ПОДВЕСНАЯ СКВАЖИННАЯ ЗАБОЙКА
SUSPENDED WELL STEM

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.
Известны скважинные забойки из породной мелочи и т.п., увеличивающие время действия расширяющихся газообразных продуктов взрыва на разрушаемый массив (Кутузов Б.Н. Взрывные работы. М.: Недра, 1988, с.223).
Известна также скважинная забойка, имеющая форму цилиндра, внешний диаметр которого соизмерим с диаметром скважины (патент РФ №2229684, МПК 7 F42D 1/20, опубл. 27.05.2004 г.).
Недостатком известной скважинной забойки является сложность изготовления и установки.
Известна подвесная скважинная забойка (патент РФ №2371671, МПК F42D 1/08, опубл. 27.10.2009, бюл. №30), выполненная в виде сплошного цилиндра, диаметр которого максимально приближен и соизмерим с диаметром скважины, цилиндр установлен на глубину массива с интенсивной трещиноватостью, между зарядом и забойкой имеется воздушный промежуток, при этом нижний торец цилиндра выполнен скошенным, а верхний прикреплен веревкой к перекладине, расположенной над устьем скважины.
Недостатком известной забойки является то, что в момент взрыва забойка не всегда заклинивает скважину и является ненадежной при использовании ее в крепких породах. Когда стенки скважины в ее верхней части без заколов, гладкие, то забойка вылетает из скважины, не выполнив своей функции.
Техническим результатом заявляемого технического решения является интенсификация процесса дробления горных пород, повышение надежности забойки, снижение удельного расхода ВВ, повышение качества дробления горной массы, упрощение и удешевление конструкции, повышение эффективности и снижение себестоимости ведения взрывных работ скважинным методом путем запирания продуктов детонации в зарядной полости до полного разрушения массива.
Указанный технический результат достигается тем, что в подвесной скважинной забойке, выполненной в виде сплошного цилиндра, диаметр которого максимально приближен и соизмерим с диаметром скважины, цилиндр установлен на глубину массива с интенсивной трещиноватостью, между зарядом и забойкой имеется воздушный промежуток, при этом нижний торец цилиндра выполнен скошенным, а верхний прикреплен веревкой к перекладине, расположенной над устьем скважины, согласно изобретению верхний и нижний торцы цилиндра выполнены скошенными параллельно друг другу, причем длина L большой оси образуемого при этом эллипса равна 1,15-1,25 диаметра скважины, при этом верхний торец прикреплен к перекладине, расположенной над устьем скважины веревкой, закрепленной у нижнего края скошенной части забойки.
Заявляемая подвесная скважинная забойка поясняется чертежами, где на фиг.1 показана конструкция подвесной скважинной забойки и ее положение в момент опускания ее в скважину; на фиг.2 - подвесная скважинная забойка в скважине в рабочем положении; на фиг.3 - размеры цилиндра.
заб
Подвесная скважинная забойка выполнена в виде цилиндра 1 (фиг.1), диаметр D которого равен 0,75-0,85 диаметра скважины. Верхний торец 2 и нижний торец 3 выполнены скошенными, параллельными друг другу, причем длина L большой оси образуемого при этом эллипса равна 1,15-1,25 диаметра скважины (фиг.3). Если длина L будет меньше 1,15 м, то подвесная скважинная забойка вылетит из скважины во время взрыва, а если L будет больше 1,25 м, то подвесную скважинную забойку не расклинит в скважине. Параллельно друг другу скошенные торцы выполнены для упрощения изготовления подвесной скважинной забойки (например, бревно разрезают на цилиндры со скосом, выполненным под одинаковым углом). Цилиндр 1, на расстоянии 2-3 см от края верхнего торца, прикреплен веревками 4 и 5 к перекладине 6, 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 метра) опускают цилиндр 1 (фиг.1), выполненный, например, из дерева, скошенным верхним торцом 2 вверх, придерживая его за веревки 4 и 5, так, чтобы стенки цилиндра 1 были параллельны стенкам скважины. Опустив цилиндр 1 на требуемую глубину, нижний край скошенного торца 2 с помощью веревки 5 крепят к перекладине 6, расположенной над устьем скважины, и тогда цилиндр 1 заклинит в скважине в рабочем положении (фиг.2), а веревку 4 свободно отпускают. Между зарядом ВВ 7 и подвесной скважинной забойкой, выполненной в виде цилиндра 1, остается незаполненное пространство скважины. Для уплотнения зазоров, увеличения площади трения между цилиндром и стенкой скважины, увеличения сопротивления выбросу подвесной скважинной забойки из скважины при взрыве заряда, на верхний скошенный торец 2 цилиндра 1 насыпают буровую мелочь (штыбу или мелкую породу), которая под действием своего веса распирает подвесную скважинную забойку в скважине, приводя ее в рабочее состояние. В момент взрыва газообразные продукты взрыва заполняют все свободное до подвесной скважинной забойки пространство скважины и доходят до цилиндра 1, упираясь в цилиндр 1, который надежно застревает в скважине, запирая собой выход газообразным продуктам взрыва, чему способствуют скошенные верхний 2 и нижний 3 торцы цилиндра 1. Подвесная скважинная забойка способствует 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.
ООО «Кузбассвзрывпроект» на Краснобродском участке ПВР (Краснобродское поле) ООО «КРУ-Взрывпром» проведены испытания по установке подвесных скважинных забоек для забойки скважинных зарядов блока экскаватора Terex №110.
Характеристики взрываемого блока: наименование пород - песчаник, крепость f - 9; категория по блочности - IV; глубина скважин до 18 м; обводненность до 8 метров; объем взрываемого массива - 390000 м.
Для выявления работоспособности подвесной скважинной забойки на экспериментальном участке был набурен блок скважин с сеткой бурения 7*7 м. Остальная часть блока была забурена с сеткой 6*6 м. На экспериментальном участке в 160 скважин на глубину 1,5 м на двух полипропиленовых шпагатах были установлены подвесные скважинные забойки, выполненные из дерева в виде цилиндра со скошенным верхним и нижним торцами. Свободные концы шпагатов привязывали к деревянному бруску, и располагали его рядом с устьем скважины. Для уплотнения зазоров и увеличения площади трения между деревянным цилиндром и стенкой скважины оставшуюся часть скважины засыпали буровой мелочью. После проведения массового взрыва был произведен визуальный осмотр и сравнение крупности кусков взорванной горной массы на экспериментальном и контрольном участке блока. 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 заявляемых 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, повысить надежность скважинной забойки, упростить ее изготовление.
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.