Рукав для заряжания обводненных скважин низкоплотным взрывчатым составом Российский патент 2024 года по МПК F42D1/08 F42B3/87 E21C41/26 

Изобретение относится к горным работам, а точнее к открытым взрывным работам на карьерах с использованием скважинных зарядов.

В России, более 70% объемов буровзрывных работ при добыче полезных ископаемых и строительстве, ведутся в обводненных условиях. Указанные буровзрывные работы ведутся, как правило, методом скважинных зарядов. Заряжание обводненных скважин на карьерах, неводоустойчивыми взрывчатыми веществами (ВВ) относится к числу остро актуальных проблем. Актуальность проблемы возникла с начала широкого использования на карьерах аммиачно-селитренных ВВ для взрывных работ скважинными зарядами, поскольку эти ВВ, имея ряд преимуществ, не обладают необходимой водоустойчивостью. Решение проблемы шло в двух направлениях: в направлении создания аммиачно-селитренных ВВ достаточной водоустойчивости (например, водоэмульсионные ВВ) и в направлении разработки устройств, изолирующих формируемый заряд ВВ от контакта с окружающими внутрискважинными водами позволяющих заряжать обводненные скважины такими неводоустойчивыми гранулированными аммиачно-селитренными ВВ. Если вопрос создания аммиачно-селитренных ВВ достаточной водоустойчивости разрешается на уровне выбора присадок и коррекции компонентного состава и не зависит от типа приспособления, позволяющего это ВВ укладывать в нисходящие обводненные скважины, то вопрос заряжания таких скважин неводоустойчивыми ВВ прямо зависит от возможности откачки грунтовых вод из скважин. Этот вопрос становится более серьезным, если учесть, что для, например, скважин контурного заряжания применяются ВВ с плотностью менее 1 г/см³. То есть плотность ВВ меньше плотности грунтовых вод, которая составляет 1,0 г/см³ и может достигать плотности 1,5 г/см³ (например, на карьерах АО «Коршуновский ГОК»). Это указывает на то, что приспособление типа рукава, заполняемое ВВ с пониженной плотностью, будет плавать поверх грунтовой воды в скважине.

Низкоплотные ВВ применяются на взрывных работах в ряде случаев, когда требуется снизить дробящее действие взрыва на разрушаемый массив горных пород (для постановки бортов карьеров в предельное положение - снижение заколообразования, что обязательно при проведении «гладкого» взрывания профильных выемок в транспортном и энергетическом строительстве). Другого способа образования откосов (выемок) с использованием энергии взрыва в настоящее время не существует. Этот процесс взрывания называется контурным взрыванием, при котором разрушение массива горных пород производится в пределах оконтуренного скважинами объема для получения относительно гладкой поверхности отбойки с минимальными нарушениями сплошности массива трещинами, распространяющимися вглубь массива за пределами контура.

В связи с этим на конструкцию приспособления типа рукава, используемого для удержания ВВ в скважине, налагаются особые требования по противодействию всплытию заряда: рукава с ВВ.

Например, предлагался способ ведения взрывных работ в обводненной скважине зарядом эмульсионного ВВ, включающий в формирование заряда ВВ в обводненной скважине путем его закачивания на дно скважины со скоростью, большей скорости всплытия этот ВВ, обеспечивающей заполнение сечения скважины и выдавливание из нее столба воды, и инициирование заряда эмульсионного взрывчатого вещества от промежуточного детонатора, размещенного внутри колонки заряда (RU 2305673). Но такой способ не нашел должного применения из-за сложностей, связанных с созданием такого напора подачи ВВ, при котором вода бы уходила поверх ВВ.

Известно устройство для заряжания скважин с проточной водой неводоустойчивыми ВВ, содержащее водоотводящие шланги, расположенные вдоль стенки скважины до ее дна, рукав, диаметр которого превышает диаметр скважины, проходящий от нижней части скважины до верхней для подачи в него сжатого воздуха, головку, состоящую из отрезка трубы диаметром, меньшим диаметра скважины, с закрепленной на ней верхней части рукава, с крышкой, на которой расположен патрубок для подачи сжатого воздуха, и имеющую приспособление для закрепления ее в устье скважины и опорный элемент, ограничивающий глубину погружения головки в скважину, отличающееся тем, что водоотводящие шланги выполнены из водостойкого материала, имеют гладкую наружную поверхность, поперечную жесткость, обеспечивающую несущественное уменьшение их проходного поперечного сечения при воздействии наружного давления и продольную гибкость, достаточную для наматывания их на барабаны, а рукав выполнен из стойкого к воде и ВВ материала, обладающего гибкостью, позволяющей образовывать стенками рукава складки с перегибом на 180° без нарушения целости материала при давлении сжатого воздуха, причем нижний конец рукава герметизирован и снабжен грузом для обеспечения его погружения через воду на дно скважины, при этом через головку пропущена часть рукава, верхний конец которого, будучи расправлен, охватывает верхний срез отрезка трубы головки и герметично зажат через уплотнительные прокладки крышкой головки посредством зажимов, а приспособление для закрепления головки в устье скважины выполнено в виде резинового фартука, армированного гибкими, прочными продольными элементами, при этом верхняя часть резинового фартука прочно закреплена на нижней части отрезка трубы головки, нижняя же часть резинового фартука разрезана на продольные полосы, которые при подаче в рукав сжатого воздуха имеют возможность прижиматься к стенке скважины, а средняя часть фартука, примыкающая к нижнему срезу отрезка трубы головки, служит опорой для рукава при подаче в него давления сжатого воздуха (RU 2232372 С1, 10.07.2004, F42D 1/08).

По конструкции известное устройство сложно, равно как трудоемко его применение. Например, в начале в верхнюю часть обводненной скважины опускают отрезок трубы головки устройства до соприкосновения его опорных элементов с поверхностью уступа, затем в заданных местах головки между отрезком трубы и стенкой скважины опускают в скважину водоотводящие шланги до самого дна. После этого в раскрытый нижний конец рукава закладывают необходимого веса груз, чтобы обеспечить, погружение рукава в воду. В качестве груза могут быть использованы плотные куски и шашки ВВ. Затем нижнюю часть рукава герметизируют путем завязывания его шпагатом или тонкой бечевкой и опускают рукав через отрезок трубы головки до самого дна скважины. После этого от компрессора в рукав плавно падают сжатый воздух, обеспечивая его давлением удаление воды из скважины. После окончания истечения воды давление воздуха в рукаве быстро сбрасывают, извлекают водоотводящие шланги из скважины и начинают заполнение рукава ВВ. При заполнении рукава ВВ устанавливают боевики. Оставшуюся часть скважины заполняют забойкой.

Так же известен полиэтиленовый рукав для заряжания нисходящих скважин, герметизированный с одного конца, второй конец которого закреплен на устье скважины с возможностью подачи в полость рукава ВВ, при этом для удержания рукава с низкоплотным ВВ в обводненной скважине оно снабжено закрепленными на герметизированном конце рукава грузом и фиксирующим приспособлением, которое выполнено в виде парашюта-фиксатора из твердого материала, имеющего форму полого усеченного конуса с оторочкой большего основания, диаметр которого больше или равен 1,1 диаметра скважины, а угол конусности ≤75° (RU 2133007 С1, 10.07.1999, F42D 1/08, F42D3/04).

Это решение принято в качестве прототипа.

На конце герметизированного рукава закрепляют груз и парашют-фиксатор и опускают в скважину, заполненную водой. После достижения грузом и парашютом-фиксатором дна скважины в рукав подают низкоплотное ВВ с газогенерирующей добавкой в количестве, позволяющем уменьшить начальную плотность ВВ. При уменьшении плотности ВВ заряд будет подниматься по рукаву, а парашют-фиксатор будет удерживать нижний конец рукава с зарядом ВВ у дна скважины. При этом парашют-фиксатор рассчитан на усилие выдергивания до 300 кг и более. При заряжании полиэтиленовый рукав будет стремиться всплыть и таким образом создается условие минимального касания рукавом стенок скважины. При заряжании скважины после подачи ВВ верхний участок заполняют забойкой из песка или мелкой породы.

Такое решение организационно сложно выполнимо. При погружении груза рукава с фиксатором-парашютом на дно скважины сам рукав находится в не распрямленном состоянии и при этом находится в погруженном в воду состоянии (вода оказывает давление на сжатый рукав, сплющивая его стенки). Подача ВВ проводится сверху в ту часть рукава, которая находится поверх воды. В патенте указано, что подают в рукав низкоплотное ВВ, в котором потом еще больше понижают плотность газогенерирующими добавками. Но, если ВВ низкоплотное (с плотностью ниже плотности грунтовой воды), то оно будет находиться поверх воды и не уйдет внутрь сплющенного рукава. Внутрь сжатого рукава может проникнуть только ВВ с высокой плотностью, превышающей плотность грунтовой воды. При этом подача такого высокоплотного ВВ должна быть с серьезным напором, чтобы преодолеть давление воды на стенки рукава. При низкоплотном ВВ этого нельзя достичь. Предположение о возможности выдавливания грунтовой воды за счет нагнетания низкоплотного ВВ в сплющенный рукав не соотносится с физикой природных явлений.

При заряжании обводненных нисходящих скважин возможна откачка насосом большей части воды из полости скважины, но в зоне дна скважины все равно остается слой воды. Если после откачки и до момента заряжания скважины прошло время, то этот слой воды увеличивается из-за притока дополнительной воды из грунта. При работе с большим количеством скважин при контурном взрывании такое явление является частым. Кроме того, не всегда возможно осушить все скважины и приходится работать со скважинами, заполненными водой. В связи с этим важным становится решение задачи по укладке концевой герметичной части рукава на дно скважины при любом количестве в ней воды и решение задачи по стабилизации положения рукава в скважине в момент заполнения рукава низкоплотным ВВ.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в создании рукава для обводненных нисходящих скважин, обладающего возможностью гарантированной укладки на дно скважины даже в условиях наличия в ней воды и зацепления со стенкой скважины для исключения всплытия рукава при его заполнении низкоплотным ВВ.

Указанный технический результат достигается тем, что в рукаве для заряжания обводненных скважин низкоплотным взрывчатым составом, представляющем собой герметизированную с одного конца трубчатой формы оболочку из водонепроницаемого гибкого материала, обладающего свойством не удержания формы и погружаемую в скважину, при этом с герметизированным концом оболочки связан груз с удельной плотностью, превышающей удельную плотность заполняющей скважину грунтовой воды, а другой конец оболочки использован для ввода в ее полость шланга подачи взрывчатого состава, груз выполнен из центральной части в форме усеченной пирамиды из тяжелого бетона, в которой по кране мере две противоположно лежащие грани выполнены плоскими и наклонены к основанию пирамиды под одинаковым углом, и из башмаков, каждый из которых выполнен в виде цилиндра из высокоплотного материала (например, тяжелого бетона) с направленным от верхнего основания к нижнему плоским скосом, угол наклона которого к верхнему основанию равен углу наклона плоской грани центральной части, каждый башмак скосом обращен к одной плоской грани центральной части с расположением образующей такого цилиндра («башмака») вдоль стенки скважины, - при этом вдоль высоты усеченной пирамиды выполнено сквозное отверстие для пропуска шнура, один конец которого связан с основанием этой пирамиды, а другой прикреплен к герметизированному концу трубчатой формы оболочки, а в башмаках выполнены поперечные сквозные отверстия для пропуска в каждом башмаке шнура, один конец которого связан с этим башмаком, а другой прикреплен к герметизированному концу трубчатой формы оболочки с расположением нижней части плоского скоса каждого башмака на верхней части плоской грани усеченной пирамиды.

При этом угол наклона граней усеченной пирамиды относительно высоты самой усеченной пирамиды и плоских скосов относительно образующей цилиндров равен 20°.

Указанные признаки взаимосвязаны между собой и являются существенными с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.

На фиг. 1 - общий вид груза;

фиг. 2 - показан рукав с грузом в момент его опускания в обводненную скважину;

фиг. 3 - показан рукав с грузом в момент касания груза дна обводненной скважины;

фиг. 4 - показан рукав с грузом в момент фиксации рукава на дне обводненной скважины;

фиг. 5 - положение элементов груза при опускании в скважину и при касании дна;

фиг. 6 - положение элементов груза при фиксации рукава на дне скважины;

фиг. 7 - общий вид груза с тремя башмаками клиновой формы, положение элементов при опускании рукава в обводненную скважину;

фиг. 8 - то же, что на фиг. 7, при касании дна;

фиг. 9 - то же, что на фиг. 7, при фиксации рукава на дне;

фиг. 10 - общий вид груза с четырьмя башмаками клиновой формы, положение элементов при опускании рукава в обводненную скважину;

фиг. 11 - то же, что на фиг. 10, при касании дна;

фиг. 12 - то же, что на фиг. 10, при фиксации рукава на дне;

фиг. 13 - общий вид груза с девятью башмаками клиновой формы, положение элементов при опускании рукава в обводненную скважину;

фиг. 14 - то же, что на фиг. 13, при касании дна;

фиг. 15 - то же, что на фиг. 13, при фиксации рукава на дне.

Согласно настоящему изобретению, рассматривается конструкция рукава, применяемого при заряжании нисходящих обводненных скважин взрывчатым составом, имеющим плотность (менее 1 г/см³) ниже плотности грунтовых вод. Данный рукав позволяет заряжать скважины, заполненные водой, частично опорожненные откачкой или опорожненные, но с водой в донной части. В частности, рассматривается рукав для нисходящих вертикальных скважин контурного взрывания, предназначенных для формирования при взрыве трещин вдоль охваченного скважинами периметра и получения гладкой поверхности отбойки породы от основного массива при сохранении сплошности этого массива. Это объясняется тем, что при взрыве контурных скважин образуется экранирующая щель, а ударные волны зарядов рыхления гасятся экранирующей щелью и разрушающее действие заряда в глубь массива снижается.

Рукав (фиг. 1) выполнен в виде герметизированной с одного конца трубчатой формы оболочки 1 из водонепроницаемого гибкого материала, обладающего свойством не удержания формы. Это позволяет хранить рукав в скрутке и это удобно при транспортировке большого количества рукавов к месту оконтуривания зоны взрывания. Полость оболочки используется для введения в нее зарядного шланга 2 для заполнения ВВ. Шланг вводится на всю длину оболочки (или почти на всю длину) и по мере заполнения ВВ шланг поднимается в сторону горловины (открытого конца). В частности, для расправления рукава при его опускании в скважину может быть дополнительно использовано устройство удержания рукава по RU 96945 U1, 20.08.2010. (Устройство заряжания скважин) - во избежание перехлестывания и схлопывания рукава.

К рукаву предъявлено только одно требование - это быть выполненным из водонепроницаемого материала. В качестве такого материала могут использоваться водонепроницаемые ткани или полимерная пленка. Водонепроницаемые ткани - это ткани, которые по своей сути были обработаны, чтобы стать устойчивыми к проникновению воды и намоканию. Обычно это натуральные или синтетические ткани, которые ламинированы или покрыты гидроизоляционными материалами, такими как воск, резина, полиуретан (PU), поливинилхлорид (ПВХ), силиконовый эластомер или фторполимеры.

В части применения водонепроницаемой ткани возможно использование водонепроницаемых тканей с функцией пропускания воздуха (так называемые дышащие ткани). При заполнении рукава возможно образование воздушных карманов в оболочке. В этом случае воздух может выходить через ткань в воду.

Поперечный размер рукава выбирается в зависимости от диаметра нисходящей скважины, который выбирается с учетом физико-механических свойств горных пород, требуемой степени их дробления и объемов горных работ. На карьерах, как правило, применяются скважины диаметром 100-320 мм. Скважины малого диаметра применяются в крепких трудновзрываемых породах, а скважины большого диаметра - в легко и средневзрываемых породах. Для контурного взрывания обводненные скважины, как правило, имеют диаметр 100-160 мм.

Герметизированный конец 3 трубчатой формы оболочки запечатан, например завязан узлом 4, как это показано на прилагаемых фиг. 2-3, или выполнен иначе, но, главным является то, что к этому концу можно прикрепить груз 5. Груз 5 выполнен из материала с удельной плотностью, превышающей плотность грунтовой воды, что позволяет гарантировано считать, что помещенный в скважину груз опустится на дно скважины. В рамках настоящего решения в качестве материала для груза используется бетон с удельной плотностью примерно 2700 кг/м³ (относится к тяжелым бетонам с удельной плотностью от 2000 до 2700 кг/м³), что существенно превышает среднюю удельную плотность грунтовых вод 1000 кг/м³. Возможно применение тяжелых марок бетона с наполнителем из баритового песка (барит - минерал сульфата бария), позволяющем достигать плотности 4000 кг/м³. Обычно грунтовые (подземные) воды имеют плотность, близкую к плотности чистой воды, которая составляет около 1000 кг/м³. В части применения тяжелого бетона не важным становится его химическое взаимодействие с грунтовой водой в силу того, что такие химические процессы не являются скоротечными, а нахождение бетона в скважине имеет кратковременный характер, за время которого эти реакции могут и не начаться. В связи с этим компонентный состав бетона может быть упрощенным и не содержать специализированные добавки (пластифицирующие, противоморозные, гидрофобизирующие, регулирующие вязкость и т.д.). Кроме того, использование бетона позволяет отливать пирамиды и башмаки предлагаемого устройства непосредственно на месте применения: например, в многоразовые силиконовые формы.

Груз 5 (фиг. 1) для скважины диаметром 100-160 мм представляет собой сборное изделие, которое состоит из центральной части 6 и башмаков 7 клиновой формы.

Центральная часть 6 выполнена в форме усеченной пирамиды, в которой по кране мере две противоположно лежащие грани 8 выполнены плоскими и наклонены к основанию пирамиды под одинаковым углом а, при этом угол Р наклона плоских граней 8 относительно высоты усеченной пирамиды должен быть менее 26,5°. При таком угле Р с учетом минимального коэффициента трения бетона о бетон, равном 0,5, исключается самопроизвольное заклинивание на контактирующих поверхностях. Величина этого угла получена расчетным путем и подтверждена экспериментально. То есть, любое тело из тяжелого бетона помещенное своей плоскостью на плоскость грани 8 будет соскальзывать в этой грани, в том числе и в грунтовой воде. Но при формовании бетонного изделия с учетом полимеризации и допускаемых отклонений, в реальности, отформованное изделие имеет достаточные погрешности в размерах, в связи с чем величина угла β оптимизирована до величины 20°, при которой все погрешности и отклонения не оказывают влияние на гарантированное соскальзывание по грани 8.

Башмаки 7 клиновой формы выполнены каждый в виде цилиндра с направленным от верхнего основания к нижнему плоским скосом 9, угол наклона которого к верхнему основанию равен углу наклона (20°) плоской грани 8 центральной части.

Каждый башмак скосом 9 обращен к одной плоской грани 8 центральной части с расположением образующей бетонного цилиндра вдоль стенки скважины. Угол β наклона плоских скосов относительно образующей цилиндров равен 20°.

Груз 5 прикрепляют шнурами к концу 3 оболочки. Для этого вдоль высоты усеченной пирамиды выполнено сквозное отверстие 10 для пропуска шнура 11, один конец которого связан с основанием этой пирамиды, а другой прикреплен к герметизированному концу трубчатой формы оболочки. А в башмаках выполнены поперечные сквозные отверстия 12 для пропуска в каждом башмаке другого шнура 13, один конец которого связан с этим башмаком, а другой, уложенный в проточку 14 на скосе 9, так же прикреплен к герметизированному концу трубчатой формы оболочки. Но длина шнуров 13, выведенных из башмаков, выбирается меньше длины шнура 11, выведенного из центральной части с тем, чтобы нижняя часть плоского скоса каждого башмака лежала бы на верхней части плоской грани усеченной пирамиды. В этом случае элементы груза занимают исходное положение, как оно показано на фиг. 1. В вывешенном состоянии центральная часть просто висит на шнуре 11, а подвешенные башмаки прижимаются частью поверхностей скосов 9 к верхней поверхности плоских граней 8 усеченной пирамиды. В таком собранном виде поперечный размер груза меньше диаметра скважины.

Под термином «шнур» понимается веревка, тросик и похожие гибкие элементы, которые легко изменяют свою форму и, по сути, представляют нерастяжимую гибкую связь с высоким сопротивлением на разрыв, но с малым сопротивлением на изгиб и прогиб.

Заявленное решение в части исполнения груза рассматривается на примере использования двух башмаков (как это показано на фиг. 1). Применение двух башмаков - это минимизированный вариант, позволяющий наглядно продемонстрировать процесс фиксации рукава в скважине, заполненной водой, но он имеет недостаток в том, что два башмака необходимо принудительно позиционировать относительно плоских граней 6 усеченной пирамиды. Это можно сделать за счет, например, поперечной обвязки двух башмаков монтажной веревкой, которая не позволяла бы выходить башмакам на соседние грани усеченной пирамиды. В связи с этим преимущественным вариантом в части исключения необходимости позиционирования скосов башмаков относительно плоских граней центрально части является применение усеченной пирамиды с правильным треугольником в основании, где все боковые грани плоские, и трех башмаков клиновой формы. В подвешенном положении башмаки под собственным весом прижимаются скосами к граням и не имеют возможности выйти за границы граней и перейти на смежные грани (фиг. 7-9). Увеличение числа граней усеченной пирамиды ведет к увеличению количества охватывающих пирамиду башмаков. На фиг. 10-12 показан груз с пирамидой с квадратом в основании и четырьмя башмаками, а на фиг. 13-15 показан груз с пирамидой с девятиугольным многоугольником в основании и девятью башмаками. Выбор правильной усеченной пирамиды обусловлен тем, что она при подвесе обладает правильной развесовкой, то есть при ее подвесе она не кренится (если точка подвеса в геометрическом центре основания). В связи с этим положение башмаков, контактирующих с плоскими гранями такой пирамиды, то же не будут иметь перекосов. Это важно для того, чтобы при опускании груза в скважину этот груз в сборке не перекосился относительно стенок скважины и не заклинился прежде, чем достигнет дна скважины.

Высота усеченной пирамиды и высота башмаков могут варьироваться. Например, высота пирамиды может быть больше высоты цилиндра башмаков или наоборот. Или эти высоты равны. Существенным является не высота элементов груза, а расположение башмаков с контактом на поверхности граней в верхней части усеченной пирамиды.

Применяется заявленное решение следующим образом (фиг. 2-4).

Готовую сборку в виде оболочки 1, к герметичному концу которой привязан груз 5, в котором усеченная пирамида выступает снизу по отношению к башмакам, независимо от состояния самой оболочки, вместе со шлангом 2, опускают в скважину, в которой, например, есть грунтовая вода 15 (не осушена или частично осушена или после осушки вода начала снова притекать в скважину) (фиг. 2 и 5). Под собственным весом груз компактно уложен так, что башмаки касаются плоских граней пирамиды только в верхней части пирамиды (решается за счет разницы в длине подвесов - шнуров). При опускании в воду груз из тяжелого бетона увлекает оболочку за собой, при этом вода начинает выдавливаться вверх (фиг. 3). Опускают груз до тех пор, пока большое основание не коснется дна скважины. Движение пирамиды останавливается, ее шнур 11 начинает провисать. Но от чего приподнятые над пирамидой башмаки под собственным весом начинают скользить своими скосами 9 по плоским граням 6 (фиг. 3) вниз. При скольжении вниз башмаки раздвигаются (совершая сложное движение: помимо вертикального (продольного) перемещения, совершают перемещение в горизонтальной (поперечной) плоскости). Это движение скольжения башмаков проходит до упора цилиндрической поверхности башмаков в стенку скважины, что может произойти как при неполном оседании башмаков, так и при их нахождении в зоне дна скважины (фиг. 4 и 6). Расхождение башмаков в поперечном направлении в итоге приводит к клиновому запиранию башмаков на пирамиде и на стенке скважины.

За счет того, что оболочка связана шнуром с пирамидальным элементом рассматриваемого устройства, происходит стопорение и фиксация оболочки рукава относительно дна и стенок скважины. При клиновом запирании шнуры 13 башмаков натягиваются, и оболочка удерживается этими шнурами. В дальнейшем осуществляют подачу ВВ по шлангу с одновременным вытаскиванием шланга по мере заполнения оболочки взрывчатой смесью. Оболочка распрямляется, выкладывается по высоте скважины, при этом форма самой оболочки, ее изогнутость и другие деформации не играют функциональной роли.

По мере заполнения оболочки, зарядный шланг поднимается в верх. При полном заполнении оболочки в зазоре между стенкой оболочки и стенкой скважины остается только та часть грунтовой воды, которая равна объему этого зазора. При заполнении оболочки происходит ее некоторое «раздутие» - с увеличением ее диаметра, что приводит к вытеснению воды из зазора между стенками вверх. Стенка оболочки начинает контактировать со стенкой скважины. Происходит контактное залипание стенок, что фиксирует положение заполненной оболочки и не дает ей возможности осесть. Избыток воды вытекает через устье скважины. В итоге, в самом неблагоприятном случае, вода находится в зазорах груза и в верхней части оболочки, а сама оболочка, заполненная взрывчатым составом, позиционирована относительно стенки скважины и удерживается грузом на дне скважины. Обеспечивается точное проектное заглубление заряда ВВ в скважине. Данный процесс описан применительно к случаю, когда в осушенной скважине вода остается или накапливается только в придонной зоне. Но, если скважина не осушена, и вода ее полностью заполняет, то этот же процесс укладки и заполнения оболочки взрывчатым веществом остается без изменений, за исключением того, что большее количество воды будет вытекать наружу через устье скважины.

Для заявленного случая, наличие воды в скважине не является препятствием для ее заряжания. Применение груза заявленной конструкции гарантированно обеспечивает укрепление оболочки заполненной ВВ на дне скважины и исключает ее всплытие. А постепенное заполнение оболочки низкоплотным взрывчатым веществом составом позволяет в том же темпе заполнения сформировать процесс выдавливания воды в сторону устья скважины. Оставшаяся в полостях зазоров вода не препятствует срабатыванию взрывчатого вещества от промежуточного детонатора, помещенного в нижнюю часть рукава или располагаемого в центральной части оболочки.

Настоящее изобретение промышленно применимо и позволяет заряжать обводненные нисходящие скважины низкоплотными взрывчатыми веществами без дополнительных (обязательных) операций по осушению скважин, что существенно сокращает время на подготовку взрывных скважин контурного ряда к взрыванию.

Изобретение относится к горновзрывным работам. Рукав для заряжания обводненных скважин низкоплотным взрывчатым составом представляет собой герметизированную с одного конца трубчатой формы оболочку из водонепроницаемого гибкого материала, обладающего свойством не удержания формы, погружаемую в скважину. С герметизированным концом оболочки связан груз с удельной плотностью, превышающей удельную плотность заполняющей скважину грунтовой воды. Груз выполнен из центральной части в форме усеченной пирамиды из тяжелого бетона, в которой как минимум две противоположно лежащие грани выполнены плоскими и наклонены к основанию пирамиды под одинаковым углом, и из башмаков, каждый из которых выполнен в виде цилиндра из тяжелого бетона с направленным от верхнего основания к нижнему плоским скосом, угол наклона которого к верхнему основанию равен углу наклона плоской грани центральной части. Каждый башмак скосом обращен к одной плоской грани центральной части с расположением образующей бетонного цилиндра вдоль стенки скважины. Вдоль высоты усеченной пирамиды выполнено сквозное отверстие для пропуска шнура, один конец которого связан с основанием этой пирамиды, а другой прикреплен к герметизированному концу трубчатой формы оболочки. А в башмаках выполнены поперечные сквозные отверстия для пропуска в каждом башмаке шнура, один конец которого связан с этим башмаком, а другой прикреплен к герметизированному концу трубчатой формы оболочки с расположением нижней части плоского скоса каждого башмака на верхней части плоской грани усеченной пирамиды. Техническим результатом является создание рукава, обладающего возможностью гарантированной укладки на дно скважины даже в условиях наличия в ней воды и зацепления со стенкой скважины для исключения всплытия рукава при его заполнении низкоплотным взрывчатым веществом. 1 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Рукав для заряжания обводненных скважин низкоплотным взрывчатым составом, представляющий собой герметизированную с одного конца трубчатой формы оболочку из водонепроницаемого гибкого материала, обладающего свойством не удержания формы, погружаемую в скважину, при этом с герметизированным концом оболочки связан груз с удельной плотностью, превышающей удельную плотность заполняющей скважину грунтовой воды, а другой конец оболочки использован для ввода в ее полость шланга подачи взрывчатого состава, отличающийся тем, что груз выполнен из центральной части в форме усеченной пирамиды из тяжелого бетона, в которой по крайней мере две противоположно лежащие грани выполнены плоскими и наклонены к основанию пирамиды под одинаковым углом, и из башмаков клиновой формы, каждый из которых выполнен в виде цилиндра из тяжелого бетона с направленным от верхнего основания к нижнему плоским скосом, угол наклона которого к верхнему основанию равен углу наклона плоской грани центральной части, каждый башмак скосом обращен к одной плоской грани центральной части с расположением образующей бетонного цилиндра вдоль стенки скважины, при этом вдоль высоты усеченной пирамиды выполнено сквозное отверстие для пропуска шнура, один конец которого связан с основанием этой пирамиды, а другой прикреплен к герметизированному концу трубчатой формы оболочки, а в башмаках выполнены поперечные сквозные отверстия для пропуска в каждом башмаке шнура, один конец которого связан с этим башмаком, а другой прикреплен к герметизированному концу трубчатой формы оболочки с расположением нижней части плоского скоса каждого башмака на верхней части плоской грани усеченной пирамиды.

2. Рукав по п. 1, отличающийся тем, что угол наклона граней относительно высоты усеченной пирамиды и плоских скосов относительно образующей цилиндров равен 20°.