УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВОЗДУШНЫХ ПРОМЕЖУТКОВ В СКВАЖИННЫХ ЗАРЯДАХ

Полезная модель относится к области взрывных работ, а именно к устройствам для рассредоточения заряда взрывчатого вещества воздушными промежутками и может быть использована в различных отраслях промышленности, в частности в горнорудной.
Известно устройство для рассредоточения заряда взрывчатого вещества воздушными промежутками, выполненное в виде бумажного цилиндра, диаметр которого меньше диаметра скважины (Мельников И.В. и др. Совершенствование буровзрывных работ. - М.: Углетехиздат, 1959. - С. 253).
Недостатком устройства является невозможность использования его в скважинах переменного диаметра, т.к. из-за большой длины оно застревает, а также невозможность использования в обводненных скважинах.
Известно устройство для создания воздушных промежутков в скважинных зарядах, содержащее скважинный затвор с эластичной боковой оболочкой и опору, причем боковая оболочка выполнена гофрированной (авторское свидетельство СССР №614658, опубликовано в 1979 г., бюлл. №39). Диаметр верхнего основания оболочки в известном устройстве равен или больше диаметра скважины, что обеспечивает надежное перекрытие поперечного сечения скважины.
Недостатком данного устройства является сложность установки и необходимость оставления опоры в скважине.
Известно устройство для рассредоточения заряда в скважине (патент РФ на изобретение №2419063, опубл. 20.05.2011), содержащее опорную конструкцию, превосходящую габаритами диаметр устья скважины и подвешиваемую часть, выполненную в виде цилиндра со скошенными параллельно друг другу торцами в сечении в виде эллипса.
Недостатки известной конструкции состоят в том, что подвешиваемая часть, не позволяет полностью перекрыть сечение скважины, поэтому взрывчатое вещество при заряжании просыпается или проливается в промежутки между подвешиваемой частью и стенками скважины.
Известен способ рассредоточения заряда в скважине (патент РФ №2235971, опубл. 10.09.2004, бюлл. 25), включающий создание воздушных промежутков с помощью скважинных затворов, установку боевиков в каждом заряде, монтирование детонирующего шнура, создание воздушных промежутков с помощью пневматического скважинного затвора, диаметр которого превышает диаметр скважины, при этом пневматический скважинный затвор в сжатом виде опускают в скважину на соединительной трубке на заданную глубину, которую регулируют с помощью соединительной трубки, а затем накачивают его воздухом до заданного давления, после чего соединительную трубку отделяют от пневматического скважинного затвора и вынимают ее из скважины, а на затвор помещают боевик и часть заряда, затем на этой же соединительной трубке опускают в сжатом виде следующий пневматический скважинный затвор на заданную глубину и всю последовательность действий повторяют до экономически и технически обоснованного количества пневматических скважинных затворов в скважине.
Недостатком известного способа является, то, что его невозможно использовать в обводненных скважинах с большим столбом воды, т.к. при опускании пневматического скважинного затвора в сжатом виде в скважину, скорость его погружения в воду очень мала, а при наполнении пневматического скважинного затвора воздухом в воде на него действует выталкивающая сила, смещающая пневматический скважинный затвор от заданной глубины установки, что препятствует созданию точных геометрических параметров рассредоточенного заряда.
Известно устройство для создания воздушных промежутков в скважинных зарядах, принятое за прототип (патент РФ №65135, опубл. 27.07.2007), Устройство содержит скважинный затвор в форме конуса и опору, выполненную в виде жесткого стержня или комбинированной подвески. Конус снабжен радиальными ребрами жесткости и эластичной оболочкой, имеющей диаметр, равный или превышающий диаметр скважины. Оболочка может быть снабжена радиальными прорезями и выполнена съемной. С помощью опоры устройство устанавливают согласно проекту в определенном месте скважины для рассредоточения заряда взрывчатого вещества.
Недостатком известного технического решения является сложность корректной установки в скважине и повышенный расход материалов из-за необходимости оставления опоры в скважине.
Техническим результатом изобретения является упрощение установки корректной устройства в скважине с обеспечением фиксации в необходимом высотном интервале, а также сокращение расхода материалов за счет использования временной опоры.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для создания воздушных промежутков в скважинных зарядах, содержащее скважинный затвор в виде конуса и опору с замком для крепления, согласно изобретению затвор выполнен в виде усеченного конуса и снабжен радиальными лепестками, причем внешний диаметр лепестков превышает диаметр скважины, опора выполнена временной с возможностью фиксации в замке в виде узкой внутренней части скважинного затвора за счет клинового соединения, образуемого при вхождении временной опоры во внутреннюю конусную часть скважинного затвора, при этом диаметр узкой части скважинного затвора d принимают меньше внешнего диаметра D временной опоры.
Технический результат достигается также тем, что скважинный затвор изготовлен из смеси полиэтилена низкого давления и полиэтилена высокого давления.
Технический результат достигается также тем, что скважинный затвор изготовлен из полипропилена марки 21-012.
Устройство для создания воздушных промежутков в скважинных зарядах поясняется рисунками, где на фиг. 1 показан затвор, вид по стрелке A, на фиг. 2 показан затвор, продольный разрез по линии B-B, на фиг. 3 показана изометрическая схема затвора с лепестками, на фиг. 4 показан а принципиальная схема установки затвора в скважине, продольный разрез, на фиг. 5 по казана принципиальная схема образования воздушного промежутка над зарядом взрывчатого вещества, где:
1 - затвор;
2 - усеченный конус затвора 1;
3 - радиальные лепестки затвора 1;
4 - замок в виде узкой внутренней части скважинного затвора 1 за счет клинового соединения, образуемого при вхождении временной опоры 5 во внутреннюю конусную часть скважинного затвора 1;
5 - временная опора;
6 - заряд взрывчатого вещества;
7 - забойка;
8 - скважина;
9 - воздушный промежуток, образованный с помощью скважинного затвора 1;
d - диаметр узкой части скважинного затвора 1, м;
D - внешний диаметр временной опоры 5, м.
Устройство для создания воздушных промежутков в скважинных зарядах предназначено для отделения элементов зарядов эмульсионных взрывчатых веществ друг от друга или от забойки.
Устройство для создания воздушных промежутков в скважинных зарядах содержит следующие основные элементы. Затвор 1, выполненный в виде усеченного конуса 2 с радиальными лепестками 3 (с разными углами при образующей конуса). В донной части усеченного конуса 2 образован замок 4 в виде узкой внутренней части скважинного затвора 1 для крепления временной опоры 5 за счет клинового соединения, образуемого при вхождении временной опоры 5 во внутреннюю конусную часть скважинного затвора 1. Клиновое соединение достигается за счет того, что диаметр d узкой части скважинного затвора 1, м, принимают меньше внешнего диаметра D временной опоры 5, м. Временная опора 5 служит для установки затвора в нужном интервале высот. Скважинный затвор 1 может быть изготовлен из смеси полиэтилена низкого давления или полиэтилена высокого давления или полипропилена марки 21-012.
Устройство для создания воздушных промежутков в скважинных зарядах работает следующим образом. В массиве горных пород бурят скважину 8 и заряжают в нее необходимое количество взрывчатого вещества, например, эмульсионного, с образованием заряда 6 взрывчатого вещества. Далее надевают затвор 1 до расклинивания в замке 4 на временную опору 5 и опускают с помощью временной опоры 5 затвор 1 на нужную глубину в скважину, например, на длину забойки 7. Затем извлекают временную опору 5 с одновременной фиксацией затвора 1 за счет взаимодействия радиальных лепестков 3 со стенками скважины 8. Радиальные лепестки 3 имеют диаметр больше диаметра скважины 8 происходит расклинивание затвора 1 при извлечении временной опоры 5 в нужном интервале. Далее производят операции по забойке скважины 8, например, щебнем. В приведенной конструкции за счет создания воздушного промежутка над зарядом 6 при использовании эмульсионного взрывчатого вещества может происходить газификация эмульсионного взрывчатого вещества без зажатия столба заряда 6 взрывчатого вещества забойкой 7, что позволяет исключить из производственных операций непроизводительные простои, связанные с необходимостью ожидания для прохождения газификации после заряжания эмульсионного взрывчатого вещества. Также скважинный затвор 1 может быть использован для рассредоточения заряда взрывчатого вещества. При этом операции установки затвора 1 в скважине остаются прежними, установку производят в соответствии с принятой конструкцией заряда взрывчатого вещества.
Устройство для создания воздушных промежутков в скважинных зарядах обеспечивает следующие преимущества:
- упрощение корректной установки устройства в скважине;
- сокращение расхода материалов за счет использования временной опоры;
- обеспечение надежной фиксации в необходимом высотном интервале.