быть выполнено несколько дренажных отверстий 105.

[0037] Дополнительно перед установкой скважинного затвора 104 предварительно фиксируют жесткое основание 109, с последующей установкой скважинного затвора 104 на установочной части стойки 102 и на упомянутом основании 109. Это обеспечивает надежную фиксацию затвора 104 на стойке 101 без соскальзывания. Способ крепления основания 109 к стойке 101 может быть различным в зависимости от материала стойки и основания. В случае использования металла в качестве основного материала, может быть реализовано, например, цельное литье стойки вместе с основанием, или их сварное соединение, или другое. В других случаях возможно выполнение вставочных пазов и соответствующих выступов, а также резьбовое соединение упомянутых деталей и другое.

[0038] Кроме того, в случае обводнения скважины возможно погружение отверстия 105 в стойке 101 в водно-воздушное пространство. Данный шаг обеспечивает стабилизацию устройства при установке в заводненном грунте или перебуре за счет протекания грунтовой жидкости в стойку для ее удержания соосно со скважиной по принципу сообщающихся сосудов, способствуя повышенному контролю формирования водно-воздушных промежутков в перебуре, поддерживая тем самым осуществление технического результата.

[0039] В предпочтительном варианте реализации способа в основании погружной части стойки 103 выполняют балласт. Он служит для лучшего центрирования устройства в скважине за счет смещения центра масс устройства ближе к его опоре и, как следствие, ко дну скважины. Данное решение обеспечивает более надежное размещение устройства и препятствует его смещению относительно оси скважины за счет массивности этого элемента. Балласт может быть выполнен в виде бетонной заливки, размещенной в углублении погружной части стойки, а также иным способом.

[0040] В представленной наилучшей реализации устройство рассредоточения взрыва работает следующим образом. Скважинный затвор 104 устанавливают в установочной части стойки 102, далее устанавливают опору в погружной части стойки 103, после чего выполняют отверстие 105 в стойке 101 между опорой и скважинным затвором 104 с предварительно сформированным каналом 106 внутри стойки 101. Собранное и готовое к эксплуатации устройство опускают в скважину. В ходе погружения эластичные мембраны 107 плотно примыкают к стенкам за счет прорезей 108, способствуя равномерному спуску, в то время как пружинный фиксатор 112 плотно посажен на вставочные пазы в стойке 101, препятствуя тем самым срыву скважинного затвора 104 со стойки 101. При достижении уровня обводнения, а также при обычном погружении в сухую скважину дренажный канал 106 через дренажное отверстие 105 пропускает текучую среду до определенного уровня по принципу сообщающихся сосудов, способствуя надежному фиксированию устройства в шахте. При достижении дна скважины поддерживающая опора удерживает устройство, формируя тем самым водно-воздушный промежуток в скважине. Затем взрывчатое вещество помещают на мембраны 107. Под действием веса вещества, а также вследствие упругости эластичного материала мембран 107, они принимают выпуклую форму, поддерживаемую жестким основанием 109 и ребрами жесткости 110, выполненными на нем, в которой вещество и скапливается без утери, связанной с промежутками в поверхности мембран 107. Далее производят буровзрывные работы.

[0041] Таким образом, упомянутые элементы напрямую влияют на технический результат, заключающийся в повышении эффективности буровзрывных работ, в том числе за счет обеспечения формирования водно-воздушных промежутков в перебуре.

[0042] В настоящих материалах заявки представлено предпочтительное раскрытие осуществления заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки запрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов соответствующей области техники.

Изобретение относится к области горного дела и может применяться в отраслях горнорудной промышленности, в области буровзрывных и строительных работ. Устройство для рассредоточения взрывчатого вещества включает стойку, опору, установленную на погружной части стойки, скважинный затвор, размещенный на установочной части стойки. В стенке стойки выполнено по крайней мере одно отверстие, соединенное с ее внутренним каналом и расположенное между опорой и скважинным затвором. Затвор содержит по крайней мере две эластичные мембраны, в каждой из которых выполнен по крайней мере один радиальный разрез. Мембраны выполнены наложенными друг на друга. Способ установки устройства для рассредоточения взрывчатого вещества включает установку скважинного затвора на установочной части стойки, установку опоры на погружной части стойки, выполнение по крайней мере одного отверстия в стенке стойки с предварительно сформированным внутри нее каналом между опорой и скважинным затвором стойки, установку устройства для рассредоточения взрывчатого вещества в скважину. При этом затвор выполняют с по крайней мере двумя эластичными мембранами, в каждой из которых выполняют по крайней мере один радиальный разрез. Мембраны выполняют наложенными друг на друга. Размещают взрывчатое вещество на скважинном затворе. Техническим результатом является повышение эффективности буровзрывных работ за счет повышения точности установки устройства для рассредоточения взрывчатого вещества, а также обеспечения формирования водно-воздушных промежутков в перебуре без смещения контактной области установки устройства. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для рассредоточения взрывчатого вещества, включающее стойку, опору, установленную на погружной части стойки, скважинный затвор, размещенный на установочной части стойки, отличающееся тем, что в стенке стойки выполнено по крайней мере одно отверстие, соединенное с ее внутренним каналом и расположенное между опорой и скважинным затвором, а затвор содержит по крайней мере две эластичные мембраны, в каждой из которых выполнен по крайней мере один радиальный разрез, причем мембраны выполнены наложенными друг на друга.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на установочной части стойки дополнительно зафиксировано жесткое основание, на которое устанавливается скважинный затвор.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит соединительное устройство для фиксации скважинного затвора к стойке.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что радиальные разрезы по крайней мере одной мембраны перекрыты по крайней мере одной иной мембраной.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по крайней мере одна мембрана имеет по крайней мере одно ребро жесткости.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что радиальные разрезы расположены симметрично относительно центра симметрии мембраны.

7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что соединительное устройство выполнено в виде пружинного фиксатора, а на стойке выполнены вставочные пазы для выступов пружинного фиксатора.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стойка выполнена из пластика.

9. Способ установки устройства для рассредоточения взрывчатого вещества, включающий следующие этапы: устанавливают скважинный затвор на установочной части стойки, устанавливают опору на погружной части стойки, выполняют по крайней мере одно отверстие в стенке стойки с предварительно сформированным внутри нее каналом между опорой и скважинным затвором стойки, устанавливают устройство для рассредоточения взрывчатого вещества в скважину, при этом выполняют затвор с по крайней мере двумя эластичными мембранами, в каждой из которых выполняют по крайней мере один радиальный разрез, причем мембраны выполняют наложенными друг на друга, размещают взрывчатое вещество на скважинном затворе.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что предварительно фиксируют жесткое основание, с последующей установкой скважинного затвора на установочной части стойки.

11. Способ по п.9, отличающийся тем, что опору погружной части стойки устанавливают на основании перебура скважины.

12. Способ по п.9, отличающийся тем, что в основании погружной части стойки размещают балласт.

13. Способ по п.9, отличающийся тем, что при установке устройства для рассредоточения взрывчатого вещества в скважине погружают отверстие в стойке в водно-воздушное пространство.

14. Способ по п.9, отличающийся тем, что по крайней мере одной мембраной перекрывают радиальные разрезы по крайней мере одной иной мембраны.