ПОДВЕСНАЯ СКВАЖИННАЯ ЗАБОЙКА
SUSPENDED BOREHOLE TAMPING

Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах, и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при разработке полезных ископаемых открытым способом.
Известна подвесная скважинная забойка, принятая за прототип, включающая опорную конструкцию, превосходящую габаритами диаметр устья скважины, и размещенную на ней на гибкой связи подвешиваемую часть, выполненную из резиносодержащего материала, связанную дополнительной гибкой связью (патент РФ 2707310, F42D 1/08 (2006.01), F42D 1/18 (2006.01) опубл. 26.11.2019, бюл. №33).
Основными недостатками известного устройства является сложность конструкции, низкий запирающий эффект устройства в скважине, снижающий качество дробления породы.
Приведенные выше недостатки известного устройства заключаются в том, что устройство перед использованием должно быть на подготавливаемом блоке предварительно собрано из большого числа элементов, при этом известное устройство не перекрывает скважину полностью, что снижает запирающий эффект и, соответственно, качество дробления породы.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является упрощение конструкции, увеличение качества дробления породы за счет увеличения запирающего эффекта устройства в скважине.
Указанный технический результат достигается тем, что в подвесной скважинной забойке, включающей опорную конструкцию, превосходящую габаритами диаметр устья скважины, и размещенную на ней на гибкой связи подвешиваемую часть, выполненную из резиносодержащего материала, связанную дополнительной гибкой связью, согласно изобретению, подвешиваемая часть выполнена в виде цилиндра, состоящего из продольно скрученной части протектора отработанной автомобильной шины, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины.
Заявляемая подвесная скважинная забойка поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 - заявляемое устройство в рабочем положении в скважине.
Заявляемая подвесная скважинная забойка включает опорную конструкцию 1, превосходящую габаритами диаметр устья скважины, и размещенную на ней на гибкой связи 2 подвешиваемую часть 3, выполненную из резиносодержащего материала, связанную дополнительной гибкой связью 4, согласно изобретению, подвешиваемая часть 3 выполнена в виде цилиндра, состоящего из продольно скрученной части протектора отработанной автомобильной шины 5, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины.
Заявляемая подвесная скважинная забойка работает следующим образом.
После обуривания блока производят зарядку скважин, монтаж детонирующей цепи, затем в скважину на глубину массива с интенсивной трещиноватостью (вторичная трещиноватость, образовавшаяся от воздействия предыдущего взрыва - 1,5-2,5 метра) опускают подвешиваемую часть 3, выполненную в виде цилиндра, состоящего из продольно скрученной части протектора отработанной автомобильной шины, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины. Подвешиваемую часть опускают на требуемую глубину параллельно стенкам скважины, придерживая за один конец гибкой связи 2, например, веревки, а другой конец веревки крепится в середине подвешиваемой части. Длина веревки соответствует требуемой глубине, на которую должна быть установлена подвесная скважинная забойка. После достижения подвешиваемой части требуемой глубины свободный конец веревки фиксируют на опорной конструкции, превосходящей габаритами диаметр устья скважины, что является рабочим положением подвесной скважинной забойки.
Для устранения зазоров и обеспечения плотного сцепления между подвешиваемой частью и стенками скважины, а также увеличения сопротивления восходящему движению газообразных продуктов взрыва и предотвращения беспрепятственного выброса подвесной скважинной забойки из скважины, оставшееся пространство от верхнего торца забойки до устья скважины заполняют буровой мелочью 6 (штыбом или мелкой породой).
В момент взрыва расширяющиеся газообразные продукты взрыва начинают восходящее движение, при этом достигнув подвесной скважинной забойки, начинают воздействовать на ее нижний торец, оказывая тем самым давление на скважинную забойку, в ходе чего она глубже внедряется в буровую мелочь, уплотняя и расширяя ее в стороны стенок скважины, вследствие чего более мелкие фрагменты буровой мелочи проникают в рисунок протектора, заполняют его, тем самым увеличивают площадь контакта забойки со стенками скважины, а также площадь трения забойки о стенки скважины по всей ширине протектора - высоте цилиндра, увеличивая при этом рабочую площадь создаваемого трением сопротивления восходящему движению расширяющихся газообразных продуктов взрыва, что приводит к заклиниванию подвесной скважинной забойки внутри скважины, полностью ее перекрывая. В результате заклинивания забойки в скважине она надежно перекрывает выход расширяющимся газообразным продуктам взрыва, увеличивая запирающий эффект устройства в скважине.
Пример конкретного выполнения способ
Зарядка скважин производилась на филиале АО «УК Кузбассразрезуголь» «Талдинский угольный разрез» на горном участке №1 при взрыве горных пород, состоящих из алевролита крепостью 6-8 по шкале проф. Протодьяконова М.М. Блок был забурен буровым станком DMLJ №63 с сеткой скважин 6 м×6 м, глубиной 15 м и диаметром скважин 215,9 мм. Скважины пробурены вертикальные, общее количество скважин 214 шт. По паспорту взрыва масса заряда в скважине составила 290 кг гранулита НП.
Блок был разделен на контрольную и экспериментальную части размером 114 шт. и 100 шт. скважин, соответственно. Для этого после зарядки скважин взрывчатым веществом гранулит НП и монтажа взрывной сети, в скважины были установлены забойки согласно способу установки прототипа и заявляемого устройства.
Как известно, на практике качество взрыва принято оценивать, прежде всего, процентом выхода негабаритных кусков породы при взрыве.
Для этого был проведен визуальный осмотр и измерение фрагментации взорванной горной породы контрольного и экспериментального блоков, таким образом, при постоянстве гранулометрического состава почвы на контрольном и экспериментальном блоках, оценивая степень дробления по выходу негабарита, а точнее по результату кусковатости породы, определяемой средним линейным размером куска, можно отметить повышение качества дробления на экспериментальном блоке и характеризовать его как оптимальное.
Проведенные испытания позволяют утверждать о достижении заявляемого технического результата, на решение которого направлена заявляемая подвесная скважинная забойка, а именно - упрощение конструкции, увеличение качества дробления породы за счет увеличения запирающего эффекта устройства в скважине.