КОМБИНИРОВАННАЯ ЗАСЫПНАЯ ЗАБОЙКА
COMBINED CHARGING STEM BAG

Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах на карьерах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород.
Известна подвесная забойка, представляющая собой разрезной цилиндр с не менее чем тремя продольными прорезями и коническим расширением полости вниз от днища, снизу в полость разрезного цилиндра вставлен полый распорный конус, соединенный с канатной тягой, верхним концом закрепленной на треноге /1/. Такая забойка взрывных скважин позволяет запирать продукты взрыва в зарядной полости до разрушения массива и тем самым повышать эффективность использования энергии взрыва на дробление пород.
Недостатком этого устройства является плохое сцепление стенок цилиндра со стенками скважины нарушенной структуры (с вывалами стенок), что вынуждает ставить забойку на большую глубину, а также выполнение забойки из металла, что неприемлемо при погрузке горной массы на дробилку - возможна потеря забойки в горной массе и попадание ее как недробимого тела в дробилку. Кроме того, для закрепления забойки в скважине требуется специальное приспособление, что усложняет технологию производства работ.
Наиболее близким по существу решаемой задачи устройством для запирания продуктов взрыва в зарядной полости скважины является комбинированная забойка, включающая подвесную забойку, имеющую корпус с осевой полостью, в которую снизу канатной тягой втягивается распорный конус, в которой корпус с осевой полостью выполнен в виде полого усеченного конуса из эластичного материала переменной эластичности с наибольшей эластичностью в нижней части, например, из резины, распорный конус выполнен из органического материала, например, из дерева или пластической массы, а сверху на подвесную забойку размещают полифракционную засыпную часть с преобладанием щебня фракции 10-20 мм в первых порциях /2/. Засыпная часть забойки при смещении вверх подвесной части уплотняется, образуя «пробку», препятствующую дальнейшему смещению подвесной забойки вверх и прорыву газов взрыва через устье скважины. Таким путем обеспечивается длительная замкнутость зарядной полости.
Недостатком этой забойки, принятой за прототип заявляемому устройству, является сложность конструкции подвесной части, состоящей из двух основных элементов: корпуса с осевой полостью и распорного конуса.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является упрощение конструкции комбинированной забойки за счет отказа от корпуса с осевой полостью.
Поставленная задача достигается тем, что в комбинированной засыпной забойке, включающей подвесной конус, выполненный из органического материала, например из резины или пластической массы, соединенный с канатной тягой, и полифракционную засыпную часть с преобладанием щебня фракции 10-20 мм в первых порциях, согласно изобретению, подвесной конус выполнен с биконической проточкой в средней части.
На фиг.1 схематично изображена подвесной конус после опускания в скважину на заданную глубину, на фиг.2 - подвесная забойка после подачи первых порций щебня, на фиг.3 - комбинированная забойка в рабочем положении в скважине.
Подвесная часть комбинированной засыпной забойки включает канатную тягу 1, на которой закреплен подвесной конус 2 с проточкой 3, имеющей верхнюю часть 4 с обратной конусностью и нижнюю часть 5 с прямой конусностью.
Комбинированная засыпная забойка предназначена для установки во взрывные скважины на небольшую глубину (преимущественно 1,5-2,0 м), где существенна нарушенность стенок скважины действием взрывов вышележащих уступов, и работает следующим образом. В скважину 6 на проводнике инициирующего импульса 7, например детонирующем шнуре или волноводе системы СИНВ, опускают боевик 8 и формируют заряд 9 из взрывчатого вещества. Затем на канатной тяге 1 опускают в скважину 6 на заданную глубину подвесной конус 2 с нижним диаметром, меньшим диаметра скважины на 6-8 мм, и подсыпают в скважину 6 небольшое количество щебня 10 фракции 10-20 мм. Куски щебня 10 попадают в проточку 3 и заклинивают подвесной конус 2 в скважине 6. Чем больше нарушенность стенок, тем надежнее фиксируется подвесной конус застрявшими в трещинах кусками щебня. После этого полость скважины 6 до устья заполняется засыпной частью 11, например буровым шламом. Давление засыпной части 11 верхней конической частью 4 проточки 3 передается на стенки скважины 6 через щебень 10, и подвесной конус 2 остается неподвижным. Комбинированная засыпная забойка готова к работе.
После детонации заряда ВВ в зарядной полости резко возрастает давление продуктов детонации до величин в несколько десятков тысяч атмосфер и происходит динамический удар газов взрыва 12 по нижней части подвесного конуса 2, что приводит к его смещению на некоторую величину в засыпную часть 11. При этом щебень 10 давлением нижней конической части 5 проточки усиливает расклинивание подвесного конуса 2 в стенки скважины 6. Таким положение подвесного конуса 2 остается вплоть до начала разрушения стенок скважины и прорыва части продуктов детонации из зарядной полости в атмосферу через трещины в разрушенном массиве. В этот момент сцепление подвесного конуса 2 с расходящимися стенками скважины 6 ослабевает и он начинает смещаться под действием еще очень высокого давления продуктов детонации вверх по скважине 6. Засыпная часть забойки 11 при этом уплотняется, образуя «пробку» 13, препятствующую дальнейшему смещению подвесного конуса вверх и прорыву газов взрыва через устье скважины. Таким путем обеспечивается длительная замкнутость зарядной полости, что способствует более полному протеканию вторичных реакций в продуктах детонации и соответственно повышает энергию взрыва; это особенно важно для современных крупнодисперсных ВВ типа гранулитов и граммонитов, у которых значительная доля энергии выделяется в процессе вторичных реакций.
Таким образом, заявляемая комбинированная засыпная забойка упрощенной конструкции позволяет надежно запирать продукты взрыва в зарядной полости до разрушения массива и тем самым обеспечить решение поставленной технической задачи.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки
1. Подвесная забойка: патент РФ №2286534, МПК F42D 1/08, 2006.
2. Комбинированная забойка: патент РФ №2371670, МПК F42D 1/08, 2009 (прототип).