ФИКСАТОР ЗАРЯДА ПРИ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ
CHARGE RETAINER DURING DRILLING AND BLASTING OPERATIONS

Изобретение относится к области взрывного дела в горнодобывающей промышленности, строительстве и предназначено для разработки массивов горных пород любой крепости в подземных рудниках не опасных по газу или пыли конструкция фиксатора заряда позволяет надежно удерживать заряд взрывчатого вещества (ВВ) в восходящих шпурах и скважинах при ручном и механизированном заряжании гранулированных или эмульсионных ВВ.
Известен способ взрывания восходящих скважин (Патент на изобретение №2234673) согласно которому восходящую скважину заряжают и производят забойку, в качестве которой используют фиксатор представляющий собой монолитный стержень из вязкого материала, например из сырого дерева со вставленной в расщеп конической пробкой между зарядом ВВ и упором, выполненным, например, в виде шпальной клетки на почве буровой выработки. Недостатком такого способа является то, что забойка в виде этого фиксатора имеет сложную конструкцию, требует значительных дополнительных материальных, трудовых затрат на транспортировку материала и установки забойки, невозможность применения эффективного способа взрывания в зажатой среде на неубранную горную массу, так как неубранная порода не позволит смонтировать упор для установки забойки.
Известен способ заряжания шпура (Патент на изобретение №2620113) согласно которому заряжают и производят фиксирование заряда ВВ, и забойку шпуров с помощью узла клин-фиксатора состоящего из цилиндрического фиксатора с плоскими щеками и плоского клина. Узел клин-фиксатор досылается забойником в шпур до упора клином в торец заряда взрывчатого вещества, затем резким толчком со стороны торца фиксатора клин входит в фиксатор, расширяет его щеки и фиксируется о стенки шпура. Недостатком такого способа является то, что узел клин-фиксатор упирается клином в торец заряда взрывчатого вещества и при его фиксировании резким толчком в торец фиксатора получается неконтролируемый динамический удар по заряду взрывчатого вещества и средству инициирования (детонатору), что нарушает требования безопасности ведения буровзрывных работ. При таком способе заряжания нельзя применять прямое инициирование.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является пластиковый затвор для забойки скважин «Red Pilgrin Сар МТI» производства Компании «Columbia Plastics LTD». Корпус этого затвора представляет собой полый усеченный конус с упругими лепестками, расположенными в торце широкой части корпуса под углом в количестве не менее трех закрытого с противоположного торца. Диаметр описанной окружности лепестков фиксатора заряда больше диаметра шпура или скважины. Недостатком данной конструкции является то, что при досылании затвора в скважину необходимо натягивать и удерживать волновод неэлектрической системы инициирования, провода электродетонатора от смещения, упругие лепестки прижимают их к стенке скважины и во время досылания затвора трут по ним, в результате чего средства инициирования могут быть повреждены. Выше перечисленные недостатки снижают качество и безопасность взрывных работ.
Техническим результатом заявляемого изобретения является простота и технологичность применения фиксатора заряда, возможность применения прямого инициирования, надежное фиксирование удержание и рассредоточение заряда ВВ в восходящих шпурах и скважинах при механизированном и ручном заряжании гранулированных или эмульсионных взрывчатых веществ, повышение качества, безопасности взрывных работ.
Технический результат достигается тем, что фиксатор заряда при помощи упругих лепестков или упругого пояска расклиниваясь надежно фиксирует и удерживает заряд гранулированного, эмульсионного ВВ в восходящих шпурах или скважинах в горных породах любой крепости. Волновод неэлектрической системы инициирования или провода электродетонатора располагаются в пространстве между упругими лепестками или в конусном отверстии внутри корпуса фиксатора заряда, что надежно защищает их от повреждений о стенку шпура, скважины или зарядный шланг, забойник при досылании фиксатора заряда в восходящие шпуры, скважины.
Сущность предложенных решений поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан фиксатор заряда для восходящих скважин диаметром 64-100 мм с корпусом фиксатора заряда в виде полого усеченного конуса с упругими лепестками в количестве не менее трех расположенными в торце широкой части корпуса под углом, совпадающим с углом полого усеченного конуса, концы которых загнуты под более крутым углом, закрытого с противоположной стороны глухим дном с упорами на внутренней поверхности в количестве не менее трех штук, где: 1 - корпус фиксатора, 2 - упругие лепестки, 3 - загибы, 4 - дно, 5 - упоры, 6 - пространство между упругими лепестками. Упругие лепестки и загибы на их концах служат для надежного удержания заряда ВВ в восходящих шпурах, скважинах. Пространство между упругими лепестками предназначено для расположения волновода неэлектрической системы инициирования или проводов электодетонатора и защиты их от повреждений о стенки скважины или зарядный шланг, забойник. Упоры, расположенные на дне внутри корпуса, служат для упора и центрирования зарядного шланга или забойника различных диаметров при досылании фиксатора заряда в шпур, скважину.
На фиг. 2 показан фиксатор заряда для восходящих шпуров диаметром 38-45 мм с корпусом, в виде полого цилиндра с упругими лепестками, расположенными в торце корпуса, под углом к нему в количестве не менее трех и сплошной перегородкой внутри по середине корпуса, где: 1 - корпус фиксатора, 2 - упругие лепестки, 6 - пространство между упругими лепестками, 7 - перегородка. Упругие лепестки служат для надежного фиксирования и удержания заряда ВВ в восходящих шпурах, скважинах. Пространство между упругими лепестками предназначено для расположения волновода неэлектрической системы инициирования или проводов электодетонатора и защиты их от повреждений о стенки скважины или зарядный шланг, забойник. Внутренняя перегородка посередине корпуса служит для упора зарядного шланга, забойника при досылании фиксатора заряда в шпур.
На фиг. 3 показан фиксатор заряда для восходящих шпуров диаметром 41-43 мм с корпусом в виде цилиндра с хвостовиком в форме усеченного конуса, конусным отверстием внутри и наружным конусообразным цельным или разделенным на две и более частей упругим пояском снаружи корпуса в месте перехода от цилиндра к хвостовику, где: 1 - корпус фиксатора, 8 - упругий поясок, 9 - хвостовик, 10 - конусное отверстие. Упругий поясок служит для надежного удержания заряда ВВ в восходящих шпурах, скважинах. Конусное отверстие предназначено для расположения волновода неэлектрической системы инициирования или проводов электодетонатора и защиты их от повреждений о стенки скважины или зарядный шланг, забойник. Хвостовик цилиндрического корпуса вставляется внутрь зарядного шланга, забойника и служит упором при досылании фиксатора заряда в шпур.
Фиксирование заряда ВВ для восходящих шпуров диаметром 38-45 мм, например с применением неэлектрической системы инициирования и фиксатора заряда с корпусом в виде полого цилиндра с упругими лепестками расположенными под углом и сплошной перегородкой внутри по середине корпуса поясняется фиг. 5, где: 1 - корпус фиксатора, 2 - упругие лепестки; 6 - пространство между упругими лепестками, 7 - перегородка, 11 - зарядный шланг (забойник), 12 - волновод неэлектрической системы инициирования, 13 - капсюль-детонатор, 14 - промежуточный детонатор, 15 - заряд ВВ, 16 - стенка шпура, и осуществляется следующим образом. После заряжания шпура взрывчатым веществом фиксатор заряда надеваем на конец зарядного шланга или забойника и досылаем в шпур до упора его в торец заряда ВВ. Во время досылания фиксатора заряда его упругие лепестки упираясь в стенку шпура расклиниваются в нем надежно удерживая заряд ВВ при этом волновод неэлектрической системы инициирования располагается в свободном пространстве между лепестками где он полностью защищен от механического воздействия о стенку шпура или зарядный шланг.
Фиксирование заряда ВВ для восходящих шпуров диаметром 41-43 мм, например с применением неэлектрической системы инициирования и фиксатора заряда с корпусом в виде цилиндра с хвостовиком в форме усеченного конуса, конусным отверстием внутри и наружным конусообразным упругим пояском поясняется фиг. 4, где: 1 - корпус фиксатора, 8 - упругий поясок, 9 - хвостовик, 10 - конусное отверстие, 11 - зарядный шланг (забойник), 12 - волновод неэлектрической системы инициирования, 13 - капсюль-детонатор, 14 - промежуточный детонатор, 15 - заряд ВВ, 16 - стенка шпура и осуществляется следующим образом. После заряжания шпура взрывчатым веществом конец волновода неэлектрической системы инициирования со стороны цилиндрического корпуса фиксатора заряда пропускаем через его внутреннее конусное отверстие и вводим внутрь зарядного шланга. Затем конусный хвостовик фиксатора заряда вставляем внутрь зарядного шланга и с помощью зарядного шланга досылаем фиксатор заряда в шпур до упора его в торец заряда ВВ. Во время досылания фиксатора заряда его упругий поясок конусообразной формы упираясь в стенку шпура расклинивается в нем надежно удерживая заряд ВВ при этом волновод находящийся внутри фиксатора полностью защищен от механического воздействия о стенку шпура или зарядный шланг.
Фиксирование заряда ВВ для восходящих скважин диаметром 64-100 мм, например с применением неэлектрической системы инициирования и фиксатора заряда с корпусом в виде полого усеченного конуса с упругими лепестками в количестве не менее трех расположенными в торце широкой части корпуса под углом совпадающим с углом полого усеченного конуса концы которых загнуты под более крутым углом, закрытого с противоположной стороны глухим дном с упорами на внутренней поверхности в количестве не менее трех штук осуществляется аналогично фиксированию заряда ВВ для восходящих шпуров диаметром 38-45 мм (фиг. 5) с применением фиксатора заряда с корпусом в виде полого цилиндра с упругими лепестками расположенными под углом и сплошной перегородкой внутри по середине корпуса.
Применение фиксатора заряда ВВ в шпуре, скважине позволяет повысить безопасность, качество, эффективность взрывных работ и удобство работы взрывперсонала.
Промышленное применение фиксатора заряда при буровзрывных работа позволяет исключить материальные и трудовые затраты на изготовление, транспортировку и монтаж механических запирающих забоек, устройств и приспособлений для их установки, повысить безопасность, качество, экономичность и технологичность взрывных работ.
Технико-экономическая эффективность достигается за счет отказа от применения механических запирающих забоек, дополнительных устройств и приспособлений для их монтажа и установки, за счет снижения материальных и трудовых затрат на их изготовление, транспортировку и установку.
Фиксаторы заряда при буровзрывных работах по заявляемому изобретению были испытаны и эффективно применяются в горнотехнических условиях подземных рудников в России: ПАО «ГМК «Норильский никель», ПАО АК «Алроса», АО «Евразруда» и Казахстане: ТОО «Фирма «Взрывтехнологии», ТОО «Искра-Сервис», АО «ТНК «Казхром» при отбойке шпуровыми зарядами в забоях горизонтальных выработок и скважинными зарядами при этажном, подэтажном обрушении горной породы.