УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПРОМЕЖУТКА В СКВАЖИНЕ

Полезная модель относится к горному делу, в частности к области буровзрывных работ и может быть использована в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород.
Для качественной проработки подошвы уступа скважину бурят с перебуром. Перебур скважины необходим для качественного разрушения пород в подошве уступа и должен составлять
n
c
l=(10÷15)d,
n
где l - длина перебура, м;
c
d - диаметр скважины, м.
n
c.
Перебур скважины ведет к увеличению объема бурения, нарушению кровли нижнего уступа, вследствие чего в легковзрываемых породах его принимают минимальным. В трудновзрываемых породах при использовании многорядного короткозамедленного взрывания иногда l>15d(В.В. Ржевский. Открытые горные работы. Часть 1. Производственные процессы. Издание четвертое, переработанное и дополненное. М., Недра, 1985 г., с. 85-86).
Практика буровзрывных работ и теоретические исследования показывают, что создание промежутков в скважинном заряде позволяет уменьшить удельный расход ВВ без снижения качества взрывной подготовки породы к выемке. Природа упомянутого эффекта заключается в том, что после взрыва заряда, прилегающего к промежутку, расширяющиеся газы заполняют промежуток и сжимаясь аккумулируют энергию, разрушающее воздействие которой на массив обеспечивает требуемое качество взрывной подготовки. Кроме того, известно, что промежутки в скважинных зарядах аккумулируют и передают энергию взрыва массиву таким образом, что снижается переизмельчение породы в ближней зоне заряда и обеспечивает более равномерное дробление породы.
Известно устройство для рассредоточения заряда в скважине в виде пневматического скважинного затвора, диаметр которого превышает диаметр скважины (патент РФ №2235971, МПК F42D 1/02, F42D 1/08, опубл. 10.09.2004).
Недостатки: устройство сложно установить на уровне подошвы уступа.
Известно устройство для образования воздушных промежутков в скважинном заряде, содержащее перекрывающий сечение скважины эластичный затвор (патент РФ №2317517, МПК).
Недостатки известного устройства: устройство сложно установить на уровне подошвы уступа.
Известно устройство для рассредоточения заряда взрывчатого вещества воздушным промежутком, содержащее эластичный затвор и опору (а.с. СССР №614658, МПК E21C 37/00, F42D 1/02, опубл. 29.10.79).
Недостатки известного устройства: устройство сложно установить на уровне подошвы уступа.
Техническим результатом использования предлагаемой полезной модели является снижение удельного расхода взрывчатого вещества при сохранении хорошего качества подготовки взорванной горной массы.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для создания промежутка в скважине, содержащем эластичный затвор и опору, согласно заявляемой полезной модели, эластичный затвор выполнен в виде чаши, диаметр которой соизмерим с диаметром скважины, жестко скрепленной с опорой, выполненной в виде стержня, снизу к опоре прикреплен груз, поперечный размер которого на 35-50% меньше диаметра скважины, а высота опоры с грузом соразмерна длине перебура.
Заявляемое устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема заряжания скважины на уступе; на фиг. 2 - схема установки устройства в скважине.
n
Устройство для создания промежутка, например, воздушного или водного, в донной части скважины содержит перекрывающий сечение скважины эластичный затвор 1 и опору 2 с прикрепленным к ней грузом 3 (фиг. 1, 2). Эластичный затвор 1 выполнен в виде чаши, диаметр которой соизмерим с диаметром скважины, для того, чтобы исключить попадание взрывчатого вещества (ВВ) в пространство между стенками скважины и эластичным затвором 1, чтобы заряд не просыпался на дно. Для устранения зависаний или заклинивания устройства в скважине эластичный затвор 1 жестко скреплен с опорой 2, к нижнему концу которой прикреплен груз 3, поперечный размер которого на 35-50% меньше диаметра скважины. Для установки заявляемого устройства на уровне подошвы уступа высота опоры 2 с грузом 3 выполнена соразмерной длине перебура l (фиг. 1).
Заявляемое устройство используют для качественной проработки подошвы уступа. С помощью заявляемого устройства создают воздушный или водный промежуток в донной части скважины. Для этого заявляемое устройство опускают в заранее пробуренные с перебуром нисходящие скважины. По мере опускания устройства в скважину, засыпают взрывчатое вещество 4 (ВВ). Под весом заряда ВВ и груза, прикрепленного к опоре, заявляемое устройство опускают на дно скважины, таким образом, чтобы верхняя часть устройства располагалась на уровне подошвы уступа, а груз - на дне скважины. Во время взрыва газы в воздушном промежутке в придонной части скважины расширяются вниз так же, как вверх. Благодаря этому достигается хорошее качество подготовки взорванной горной массы.
Пример применения устройства. Зарядка производилась на ОАО "Разрез Краснобродский", горном участке №4, блоке №38, при взрыве горных пород состоящих из песчаника крепостью 9 по шкале проф. М.М. Протодьяконова. Блок был забурен буровым станком ДМЛ 8528 на горизонте 65-104,3 между профилями 36-42. Скважины пробурены вертикально, диаметр скважины 215,9 мм, высота перебура составила 2 м. Общая глубина скважин составила порядка 17 метров.
Зарядку скважин осуществляли следующим образом. На дно обводненной скважины на шнуре было опущено устройство для создания промежутка в донной части скважины. Затем на эластичный затвор заявляемого устройства, выполненный в виде чаши, опустили шашку ТТ-П 850 и произвели зарядку скважины гранулитом УП-1 в объеме 290 кг. Таким образом было заряжено 14 скважин. Перед взрывом было измерено расстояние от дневной поверхности до верхней части заряда в скважине. Оно за время зарядки всего блока (около 4,5 часов) не изменилось. После взрыва качество взорванной горной массы не изменилось и производительность экскаватора при отгрузке взорванной массы на той части взрываемого блока, где применялось заявляемое устройство и на той части взрываемого блока, где заявляемое устройство не применялось, осталась одинаковой, хотя при применении заявляемого устройства на каждой скважине экономилось 90 кг взрывчатого вещества.
Таким образом, заявляемое устройство позволяет снизить удельный расход ВВ при сохранении хорошего качества подготовки взорванной горной массы.