Скважинный заряд для контурного взрывания Советский патент 1993 года по МПК F42B1/02 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для буровзрыв- ного формирования гладких устойчивых бортов в глубоких карьерах, расположенных преимущественно в зоне распространения многолетней мерзлоты, а также для добычи штучных камней.

Известная разновидность направленного взрывания с применением скважинных зарядов для контурного взрывания(1). Скважина содержит зарядную полость, разделенную прокладкой на две части, в одной из которых размещено взрывчатое вещество (ВВ), а в другой - забоечный материал, предохраняющий законтуренный массив горных пород от разрушительного действия взрыва. Недостатком такого заряда являются значительные непроизводительные потери энергии взрыва, расходуемые в сторону запредельного массива и поглощенные защитным слоем забоечного материала и запредельным массивом. При этом для образования гладкой поверхности откосов требуется большой объем буровзрывных работ с часто расположенными скважинами. Кроме того, в наклонных скважинах затрудненного пространственное ориентирование забоечного материала и зарядов относительно запредельного массива. Более того, непосредственно кумулятивный эффект от

ю ю ел

ю

СО

взрыва такого заряда проявляется слабо, поскольку здесь не производится фокусиро- вание и концентрация, в заданном направлении потока продуктов детонации взрывчатого вещества.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является техническое решение кумулятивного заряда для от- деления блочного камня. Указанное техническое решение обеспечивает более эффективную разработку горного массива с помощью кумулятивных зарядов на предельном контуре. Однако для практического применения требуется разработать необходимые устройства, в частности, для компо- новки кумулятивных зарядов в скважине и микрозамедленного взрывания скважин 2. Недостатками являются также сложность пространственного ориентирования кумулятивных зарядов в скважинах относитель- но законтурного массива горных пород, большой обьем буровых работ, выделение большого количества ядовитых газов, отравляющих окружающую среду.

Цель изобретения является повышение кумулятивного эффекта за счет формы и самоустановки зарядов кумулятивными выемками в сторону смежных наклонных скважин. ; -,-,. -,- ....:.;:. .

Сущность изобретения заключается в том, что в скважинном заряде для контурного взрывания, включающем взрывчатое вещество с двумя продольными кумулятивными выемками, расположенны- ми противоположно, демпфирующие эле- менты и детонирующий шнур, пропущенный через взрывчатое вещество, заряд выполнен из центральной, промежу- точной и боковой секций, примыкающих друг к другу и размещенных в контейнере, при этом в поперечном сечении центральная секция выполнена в форме расширяющегося к концам двустороннего раструба и заполнена взрывчатым веществом, проме- жутбчныесекции выполнены в форметрапё- циевидной призмы и заполнены газонейтрализующим веществом, боковые секции выполнены в форме усеченного конуса и заполнены демпфирующими элементами, состоящими из забоечного материала. Кроме того, поверхность кумулятивных выемок покрыта слоем алюминия или дюралюминия или другого пластического металла, а в качестве газонейтрализующего вещества использован цеолит.

На фиг,1 изображена схема контейнерной компановки скважинного заряда; на фиг.2 - пространственное расположение контейнера в скважине; на фиг.З - схема определения фокусного расстояния кумулятивного заряда с продольной кумулятивной выемкой; на фиг.4 указаны параметры примера конкретного выполнения.

Устройство выполняется следующим образом.

Скважинный заряд скомпонован в виде трехсекционного контейнера, в котором первая секция 1,в заполненная взрывчатым веществом, имеет форму в поперечном сечении расширяющегося к концам двухстороннего раструба, оснащена на концах кумулятивными канавками 2 гиперболического или полуцилиндрического сечения, фокусирующими кумулятивную струю на расстоянии 2-10, R, где R - радиус кумулятивный канавки; вторая секция 3 - полная или заполненная газонейтрализующим материалом, например, цеолитом; третья секция 4, наполнения забоечным материалом, имеет форму сегмента,.а во взрывную сеть вставлено реле-замедлитель на 0,3-2 миллисекунды или дополнительный детонирующий шнур длиной Удш Дтмкз, где 7ДШ - скорость детонации детонирующего шнура, м/с; Лтмкз необходимая величина микрозамедления, с. Кроме того, поверхность кумулятивных канавок на полимерном или бумажном корпусе контейнера покрыта слоем алюминия, дюралюминия или другого пластичного металла толщиной 0,5-1,5 мм методом вакуумного напыления; монтажная веревка 5 пропущена в двух местах, предусмотренных для Этого в канавках 6 в третьей и первой секциях, так же пропущенные две нити детонирующего шнура 7. Компоновка контейнера с секциями и дополнительными устройствами (монтажной веревкой и т.д.) осуществлена с учётом размещения их в целом внутри контура скважины 8. При этом .ось кумулятивного заряда совмещается плоскостью формирования откоса 9.

Контейнер под действием преимущественного веса забоечного материала третьей секции прижимается к лежачему боку наклонной скважины и кумулятивный заряд устойчиво занимает указанное положение в проектной плоскости откоса, поэтому кумулятивная струя взрыва 10 прорезает щель точно в этой плоскости.

Секции 3, 4, как полые, так и заполненные специальными материалами, в том числе цеолитом или набоечным материалом, кроме того, выполняют функцию защиты целостности запредельного горного массива. При этом положение перегородки между второй и третьей секциями тем ближе к лежачему боку, чем болыие удельный вес забоечного материала. В общем случае устойчивость контейнера обеспечивается

условием , где РВв - вес взрывчатого вещества, кг; Р3м - вес забоечного материала в контейнере, кг.;

В зависимости от технологических удобств изготовления контейнера 11 (фиг.2) могут быть спаренными (строенными и т.д.) со съемными крылками 12, плотно закрывающими корпуса контейнеров 13. Для фиксации на монтажных веревках предусмотрены скобы крепления 14.

Пример. Пример разработан для оснащения м взрывания заоткосных контурных скважин кимберлитового карьера.

Исходные данные:

-заоткосные скважины пробуриваются диаметром 250 мм через 3 м, под углом наклона 65-75°, глубиной 29,5 м, на два уступа высотой по 15 м;

-скважины пробуриваются в толще вечной мерзлоты, сложенной в основном изве- стняком или доломитом, имеющим скорость распространения сейсмической волны взрыва в массиве соответственно 4900 и 3950м/с;

- скважины заряжаются гирляндами, состоящими из 2-х детонирующих шнуров и подвешенных на них связок из 2-4 двухсот- грЬммовых патронов аммонита 6 ЖВ, количество ВВ в одной скважине 29,5 м составляет 39 кг, обводненные скважины заряжаются гирляндами, смонтированными одиночной и спаренной четырехсотграммовой тротиловой шашкой;

взрывание всех заоткосных - контурных скважин в блоке производится в один прием, одновременно, с помощью детонирующего шнура.

Для конкретного примера применения предлагаемого устройства кумулятивного взрывания расчетный объем скважинных зарядов соответствует головному объему работ и составляет 80000 п.м., т.е. 80000:29, скважин, при этом водном блоке в среднем предусматривается 20 скважин.

Предлагаемые контейнеры кумулятивного заряда изготавливаются из ударопрочного примера толщиной стенок 1,5-3,0 мм. Перегородки, разделяющие секции контейнера, съемные и могут быть из другого материала, например, картона. Изготовление корпуса контейнера и его крышки производится под давлением натермопластовыхэв: томатах методом порционного вспрыскивания сырья в формовочную камеру.

Сборка скважинных зарядов (контейнеров, их заправка, ДШ, монтажных веревок) производится на специальном монтажном столе в здании подготовки ВВ. Заряжение скважин производится с помощью специ- альноср станка, обеспечивающего удобство раскручивания сложенных в кузов машины гирлянд, их поддерживания и Опускания в скважины.

Формула изобретения

1. Скважинный заряд для контурного взрывания, включающий взрывчатое вещество с двумя продольными кумулятивными выемками, расположенными противоположно, демпфирующие элементы и детонирующий шнур, пропущенный через взрывчатое вещество, о т л и ч а Ю щ и и с я тем, что, с целью повышения кумулятивного эффекта за счет формы и самоустановки зарядов кумулятивными выемками в сторону смежных наклонных скважин, заряд выполнен из центральной, промежуточной и боковой секции, примыкающих друг к другу и размещенных в контейнере, при этом в поперечном сечении центральная секция выполнена в форме расширяющегося к концам двустороннего раструба и заполнена взрывчатым веществом, промежуточные секции выполнены в форме трапециевидной призмы и заполнены газонейтрализующим веществом, боковые секции выполнены в форме усеченного конуса и заполнены демпфирующими элементами, состоящими из забоечного материала.

2. Заряд по п.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что поверхность кумулятивных выемок покрыта слоем алюминия, или дюралюминия, или другого пластичного металла.

3. Заряд по п.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в качестве газонейтрализующего вещества использован цеолит.

61S26.U

Устройство для кумулятивного взрывания скважинных зарядов относится к горному делу и может быть использовано для формирования гладких устойчивых бортов глубоких карьеров, расположенных преимущественно в зоне распространения вечной мерзлоты. Цель изобретения - повышение кумулятивного эффекта за счет формы и самоустановки зарядов кумулятивными выемками в сторону смежных наклонных скважин. Устройство включает компоновку скважинного заряда в виде трехсекционно- го контейнера, в котором первая является двусторонним кумулятивным зарядом, другие секции, представляя сейсмозащитные преграды для целостности законтурного массива, служат одновременно за счет гироскопического свойства для пространственной самоустановки кумулятивного заряда; во взрывной сети реле-замедлитель на 0,3-2 миллисекунды или микрозамёдляю- щая петля детонирующего шнура согласно сейсмическим свойствам горных пород. Обеспечивает гладкие устойчивые откосы уступов и бортов карьера. 2 з.п.ф-лы, 4 ил. Ё