ПЕРЕДВИЖНОЙ КОМПЛЕКС ЗАРЯЖАНИЯ СКВАЖИН В ПРОЦЕССЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

Полезная модель относится к области ведения взрывных работ с использованием наиболее распространенных взрывчатых веществ, состоящих из аммиачной селитры и жидкого горючего (дизельного топлива) и может найти применение в горнодобывающей промышленности при добыче полезных ископаемых.
Одним из способов механизации производственного процесса, снижения трудозатрат, улучшения санитарно-гигиенических условий работы при производстве аммиачно-селитренных взрывчатых веществ и заряжания ими скважин является выбор оборудования для самотечной подачи аммиачной селитры в смеситель взрывчатых веществ и изготовленного взрывчатого вещества в скважины.
На открытых горных работах применяют в основном транспортно-зарядные и смесительно-зарядные машины на базе большегрузных грузовых автомобилей. Они состоят из бункера для аммиачной селитры, маслонасоса, шнекового транспортера или упаковок взрывчатого вещества заводского изготовления, установленных на шасси автомобиля (1-4). Они позволяют изготавливать взрывчатые вещества, заряжать скважины, но подача взрывчатого вещества осуществляется шнековым способом, что увеличивает опасность их использования. Известны передвижные установки изготовления взрывчатых веществ, состоящие из контейнеров с размещенными в них исходными компонентами, смесителями взрывчатых веществ (5, 6). Прием изготовленного взрывчатого вещества производится в транспортные упаковки (биг-беги массой до 1500 кг, мешки массой 40-45 кг). Они характеризуются высоким уровнем экологической чистоты и безопасности ведения работ. Недостатком указанных установок является низкая производительность, большой объем ручных операций, т.к. изготавливаемое взрывчатое вещество принимается и затаривается в транспортную тару для дальнейшего использования. От заводов-изготовителей взрывчатых веществ до предприятий, ведущих взрывные работы, промышленные взрывчатые вещества перевозятся автомобильным транспортом только в упакованном виде. Перевозка упакованных взрывчатых веществ осуществляется автомобилями, оснащенными много секционными контейнерами для размещения упаковок взрывчатых веществ и погрузочно-разгрузочным механизмом.
Известна машина для заряжания скважин взрывчатыми веществами, состоящая из подъемного кузова, бункеров и пневмодозаторов. Взрывчатый материал подается в скважину сжатым воздухом при поднятом кузове (7). Недостатком этой машины является низкая производительность заряжания скважин, невозможность изготовления ВВ из отдельных компонентов непосредственно в машине в процессе заряжания скважин, сложность и ненадежность работы пневматических систем.
Известна машина, оснащенная краноманипуляторной установкой и съемными зарядными бункерами взрывчатых веществ, установленными на раме, основанием которой является профиль в виде неполной окружности или неполного прямоугольника, с выпускными патрубками, оснащенными затвором и расходомером сыпучего взрывчатого вещества, верхняя часть бункера имеет крышку с петлями для крепления строп краноманипуляторной установки; в транспортном положении бункеры размещаются на шасси автомобиля, а при заряжании устанавливаются краноманипуляторной установкой над скважиной (8). Недостатком этой машины является отсутствие на ней аппаратов для изготовления взрывчатого вещества, а используются взрывчатого вещества заводского производства.
Экономически выгодным и безопасным способом изготовления взрывчатых веществ и заряжания скважин является способ, основанный на самотечной подаче исходных компонентов в смеситель и взрывчатого вещества в скважину.
Известна мобильная смесительная установка производства взрывчатых веществ, состоящая из транспортной платформы автомобильного полуприцепа с установленными на ней состыкованными между собой боковыми стенками одного или двух индивидуальных контейнеров, оснащенных поточными гравитационными смесителями взрывчатого вещества с приемными воронками и полимерными мягкими малотоннажными контейнерами для приема взрывчатого вещества, одного индивидуального контейнера, оснащенного топливными баками, колонками-насосами со счетчиком расхода жидкого горючего, гибкими маслостойкими раздаточными шлангами с кранами подачи, выведенными к приемным воронкам поточных гравитационных смесителей взрывчатого вещества, дизельной электростанции. Расходный бункер аммиачной селитры установлен на крыше контейнера над приемной воронкой поточного гравитационного смесителя. Расходный бункер аммиачной селитры имеет крышку, грузозахваты и выполнен в виде сварной конструкции, верхняя и нижняя части корпуса, имеющие в продольном сечении прямоугольную или квадратную форму, соединены между собой усеченной пирамидой, нижняя часть корпуса, являющаяся выпускным патрубком, снабжена шиберной заслонкой или шаровым краном (9), принятая авторами в качестве прототипа.
Недостатком установки-прототипа является громоздкость установки, так как поточные гравитационные смесители взрывчатого вещества, топливные баки размещены в специальных контейнерах, установленных на транспортной платформе автомобильного полуприцепа, расходный бункер аммиачной селитры установлен на крыше одного из контейнеров над приемной воронкой поточного гравитационного смесителя; стационарность установки, так как ее перемещение возможно только с помощью дополнительного транспортного средства - автомобиля-тягача. Названная установка предназначена только для изготовления взрывчатые вещества, которое упаковывается в транспортную тару; для заряжания скважин изготовленным взрывчатым веществом требуется его доставка к скважинам заряжаемого блока и установка дополнительного оборудования для подачи его в скважину.
Технической задачей разработки полезной модели являлось повышение эффективности ведения взрывных работ за счет разработка комплексной установки, позволяющей безопасно заряжать скважины в процессе изготовления взрывчатых веществ, упрощения и сокращения технологического цикла ведения взрывных работ, простоты обслуживания оборудования, снижения трудозатрат и стоимости ведении взрывных работ.
Техническая задача была решена разработкой передвижного комплекса для заряжания скважин в процессе изготовления взрывчатых веществ, включающего транспортную базу, расходный бункер аммиачной селитры, топливный бак, поточный гравитационный смеситель взрывчатых веществ, грузоподъемное устройство, отличающегося тем, что он содержит сборочную конструкцию, состоящую из соединенных между собой любым известным способом бункера аммиачной селитры и поточного гравитационного смесителя взрывчатых веществ, установленную на общей раме; пульт управления технологическим процессом изготовления взрывчатого вещества и заряжания скважин, размещенного на боковой стенке расходного бункера аммиачной селитры; гидравлическую систему подачи дизельного топлива в поточный гравитационный смеситель взрывчатых веществ с приводом насосной станции от колесного трактора; а в качестве транспортной базы выбран самоходный колесный трактор с установленным на нем топливным баком, грузоподъемным устройством в виде фронтального погрузчика, оснащенного транспортными вилами.
Сущность полезной модели поясняется фиг. 1-4:
- фиг. 1 - расположение технологического оборудования передвижного комплекса перед загрузкой аммиачной селитры в расходный бункер;
- фиг. 2 - расположение технологического оборудования передвижного комплекса при заряжании скважин в процессе изготовления взрывчатого вещества;
- фиг. 3 - общий вид сборочной конструкции;
- фиг. 4 - схема гидравлической системы подачи дизельного топлива в поточный гравитационный смеситель взрывчатых веществ.
Отличительной особенностью заявляемого передвижного комплекса заряжания скважин в процессе изготовления взрывчатых веществ, является его компактность: фронтальный погрузчик, установленный на колесном тракторе, выполняет роль грузоподъемного устройства как для мягких малотоннажных контейнеров аммиачной селитры при загрузке ее в бункер, так и для установки сборочной конструкции, состоящей из соединенных между собой расходного бункера аммиачной селитры с поточным гравитационным смесителем взрывчатого вещества, над устьем скважины. Конечный результат действия передвижного комплекса - заряжание скважин в процессе изготовления взрывчатых веществ, минуя фазу упаковывания изготовляемого взрывчатого вещества в транспортную тару, что сокращает время и удешевляет ведение взрывных работ.
Передвижной комплекс состоит из базового колесного трактора 1 с установленным на нем топливным баком дизельного топлива 6, фронтальным погрузчиком 2, оснащенного транспортными вилами 3, сборочной конструкции, состоящей из бункера аммиачной селитры 4 и поточного гравитационного смесителя 5, установленных на общей раме 28.
3
Расходный бункер 4 аммиачной селитры (фиг. 3) объемом более 1,5 м (до 1200 кг аммиачной селитры) жестко связан с поточным гравитационным смесителем 5 взрывчатых веществ, размещенных на общей раме 28 (фиг. 3). Расходный бункер 4 состоит из загрузочной 7 и разгрузочных 8 частей, представляющих в продольном сечении прямоугольники, связанные усеченной пирамидой. В верхней части расходного бункера установлена двухстворчатая крышка 13 с верхними грузонесущими петлями 12, внутри укреплен треугольный нож 14 для разрезания оболочки мягкого малотоннажного контейнера (биг-бега) 10 с аммиачной селитрой при ее загрузке в бункер. Выпуск аммиачной селитры в поточный гравитационный смеситель производится через шиберную заслонку 11 самотеком.
Снаружи на боковой стенке расходного бункера оборудован пульт управления 26. На пульте управления (фиг. 4) размещены кнопки управления шаровым краном 29, разъединительных муфт 20 трубопровода дизельного топлива, регулировочного вентиля 30 для подачи дизельного топлива, электронного счетчика-расходомера 31 и кран управления. Регулировочный вентиль 30 служит для настройки подачи необходимого количества дизельного топлива в поточный гравитационный смеситель; кран управления - для подачи дизельного топлива в форсунки поточного гравитационного смесителя синхронно с потоком гранулированной аммиачной селитры.
В качестве смесителя взрывчатых веществ используется поточный гравитационный смеситель взрывчатых веществ 5, имеющий форму цилиндра, в котором размещаются четыре форсунки 33 и кольцевой трубопровод для подачи дизельного топлива в поток аммиачной селитры. Управление подачей потока аммиачной селитры в смеситель производится с помощью поворотной заслонки 11. Все детали расходного бункера и поточного гравитационного смесителя взрывчатых веществ выполнены из хромоникелевой стали марки Х18Н10Т. Поточный гравитационный смеситель взрывчатых веществ оснащен кольцевым трубопроводом и форсунками для подачи жидкого горючего в поток аммиачной селитры.
Топливный модуль (фиг. 4) укомплектован баком дизельного топлива 12 типа Combi F1100 емкостью 1100 л. Бак изготовлен из высокопрочного полиэтилена, имеет заливную горловину 17 и штуцеры 18 для подключения всасывающего и обратного гибких трубопроводов 19.
Для подачи дизельного топлива в поточный гравитационный смеситель 5 передвижной комплекс оборудован гидравлической системой (фиг. 4), состоящей из насосной станции 21 с приводом 22 от колесного трактора, гибких трубопроводов 19, регулирующей и запорной арматуры. Насосная станция укомплектована насосом CKR-90-E 23 для перекачки дизельного топлива, пружинным предохранительным клапаном 24, манометром давления 25, всасывающим и напорным шлангами.
Порядок работы.
Перед заездом передвижного комплекса на блок заряжаемых скважин топливный бак должен быть заполнен дизельным топливом. Степень наполнения - не более 90% от его объема.
Аммиачная селитра в мягких малотоннажных контейнерах доставляется на заряжаемый блок бортовым автотранспортом и размещается в непосредственной близости от заряжаемых скважин.
Скорость движения автотранспорта по технологическим дорогам на объекте работ не должна превышать 30 км/час.
Перед началом работы на зарядном блоке проводится настройка системы подачи гранулированной аммиачной селитры и дизельного топлива с целью синхронизации подачи дизельного топлива в форсунки и гранулированной аммиачной селитры из расходного бункера в смеситель взрывчатых веществ в заданном процентном соотношении.
2
Взрывник, выполняющий зарядные работы, подключает с помощью шарового разъема 29 гибкий трубопровод подачи дизельного топлива к поточному гравитационному смесителю. Подача аммиачной селитры в поточный гравитационный смеситель осуществляется поворотом рукоятки заслонки 11. Одновременно краном на пульте управления включается подача дизельного топлива в форсунки. Насосная станция обеспечивает распыление форсунками дизельного топлива до туманообразного состояния (при давлении на выходе 4-4,5 кг/см). Смешивание поступающих компонентов происходит в потоке при непрерывном движении их в скважину. Контроль количества заряжаемого в скважину взрывчатого вещества осуществляется по соответствующим показаниям электронного счетчика-расходомера дизельного топлива.
После заряжания в скважину расчетного количества взрывчатого вещества перекрывается подача потока аммиачной селитры и дизельного топлива. Осуществляется переезд передвижного комплекса с зарядным бункером на следующую скважину. При этом производится при необходимости дополнительная загрузка аммиачной селитры из биг-бега в зарядный бункер и повторяется операция по заряжанию скважин.
Средства инициирования заряда взрывчатого вещества устанавливаются в скважине любым известным способом.
Основной технический результат полезной модели - повышение эффективности ведения взрывных работ - достигается за счет заявляемого взаимного расположения оборудования:
- сокращение времени ведения взрывных работ за счет одновременности изготовления взрывчатого вещества и подачи его в скважину при использовании сборочной конструкции, состоящей из соединенных любым известным способом между собой расходного бункера аммиачной селитры и поточного гравитационного смесителя;
- упрощение и сокращение технологического цикла ведения взрывных работ за счет перемещения между рядами скважин зарядного блока колесного трактора, оснащенного транспортными вилами, топливным баком жидкого горючего, сборочной конструкцией;
- снижение трудозатрат, простота обслуживания оборудования комплекса за счет размещения пульта управления техпроцессом на одной из стенок расходного бункера аммиачной селитры;
- безопасность заряжания скважин в процессе изготовления взрывчатого вещества, экологическая чистота ведения взрывных работ за счет самотечной подачи аммиачной селитры в смеситель взрывчатых веществ и самотечной подачи изготовляемого взрывчатого вещества из смесителя в скважину (загрузка и разгрузка аппаратов производится самотеком).
При ведении взрывных работ на карьерах проверена и подтверждена эффективность предлагаемого передвижного комплекса заряжания скважин в процессе изготовления взрывчатых веществ
Источники информации
1 АС СССР №471448
2 Патент РФ 2373172
3 Патент на полезную модель №9800
4 АС СССР №164005