ПАТРОН ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА

Полезная модель относится к горнодобывающей промышленности и может быть использована при производстве взрывных работ в породах любой степени обводненности.
В настоящее время широкое распространение получило применение эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ) на взрывных работах в горнодобывающей промышленности.
Разрушаемые горные массивы, как правило, крайне неоднородны по строению: имеют блочное строение с сильно развитой системой трещин между слагающими массив блоками.
В процессе бурения массивов получают скважины для последующего размещения в них эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ), в результате чего скважины пересекают трещины.
При заряжании в скважины ЭВВ, оно зачастую растекается по трещинам. Это ведет к безвозвратным потерям ЭВВ и невозможности детонации ЭВВ в узких щелях при их ширине, меньшей критического диаметра детонации данного ЭВВ.
Прототипом полезной модели является устройство, реализующее способ заряжания наклонных скважин зарядом с диаметром, меньшим, чем диаметр пробуренной скважины, содержащее патрон взрывчатого вещества с гофрированным водонепроницаемым рукавом из эластичного материала с эмульсионным ВВ внутри, нижний торец которого герметизирован, а верхний закреплен на зарядном шланге зарядной машины - патент РФ №2305823, F42D 1/08, 2007 г.
К недостаткам прототипа следует отнести следующие:
- устройство не предусматривает заряжания вертикальных скважин, а только наклонных;
- за счет того, что диаметр рукава меньше диаметра скважины, возможно всплытие заряда под действием архимедовой силы, т.е. за счет разности плотностей ВВ и скважинной воды;
- предусматривается предварительное собирание рукава в гофру, в связи с чем очевидны трудности при опускании конструкции в скважину, когда наружный диаметр гофрированной сборки будет соизмерим с диаметром скважины, рукав будет цепляться за стенки, из-за чего возможны его порывы.
Техническая задача, решаемая полезной моделью - создание простого, содержащего минимальное количество элементов и надежного устройства для механизированного заряжания эмульсионными взрывчатыми веществами как сухих, так и обводненных скважин.
Эта задача решена патроном взрывчатого вещества, содержащим тканевый рукав с герметичным нижним торцем и размещенным с закреплением внутри него шлангом зарядной машины, рукав заполняют эмульсионным промышленным взрывчатым веществом, его длина равна длине колонки формируемого патрона, рукав выполнен из тканого полотна путем сшивания его боковых срезов по длине с закреплением в шве через равные промежутки величиной не менее четырех диаметров рукава одного или двух отрезков тесьмы длиной не менее четырех диаметров зарядного шланга, а закрепление рукава на зарядном шланге зарядной машины выполнено путем стягивания отрезков тесьмы в обхват зарядного шланга зарядной машины.
В частных случаях применения устройства диаметр рукава может быть меньше, равен или больше диаметра скважины.
При этом возможны следующие дополнительные эффекты:
- при диаметре рукава меньше диаметра скважины возможна реализация так называемого «щадящего» режима взрывания: когда заряд ВВ не контактирует с взрываемой горной породой, а боковой зазор между колонкой патрона и стенкой скважины демпфирует высокое детонационное давление от детонации патрона. В результате на взрываемую породу оказывается меньшее бризантное воздействие и не происходит переизмельчения породы в ближней зоне взрыва, что так важно при взрывании строительного камня на щебень: так как получаемая при переизмельчении пылевидная фракция не ценится;
- условие равенства диаметра рукава диаметру скважины является оптимальным для варианта, когда плотность формируемого патрона больше плотности внутрискважинной воды. Оказывается максимальное бризантное воздействие взрыва на разрушаемую породу. При этом нет перерасхода материала рукава;
3
3
- применение варианта, при котором диаметр рукава больше диаметра скважины целесообразно в условиях, когда плотность формируемого патрона меньше плотности внутрискважинной воды, например, на кимберлитовых карьерах компании «АЛРОСА» плотность внутрискважинных вод составляет до 1,4 г/смза счет высокого содержания растворенных солей, а плотность эмульсионных ВВ - не выше 1,28 г/см. За счет большего диаметра рукава относительно диаметра скважины происходит распирание рукава в скважине при его заполнении ЭВВ (за счет имеющихся в скважине неровностей и трещин), что препятствует всплытию патрона.
На фиг.1 и фиг.2 показано устройство при размещении его в скважине, на фиг.3 и фиг.4 - конструкция рукава.
Патрон взрывчатого вещества содержит тканевый рукав 1 с герметичным нижним торцем 2. Внутри рукава 1 размещен и закреплен шланг 3 зарядной машины; рукав заполнен эмульсионным промышленным взрывчатым веществом ВВ 4. Длина рукава 1 равна длине скважины 5; он выполнен из тканого полотна, например, полиамидной ткани.
Рукав выполнен (фиг.3, 4) путем сшивания боковых срезов полотна по его длине с закреплением в шве 6 через равные промежутки величиной не менее четырех диаметров рукава, одного или двух отрезков тесьмы 7 длиной не менее четырех диаметров зарядного шланга. Закрепление рукава 1 на шланге 3 зарядной машины выполнено путем стягивания отрезков тесьмы 7 в обхват зарядного шланга 3 и осуществляется любым из известных видов узлов: «тещин», «академический», «бабий», «воровской», «дубовый», «кинжальный», «лиановый», «охотничий» и др.
Устройство используют следующим образом.
Рукав 1 одевают на шланг 3 зарядной машины и фиксируют на нем при помощи тесьмы 7, которую стягивают поверх рукава и завязывают узлом.
Предварительно в скважину опускают промежуточный детонатор 8 на волноводе или детонирующем шнуре 9.
Одетый на шланг 3 рукав 1 опускают в заряжаемую скважину 5 до дна.
Включают смесительно-зарядную машину, которая закачивает ЭВВ в скважину 5 (внутрь рукава 1).
Длина рукава 1 соответствует длине формируемого из ЭВВ патрона. Все ЭВВ, как правило, водоустойчивые. Поэтому контакт ЭВВ с водой в верхней части оболочки рукава 1 (открытой) не критичен, что позволяет применять рукав длиной меньшей уровня 10 воды в скважине 5.
Обладая высокой вязкостью, ЭВВ не фильтруется через ткань.
Кроме того, при формировании патрона, когда ЭВВ выливается из шланга 3 со скоростью, как правило, более 1 м/с, не происходит взмучивания и перемешивания ЭВВ с буровым шламом, оставшимся после бурения на дне скважины. Это улучшает качество взрыва, в частности, проработку взрывом нижней части взрываемого массива.
Вода вытесняется из скважины 5 за счет образующегося из ЭВВ 4 внизу скважины 5 и увеличивающегося в объеме (и по высоте скважины) «поршня».
Применение тесьмы, встрачиваемой в боковой шов рукава 1, имеет следующие положительные эффекты:
- рукав не соскакивает со шланга при опускании в скважину;
- рукав не «распускается» в скважине после опускания и не препятствует (как парус) выходу воды из скважины;
- рукав легко сходит со шланга при заряжании (при формировании патрона), т.к. поверхность шланга, как правило, ровная и ткань легко по ней скользит при небольшом осевом усилии;
- образуется патрон циклично переменного по длине сечения 11, что влечет за собой эффект циклично изменяющейся по длине патрона скорости детонации при взрывании. При этом разрушаемые породы испытывают циклическую нагрузку, что способствует их более эффективному разрушению.
Предлагается два варианта (фиг.3а, б) использования тесьмы 7: вшиванием одного или двух отрезков. Вшивание одного отрезка проще при изготовлении, но для стягивания им рукава 1 возможно применение ограниченного количества конструкций узлов (например, «бабий» или «штык»). Вшивание двух отрезков сложнее при изготовлении, но для стягивания им рукава 1 возможно применение большего количества конструкций узлов.
Длина вшиваемых отрезков тесьмы 7 (не менее четырех диаметров зарядного шланга, что больше длины окружности наружного диаметра шланга L=π×D) выбирается, исходя из условия обхватывания тесьмой 7 зарядного шланга 3 с учетом толщины материала рукава и формирования стягивающего узла.