ПОДВЕСНАЯ СКВАЖИННАЯ ЗАБОЙКА
SUSPENDED WELL STEM

Изобретение относится к горному делу, а именно к области буровзрывных работ в горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при разработке полезных ископаемых открытым способом.
Известна подвесная скважинная забойка, содержащая опорную конструкцию, превосходящую габаритами диаметр устья скважины и закрепленную на ней гибкой связью подвешиваемую часть, выполненную в виде заостренного цилиндра, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины. (Патент РФ №2409805, МПК F42D 1/20 (2006.01)).
Недостатком известного устройства является низкая эффективность забойки скважин, обусловленная малой площадью поверхности, на которой создается сила трения уплотненной буровой мелочи о стенки скважины, так как согласно известному изобретению, цилиндр выполнен сплошным.
Техническим результатом заявляемого устройства является повышение эффективности забойки скважин.
Указанный технический результат достигается тем, что в подвесной скважинной забойке, содержащей опорную конструкцию, превосходящую габаритами диаметр устья скважины, и закрепленную на ней гибкой связью подвешиваемую часть, выполненную в виде заостренного цилиндра, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины, согласно заявляемому изобретению, цилиндр составлен из гибких упругих пластин, длина и ширина которых соразмерны, соединенных постоянной связью.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 - подвешиваемая часть, сечение А-А; на фиг. 3 - заявляемое устройство, установленное в рабочем положении в скважине.
Заявляемая подвесная скважинная забойка содержит опорную конструкцию 1, превосходящую габаритами диаметр устья скважины и подвешиваемую часть 2, закрепленную гибкой связью 3 на опорной конструкции 1. Подвешиваемая часть 2 выполнена в виде заостренного цилиндра, составленного из гибких упругих пластин 4, длина и ширина которых соразмерны, соединенных постоянной связью 5.
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 подвешиваемую часть, выполненную в виде заостренного цилиндра, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины, составленного из гибких упругих пластин, длина и ширина которых соразмерны, соединенных постоянной связью. Гибкие упругие пластины изготовлены, например, из изношенных крупногабаритных шин путем резания последних. Затем подвешиваемую часть фиксируют на опорной конструкции при помощи гибкой связи, а пространство между подвешиваемой частью и дневной поверхностью заполняют буровой мелочью 6.
В момент взрыва расширяющиеся продукты детонации заполняют все пространство до нижнего торца заостренного цилиндра, составленного из гибких упругих пластин, длина и ширина которых соразмерны, соединенных постоянной связью, вовлекая его в восходящее движение. В результате каждая из гибких упругих пластин, составляющих заостренных цилиндр, внедряется в буровую мелочь, которой заполнено пространство между подвешиваемой частью подвесной скважинной забойки и дневной поверхностью, что приводит к созданию сил трения уплотняющейся буровой мелочи о стенки скважины. При этом площадь поверхности на которой создается сила трения уплотненной буровой мелочи о стенки скважины на прямую зависит от того на сколько полно подвешиваемая часть подвесной скважинной забойки в результате воздействия расширяющихся продуктов детонации внедрится в буровую мелочь, расположенную между подвешиваемой частью подвесной скважинной забойки и дневной поверхностью.
Отличительный признак заявляемого изобретения «цилиндр составлен из пластин, длина и ширина которых соразмерны» определяет, то, что подвешиваемая часть подвесной скважинной забойки внедрится в буровую мелочь глубже по сравнению с тем на сколько глубоко внедряется подвешиваемая часть, выполненная в виде сплошного цилиндра, согласно известному изобретению. Это очевидным образом следует из того, что площадь сечения каждой отдельной пластины, из которых составлен цилиндр, меньше общей площади составного цилиндра, что обеспечивает увеличение давления, создаваемого каждой пластиной на буровую мелочь, так как пластины, внедряясь в буровую мелочь, взаимодействуют с ней по отдельности.
При этом гибкие упругие пластины упруго взаимодействуют с буровой мелочью, что приводит к постепенному увеличению силы трения уплотненной буровой мелочи о стенки скважины, тем самым к увеличению продолжительности сопротивления подвешиваемой части подвесной скважинной забойки восходящему движению расширяющихся продуктов детонации.
Пример конкретного применения: испытания производились в филиале УК КРУ «Таллинский угольный разрез» на горном участке №1.
Характеристики взрываемого блока: наименование пород - алевролит, крепость f-6-8 по шкале проф. Протодьяконова М.М.; категория по блочности - IV; глубина скважин до 15 м; обводненность до 1 м.
Для испытания заявляемой подвесной скважинной забойки блок был забурен буровым станком DMLJ №63 с сеткой скважин 6 м×6 м, глубиной 15 м и диаметром скважин 215,9 мм.
Скважины пробурены вертикальные, общее количество скважин 414 шт. По паспорту взрыва масса заряда в скважине составила 290 кг Гранулита НП.
С целью выявления эффективности применения подвесной скважинной забойки блок был разделен на контрольную и экспериментальную части размером 214 шт и 200 шт скважин соответственно.
На контрольной части блока забойка скважин была выполнена с использованием устройства, принятого за прототип; на экспериментальной части блока - с применением заявляемой подвесной скважинной забойки.
Установка подвесной скважинной забойки в скважину осуществлялась аналогично описанию выше, поясняемым фиг. 3 установку подвесной скважинной забойки в рабочее положение в скважине для обеспечения забойки скважины.
Результаты взрыва подтвердили повышение эффективности забойки скважин на экспериментальном участке блока.
Таким образом, подвесная скважинная забойка позволяет достичь заявленного технического результата в отношении повышения эффективности забойки скважин за счет увеличения площади поверхности, на которой создается сила трения уплотненной буровой мелочи о стенки скважины, увеличивающая сопротивление восходящему движению расширяющихся продуктов детонации.