Способ заряжания нисходящих скважин для щадящего взрывания и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области горного дела и строительства, в частности к способам щадящего взрывания скважин при добыче ценного кристаллосырья и при заоткоске уступов карьеров. Сущность способа заряжания заключается в том, что в обводненные или сухие скважины посредством полиэтиленового рукава, герметизированный конец которого, размещенный в скважине, закрепляют у дна посредством парашюта-фиксатора, подают эмульсионное ВВ с газогенерирующей добавкой (ГГД) в количестве, позволяющем уменьшить плотность ВВ в рукаве до (0,4-0,8)·10³ кг/м³. Технической задачей данного способа является повышение эффективности взрывных работ при добыче ценного кристаллосырья, а также для заоткоски уступов карьеров. 2 с. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области горного дела и строительства, в частности к щадящим способам взрывания скважин, и может быть использован для заоткоски уступов при добыче ценного кристаллосырья, когда требуется уменьшить дробящее действие зарядов на окружающую скальную породу.

Известен способ щадящего взрывания скважин, согласно которому при заряжании скважин снижают плотность взрывчатых веществ (ВВ) в скважине за счет специальных конструкций зарядов, создания радиальных зазоров и пассивных экранов между зарядом и стенкой скважины, а также за счет введения специальных добавок, снижающих плотность ВВ при заряжании (см. "Действие взрыва в грунтах и горных породах", Материалы Всесоюзной научной конференции, Киев, "Наукова думка", 1982, с. 240-247).

Однако известные способы требуют повышения трудозатрат при заряжании скважин специальными конструкциями зарядов, а, кроме этого, ограничена их область применения, поскольку они пригодны для заряжания сухих, необводненных скважин.

Известно устройство для заряжания нисходящих обводненных скважин, включающее герметизированный с одного конца рукав, второй конец которого закреплен в устье скважины с возможностью подачи в полость рукава ВВ, под весом столба которого рукав опускают в обводненную скважину (см. патент США N 3696703, кл. F 42 D 1/00, 1972).

Однако известное устройство предполагает использование при заряжании ВВ, плотность которого превышает плотность воды, чтобы обеспечить потопляемость рукава в скважине. Поэтому известное устройство для щадящего взрывания обводненных скважин не применимо, т.к. будет иметь место дробление породы через водную среду.

Задачей настоящего изобретения является разработка щадящего способа взрывания сухих и обводненных скважин, сочетающего использование низкоплотных взрывчатых веществ при возможности заряжания ими обводненных скважин в рукав, что повысит эффективность взрывных работ при добыче ценного кристаллосырья, а также для заоткоски уступов карьеров.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе щадящего взрывания скважин, согласно которому при заряжании снижают плотность ВВ в скважине за счет образования радиальных зазоров между зарядом ВВ и стенкой скважины, а также введением в состав ВВ добавок. Для заряжания скважин используют герметизированный с одного торца рукав, на одном из концов которого закрепляют груз, опускают рукав посредством груза в скважину и осуществляют фиксацию рукава в скважине, после чего подают в рукав эмульсионное ВВ, включающее добавку, снижающую плотность заряжания до (0,4 - 0,8) · 10³ кг/м³.

Поставленная задача достигается тем, что рукав выполняют из полиэтилена, а для обеспечения зазора между зарядами и стенкой скважины диаметр рукава принимают 0,4 - 0,8 диаметра скважины.

Поставленная задача достигается также тем, что в качестве добавки эмульсионного ВВ используют газогенерирующую добавку (ГГД).

Поставленная задача достигается тем, что рукав центрируют в устьевой части скважины, а также тем, что рукав полностью заполняют эмульсионным ВВ или верхнюю устьевую часть рукава не заряжают и осуществляют забойку скважины на длину недозаряда ВВ в рукаве.

Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве для заряжания нисходящих скважин, включающем герметизированный с одного конца рукав, второй конец которого закреплен в устье скважины с возможностью подачи в полость рукава ВВ, для удержания рукава с низкоплотным ВВ в обводненной скважине оно снабжено закрепленными на герметизированном конце рукава грузом и фиксирующим приспособлением, которое выполнено, например, в виде парашюта-фиксатора, имеющего форму полого усеченного конуса с зубчатой оторочкой большего основания, диаметр которого ≥ 1,1 диаметра скважины, а угол конусности ≅75^o.

Поставленная задача достигается также тем, что парашют-фиксатор выполнен из полиэтилена, а груз размещен под парашютом-фиксатором и связан с рукавом посредством шнура, проходящего через меньшее основание парашюта-фиксатора.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено устройство для осуществления способа взрывания; на фиг. 2 изображен момент подачи в полость рукава эмульсионного ВВ, на фиг. 3 изображена заряженная скважина с забойкой.

Устройство для осуществления способа щадящего взрывания нисходящих скважин (см. фиг. 1) включает закрепленный на устье скважины 1 посредством приспособления 3 полиэтиленовый рукав 2, на размещаемом в скважине герметизированном конце которого закреплен груз 6 и фиксирующее приспособление, выполненное в виде парашюта - фиксатора 5, имеющего форму полого усеченного конуса с зубчатой оторочкой большего основания, диаметр которого ≥ 1,1 диаметра скважины, а угол конусности ≅ 75^o. Парашют - фиксатор 5 выполнен из полиэтилена, а груз 6 размещен под парашютом-фиксатором 5 и связан полиэтиленовым рукавом 2 посредством шнура, проходящего через меньшее основание парашюта-фиксатора 5.

Способ щадящего взрывания нисходящих сухих и обводненных скважин реализуют следующим образом.

На конце герметизированного полиэтиленового рукава 2 закрепляют посредством шнура или другим способом груз 6 и фиксирующее приспособление 3 для крепления рукава 2, а герметизированный конец рукава 2 с закрепленными на нем парашютом-фиксатором 5 и размещенным под последним грузом 6 опускают в скважину, заполненную водой 4. После достижения грузом 6 и парашютом-фиксатором 5 дна скважины в полиэтиленовый рукав 2 подают эмульсионное низкоплотное ВВ 7 (см. фиг. 2) с газогенерирующей добавкой (ГГД) в количестве, позволяющем уменьшить начальную плотность ВВ в полиэтиленовом рукаве 2 до (0,4 - 0,8) · 10³ кг/м³. При уменьшении плотности ВВ заряд будет подниматься по полиэтиленовому рукаву 2, а парашют-фиксатор 5 будет удерживать нижний конец рукава с зарядом ВВ у дна скважины, благодаря своему конструктивному выполнению при любом значении конечной плотности эмульсионного ВВ в рукаве. При этом парашют-фиксатор 5 рассчитан на усилие выдергивания до 300 кг и более, а максимальная масса заряда в скважине может составить до 500 кг при минимальной плотности заряда ВВ 0,4 · 10³ кг/м³. При заряжании полиэтиленовый рукав 2 будет стремиться всплыть и таким образом создается условие минимального касания рукавом стенок скважины, т.е. диаметр рукава может составить 0,4 - 0,8 диаметра скважины. При заряжании скважины верхняя выступающая часть полиэтиленового рукава 2 может центрироваться в устьевой части скважины любым известным способом, а заряд при заряжании может достигать устья скважины или верхнюю устьевую часть рукава не заряжают, оставляя участок скважины глубиной 2 м и более свободным или могут этот участок после заряжания заполнить забойкой 8 (см. фиг. 3), которую выполняют из песка или мелкой породы.

После заряжания скважины эмульсионным ВВ и завершения действия газогенерирующей добавки по уменьшению его плотности до заданной величины производят взрывание. За счет снижения плотности ВВ в рукаве и радиального зазора между рукавом и стенкой скважины достигается щадящий эффект взрывания, как при обычных зарядах дробления, так и при использовании зарядов в контурных скважинах для гладкого взрывания.

Формула изобретения

1. Способ заряжания нисходящих скважин для щадящего взрывания, согласно которому при заряжании снижают плотность ВВ в скважине за счет образования радиальных зазоров между зарядами ВВ и стенкой скважины, а также введением в состав ВВ добавок, отличающийся тем, что для заряжания скважин используют рукав, на одном конце которого закрепляют груз, опускают рукав посредством груза в скважину и осуществляют фиксацию рукава у дна скважины, после чего подают в рукав эмульсионное ВВ, включающее добавку, снижающую плотность заряжания до (0,4-0,8) ·10³ кг/м³.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что рукав выполняют из эластичного материала.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что для обеспечения зазора между зарядом и стенкой скважины диаметр рукава принимают 0,4-0,8 диаметра скважины.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве добавки для эмульсионного ВВ используют газогенерирующую добавку (ГГД).

5. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что рукав центрируют в устьевой части скважины.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что рукав полностью заполняют эмульсионным ВВ.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что верхнюю устьевую часть рукава не заряжают.

8. Способ по п. 1 или 7, отличающийся тем, что осуществляют забойку скважины на длину недозаряда ВВ в рукаве.

9. Устройство для заряжания нисходящих скважин, включающее герметизированный с одного конца рукав, второй конец которого закреплен на устье скважины с возможностью подачи в полость рукава ВВ, отличающееся тем, что для удержания рукава с низкоплотным ВВ в обводненной скважине оно снабжено закрепленными на герметизированном конце рукава грузом и фиксирующим приспособлением, которое выполнено в виде парашюта-фиксатора, имеющего форму полого усеченного конуса с оторочкой большего основания, диаметр которого больше или равен 1,1 диаметра скважины, а угол конусности ≅75^o.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что парашют-фиксатор выполнен из твердого материала.

11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что груз размещен под парашютом-фиксатором и связан с рукавом посредством шнура, проходящего через меньшее основание парашюта-фиксатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3