ПОДВЕСНАЯ СКВАЖИННАЯ ЗАБОЙКА
SUSPENDED DOWN-HOLE STEMMING

Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых.
Известна скважинная забойка, принятая за прототип (патент РФ №2409805, МПК F42D 1/20 опубл. 20.01.2011 г.), выполненная в виде цилиндра, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины, цилиндр выполнен сплошным, установлен в скважину на глубину массива с интенсивной трещиноватостью, между зарядом и забойкой имеется воздушный промежуток, при этом верхний торец цилиндра выполнен заостренным и прикреплен веревкой к перекладине, расположенной над устьем скважины, а пространство скважины от верхнего заостренного торца цилиндра до дневной поверхности заполнено буровой мелочью.
Недостатком известной скважинной забойки является недостаточно высокая вероятность срабатывания забойки в крепких породах.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности процесса дробления горных пород и снижение его себестоимости, снижение удельного расхода ВВ, повышение качества дробления горной массы, упрощение конструкции и повышение ее надежности.
Указанный технический результат достигается тем, что подвесная скважинная забойка выполнена в виде цилиндра, верхний торец которого выполнен заостренным и прикреплен веревкой к перекладине, расположенной над устьем скважины, согласно изобретению, заострение верхнего торца образовано путем сечения цилиндра двумя плоскостями, расположенными под углом, не равным 90°, к его оси, а нижний торец выполнен в виде углубления, образованного путем сечения цилиндра двумя плоскостями, расположенными параллельно плоскостям, образующим заострение верхнего торца.
Заявляемая подвесная скважинная забойка поясняется чертежами, где на фиг.1 показана конструкция подвесной скважинной забойки; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 - то же, вид сверху; на фиг.4 - схема установки подвесной скважинной забойки в скважине.
Подвесная скважинная забойка выполнена в виде цилиндра 1, верхний торец которого заострен путем сечения цилиндра двумя плоскостями 2, расположенными под углом, не равным 90°, к его оси, а нижний торец выполнен в виде углубления, образованного путем сечения цилиндра двумя плоскостями 3, расположенными параллельно плоскостям 2, образующим заострение верхнего торца, верхний торец прикреплен веревкой 4 к перекладине 5, расположенной над устьем скважины.
Заявляемая подвесная скважинная забойка работает следующим образом. После обуривания блока производят зарядку скважин, монтаж детонирующей цепи, затем в скважину на глубину массива с интенсивной трещиноватостью (вторичная трещиноватость, образовавшаяся от воздействия предыдущего взрыва - 1,5-2,5 м) опускают цилиндр 1, выполненный, например, из дерева, заостренным торцом вверх и крепят его к перекладине 5, расположенной над устьем скважины с помощью прикрепленной к верхнему торцу веревки 4. Оставшееся незаполненное пространство скважины между дневной поверхностью и подвесной скважинной забойкой, выполненной в виде цилиндра 1, заполняют буровой мелочью 6 (штыб или мелкая порода). В момент взрыва газообразные продукты взрыва заполняют все свободное до подвесной скважинной забойки пространство скважины 7 и доходят до цилиндра 1, под действием продуктов взрыва цилиндр 1 внедряется в буровую мелочь 6, уплотняя ее таким образом, что приводит к кратковременному запиранию продуктов взрыва, таким образом, увеличивается время действия расширяющихся газообразных продуктов взрыва на разрушаемый массив, следовательно, энергии взрыва на совершение полезной работы - дробление горных пород - тратится больше. За счет этого достигается интенсификация дробления горных пород, снижение удельного расхода ВВ и повышение качества дробления горной массы. Заявляемая подвесная скважинная забойка проста в изготовлении. Цилиндр с заостренными торцами предполагается изготавливать из калиброванного бревна путем произведения распилов через равные промежутки. Это позволит максимально полно использовать сырье и почти не создавать отходов. Кроме того, форма нижнего торца в виде выемки позволит сконцентрировать напряжения, создаваемые расширяющимися продуктами взрыва для обеспечения более интенсивного внедрения цилиндра в буровую мелочь и, как следствие, более надежного срабатывания подвесной скважинной забойки.
Пример. ООО «Кузбассвзрывпроект» на участке №1 филиала ОАО «УК «Кузбассразрезуголь», «Таллинский угольный разрез», «Ерунаковское поле» проведены испытания по установке подвесных скважинных забоек для забойки скважинных зарядов блока №5 экскаватора ЭШ-10.70 №334 на горизонте 227-229,8; буровой станок ЗСБШ-200 №277.
3
Характеристики взрываемого блока: наименование пород - алевролит, крепость f-5; песчаник, крепость f-6; категория по блочности III; глубина скважин до 45 м; обводненность до 7 м; объем взрываемого массива 295000 м.
Для выявления работоспособности подвесной скважинной забойки в 50 скважинах диаметром 215,9 мм, забуренных под углом 90°, был сформирован заряд ВВ с меньшим удельным расходом, чем в остальных скважинах на 8%. На глубину 1,5 м на пропиленовом шпагате были установлены подвесные скважинные забойки, выполненные из дерева в виде цилиндра с заостренным верхним торцом, которое образовано путем сечения цилиндра двумя плоскостями, расположенными под углом, не равным 90°, к его оси, а нижний торец выполнен в виде углубления, образованного путем сечения цилиндра двумя плоскостями, расположенными параллельно плоскостям, образующим заострение верхнего торца.
Свободный конец шпагата привязывали к деревянному бруску и располагали его рядом с устьем скважины, оставшуюся часть скважины засыпали буровой мелочью. После проведения массового взрыва был произведен визуальный осмотр и сравнение крупности кусков взорванной горной массы. Все установленные подвесные скважинные забойки сработали, на поверхности развала не было найдено деревянных цилиндров, вылетевших из скважины, не сработав. Качество подготовленной горной массы оценено как хорошее как в месте, где не были установлены подвесные скважинные забойки, так и там, где они были установлены. Проведенные испытания позволяют утверждать об эффективности применения подвесных скважинных забоек.
Заявляемая подвесная скважинная забойка позволяет максимально использовать энергию продуктов взрыва, интенсифицировать процесс дробления горных пород, снизить удельный расход ВВ, повысить качество дробления горной массы, обеспечить надежность срабатывания подвесной скважинной забойки.
При этом достигается: обеспечение времени работы подвесной скважинной забойки, необходимого для максимального использования энергии газообразных продуктов взрыва; упрощение размещения подвесной скважинной забойки внутри скважины; простота изготовления подвесной скважинной забойки; значительное снижение себестоимости изделия за счет экономии материала.