ЗАСЫПНАЯ ЗАБОЙКА С РАСПОРНЫМ ЗАТВОРОМ
CHARGING STEM BAG WITH SPACER GATE

Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах на карьерах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород.
Известна подвесная забойка, представляющая собой разрезной цилиндр с не менее чем тремя продольными прорезями и коническим расширением полости вниз от днища, снизу в полость разрезного цилиндра вставлен полый распорный конус, соединенный с канатной тягой, верхним концом закрепленной на треноге /1/. Такая забойка взрывных скважин позволяет запирать продукты взрыва в зарядной полости до разрушения массива и тем самым повысить эффективность использования энергии взрыва на дробление пород.
-
Недостатком этого устройства является плохое сцепление стенок цилиндра со стенками скважины нарушенной структуры (с вывалами стенок), что вынуждает ставить забойку на большую глубину, а также выполнение забойки из металла, что не приемлемо при погрузке горной массы на дробилкувозможна потеря забойки в горной массе и попадание ее как недробимого тела в дробилку. Кроме того, для закрепления забойки в скважине требуется специальное приспособление, что усложняет технологию производства работ.
Наиболее близким по существу решаемой задачи устройством для запирания продуктов взрыва в зарядной полости скважины является комбинированная забойка, включающая подвесную забойку, имеющую корпус с осевой полостью, в которую снизу канатной тягой втягивается распорный конус, в которой корпус с осевой полостью выполнен в виде полого усеченного конуса из эластичного материала переменной эластичности с наибольшей эластичностью в нижней части, например из резины, распорный конус выполнен из органического материала, например из дерева или пластической массы, а сверху на подвесную забойку размещают полифракционную засыпную часть с преобладанием щебня фракции 10-20 мм в первых порциях /2/. Засыпная часть забойки при смещении вверх подвесной части уплотняется, образуя «пробку», препятствующую дальнейшему смещению подвесной забойки вверх и прорыву газов взрыва через устье скважины. Таким путем обеспечивается длительная замкнутость зарядной полости.
Недостатком этой забойки, принятой за прототип заявляемому устройству, является сложность конструкции подвесной части, состоящей из двух элементов.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является упрощение конструкции комбинированной забойки за счет отказа от корпуса подвесной части.
Поставленная задача достигается тем, что в засыпной забойке с распорным затвором, включающей подвесную часть, выполненную из органического материала, например из пластической массы, и полифракционную засыпную часть с преобладанием щебня фракции 10-20 мм в первых порциях, согласно изобретению подвесная часть выполнена в виде емкости с утолщенным днищем, имеющей биконическую форму.
На фиг.1 схематично изображена подвесная часть забойки после подачи щебня в распорный затвор, на фиг.2 - засыпная забойка с распорным затвором в рабочем положении в скважине.
1
Засыпная забойка с распорным затвором работает следующим образом. В скважинуопускают боевик 2 на проводнике инициирующего импульса 3, например детонирующем шнуре или волноводе системы СИНВ, и формируют заряд 4 из взрывчатого вещества. Затем распорный затвор 5, выполненный, например, из пластической массы в виде емкости с утолщенным днищем, биконической формы, закрепленный дужкой 6 на шнуре 7, опускают в скважину 1 на заданную глубину и заполняют щебнем 8 фракции 10-20 мм скважину 1 на высоту распорного затвора 5. Щебень заполняет как внутреннюю полость распорного затвора 5, так и сужение 9 снаружи распорного затвора 5. Верхняя часть 10 сужения 9 имеет форму обратного конуса и за счет этого заклинивает распорный затвор в стенки скважины, передавая на них распорное усилие, а нижняя часть 11 сужения 9 предотвращает просыпание щебня 8 ниже распорного затвора 5. После этого полость скважины 1 до устья заполняют засыпной частью 12, например буровым шламом. Засыпная забойка с распорным затвором готова к работе.
После детонации заряда ВВ в зарядной полости резко возрастает давление продуктов детонации до величин в несколько десятков тысяч атмосфер и происходит динамический удар газов взрыва по утолщенному днищу распорного затвора 5, что приводит к его смещению на некоторую величину в засыпную часть 12. При этом щебень 8 виде конуса внутри нижней части распорного затвора 5 через его стенки усиливает расклинивание распорного затвора 5 в стенки скважины 1. Таким положение распорного затвора 5 остается вплоть до начала разрушения стенок скважины 1 и прорыва части продуктов детонации из зарядной полости в атмосферу через трещины в разрушенном массиве. В этот момент сцепление распорного затвора 5 с расходящимися стенками скважины 1 ослабевает и он начинает смещаться под действием еще очень высокого давления продуктов детонации вверх по скважине 1. Засыпная часть забойки 12 при этом уплотняется, образуя «пробку», препятствующую дальнейшему смещению распорного затвора 5 вверх и прорыву газов взрыва через устье скважины. Таким путем обеспечивается длительная замкнутость зарядной полости, что способствует более полному протеканию вторичных реакций в продуктах детонации и соответственно повышает энергию взрыва; это особенно важно для современных крупнодисперсных ВВ типа гранулитов и граммонитов, у которых значительная доля энергии выделяется в процессе вторичных реакций.
Таким образом, заявляемая засыпная забойка с распорным затвором упрощенной конструкции позволяет надежно запирать продукты взрыва в зарядной полости до разрушения массива и тем самым обеспечить решение поставленной технической задачи.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки
F42D 1/08, 2006.
1. Патент Российской Федерации №2286534, МПК
2. Патент Российской Федерации №2371670, МПК F42D 1/08, 2009 (прототип).