УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОЗАБОЙКИ СКВАЖИН

Полезная модель относится к горному делу, а именно к области буровзрывных работ и может быть использована в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых.
Известна гидрозабойка, состоящая из одной или двух водонапорных ампул, размещенных непосредственно за взрывчатым веществом, и запирающего пыжа из пластичного материала, размещаемого в устьевой части шпура (скважины) после водонаполненных ампул (П.И.Кушнеров «Безопасность взрывных работ при электровзрывании на угольных и сланцевых щахтах. Кемерово, Кузбассвузиздат, 2005, с.302). Недостатком известной гидрозабойки является то, что водонаполненные ампулы имеют диаметр меньше, чем диаметр шпура и, вследствие этого, между стенками шпура и ампул образуется воздушный радиальный зазор. При взрыве заряда образующаяся мощная ударная волна, имея высокую скорость движения, успевает пройти через воздушный зазор прежде, чем будут разрушены ампулы и снижаемая водяная масса сможет перекрыть все сечение шпура. В этом случае не исключена возможность преждевременного выталкивания запирающего пыжа из устья шпура и максимального рапора водяной массы в шпуре не произойдет, что не будет препятствовать свободному выходу высокотемпературных продуктов взрыва в призабойное пространство горной выработки. В подобной ситуации формируемое давление распора водяной массы в шпуре и длительность его воздействия на стенки шпура не достигнут максимального значения, что не обеспечит полноты использования энергии ВВ на разрушение горного массива, т.е. не обеспечивается одновременное максимальное давление распора водяной массы и длительность его действия в шпуре.
В качестве прототипа принято устройство для гидрозабойки скважины, содержащее две или более водонаполненных ампулы и включающее запирающий пыж из пластичных материалов в устье шпура, а между водонаполненными ампулами размещен промежуточный запорный пыж (патент на полезную модель №83129 кл.F42D 1/08, опубликованный 20.05.2009 г.). Данная конструкция обеспечивает увеличение времени задержки забойки в шпуре, повышение полноты энергии взрыва на разрушение горного массива, снижение температуры выбрасываемых из шпура газообразных продуктов взрыва и повышение безопасности ведения горных работ. К недостаткам устройства скважинной гидрозабойки следует отнести:
- наличие водонаполненных ампул не снижает выделение пыли и не обеспечивает сокращение времени на проветривание участка;
- водонаполненные ампулы имеют диаметр меньше, чем диаметр скважины, в связи с чем образуется радиальный зазор до 12 мм;
- прорыв раскаленных газообразных продуктов детонации из зарядной камеры по зазору между ампулами и стенками шпура к запирающему пыжу связан со всеми отрицательными последствиями.
Техническим результатом использования изобретения является увеличение полезного действия взрыва за счет более продолжительного воздействия газообразных продуктов взрыва на горный массив и снижение уровня выбросов газа и пыли в связи с более плотным запиранием устья скважины.
Предложено устройство скважинной гидрозабойки, включающее изоляцию его от заряда, выполненное из эластичного материала. Отличием является то, что изоляция выполнена из соосно установленных внешнего и внутреннего рукавов, больше диаметра скважины причем внешний рукав является защитой для внутреннего рукава, а внутренний рукав имеет колпак, одетый на его нижний конец, и фиксатор, при этом внешний рукав снабжен карманом, заполненным инертным материалом.
Отличем является также то, что внутренний рукав с колпаком заполнены водой с добавкой смачивателя - пылеподавителя типа «Заслон» и может быть изготовлен из полиэтилена.
Отличием является и то, что внешний рукав и карман изготовлены из полипропилена, причем карман заполнен инертным материалом типа песок, штыб, грунт и т.д.
При использовании данного устройства увеличивается коэффициент полезного действия взрыва за счет более продолжительного воздействия газообразных продуктов взрыва на горный массив и в несколько раз снижается уровень выбросов газа и пыли за счет более плотного запирания устья скважины.
Конструкция устройства показана на фиг., где приведен его принципиальный вид.
Устройство состоит из двух рукавов, изготовленных из разных материалов. Внешний рукав 1 является защитным и изготовлен, например, из полипропилена, обеспечивающего защиту внутреннему рукаву 2 от внешних воздействий бортов скважины 3. Внешний рукав 1 в нижней части имеет карман 4 для обеспечения установки устройства в скважину и придания жесткости нижней части устройства карман заполняется любым инертным материалом типа песок, штыб, грунт и др. Внешний рукав выполнен из более жесткого материала, чем внутренний. Внутренний рукав 2 выполнен из эластичного материала (например полиэтилена) для обеспечения герметичности и снабжен колпаком и фиксатором. Оба рукава с одной стороны открыты - имеется горловина, а с другой стороны закрыты: внешний рукав прошит, внутренний рукав из вероятности потери герметичности заделан нетермоусадочными способами, например, механическим стягивающим фиксатором 5. Для распределения давления водного состава, усиления нижней самой нагруженной части рукава на внутренний рукав 2 надевают колпак 6. Конструкция устройства обеспечивает надежную гидроизоляцию в течение 72-х часов при размещении заполненного водным раствором устройства в скважине. Наибольший эффект обнаруживается при работе рукава 2 наполненного смачивателем-пылеподавителем «Заслон», изготавливаемым ООО «Промышленная Компания Кузбасса». «Заслон» представляет собой водный раствор сбалансированной смеси анионных и неионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ). Выпуск состава осуществляют в соответствии с ТУ 2480-003-69992707(орган по сертификации рег.№РОСС RU.0001.11МТ42. ООО «СервисТехноПром. 127015. г.Москва, Бумажный пр. д.14).
Принцип работы устройства.
В карман, расположенный в нижней части устройства, насыпается песок, штыб, материал оставшийся после бурения скважины и устройство опускают на дно скважины, в свободную от заряда часть скважины. Устройство (внутренний рукав 2) наполняют водой с добавкой смачивателя-пылеподавителя «Заслон». Расширяясь, устройство дополнительно герметизирует скважину и повышает силу взрывной волны. В ходе взрыва устройство разрушается и вода с добавкой смачивателя-пылеподавителя образует аэрозольное облако над местом взрыва вступает во взаимодействие с частицами пыли(мелкими частицами взорванной породы) - обводакивая их и осаждает на поверхность взорванного участка. Устройство обеспечивает уменьшение образование пыли, быстрое осаждение пыли на поверхность, что способствует улучшению экологической ситуации в районе взрывных работ.
Устройство изготовлено без применения токсичных материалов и использование его в нормальных атмосферных условиях не требует мер предосторожности. Колпак из эластичного материала равномерно распределяет давление водяного столба и увеличивает надежность фиксатора от протечек и нарушений герметичности устройства в самой нагруженной нижней части.