СКВАЖИННЫЙ ЗАРЯД

Изобретение относится к горному делу и предназначено для буровзрывной отбойки горных пород при открытой разработке месторождений полезных ископаемых.
Известна конструкция скважинного заряда, включающая размещенное в скважине взрывчатое вещество в виде отдельных участков, разделенных инертными материалами (Справочник по буровзрывным работам. М.Ф.Друкованный, Л.В.Дубнов и др., М., Недра, 1976, с.271-272). Известна также конструкция скважинного заряда, включающего размещенное в скважине взрывчатое вещество в виде отдельных участков, разделенных водными промежутками (Взрывное дело. Сборник №81/38, М., Недра, 1979, с.176-177).
Недостатком использования в качестве промежутков между отдельными участками взрывного вещества инертного материала, например, забоечного материала или воды, является то, что данные промежутки выполняют роль предохранительной стенки между зарядами, гасят энергию взрыва отдельно взятого заряда и тем самым препятствует взаимодействию зарядов при взрыве, что приводит к ухудшению эффективности ведения взрывных работ.
Известна также конструкция скважинного заряда, включающего размещенное в скважине взрывчатое вещество в виде отдельных участков, разделенных воздушными промежутками, причем воздушные промежутки сформированы двумя фанерными кружками, скрепленными деревянным стержнем (Взрывное дело. Сборник №54/11, М., Недра, 1964, с.20).
Недостатком данной конструкции скважинного снаряда является неудобство и громоздкость конструкции, а так же недостаточная герметичность скважинного заряда на границе воздушного промежутка с вышерасположенным зарядом и, вследствие этого, невозможность использования эмульсионного ВВ в конструкции скважинного заряда.
Известна также конструкция скважинного заряда, включающего размещенное в скважине взрывчатое вещество в виде отдельных участков,
разделенных воздушными промежутками, причем воздушные промежутки сформированы подвешиванием пробки, изготовленной из бумажных мешков, освободившихся при заряжании ВВ (Взрывное дело. Сборник №54/11, М., Недра, 1964, с.254).
Недостатками данной конструкции скважинного снаряда также являются неудобство использования данной конструкции, а так же недостаточная герметичность скважинного заряда на границе воздушного промежутка с вышерасположенным зарядом и, вследствие этого, невозможность использования эмульсионного ВВ.
Наиболее близким техническим решением является конструкция скважинного заряда, включающего рассредоточенные заряды ВВ, разделенные воздушными промежутками, установленные боевики и средства инициирования (Пат. РФ №2235290, Кл. F42D 1/02, 2003, Бюл. №24 от 27.08.2004).
Недостатком данной конструкции является то, что при формировании любого воздушного промежутка между отдельными участками взрывчатого вещества требуется использование предохранительной стенки или любой другой аналогичной конструкции, при прохождении каждой из которых гасится энергия взрыва отдельно взятого заряда, что препятствует взаимодействию зарядов при взрыве, и тем самым приводит к ухудшению эффективности ведения взрывных работ. Кроме того, использование предохранительной стенки или любой другой аналогичной конструкции не обеспечивает достаточной герметичности скважинного заряда на границе воздушного промежутка с вышерасположенным зарядом. Просыпание ВВ из верхнего заряда в воздушный промежуток увеличивает расход штатного ВВ и нарушает запланированную динамику взрыва, что ухудшает дробление горной породы. Данные конструкции не обеспечивают возможность использования эмульсионного ВВ в скважинном заряде с воздушными промежутками.
Технической задачей, решаемой предполагаемым изобретением, является сокращение расхода взрывного вещества, с возможностью использования в конструкции скважинного заряда с воздушными промежутками эмульсионного ВВ в зимнее время в условиях Крайнего Севера, и, вследствие этого улучшение
дробления горной породы, за счет улучшения герметичности скважинного заряда на границе воздушного промежутка с вышерасположенным зарядом.
Указанный технический результат достигается тем, что в скважинном заряде, включающем рассредоточенные заряды ВВ, разделенные воздушными промежутками, установленные боевики и средства инициирования, воздушные промежутки образованы распертыми в стенки скважины пневмозатворами, выполненными в виде полого шара, диаметр которого превышает диаметр взрывной скважины. Пневмозатвор изготовлен из эластичного морозостойкого материала. Пневмозатвор снабжен запорным клапаном с переходником и отверстиями для подачи воздуха в нижней части корпуса. Переходник запорного клапана выполнен из эластичного морозостойкого материала.
Новизной данного решения является размещение в скважине между отдельными участками взрывчатого вещества для образования воздушных промежутков распертыми в стенки скважины пневмозатворами, выполненными в виде полого шара, диаметр которого превышает диаметр взрывной скважины. Пневмозатвор изготовлен из эластичного морозостойкого материала. Пневмозатвор снабжен запорным клапаном с переходником и отверстиями для подачи воздуха в нижней части корпуса. Переходник запорного клапана выполнен из эластичного морозостойкого материала.
Образование воздушных промежутков распертыми в стенки скважины пневмозатворами исключает просыпание (протечку) взрывчатого вещества из верхней части заряда в полость воздушного промежутка. Кроме того, отсутствие предохранительных перегородок, стенок любой емкости или аналогичных конструкций воздушного промежутка в скважинном заряде создает благоприятные условия для распространения и интерференции ударных волн, что приводит к максимальному использованию мощности взрывчатого вещества. Выполнение пневмозатвора в виде полого шара, диаметр которого превышает диаметр взрывной скважины обеспечивает оптимальную герметичность конструкции скважинного заряда исключая просыпание (протечку) ВВ из верхнего заряда в воздушный промежуток, и позволяет использовать эмульсионное ВВ в конструкции скважинного заряда с воздушными промежутками.
Снабжение пневмозатвора запорным клапаном, включающим корпус запорного клапана пневмозатвора, в нижней части которого проделаны отверстия для подачи воздуха в пневмозатвор и переходник, выполненный из эластичного морозостойкого материала, позволяет в короткие сроки с наименьшими трудозатратами установить конструкцию данного скважинного заряда во взрывную скважину.
Выполнение пневмозатвора и переходника запорного клапана из эластичного морозостойкого материала позволяет использовать данную конструкцию скважинного заряда в зимнее время в условиях Крайнего Севера.
Скважинный заряд схематично изображен на фиг.1, 2, 3, причем на фиг.1 представлена конструкция скважинного заряда, на фиг.2 - запорный клапан пневмозатвора скважинного заряда, на фиг.3 - схема формирования воздушного промежутка скважинного заряда установкой пневмозатвора в скважине, где:
1. - нижняя часть заряда - эмульсионное ВВ,
2. - верхняя часть заряда - эмульсионное ВВ,
3. - воздушный промежуток,
4. - пневмозатвор,
5. - запорный клапан пневмозатвора,
6. - патрон-боевик,
7. - детонирующий шнур,
8. - корпус запорного клапана пневмозатвора,
9. - отверстия для подачи воздуха в пневмозатвор,
10. - переходник,
11. - воздухоподводящий шланг,
12. - компрессор.
Скважинный заряд включает нижнюю часть 1 заряда и верхнюю часть 2 заряда - из эмульсионного ВВ, воздушный промежуток 3, в котором установлен пневмозатвор 4, представляющий собой эластичную надувную оболочку, снабженную запорным клапаном 5, патрон-боевик 6, и детонирующий шнур 7. Для сухих скважин используют эмульсионное взрывчатое вещество - Иремекс 560, а для обводненных скважин - Ирегель. Пневмозатвор выполнен в форме полого шара диаметром 280 мм с толщиной стенки 1,5 мм из морозостойкой изоляционной
резины, например, ИШМ-45А. Запорный клапан 5 пневмозатвора 4 включает корпус запорного клапана пневмозатвора 8, в нижней части которого проделаны отверстия 9 для подачи воздуха в пневмозатвор 4 и переходник 10, выполненный из эластичного морозостойкого материала, например, резины.
Скважинный заряд формируют во взрывной скважине следующим образом.
В скважину размещают нижнюю часть 1 заряда - из эмульсионного взрывчатого вещества. На дно взрывной скважины опускают патрон-боевик 6, присоединенный к детонирующему шнуру 7. После зарядки нижней части скважины формируют воздушный промежуток. На требуемую глубину опускают на воздухоподводящем шланге 10 пневмозатвор 4, в плоскосложенном виде. При помощи компрессора 11, (например, компрессора для надувания латексных шаров воздухом ZIBI 1305-0009 с дозатором Z46), через воздухоподводящий шланг 10 с насадкой, снабженной иглой (на чертеже не указаны), помещенные в скважину, в пневмозатвор 4 подают сжатый воздух. По мере дальнейшего поступления сжатого воздуха в пневмозатвор 4, выполненный в виде полого шара, диаметр которого превышает диаметр взрывной скважины, (в котором создается давление 40-50 кПа), он расправляется, расклинивается в скважине и вступает в контакт со стенками скважины, перекрывая ее поперечное сечение. При этом имеющиеся на стенках скважины неровности заполняются выпуклостями пневмозатвора 4, что увеличивает его сцепление со стенками скважины и повышает надежность перекрытия. Нагнетание воздуха в пневмозатвор 4 осуществляют до полного его сцепления с поверхностью скважины. После чего выводят иглу из запорного клапана 5 пневмозатвора 4. Установленный таким образом пневмозатвор 4 способен выдерживать нагрузку до 70 кг при обеспечении достаточной герметичности, исключая протекание эмульсионного ВВ в воздушный промежуток. Таким образом, нижнюю часть 1 заряда отделяют воздушным промежутком 3. Затем в скважину размещают верхнюю часть заряда 2 - так же из эмульсионного взрывчатого вещества. Операцию по формированию воздушного промежутка повторяют в зависимости от необходимого числа воздушных промежутков в скважинном заряде. При необходимости осуществляют забойку скважины инертным материалом.
Изготовленный таким образом скважинный заряд представляет собой обеспечивающую эффективное дробление горной породы конструкцию скважинного заряда с воздушными промежутками, в том числе, с использованием эмульсионного взрывчатого вещества, за счет улучшения герметичности скважинного заряда на границе воздушного промежутка с вышерасположенным зарядом.