ПАТРОНИРОВАННЫЙ ЗАРЯД ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА

Полезная модель относится к производству зарядов взрывчатых веществ для ведения взрывных работ в обводненных скважинах.
Стоимость ведения взрывных работ в обводненных скважинах может быть значительно снижена за счет применения дешевых аммиачно-селитренных взрывчатых веществ (ВВ). Сдерживающим фактором применения аммиачно-селитренных ВВ для заряжания обводненных скважин является высокая растворимость аммиачной селитры в скважинной воде. Одним из путей решения проблемы заряжания обводненных скважин неводоустойчивыми ВВ является гидроизоляция растворимого компонента ВВ - аммиачной селитры, в частности использование патронированных зарядов в водонепроницаемых оболочках (1-7).
Наиболее близким из известных технических решений к заявляемой полезной модели является патронированный заряд, состоящий из неводоустойчивого ВВ в двухслойном полимерном рукаве, торцы каждого рукава собраны в чуб и герметично заклипсованы или завязаны влагостойким шнуром или проволокой, при этом чуб внутреннего полимерного рукава перегнут на 180° и заправлен под наружный полимерный рукав (8), принятый авторами в качестве прототипа.
Недостатком патрона-прототипа является недостаточная водоустойчивость полимерного рукава особенно в местах закрепления пережима. При длительном нахождении патронированных зарядов в обводненной скважине до момента подрыва через чуб в патрон проникает вода. В процессе пережима полимерного рукава, собранного в чуб, всегда остаются зазоры капиллярного типа между стенками собираемого в чуб рукава. По этим капиллярным зазорам происходит медленное проникновение скважинной воды внутрь патрона, что ведет к намоканию слоев ВВ, прилегающих к месту пережима полимерного рукава. Полимерный материал рукава имеет из-за естественных дефектов при его изготовлении ограниченную по времени водонепроницаемость, что приводит к намоканию пристенных слоев ВВ особенно в глубоких скважинах при длительном нахождении патронов в воде под высоким гидростатическим давлением, к отказам при инициировании скважинных зарядов или неполной их детонации.
Технической задачей создания полезной модели является повышение эффективности ведения буровзрывных работ за счет гидроизоляции
неводоустойчивого состава ВВ, обеспечивающей надежную передачу детонации между патронами, поддержание устойчивого детонационного процесса по высоте колонки сформированной из патронированных зарядов ВВ в обводненной скважине.
Техническая задача была решена разработкой патронированного заряда, состоящего из неводоустойчивого ВВ в полимерном рукаве, торцы которого собраны в чуб, герметично закреплены и перегнуты на 180°, в котором место пережима собранного в чуб полимерного рукава размещают на расстоянии от торца патрона на расстоянии не менее его радиуса, внутрь чуба заливают несмешивающуюся с водой жидкость с вязкостью 4-8 пуаз, с температурой застывания не менее минус 30°С на высоту не менее радиуса пережима; затем чуб еще раз пережимают и закрепляют место пережима; чуб перегибают на 180°, при этом столб несмешивающейся с водой жидкости размещают и закрепляют на боковой поверхности патрона липкой лентой или другим известным способом.
В качестве несмешивающейся с водой жидкости с вязкостью 4-8 пуаз, температурой застывания не менее минус 30°С используют минеральные (нефтяные) масла, например автол, моторные масла.
Несмешивающаяся с водой жидкость с вязкостью 4-8 пуаз, температурой застывания не менее минус 30°С, размещенная внутри чуба между узлами пережима полимерного рукава, за счет более высокой вязкости, лучшей адгезии к полимерному материалу по сравнению с водой, закупоривает образовавшиеся при пережиме капиллярные зазоры (каналы) и тем самым предотвращает проникновение скважинной воды внутрь патрона, намокание слоев ВВ, прилегающих к месту пережима полимерного рукава в торцевой части патрона, что обеспечивает гидроизоляцию неводостойкого состава ВВ, надежное возбуждение детонации и поддержание устойчивого детонационного процесса по всей длине колонки скважинного заряда. Перегиб чуба полимерного рукава на 180° и закрепление его на поверхности патрона вдоль его оси способствует более плотной укладке патронов в скважине, уменьшению расстояния между патронами, что также обеспечивает надежную передачу детонации от патрона к патрону и поддержание устойчивого детонационного процесса по высоте колонки скважинного заряда. Экспериментально установлено, что выбранный объем заливаемой в чуб несмешивающейся с водой жидкости достаточен для дополнительной герметизации полимерного рукава, и в то же время этот объем несмешивающейся с водой жидкости практически не влияет на энергетические и
детонационные характеристики неводоустойчивого взрывчатого вещества патронированного заряда.
Известно, что используемые в настоящее время полимерные рукава не являются полностью водонепроницаемыми при длительном нахождении их в воде. С целью предотвращения намокания пристенных слоев ВВ в его состав вводится до 6 мас.% сверх 100% порошкообразного загустителя, например камедь гуара, который в присутствии воды набухает и предотвращает проникновение воды в патрон со стороны боковой поверхности полимерной оболочки.. Кроме того, в качестве полимерного материала может использоваться 5-6-тислойная полимерная пленка, слои которой формируются в процессе экструзионного изготовления полимерного рукава толщиной 0,05-0,2 мм, которая имеет повышенную водонепроницаемость в сравнении с обычной полимерной пленкой.
Сущность полезной модели поясняется фиг., на которой приведен внешний вид патронированного заряда.
Обозначения:
1 - неводоустойчивое ВВ;
2 - полимерный рукав;
3 - чуб;
4 - место пережима полимерного рукава и закрепления его;
5 - столб несмешивающейся с водой жидкости;
6 - липкая лента;
l - расстояние от торца патрона до первого места пережима и закрепления его;
h - высота столба несмешивающейся с водой жидкости.
Стрелкой показано направление перегиба чуба полимерного рукава.
Патронированный заряд состоит из неводоустойчивого ВВ 1 в полимерном рукаве 2, торцы которого собраны в чуб 3. На расстоянии l от торца патрона не менее его радиуса чуб заклипсован металлической клипсой или завязан влагостойким шнуром 4. Внутрь чуба на высоту h не менее радиуса пережима заливают несмешивающуюся с водой жидкость 5 с вязкостью 4-8 пуаз, температурой застывания не менее минус 30°С, затем чуб еще раз пережимают и закрепляют место пережима 4 таким образом, чтобы исключить вытекание несмешивающейся с водой жидкости, чуб перегибают на 180°, при этом столб несмешивающейся с водой жидкости 5 размещают на боковой поверхности
патрона, и закрепляют его на боковой поверхности патрона липкой лентой 6 или другим известным способом.
Процесс заряжания скважин и формирование колонки скважинного заряда состоит в следующем: патроны с ВВ последовательно опускают в скважину до образования колонки скважинного заряда требуемой высоты. Патроны с ВВ перемещаются в скважине через столб воды под действием своего веса и веса вышележащих патронов. В процессе заряжания скважин в заданном месте скважинного заряда на стыке двух патронов устанавливается известным способом боевик, состоящий из промежуточного детонатора и средства инициирования. Производят забойку верхней незаряженной части скважины инертным материалом. Инициирование скважинного заряда производят общепринятым способом.
Пример осуществления полезной модели.
3
Заклипсованный с одной стороны полимерный рукав диаметром 90 мм заполняется неводоустойчивым ВВ - гексонитом ВП2 на основе гексогена и аммиачной селитры с плотностью 1,15 г/см. Торец рукава собирают в чуб и на расстоянии 50 мм, от торца патрона место пережима завязывают влагостойким полимерным шнуром. Внутрь чуба заливают с помощью шприца дозированное количество автола с вязкостью 4 пуаза и температурой застывания минус 30°С, создавая столб жидкости с высотой 40-60 мм. Затем чуб еще раз пережимают и закрепляют место пережима, чтобы исключить вытекание из чуба несмешивающейся с водой жидкости. После этого чуб перегибают на 180° так, чтобы столб несмешивающейся с водой жидкости размещался на боковой поверхности патрона, и закрепляют его на поверхности патрона скотчем. Ту же операцию повторяют с противоположно расположенным торцом полимерного рукава.
Предлагаемый патронированный заряд обеспечивает заявляемый технический результат - повышение эффективности ведения буровзрывных работ за счет:
- постоянства состава ВВ, надежного возбуждения детонации и поддержания устойчивого детонационного процесса по высоте колонки скважинного заряда путем дополнительной надежной герметизации неводоустойчивого ВВ несмешивающейся с водой жидкостью, заливаемой в чуб полимерного рукава между двумя участками пережима и закрепления их;
- надежной передачи детонации между патронами путем перегиба чуба полимерного рукава на 180° и размещения столба несмешивающейся с водой жидкостью на поверхности патрона;
Предлагаемые патронированные заряды были проверены при отбойке горных пород различной степени обводненности в скважинах диаметром 90-150 мм. Дробление породы, проработка подошвы уступа, ширина развала горной породы - в пределах нормы. Отказов и неполной детонации зарядов не зафиксировано.
Источники информации
1 Патент РФ №2058012
2 Полезная модель №37202
3 Патент РФ №1818519
4 Патент РФ №2133942
5 Патент РФ №2201573
6 Патент РФ №2224975
7 Полезная модель №56587
8 Патент РФ №2205168