Устройство для образования рассредоточенных зарядных полостей во взрывных скважинах

Полезная модель относится к области разработок полезных ископаемых с применением взрывных работ методом скважинных зарядов и может быть использована, например, при проведении вскрышных работ на открытых горных месторождениях. Более конкретно, полезная модель относится к конструкции устройства для образования рассредоточенных зарядных полостей во взрывных скважинах.
Известно устройство для крепления полимерного рукава в устье скважины (патент на полезную модель №122438 RU, опуб. 27.11.2012). Устройство состоит из жесткой пластмассовой воронки, конического пластмассового стопора с защелкой, полимерного рукава. Полимерный рукав пропущен изнутри через воронку и конический стопор, при этом рукав вывернут на 10-15 см из конического стопора, заправлен в отверстие воронки и защелкнут.Воронка выполнена диаметром, превышающим диаметр скважины, конический стопор выполнен диаметром равным диаметру внутреннего отверстия воронки и меньше диаметра рукава на 15-30 мм, при этом полимерный рукав сложен «гармошкой», уложен внутрь воронки.
Недостатками этого аналога являются невысокая надежность пластмассовой воронки, которая имеет свойство деформироваться при различных климатических условиях эксплуатации, например, плавиться под действием солнечных лучей в жаркую погоду, а при больших отрицательных температурах окружающей среды приобретает хрупкость.
Известно другое зарядное устройство для создания воздушных промежутков в скважинах (патент на полезную модель №142427 RU, опуб. 27.06.2014). Устройство включает жесткое кольцо и рукав, дополнительно содержит второй рукав и карман для груза. Рукава выполнены в виде перевернутых усеченных конусов, а карман в виде цилиндра и изготовлены из полипропиленового материала, при этом кольцо вмонтировано в верхнее основание первого рукава, нижнее основание которого соединено с верхним основанием второго рукава, нижнее основание которого сообщается с карманом, диаметр кольца больше диаметра скважины и больше диаметра нижнего основания первого рукава, диаметр которого меньше диаметра скважины.
Недостатками такого устройства является неравномерное распределение объема взрывчатого вещества в рукаве, по причине выполнения рукавов в виде перевернутых конусов с постепенным уменьшением диаметра к низу, что приводит к неравномерности дробления горного массива.
Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявляемой полезной модели, по совокупности существенных признаков, является известное устройство для создания рассредоточенных зарядов и образования воздушных промежутков в скважинах (патент на полезную модель №46299 RU, опуб. 27.06.2005). Устройство включает закрытый с нижнего конца рукав из эластичного материала с грузом, снабжено воронкой из эластичного материала и жестким кольцом, причем нижнее основание воронки соединено с верхним концом рукава, а в верхнее основание вмонтировано кольцо. Диаметры рукава и кольца выполнены, соответственно, на 10-20 мм и 150-250 мм больше диаметра скважины. Рукав и воронка могут быть изготовлены из тканого полипропилена. Устройство может содержать, по крайней мере, два рукава из эластичного материала разной длины с воронками и кольцами, размещенными один в другом.
Недостатками прототипа является невысокая надежность совместной эксплуатации устройства с элементами системы инициирования (волноводов неэлектрических систем инициирования, а также проводов электронных детонаторов и электродетонаторов), заключающаяся в отсутствии приспособлений для предотвращения падения свободного конца волновода или электрических проводов в заряжаемую скважину.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка нового устройства для создания рассредоточенных зарядов и образования воздушных промежутков в скважинах, несложной конструкции и простой в комплектации, технологичной в изготовлении, обеспечивающего повышение надежности работы.
Обозначенная проблема успешно решается за счет предлагаемой полезной модели, согласно которой устройство для создания рассредоточенных зарядов и образования воздушных промежутков в скважинах включает закрытый, с нижнего конца, рукав выполненный из эластичного материала и соединенный с воронкой, выполненной в виде усеченного конуса в верхнее основание которой, превышающее диаметр скважины, вмонтировано жесткое кольцо. Отличительными особенностями полезной модели является то, что на боковой поверхности воронки, выполненной в виде усеченного конуса, вблизи жесткого кольца расположено, по меньшей мере, одно отверстие, укрепленное металлическим люверсом.
Также, техническая проблема может быть устранена за счет частной формы конструктивного выполнения устройства, а именно:
- предпочтительно, если рукав соединен с воронкой посредством шва, сформированного со складкой из эластичного материала, при этом шов расположен на внешней поверхности устройства;
- предпочтительно, если рукав и воронка выполнены из тканого полипропилена.
Технический результат, полученный от полезной модели, заключается в повышении надежности использования устройства.
Более подробно полезная модель поясняется чертежами, на которых изображено следующее:
фиг. 1 - общий вид устройства;
фиг. 2 - пример реализации устройства, расположенного в скважине;
фиг. 3 - пример реализации устройства, расположенного в скважине (крупно устье скважины).
На чертежах указанные позиции обозначают следующие конструктивные элементы.
Устройство включает рукав 1, воронку 2, жесткое кольцо 3. Рукав 1 и воронка 2 выполнены из эластичного материала, предпочтительно из тканого полипропилена. Рукав 1 имеет предпочтительно цилиндрическую форму, закрыт (сшит) с нижнего конца, а верхним концом соединен с воронкой 2, которая имеет форму усеченного конуса. В верхнее основание воронки 2, превышающее диаметр скважины, вмонтировано (вшито) жесткое кольцо 3. На боковой поверхности воронки 2 вблизи жесткого кольца 3 расположено, по меньшей мере, одно отверстие 4, укрепленное металлическим люверсом 5. Такое отверстие 4 предназначено для продевания в него свободного конца волновода или электрических проводов 6 и закрепления их с помощью узла с учетом оставления слабины. Рукав 1 соединен с воронкой 2 посредством шва 7, сформированного со складкой из эластичного материала. Шов 7 расположен на внешней поверхности устройства, что позволяет исключить застревание патрона-боевика 8 в устройстве, опускаемого в скважину.
Устройство работает следующим образом.
В нижней части скважины механизированным или ручным способом размещается заряд взрывчатого вещества 9 с патроном-боевиком 8. Затем в скважину опускается устройство для образования рассредоточенных зарядных полостей во взрывных скважинах, которое разделяет верхнюю и нижнюю часть заряда воздушным промежутком 10. После чего в устройстве располагается верхний заряд взрывчатого вещества 9 с патроном-боевиком 8, который сообщается с поверхностью скважины волноводом или электрическим проводом 6, свободный край которого продет в отверстие 4, находящееся вблизи жесткого кольца и укрепленное металлическим люверсом 5, после чего закрепляется с помощью узла, с учетом оставления слабины (как показано на фиг. 3).
При проведении эксперимента были отмечены полезные свойства устройства, заключающиеся в высокой надежности совместной эксплуатации устройства с волноводами неэлектрических систем инициирования, которое обусловлено наличием приспособления для предотвращения падения свободного конца волновода в заряжаемую скважину (расположенное вблизи кольца, по меньшей мере одно отверстие, укрепленное металлическим люверсом) и удобное расположение шва на внешней поверхности устройства, что позволяет исключить застревание патрона-боевика в устройстве, опускаемого в скважину.
Тканый полипропилен является наиболее предпочтительным эластичным материалом, так как обладает хорошими технологическими свойствами, в частности сшиваемостью.
Дополнительным преимуществом заявляемой полезной модели является снижение трудовых затрат при его изготовлении и использовании устройства.
Таким образом, устройство для создания рассредоточенных зарядов и образования воздушных промежутков в скважинах, согласно полезной модели, представляет собой не сложную конструкцию простой комплектации, достаточно технологично в изготовлении, и обеспечивает достижение технического результата в части повышения надежности его работы.