КОНСТРУКЦИЯ СКВАЖИННОГО ЗАРЯДА ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ВЗРЫВОМ

Полезная модель относится к конструкции зарядов, применяемых для взрывных работ в технологии горного производства.
Известен заряд взрывчатого вещества в обводненной скважине, размещенный в пакете (патент РФ №2058012, опубл. 10.04.1996), содержащий водонепроницаемую многослойную оболочку, выполненную в виде цилиндрической гильзы, наружная поверхность которой пропитана водоотталкивающей смесью, слои плотной бумаги, образующие гильзу, склеены между собой, а донная часть гильзы выполнена в виде металлического колпачка.
Недостатком известного устройства является низкое качество и точность изготовления, а также опасность при его использовании для взрывных работ.
Известен заряд для перфорации скважины (патент РФ №2090741, опубл. 09.20.1997), содержащий корпус с определенной толщиной стенки с зарядом взрывчатого вещества и детонирующий шнур, со стороны которого заряд взрывчатого вещества относительно стенки корпуса установлен с зазором, при этом величина зазора, толщина стенки корпуса и параметры детонирующего шнура выбираются из экспериментально определенных соотношений.
Недостатком известного устройства является низкое качество, а также опасность при его использовании для взрывных работ.
Известно устройство заряда для скважин (патент РФ №65204, опубл. 27.07.2007), содержащее заряд для взрыва в скважине, размещенный в корпусе, выполненном в виде якорного устройства, состоящего из двух или более раздельных щечек, являющихся стенками корпуса, жестко связанных с верхними концами двух или более планок-плечей, нижние концы которых связаны между собой посредством якорного замка, который в свою очередь связан с размещенным в корпусе зарядом, корпус выполнен из пластика, нижние концы планок-плечей связаны между собой якорным замком в виде шарнира, связывающим нижние концы планок-плечей, выполненным сквозным в виде полого цилиндра, раздельные щечки выполнены в виде дугообразных пластин или в виде вертикально сориентированной, разрезанной мнимой вертикальной плоскостью на две половины пластиковой трубы, причем заряд устанавливается с зазором относительно стенок корпуса и связан с якорным замком, выполненным в виде шарнира, посредством металлической проволоки.
Недостатком известного технического решения является сложность конструкции и сложность установки в скважине за счет распора якорного замка.
Известно средство инициирования зарядов промышленных взрывчатых веществ (патент РФ №1782104, опубл. 26.04.1990), в котором предложен промежуточный детонатор заряда для дробления негабарита, включающий полиэтиленовый корпус под взрывчатое вещество в форме стакана, с размещенными на наружной поверхности дна стакана стойками, обращенными друг к другу и образующими частично заглубленное в дно гнездо под капсюль-детонатор и щель под детонирующий шнур, где после установки заряда через щель вводят детонирующий шнур или в гнездо вставляют капсюль-детонатор.
Недостатком известного технического решения является сложность конструкции и невозможность его фиксации в скважине.
Известен промежуточный детонатор (патент SU 93521, опубл. 24.07.2009), содержащий цилиндрический корпус с взрывчатым веществом и крышку с гнездом под средства инициирования, снабженную съемным кольцом с пружинящими усиками-фиксаторами, замковые соединения для взаимной фиксации крышки и корпуса, на цилиндрической поверхности корпуса кольцевой буртик для удержания вставки и съемного кольца, а по выступающим краям крышки пазы для укладки ударно-волновых трубок или проводов электродетонаторов.
Недостатком известного технического решения является сложность конструкции и сложность установки в скважине.
Известен промежуточный детонатор для скважинных зарядов (патент РФ №2484426, опубл. 10.06.2013). Изобретение содержит куполообразный фиксатор, который удерживает и защищает корпус с размещенными в нем средствами инициирования, взрывчатым веществом и крышкой. В конструкции фиксатора есть проемы для ударно-волновых трубок капсюлей детонаторов и упоры для зарядного шланга, что позволяет производить механизированное заряжание скважины с автоматической подачей шланга, и боковые эластичные упоры на фиксаторе, позволяющие легко центрировать направление перемещения промежуточного детонатора при досылке в скважину и препятствующие его обратному перемещению.
Недостатком известного технического решения является сложность конструкции и сложность установки в скважине.
Известна конструкция скважинного заряда для разрушения горных пород взрывом, принятая за прототип (патент РФ №123134, опубл. 20.12.2012). Предложена конструкция скважинного заряда для взрывных работ в технологии горного производства, включающая взрывчатый состав и инициатор детонации, размещаемые в пробуренной во взрываемом массиве скважине. Конструкция характеризуется тем, что основной заряд содержит эмульсионный взрывчатый состав, а в качестве инициатора детонации применяется патрон-детонатор также из эмульсионного взрывчатого состава, что способствует повышению безопасности проведения работ.
Недостатком данного изобретения является невозможность ее использования для заряжания эмульсионного взрывчатого состава для условий обводненных восходящих скважин, а также высокая опасность работ.
Техническим результатом изобретения является возможность использования в условиях обводненных восходящих скважин, а также повышение безопасности работ.
Технический результат достигается тем, что в конструкции скважинного заряда для разрушения горных пород взрывом, включающей эмульсионный взрывчатый состав, размещенный в скважине, и соединенный с ним инициатор детонации со средствами передачи детонационного импульса согласно изобретению по длине скважины установлены ерши со жгутами, закрепленными равномерно по длине ерша с помощью скрученной проволоки, причем в верхней части каждого ерша предусмотрена петля из скрученной проволоки, а внешний диаметр каждого ерша со жгутами принимают больше диаметра скважины.
Технический результат достигается также тем, что густоту жгутов принимают в зависимости от нагрузки на каждый ерш.
Технический результат достигается также тем, что толщину жгутов определяют экспериментально.
Технический результат достигается также тем, что жгуты выполнены волнистыми.
Технический результат достигается также тем, что жгуты выполнены из полипропилена.
Конструкция скважинного заряда для разрушения горных пород взрывом поясняется рисунками, где на фиг. 1 показана принципиальная схемам установки ершей при веерном расположении скважин, вертикальный разрез, на фиг. 2 показан ерш со жгутами, на фиг. 3 показан ерш со жгутами, вид сверху, на фиг. 4 показан ерш со жгутами в изометрической проекции, на фиг. 5 показан ерш с волнистыми жгутами, на фиг. 6 ерш с волнистыми жгутами, на фиг. 7 показан ерш с волнистыми жгутами, на фиг. 8 показан волнистый жгут отдельно, где:
1 - ерши, установленные во взрывной скважине 2;
2 - скважины;
3 - волнистые жгуты;
4 - патрон-боевик или промежуточный детонатор;
5 - волноводы, соединенные с патроном-боевиком 4;
6 - горная выработка, из которой пробурены скважины 2;
7 - скрученная проволока, защемляющая жгуты 8;
8 - жгуты ерша 1 (обычные - плоские);
9 - петля в верхней части ерша 1;
D - внешний диаметр каждого ерша со жгутами, м.
Конструкция скважинного заряда для разрушения горных пород взрывом предназначена для размещения с одновременной фиксацией в нужных отметках зарядов эмульсионных взрывчатых веществ с возможностью заряжания обводненных восходящих шпуров и скважин.
Конструкция скважинного заряда для разрушения горных пород взрывом содержит следующие основные элементы. В скважине 2 устанавливают ерши 1. Количество ершей 1 определяют экспериментальным или экспериментально-аналитическим путем с учетом обводненности скважины 2 и нагрузки на каждый ерш 1 от столба эмульсионного взрывчатого вещества (заштрихованная область на рис. 1). Скважины 2, например, веерного расположения, бурят из горной выработки 6. В верхней или промежуточной части каждого заряда устанавливают патрон-боевик 4 или промежуточный детонатор. Предварительно в патроне боевике закрепляют волноводы 5. Каждый ерш 1 изготавливают из скрученной проволоки 7, защемляющей жгуты 8. Жгуты 3 и 8 могут быть волнистыми для обеспечения большей жесткости и большей поверхности контакта. Для монтажа в верхней части каждого жгута предусмотрена петля 9, образованная из витков скрученной проволоки 7. Диаметр каждого ерша 1 принимают больше диаметра скважин 2 для обеспечения надежной фиксации заряда эмульсионного взрывчатого вещества в скважине 2.
Конструкцию скважинного заряда для разрушения горных пород взрывом собирают в скважине следующим образом. С помощью зарядного шланга зарядной машины устанавливают в скважине 2 патрон-боевик (например, при обратной схеме инициирования). Перед подачей зарядного шланга смесительно-зарядной машины (условно не показана) в шпур или скважину 2 на нем крепят с помощью разъемного соединения (условно не показано) ерш 1 с помощью петли 9 в верхней части ерша 1 на конце зарядного шланга. Далее проталкивают с помощью зарядного шланга ерш 1 до проектного места установки и фиксируют его на нужной отметке с помощью извлечения зарядного шланга. При необходимости операцию по установке ерша 1 в скважине повторяют, количество ершей принимают в зависимости от ожидаемой нагрузки на них. После установки проектного количества ершей 1 в скважине 2 из горной выработки 6 осуществляют зарядку скважин эмульсионным взрывчатым веществом. Для этого зарядный шланг продевают сквозь ерши 1 и заряжают скважину 2 в отступающем порядке. За счет жесткости жгутов 3 и 8 ерши 1 надежно удерживаются в скважине 2, одновременно препятствуя вытеканию/выпадению эмульсионного взрывчатого вещества из скважины 2. Для первичной фиксации ерша 1 в скважине 2 внешний диаметр D каждого ерша со жгутами, м принимают больше диаметра скважины 2. За счет компоновки жгутов 3 и 8 ершей 1 и длины самого ерша 1 регулируется их несущая способность, требуемая для каждой скважины 2. Густоту жгутов 3 и 8 принимают в зависимости от нагрузки на каждый ерш 1. Толщину жгутов 3 и 8 определяют экспериментально с учетом существующих горно-геологических условий использования. Жгуты 3 и 8 могут выполнены волнистыми для обеспечения максимальной поверхности контакта с внутренней поверхностью скважины 2. Жгуты 3 и 8 могут быть выполнены из полипропилена - недорогого и прочного материала.
Конструкция скважинного заряда для разрушения горных пород взрывом обеспечивает следующие преимущества:
- возможность использования в восходящих обводненных скважинах;
- повышение безопасности работ;
- обеспечение надежной фиксации эмульсионного взрывчатого вещества в необходимом высотном интервале.