СМЕСИТЕЛЬНО-ЗАРЯДНАЯ УСТАНОВКА АММИАЧНО-СЕЛИТРЕННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

Полезная модель относится к области производства аммиачно-селитренных взрывчатых веществ на местах ведения взрывных работ в процессе заряжания ими скважин и может найти применение в горнодобывающей промышленности.
Процесс производства аммиачно-селитренных взрывчатых веществ заключается в перемешивании аммиачной селитры с жидким горючим, в частности, с дизельным топливом с использованием стационарных смесителей взрывчатых веществ или смесительно-зарядных машин.
Известны смесительно-зарядные машины для изготовления и заряжания скважин взрывчатыми веществами, состоящие из транспортной базы, бункеров для твердых (аммиачной селитры) и жидких (горючих) компонентов, системы шнеков для смешения компонентов и системы подачи взрывчатого вещества в скважину (1-3), Недостатком указанных смесительно-зарядных машин является сложность их эксплуатации при изготовлении и заряжании скважин различного диаметра; низкая техническая и экономическая эффективность при использовании на объектах с ограниченными расходами взрывчатых веществ.
Известен смесительно-зарядный комплекс, состоящий из бункера с люком для аммиачной селитры емкостью 4 т, бака для дизельного топлива объемом до 220 л и дозатора дизельного топлива емкостью 4,1 л. Смешивание компонентов производится в металлической переносной воронке, установленной на устье скважины. В верхней части воронки расположен трубчатый распылитель с 55 отверстиями диаметром 2 мм, а в нижней части - запорный клапан с рычагом. Дозирование аммиачной селитры и дизельного топлива производится при помощи шибера и крана, которые сблокированы между собой. Готовое взрывчатое вещество поступает в скважину при открывании запорного клапана (4). Известна пневмозаряжающая установка Bandut, включающая стальной ящик для аммиачной селитры емкостью 2,8 т, бак для дизельного топлива, дозатор емкостью 150 кг, шланг диаметром 150 мм и компрессор, смонтированных на металлической раме, размещаемой в кузове автомобиля. Аммиачная селитра из загрузочного ящика самотеком поступает сначала в дозатор, затем в шланг, трубу и в скважину. Дозатор оборудован ручным клапаном, который механически связан с клапаном маслопровода: при открывании клапана подачи аммиачной селитры автоматически открывается клапан подачи дизельного топлива, которое под давлением 7 атм через насадку распыляется в поток падающей по трубе аммиачной селитры. Недостатком указанных установок является цикличность изготовления взрывчатого вещества, сложность настройки дозаторов при изменении вместимости заряжаемой скважины.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является смесительно-зарядная установка, включающая смеситель взрывчатого вещества, состоящий из загрузочной воронки, оснащенной сеткой, соплом и заслонкой, жестко связанной со смесительной камерой, внутри которой установлен рассеивающий конус, трубопровод с форсунками, четыре из которых расположены в одной горизонтальной плоскости по периметру смесительной камеры в ее нижней части под углом 60° к стенкам смесительной камеры, а пятая - над ними по центру смесительной камеры, и узел подачи жидкого горючего, состоящий из бака жидкого горючего, дозатора, отрегулированного на подачу жидкого горючего для обработки 36 кг аммиачной селитры, гидравлического насоса, работающего от двигателя автомашины, соединенного со смесительной камерой резиновым шлангом через клапан подачи (4), принятая авторами в качестве прототипа. Изготовление взрывчатого вещества производится циклически (порциями по ~ 40 кг). Недостатком указанного смесителя является цикличность его работы, нерегулируемое положение конуса по высоте смесительной камеры, что снижает качество смешения и затрудняет работу смесителя из-за невозможности точного дозирования и выдерживания соотношения компонентов при изменении сыпучести и гранулометрического состава подаваемой на смешение аммиачной селитры.
Технической задачей создания полезной модели являлось повышение эффективности ведения взрывных работ за счет улучшения качества смешения, упрощения работы смесителя, расширения параметрического ряда скважин по диаметру и глубине, заряжаемых с использованием предлагаемого смесителя взрывчатых веществ, снижения стоимости, повышения производительности изготовления взрывчатых веществ и заряжания ими скважин.
Поставленная задача решена разработкой смесительно-зарядной установки, включающей смеситель взрывчатых веществ, состоящий из загрузочной воронки с соплом, сеткой и заслонкой, жестко связанной со смесительной камерой, содержащей рассеивающий конус, трубопровод с форсунками, расположенными на разных уровнях по высоте, и узел подачи жидкого горючего, в которой загрузочная воронка содержит две сетки, в качестве заслонки - шаровой кран; смесительная камера дополнительно содержит направляющую, резьба которой соответствует внутренней резьбе рассеивающего конуса; узел подачи жидкого горючего состоит из установленного на транспортном средстве бака жидкого горючего, соединенного системой трубопроводов и гибкого маслостойкого шланга, размещаемого на барабане, через дроссель и расходомер с одним или более смесителями взрывчатого вещества, а через воздушный редуктор и запорный кран с рессивером транспортного средства;
или из установленного на транспортном средстве бака жидкого горючего, насоса, работающего от гидро- или электросистемы транспортного средства, гибкого маслостойкого шланга с краном и счетчиком расхода жидкого горючего; смеситель взрывчатых веществ размещается на устье скважины.
Установка может содержать дополнительную смесительную камеру, устанавливаемую в устье скважины, в виде трубы с фланцем, оснащенную противоположно расположенными смещенными по высоте и равноотстоящими друг от друга плоскостями под углом 30-45° к стенкам трубы, а также переходник с фланцем для размещения на устье скважины смесителя, если наружный диаметр его смесительной камеры больше диаметра скважины.
Сущность полезной модели поясняется фиг.1-4.
Фиг.1 - схема смесительно-зарядной установки, смесительная камера которой установлен на устье скважины.
Фиг.2 - схема смесительно-зарядной установки, смесительная камера которой установлена в дополнительную смесительную камеру в виде трубы на устье скважины через переходник.
Фиг.3 - схема смесительно-зарядной установки, смесительная камера которой установлена на устье скважины через переходник.
Фиг.4 - схема смесительно-зарядной установки с узлом подачи жидкого горючего насосом, работающим от гидро- или электросистемы транспортного средства.
Смесительно-зарядная установка аммиачно-селитренных взрывчатых веществ (фиг.1, 2) состоит из смесителя взрывчатых веществ и узла подачи жидкого горючего. Смеситель аммиачно-селитренного взрывчатого вещества состоит из загрузочной воронки 1, жестко связанной со смесительной камерой 2. В верхней и средней частях загрузочной воронки размещаются съемные сетки 3, 4. Загрузочная воронка 1 заканчивается соплом 5, вход в которое перекрывается шаровым краном 6, поворот которого осуществляется рычагом 31. В смесительной камере 2 на направляющей 7, закрепленной на крестовине 8, установлен рассекающий конус 9. Положение рассеивающего конуса 9 регулируется за счет винтовой направляющей 7. Направляющая 7 и рассекающий конус 9 имеют совпадающие между собой резьбы. Для обработки аммиачной селитры жидким горючим вдоль смесительной камеры 2 проходит трубопровод 10, переходящий в нижней части в горизонтально расположенное кольцо 13 с 4-мя равно удаленными друг от друга форсунками 11, находящимися под углом 60° к стенкам смесительной камеры. По центру смесительной камеры над форсунками 11 размещается форсунка 12. Смеситель оснащен фланцем 14 для установки его на устье скважины 15. Смеситель взрывчатых веществ, смесительная камера которого больше диаметра скважины, устанавливается на устье скважины в переходник 16 с фланцем 17. Смесительная камера 2 с воронкой 1 может устанавливаться в дополнительную смесительную камеру 36 с фланцем 38, в нижней части которой имеются наклонные плоскости 37.
Узел подачи жидкого горючего состоит из установленного на транспортном средстве бака жидкого горючего 18, подсоединенного через тройник 21 трубопроводами 20 с несколькими шланговыми барабанами 22, которые в свою очередь гибкими маслостойкими шлангами 27 через дроссель 23, расходомер 24 соединены с трубопроводом 10 смесительной камеры 2; а через воздушный редуктор 26, запорный кран 25 бак жидкого горючего связан с рессивером 19 транспортного средства. Жидкое горючее заливается в бак через горловину 28. Бак жидкого горючего оснащен манометром 30 и предохранительным клапаном 29.
Узел подачи жидкого горючего может состоять из установленного на транспортном средстве 34 бака жидкого горючего 18, насоса 33, работающего от гидро- или электросистемы транспортного средства, гибкого маслостойкого шланга 27 с краном и счетчиком расхода жидкого горючего 35. Заданная длина гибкого маслостойкого шланга 27 составляется из отдельных его отрезков, соединенных между собой фитингами 32.
Отличительной особенностью заявляемой смесительно-зарядной установки по изготовлению и заряжанию скважин аммиачно-селитренными взрывчатыми веществами является:
- конструкция смесителя взрывчатых веществ, состоящая из загрузочной воронки с двумя сетками и шаровым краном, жестко связанной со смесительной камерой, оснащенной винтовой направляющей;
- переходник для установки предлагаемого смесителя взрывчатых веществ на устье скважины, если диаметр смесительной камеры больше диаметра скважины;
- возможность подключения двух и более смесителей взрывчатых веществ к одному баку жидкого горючего;
- шланговый барабан с гибким маслостойким шлангом.
Технологический процесс производства аммиачно-селитренного взрывчатого вещества и заряжание скважин организован следующим образом.
Предварительно за счет изменения уровня установки рассеивающего конуса 9 за счет винтовой направляющей 7 регулируется скорость истечения (расход) аммиачной селитры на выходе из смесительной камеры. В зависимости от скорости истечения аммиачной селитры настраивается скорость подачи необходимого количества жидкого горючего, обеспечивающего необходимое соотношение компонентов изготавливаемого взрывчатого вещества.. Загрузочная воронка 1 со смесительной камерой 2 устанавливается непосредственно в устье скважины 15 или через переходник 16. Аммиачная селитра, пройдя через сетки 3 и 4, регулирующие равномерность подачи гранул аммиачной селитры, через шаровой кран 6, рассеивающим конусом 9 распределяется по боковой поверхности смесительной камеры 2. Диаметр основания рассеивающего конуса подобран таким образом, что кольцевой зазор между ним и корпусом смесительной камеры способен пропускать определенное количество аммиачной селитры. Открытие-закрытие шарового крана и подача жидкого горючего осуществляется одновременно. Жидкое горючее из бака 18 под действием сжатого воздуха, подаваемого рессивером 19, поступает по трубопроводу 20, гибкому маслостойкому шлангу 27, размещаемому на барабане 22, через дроссель 23, расходомер 24 в трубопровод 10 смесительной камеры 2, форсунками 11, 12 распыляется в поток падающих гранул аммиачной селитры, которые, проходя через распыленное жидкое горючее, пропитываются необходимым количеством жидкого горючего. Образовавшийся на выходе из смесительной камеры 2 поток аммиачно-селитренного взрывчатого вещества может быть дополнительно усреднен при прохождении его по наклонным плоскостям 37 дополнительной смесительной камеры 36.
Использование шлангового барабана позволяет использовать шланг большей длины и производить заряжание нескольких скважин без перемещения транспортного средства к каждой скважине.
При подаче жидкого горючего из бака насосом, работающим от гидро- или электросистемы транспортного средства, гибкий маслостойкий шланг с краном и счетчиком расхода жидкого горючего соединен с трубопроводом 10, а шаровой кран загрузочной воронки и счетчик расхода жидкого топлива обеспечивают одновременость поступления аммиачной селитры и жидкого горючего.
Основной технический результат полезной модели - повышение эффективности ведения взрывных работ - достигается за счет оптимизации конструкции смесителя взрывчатого вещества и системы подачи жидкого горючего:
- замена заслонки на шаровой кран позволяет надежно и с достаточной точностью произвести синхронизацию подачи аммиачной селитры и жидкого горючего;
- установка двух сеток в загрузочной воронке обеспечивает максимально возможную однородность и равномерность подачи аммиачной селитры в смесительную камеру;
- регулируемое положение рассеивающего конуса обеспечивает надежную работу смесителя при изменении сыпучести и гранулометрического состава аммиачной селитры;
- переходник расширяет возможности использования одного и того же смесителя взрывчатых веществ для заряжания скважин, имеющих различный диаметр.
С использованием предлагаемой смесительно-зарядной установки проведено изготовление аммиачно-селитренного взрывчатого вещества типа игданит с одновременным заряжанием скважин диаметром от 115 до 250 мм. При этом было достигнуто повышение производительности изготовления аммиачно-селитренного взрывчатого вещества, заряжания ими скважин, получено снижение стоимости ведения взрывных работ на 5-8%. В процессе проведения взрывов отказов и аномальной работы зарядов не зафиксировано.
Источники информации:
1. AC СССР №164005.
2. АС СССР №471448.
3. Патент РФ №2223461.
4. Остроушко И.А., Бобин Е.Г. и др. «Механизация взрывных работ», М. 1962 г.