КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ФИКСАЦИИ И УСТАНОВКИ ПАТРОНОВ-БОЕВИКОВ И ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ДЕТОНАТОРОВ ВО ВЗРЫВНЫХ СКВАЖИНАХ

Полезная модель относится к взрывному делу, в частности к средствам обратного инициирования зарядов взрывчатых веществ.
Известен заряд взрывчатого вещества в обводненной скважине, размещенный в пакете (патент РФ №2058012, опубл. 10.04.1996), содержащий водонепроницаемую многослойную оболочку, выполненную в виде цилиндрической гильзы, наружная поверхность которой пропитана водоотталкивающей смесью, слои плотной бумаги, образующие гильзу, склеены между собой, а донная часть гильзы выполнена в виде металлического колпачка.
Недостатком известного устройства является низкое качество и точность изготовления, а также опасность при его использовании для взрывных работ.
Известен заряд для перфорации скважины (патент РФ №2090741, опубл. 09.20.1997), содержащий корпус с определенной толщиной стенки с зарядом взрывчатого вещества и детонирующий шнур, со стороны которого заряд взрывчатого вещества относительно стенки корпуса установлен с зазором, при этом величина зазора, толщина стенки корпуса и параметры детонирующего шнура выбираются из экспериментально определенных соотношений.
Недостатком известного устройства является низкое качество, а также опасность при его использовании для взрывных работ.
Известно устройство заряда для скважин (патент РФ №65204, опубл. 27.07.2007), содержащее заряд для взрыва в скважине, размещенный в корпусе, выполненном в виде якорного устройства, состоящего из двух или более раздельных щечек, являющихся стенками корпуса, жестко связанных с верхними концами двух или более планок-плечей, нижние концы которых связаны между собой посредством якорного замка, который в свою очередь связан с размещенным в корпусе зарядом, корпус выполнен из пластика, нижние концы планок-плечей связаны между собой якорным замком в виде шарнира, связывающим нижние концы планок-плечей, выполненным сквозным в виде полого цилиндра, раздельные щечки выполнены в виде дугообразных пластин или в виде вертикально сориентированной, разрезанной мнимой вертикальной плоскостью на две половины пластиковой трубы, причем заряд устанавливается с зазором относительно стенок корпуса и связан с якорным замком, выполненным в виде шарнира, посредством металлической проволоки.
Недостатком известного технического решения является сложность конструкции и сложность установки в скважине за счет распора якорного замка.
Известно средство инициирования зарядов промышленных взрывчатых веществ (патент РФ №1782104, опубл. 26.04.1990), в котором предложен промежуточный детонатор заряда для дробления негабарита, включающий полиэтиленовый корпус под взрывчатое вещество в форме стакана, с размещенными на наружной поверхности дна стакана стойками, обращенными друг к другу и образующими частично заглубленное в дно гнездо под капсюль-детонатор и щель под детонирующий шнур, где после установки заряда через щель вводят детонирующий шнур или в гнездо вставляют капсюль-детонатор.
Недостатком известного технического решения является сложность конструкции и невозможность его фиксации в скважине.
Известен промежуточный детонатор (патент SU 93521, опубл. 24.07.2009), содержащий цилиндрический корпус с взрывчатым веществом и крышку с гнездом под средства инициирования, снабженную съемным кольцом с пружинящими усиками-фиксаторами, замковые соединения для взаимной фиксации крышки и корпуса, на цилиндрической поверхности корпуса кольцевой буртик для удержания вставки и съемного кольца, а по выступающим краям крышки пазы для укладки ударно-волновых трубок или проводов электродетонаторов.
Недостатком известного технического решения является сложность конструкции и сложность установки в скважине.
Известен промежуточный детонатор для скважинных зарядов (патент РФ №2484426, опубл. 10.06.2013). Изобретение содержит куполообразный фиксатор, который удерживает и защищает корпус с размещенными в нем средствами инициирования, взрывчатым веществом и крышкой. В конструкции фиксатора есть проемы для ударно-волновых трубок капсюлей детонаторов и упоры для зарядного шланга, что позволяет производить механизированное заряжание скважины с автоматической подачей шланга, и боковые эластичные упоры на фиксаторе, позволяющие легко центрировать направление перемещения промежуточного детонатора при досылке в скважину и препятствующие его обратному перемещению.
Недостатком известного технического решения является сложность конструкции и сложность установки в скважине.
Известен промежуточный детонатор, принятый за прототип (патент РФ №2333452, опубл. 10.09.2008, бюл. №25). Промежуточный детонатор содержит цилиндрический корпус, выполненный с хвостовиком, крышку, выполненную с гнездом под капсюль-детонатор и расположенную с возможностью фиксации на противоположном от хвостовика торце корпуса, и размещенный в корпусе заряд взрывчатого вещества. Внутренняя поверхность корпуса сопряжена с внутренней поверхностью хвостовика по конической поверхности. Хвостовик корпуса выполнен с открытым торцом и снабжен вогнутой внутрь корпуса диафрагмой, разделяющей хвостовик на две части. Крышка выполнена с утолщенными стенками в области фиксации ее на корпусе и перехода в гнездо. На внутренней поверхности гнезда выполнены два продольных выступа для фиксации капсюля-детонатора со смещением относительно центральной оси гнезда и обеспечения контакта капсюля-детонатора с поверхностью гнезда. Заряд взрывчатого вещества выполнен из сыпучего взрывчатого вещества и размещен в корпусе между крышкой и диафрагмой с плотностью на 1-25% выше насыпной.
Недостатком данного изобретения является сложность установки его в скважине и невозможность оперативной регулировки массы взрывчатого вещества в контейнере, а также невозможность надежной фиксации в необходимом высотном интервале.
Техническим результатом изобретения является упрощение установки устройства в скважине с обеспечением фиксации в необходимом высотном интервале, а также возможность оперативной регулировки массы взрывчатого вещества.
Технический результат достигается тем, что в контейнере для фиксации и установки патронов-боевиков и промежуточных детонаторов во взрывных скважинах, содержащем цилиндрический корпус, выполненный с крышкой и хвостовиком, размещенный в корпусе заряд взрывчатого вещества, согласно изоберетению корпус выполнен в виде нескольких входящих в друг друга цилиндрических полых размерных вставок с упорами, хвостовиком, выполненным в виде полого направляющего конуса с конусообразным полым переходом на размерную вставку, крышка выполнена в виде центрирующего патрона из жестко закрепленных на основании с лепестками и расположенных на одной оси усеченных полых конусов разного диаметра, при этом размерные вставки, конический переход хвостовика и большой усеченный полый конус центрирующего патрона имеют внутренний диаметр D больше внешнего диаметра патрона взрывчатого вещества, причем все данные элементы контейнера выполнены с возможностью разъемного соединения в направлении от хвостовика, а число n размерных вставок принимают по длине патрона взрывчатого вещества.
Технический результат достигается также тем, что центрирующий патрон изготовлен из смеси полиэтилена низкого давления и полиэтилена высокого давления.
Технический результат достигается также тем, что размерные вставки и центрирующий конус изготавливаются из полипропилена марки 21-012.
Технический результат достигается также тем, что допускается коробление деталей контейнера не более 2%.
Технический результат достигается также тем, что в центрирующем патроне предусмотрено отверстие для волновода.
Контейнер для фиксации и установки патронов-боевиков и промежуточных детонаторов во взрывных скважинах поясняется рисунками, где на фиг. 1 показан хвостовик в виде направляющего конуса с конусообразный переходом, вид сбоку (А), разрез хвостовика по линии Б-Б, вид по стрелке В и изометрическая проекция (С), на фиг. 2 показан корпус в виде размерной вставки, вид сбоку (А), разрез размерной вставки по линии Б-Б, вид по стрелке В и изометрическая проекция (С), на фиг. 3 показан центрирующий патрон с лепестками, вид сбоку (А), разрез размерной вставки по линии Б-Б, вид по стрелке В и изометрическая проекция (С), на фиг. 4 показан контейнер в сборе, вил сбоку (А), разрез по линии Б-Б и изометрическая проекция (С), где:
1 - размерная вставка с упором 9, при вставке нескольких размерных вставок друг в друга образуется корпус контейнера, с возможностью соединения с хвостовиком 2 и центрирующим патроном 3;
2 - хвостовик в виде направляющего конуса 11 с конусообразным переходом 12, выполненный с возможностью одевания на размерную вставку 1;
3 - центрирующий патрон с лепестками 5;
4 - патрон-боевик или промежуточный детонатор;
5 - лепестки центрирующего патрона 3;
6 - основание центрирующего патрона 3 с жестко закрепленными лепестками 5 и расположенными на одной оси усеченными полыми конусами 7 и 8 разного диаметра с внутренними проточками цилиндрической формы;
7 - меньший усеченный конус с внутренним диаметром d больше внешнего диаметра зарядного шланга;
8 - большой усеченный полый конус центрирующего патрона 3;
9 - упор на размерной вставке 1 для хвостовика 2 и соседних размерных вставок 1;
10 - зарядный шланг смесительно-зарядной машины;
11 - направляющий конус хвостовика 2;
12 - конусообразный переход от направляющего конуса хвостовика 2 к корпусу 1;
L - внутренняя длина контейнера, образованная из размерных вставок 1, равная или большая длины заряда взрывчатого вещества, м;
d - внутренний диаметр меньшего усеченного конуса 7, принимаемый больше внешнего диаметра зарядного шланга 10, м;
вн
D - внешний диаметр контейнера, меньший диаметра шпура или скважины, м;
D - внутренний диаметр контейнера (включая внутренние диаметры размерных вставок 1, хвостовика 2 и центрирующего патрона 3), больший внешнего диаметра патрона-боевика 4 - заряда взрывчатого вещества, м.
Контейнер для фиксации и установки патронов-боевиков и промежуточных детонаторов во взрывных скважинах предназначен для установки с одновременной фиксацией в нужных отметках средств инициирования эмульсионных взрывчатых веществ с возможностью заряжания восходящих шпуров и скважин. Наиболее эффективным представляется использование для обратного инициирования зарядов взрывчатых веществ.
вн
Контейнер для фиксации и установки патронов-боевиков и промежуточных детонаторов во взрывных скважинах содержит следующие основные элементы. Размерная вставка 1 выполнена с возможностью вставки элементов друг в друга и фиксации с помощью упоров 9. Несколько вставленных друг в друга размерных вставок 1 образуют корпус контейнера с возможностью вставки и фиксации на нем хвостовика 2 в виде направляющего конуса 11 с полым конусообразным переходом 12. Выполнение корпуса контейнера в виде нескольких размерных вставок 1 позволяет оперативно регулировать массу патрона-боевика или промежуточного детонатора 4 за счет изменения линейных размеров. При необходимости берут больше размерных вставок 1 для создания большей внутренней длины L контейнера, м. При этом число n размерных вставок пропорционально длине патрона взрывчатого вещества. Хвостовик 2 выполняют с возможностью надевания на упор 9 размерной вставки 1. Центрирующий патрон 3 выполняют с лепестками 5, закрепленными на основании 6. Также на основании 6 жестко закрепляют расположенные на одной оси усеченные полые конуса 8 и 7 разного диаметра с внутренними проточками цилиндрической формы. Большой усеченный полый конус 8 центрирующего патрона 3 выполнен с возможностью вставки в размерную вставку 1 за счет его конусности. Меньший усеченный конус 7 выполнен с внутренним диаметром d больше внешнего диаметра зарядного шланга 10. Внутреннюю длину контейнера L, м принимают равной или большей длины заряда взрывчатого вещества, например патронированного, используемого в качестве патрона-боевика или промежуточного детонатора 4. Внутренний диаметр d меньшего усеченного конуса 7, принимают больше внешнего диаметра зарядного шланга 10 для обеспечения возможности надевания на шланг 10. Внешний диаметр D контейнера, принимают меньше диаметра шпура или скважины, м, для обеспечения возможности вставки контейнера в данные горные выработки. Зазоры между стенками шпура или скважины и контейнером принимают исходя из условия обеспечения надежной фиксации контейнера с помощью лепестков 5 центрирующего патрона 3. Зазор, число лепестков, их толщину и ширину определяют экспериментальным, экспериментально-аналитическим или аналитическим способами. Внутренний диаметр D элементов контейнера принимают большим внешнего диаметра заряда взрывчатого вещества, используемого в качестве патрона-боевика 4, предназначенного для инициирования основного заряда, м. (размерная вставка 1, конусообразный переход 12 хвостовика 2 и большой усеченный полый конус 8 центрирующего патрона 3 имеют внутренний диаметр D больше внешнего диаметра патрона взрывчатого вещества). Все данные элементы контейнера выполнены с возможностью разъемного соединения в направлении от хвостовика 2. В качестве материалов для изготовления центрирующего патрона 3 возможно использование смеси полиэтилена низкого давления и полиэтилена высокого давления. Толщину стенок всех элементов контейнера принимают исходя из прочностных характеристик материалов, используемых для изготовления элементов. Одним из ключевых условий данного решения является сохранность взрывчатого вещества патрона-боевика 4 при его перемещении в контейнере по скважине с последующей корректной и надежной фиксацией. Размерная вставка 1 и центрирующий патрон 3 могут быть изготовлены из полипропилена марки 21-012. Данные материалы обладают наилучшими характеристиками с позиции цена-качество. При изготовлении всех деталей контейнера допускается коробление деталей не более 2%, что обеспечит надежную фиксацию деталей друг относительно друга.
вн
Контейнер для фиксации и установки патронов-боевиков и промежуточных детонаторов во взрывных скважинах работает следующим образом. Перед подачей зарядного шланга 10 смесительно-зарядной машины в шпур или скважину производят сборку контейнера. Для этого берут необходимое число n размерных вставок 1, вставляют друг в друга, затем надевают хвостовик 2 в виде направляющего конуса 11 с конусообразным полым переходом 12 до момента достижения упора 9. В полученную полость помещают патрон-боевик или промежуточный детонатор 4. Патрон-боевик 4 фиксируют внутри контейнера с помощью центрирующего патрона 3 путем вставки его в крайнюю размерную вставку 1. При необходимости в теле центрирующего патрона 3 делают отверстие для волновода и протягивают волновод сквозь данное отверстие при сборке. Затем надевают собранный контейнер с размещенным внутри него патроном-боевиком 4 на зарядный шланг 10 смесительно-зарядной машины. Для этого внутри меньшего усеченного конуса 7, выполненного с внутренним диаметром d больше внешнего диаметра зарядного шланга 10, размещают зарядный шланг 10. Зазор между внутренними стенками меньшего усеченного конуса 7 контейнера и шлангом 10 принимают исходя из условия надежного удержания контейнера на зарядном шланге 10 при проталкивании по скважине. Это определяют экспериментальным путем. Затем подают собранный контейнер с помощью зарядного шланга 10 в шпур или скважину до достижения им необходимого интервала высотных отметок, предусмотренных параметрами буровзрывных работ. При подаче тщательно следят за целостностью волновода и равномерным продвижением контейнера по скважине или шпуру. За счет того, что внешний диаметр D контейнера, принимают меньше диаметра шпура или скважины достигается беспрепятственное перемещение контейнера до заданного высотного интервала. При наличии препятствий направляющий конус 11 хвостовика 2 способствует их успешному преодолению за счет возможности выбора направления при точечном контакте с препятствием и соскальзыванием с него. После достижения требуемого интервала высот зарядный шланг 10 извлекают, а контейнер жестко закрепляется в скважине за счет распора и деформации лепестков 5. Затем производят заряжание шпура или скважины взрывчатым веществом. При установке промежуточного детонатора контейнер устанавливают на нужной отметке, после чего зарядку продолжают.
Контейнер для фиксации и установки патронов-боевиков и промежуточных детонаторов во взрывных скважинах обеспечивает следующие преимущества:
- упрощение установки устройства в скважине;
- возможность оперативного изменения массы взрывчатого вещества за счет изменения линейных размеров корпуса;
- обеспечение надежной фиксации в необходимом высотном интервале.