УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПРОМЕЖУТКА В СКВАЖИНЕ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПРОМЕЖУТКА В СКВАЖИНЕ
Полезная модель относится к горному делу, в частности к области буровзрывных работ (БВР) и может быть использована в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород.
Для качественной проработки подошвы уступа скважину бурят с перебуром. Перебур скважины необходим для качественного разрушения пород в подошве уступа и должен составлять
n
c
l=(10÷15)d, где
n
l - длина перебура, м;
c
d - диаметр скважины, м.
n
c
Перебур скважины ведет к увеличению объема бурения, нарушению кровли нижнего уступа, вследствие чего в легковзрываемых породах его принимают минимальным. В трудновзрываемых породах при использовании многорядного короткозамедленного взрывания иногда l>15d. (В.В. Ржевский. Открытые горные работы. Часть 1. Производственные процессы. Издание четвертое, переработанное и дополненное. М., Недра, 1985 г., с. 85-86).
Практика БВР и теоретические исследования показывают, что создание промежутков в скважинном заряде позволяет уменьшить удельный расход взрывчатых веществ (ВВ) без снижения качества взрывной подготовки породы к выемке. Природа упомянутого эффекта заключается в том, что после взрыва заряда, прилегающего к промежутку, расширяющиеся газы заполняют промежуток и сжимаясь аккумулируют энергию, разрушающее воздействие которой на массив обеспечивает требуемое качество взрывной подготовки. Кроме того, известно, что промежутки в скважинных зарядах аккумулируют и передают энергию взрыва массиву таким образом, что снижается переизмельчение породы в ближней зоне заряда и обеспечивает более равномерное дробление породы. Экономический эффект, связанный с уменьшением удельного расхода ВВ, на одну скважину оценивается длиной созданного промежутка, который не требуется заполнять ВВ, а именно длиной перебура.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для создания промежутка в скважине в виде эластичной чаши жестко скрепленной с опорой, выполненной в виде стержня (патент РФ на ПМ №146118, МПК F42D 1/08, опубл. 27.09.2014).
Недостатками этого устройства являются низкое качество взрывной подготовки породы к выемке, связанное с точностью установки затвора на уровне подошвы уступа, что приводит к переизмельчению породы в ближней зоне заряда и создает неравномерное дробление породы. Этот эффект обуславливается тем, что длина опоры известного устройства соизмерима с длиной перебура и не регулируется, а при длительной подготовке взрываемого блока происходит как осыпание скважин, так и заиливание обводненных скважин, что приводит к уменьшению длины перебура и, как следствие, к установке затвора выше подошвы уступа; невозможность правильной технической оценки влияния осыпей и заиливания скважин на величину экономического эффекта, так как в случае заиливания или осыпания скважин, длина перебура уменьшается, что требует внесения коррективов в работе буровзрывной бригады.
Техническим результатом использования предлагаемой полезной модели является снижение удельного расхода ВВ, увеличение качества подготовки взорванной горной массы к выемке.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для создания промежутка в скважине, включающем эластичный затвор выполненный в виде чаши, диаметр которой равен диаметру скважины, скрепленный с грузом, поперечный размер которого на 35-50% меньше диаметра скважины, а высота затвора с грузом равна длине перебура, согласно заявляемой полезной модели, эластичный затвор сверху прикреплен веревкой к перекладине, расположенной над устьем скважины так, что верхняя часть чаши располагается на уровне подошвы уступа, а снизу чаша соединена с грузом посредством гибкой связи.
Заявляемое устройство поясняется чертежом, где показана схема заряжания скважины на уступе.
Устройство для создания промежутка в скважине содержит эластичный затвор 1, выполненный в виде чаши, диаметр которой равен диаметру скважины для того, чтобы исключить попадание ВВ в пространство между стенками скважины и эластичным затвором 1, чтобы заряд не просыпался на дно скважины. К эластичному затвору 1 снизу, посредством гибкой связи, например, с помощью веревки 2, прикреплен груз-утяжелитель 3, поперечный размер которого на 35-50% меньше диаметра скважины, для оценки изменения длины перебура, в результате осыпания или заиливания скважины, а также для устранения зависаний или заклинивания устройства в скважине. Поперечный размер груза на 35-50% меньше диаметра скважины, потому, что за пределами указанного диапазона поперечного размера груза высока вероятность зависания или заклинивания устройства в скважине, в результате изменения ее диаметра. Стенки скважин в реальности имеют неровную поверхность ввиду того, что в период времени между пробуриванием скважины и ее заряжанием в ней могут происходить осыпи, обрушения, набухания, образуются каверны, а в холодное время года (в обводненных скважинах) перемерзание устья скважины, приводящие к изменению диаметра скважин. Когда диаметр скважины уменьшен в силу вышеуказанных причин, то груз, поперечный размер которого более 65% диаметра скважины, не сможет свободно опуститься по длине скважины и высока вероятность его застревания в ней, а груз, поперечный размер которого менее 50% диаметра скважины, может зависнуть или застрять, например, в каверне при раскачивании груза в момент его опускания в скважину. Сверху эластичный затвор 1 прикреплен веревкой 4 к перекладине 5 для закрепления устройства на нужной глубине скважины.
Заявляемое устройство используют для качественной проработки подошвы уступа. С помощью заявляемого устройства создают промежуток в донной части скважины. Для этого эластичный затвор 1 на веревке 4, прикрепленной к перекладине 5, опускают в заранее пробуренную с перебуром скважину. По мере опускания устройства в скважину, засыпают ВВ 6. Под весом заряда ВВ и груза-утяжелителя 3, прикрепленного к эластичному затвору 1 посредством гибкой связи, например, с помощью веревки 2, заявляемое устройство опускают до тех пор, пока груз-утяжелитель 3 не коснется дна скважины. Это будет заметно по резкому изменению усилия, которое необходимо прилагать для удержания устройства на весу, в результате уменьшения массы устройства на массу груза-утяжелителя 3. Таким образом, по длине веревки определяется реальная глубина скважины, а с учетом проектных данных и длина донного промежутка, с учетом осыпей или заиливаний 7. Далее продолжают опускать устройство таким образом, чтобы верхняя часть чаши эластичного затвора 1 располагалась на уровне подошвы уступа. Во время взрыва газы в воздушном промежутке в придонной части скважины расширяются вниз так же, как вверх. Благодаря этому достигается хорошее качество подготовки взорванной горной массы.
Таким образом, заявляемое устройство позволяет снизить удельный расход ВВ, увеличить качество подготовки взорванной горной массы и правильно оценить влияние осыпей или заиливания скважин на величину удельного расхода ВВ.