СПОСОБ ЗАРЯЖАНИЯ ВОССТАЮЩЕЙ ВЗРЫВНОЙ СКВАЖИНЫ
METHOD OF BLASTING UPWARD BOREHOLE CHARGING

Изобретение относится к области формирования зарядов взрывчатых веществ (ВВ) в скважинах и может быть использовано при заряжании взрывных восстающих скважин, независимо от степени их обводненности, на подземных горных работах.
Известен способ заряжания восстающих взрывных скважин, которые при отбойке полезных ископаемых (железные, медные, апатит-нефелиновые и др. руды) обычно располагаются веерами, например, как это показано на рис. 5.5.а на с. 225 [1].
При использовании неэлектрической системы инициирования, согласно «Правилам безопасности при взрывных работах» [2], допускается обратное инициирование зарядов ВВ, которое является более эффективным по сравнению с прямым инициированием. При обратном инициировании способ заряжания восстающих скважин включает следующие операции: размещение боевика в верхней части скважины; нагнетание гранулированного ВВ, в случае пневмозаряжания, или компонентов, необходимых для последующего образования в скважине эмульсионного ВВ (после завершения процесса газогенерации); затем, ниже ВВ, располагают, или нет, забойку.
Недостатком данного способа является то, что в случае большого водопритока (фильтрации воды в скважину) объемом, примерно, от 1 л в минуту и более, достаточно часто наблюдается разрушение колонки заряда, вынос ВВ или составляющих его компонентов из скважин, в т.ч. на заряжающих скважину взрывников, а также растворение отдельных компонентов ВВ, в основном, аммиачной селитры, раствор которой попадает в окружающую среду, в т.ч. в водоносные горизонты.
Задачей предлагаемого изобретения в отношении способа заряжания восстающих скважин является: обеспечение устойчивости колонки заряда ВВ в условиях большого водопритока, повышение безопасности операции заряжания, а также снижение экологической нагрузки на окружающую среду.
Технический результат достигается тем, что в способе заряжания восстающих взрывных скважин, включающем расположение боевика в верхней части скважины с последующим заполнением скважины ВВ и формированием, или нет, забойки ниже ВВ, в верхней части скважины над боевиком создается дренажная полость, путем расположения в скважине заглушки с дренажной трубкой, при этом нижний конец трубки, после формирования заряда, располагается ниже заряда.
Конструкция заглушки может иметь любую форму, лишь бы ею обеспечивалось перекрытие всего сечения скважины и удержание ее на заданной высоте, т.е. там, куда заглушку устанавливают. В качестве материала может быть использован тонкостенный пластик, например вторичный, или другой недорогой и не тяжелый материал, или бывшие в употреблении пластиковые, резиновые и другие изделия, например использованные пластиковые бутылки или их части.
Дренажные трубки могут крепиться к заглушке любым известным способом (прикручивание, крепление скобами или другим крепежом, приваривание, приклеивание и др.) в произвольном (удобном) месте. Однако лучше трубки располагать не по краям заглушки, чтобы во время движения и установки заглушки в скважине они не повреждались. Для гарантированного обеспечения дренажа, а вдруг зажмется или засорится трубка, рекомендуется использовать не менее двух дренажных трубок. Тоже следует делать, если водоприток большой и одной трубки может оказаться недостаточно.
Трубки свисают от заглушки вниз по скважине произвольно, аналогично тому, как свисают волноводы неэлектрической системы инициирования, что, как показывает практика, не препятствует формированию зарядов ВВ в восстающих скважинах.
Доставка заглушки в верхнюю часть скважины осуществляется, как и боевика, с помощью зарядной трубы (шланга), на которую заглушка надевается, для чего у нее в нижней части должно быть специальное приспособление, например, в виде штыря или гильзы, надеваемых на зарядную трубу. Впрочем, данная операция с доставкой боевиков уже давно отработана на практике, в связи с чем обратный способ инициирования допускается Правилами [2].
Верхняя часть заглушки может быть выполнена в виде диска из любого гибкого материала (пластика, резины и т.п.), диаметр которого, в зависимости от гибкости материала, превышает диаметр скважины на 5-15%, что позволяет обеспечить перекрытие всего сечения заряжаемой скважины и направить поступающую в дренажную полость воду в дренажную трубку (трубки).
На верхней поверхности заглушки может быть установлен стержень заданной длины для обеспечения необходимой высоты (длины, объема) дренажной полости. Во время установки заглушки им можно упереться в дно (забой) скважины.
На боковой поверхности заглушки располагается распорное устройство (устройства, приспособления), препятствующее падению (соскальзыванию) заглушки вниз. В качестве такого может быть использовано лепестковое устройство, или устройство с усами (пружинами), или в виде ершика, или другие распорные устройства, которые взрывники обычно называют «парашютами». Технология работы с ними тоже уже давно отработана при установке в скважинах боевиков при обратном инициировании [2]. Однако, в отличие от работы с боевиками установка заглушек более простая и безопасная операция, т.к. здесь имеем дело с гораздо меньшей массой, при этом не приходится толкать в скважину зарядной трубой (шлангом) изделие с ВВ, в котором находится средство инициирования.
В качестве трубки для обеспечения дренажа можно использовать полую трубку из пластика, резины или других подобных гибких материалов, обладающих необходимой жесткостью, чтобы не зажало при заряжании, что уточняется опытным путем.
Верхний конец (торец) дренажной трубки совпадает или соединяется каким-либо известным приемом с поверхностью заглушки, или поднимается над ней на небольшую высоту - не более 5 см. Нижний конец (торец) дренажной трубки должен располагаться ниже заряда ВВ, в т.ч. забойки, если она применяется. Дренажная трубка, для контроля водоотвода, может выходить из устья скважины - это создает определенные удобства (контроль), но это не всегда необходимо. Т.к. взрывные скважины обычно заряжаются не на всю длину, то можно использовать более короткие трубки, что снизит себестоимость взрывных работ.
Между заглушкой и дном (забоем) скважины рекомендуется оставлять пространство не менее объема водопритока за одну минуту, при этом минимальная высота (длина) полости составляет не менее 1 см, независимо от ее диаметра. В процессе выполнения опытных работ размеры дренажной полости уточняются для конкретных условий.
Нахождение полостей в верхней части восстающих скважин, например, входящих в единый веер [1], создает условия для осушения (по трещинам и капиллярам) прилегающего обводненного массива горных пород, в котором образуется депрессионная кривая поверхность между верхними частями (дренажными полостями) скважин, что снижает поступление влаги в колонку заряда ВВ через боковую поверхность скважины, в связи с чем конструкция заряда становится более устойчивой.
Литература
1. Мангуш С.К., Фисун А.П. Справочник по буровзрывным работам на подземных горных разработках. Ростов-на-Дону: ЗАО «Книга», 2003, 344 с.
2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности "Правила безопасности при взрывных работах". Серия 13. Выпуск 14. - М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2015, - 332 с.