Заряд для отбойки горных пород

 

Изобретение относится к области разрушения горных пород и предназначено для повышения эффективности процесса взрывания котловых скважинных зарядов. Заряд для отбойки горных пород содержит взрывчатое вещество, металлические пластины, боевик и детонирующий шнур. Металлические пластины выполнены в виде параллельно спаренных между собой и диаметрально расположенных с коллиниарным направлением ленточно-винтовых поверхностей, жестко соединенных в верхней и нижней частях посредством П-образных сегментов. Расстояние между поверхностями равно произведению ширины одной поверхности на кратность отношений диаметров котловой полости и верхней нерасширенной части скважины. Спаренные ленточно-винтовые пластины размещены в торцевых частях боевика. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области разрушения горных пород и предназначено для повышения эффективности взрывного дробления горных пород и экономии взрывчатых веществ путем повышения КПД взрыва в процессе взрывания скважинных зарядов с котловыми полостями.

Известна конструкция заряда для взрывания горных пород (авт.свид. N 1545717, кл. F 42 D 3/00, Б.И. N 30, 1997 г.), включающая колонку ВВ, снабженную вставкой, соосно установленной и выполненной в виде металлической пластины, скрученной вдоль продольной оси и предназначенной для турбулизации продуктов детонации в скважине.

К недостатку этой конструкции следует отнести сравнительно низкую ее эффективность применительно к взрыванию скважинных зарядов ВВ с котловыми полостями, в 2,0 - 2,5 раза превышающих традиционные диаметры предложенных колонковых зарядов.

Известна также конструкция скважинного заряда (авт.свид. N 1744999, кл. E 21 C 37/00, F 42 D 3/04, Б.И. N 30, 1997 г.), в которой с целью повышения КПД взрыва за счет обеспечения полноты сгорания ВВ посредством создания турбулентных вихрей, распределенных равномерно по всему объему скважинного заряда увеличенного диаметра, хвостовая часть вставки, выполненной в виде металлической пластины, скрученной вдоль продольной оси, отклонена от своей продольной оси и ориентирована в сторону боевика.

Основным недостатком этой конструкции необходимо признать невозможность потребного изгиба хвостовой части скрученной металлической пластины пропорционально диаметру заряда для обеспечения равномерной турбулизации потока по всему сечению применительно к взрыванию скважинных зарядов с котловыми полостями диаметром до 500 мм и высотой от 8 до 10 м.

Наиболее близким техническим решением следует считать конструкцию скважинного заряда (авт.свид. N 1736244, кл. F 42 D 3/04, Б.И. N 30, 1997 г. ), в которой с целью повышения надежности работы конструкции колонковый заряд снабжен двумя металлическими пластинами, скрученными во взаимно противоположных направлениях.

Из недостатков указанной конструкции скважинного заряда следует отметить его недостаточную эффективность применительно к взрыванию скважинных зарядов ступенчатой формы, обусловленной котловыми полостями, размещенными в любой части цилиндрических скважин посредством их термического расширения высокотемпературной сверхзвуковой газовой струей.

При размещении предложенной конструкции заряда в указанной котловой полости диаметром до 500 мм при прохождении ударной детонационной волны внутри металлических пластин, скрученных во взаимно противоположных направлениях, незакрепленные между собой металлические пластины будут отброшены к стенкам скважины за счет возникновения результирующего детонационного импульса, направленного перпендикулярно оси скважинного заряда.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности взрывания скважин с котловыми полостями путем направленного изменения движения продуктов детонации и увеличения скорости реакций дефлаграции, обеспечивающих повышение КПД взрыва за счет турбулизации газодисперсной смеси в скважине.

Указанный результат достигается тем, что заряд для отбойки горных пород содержит взрывчатое вещество, скрученные металлические пластины, боевик и детонирующий шнур, причем металлические пластины выполнены в виде параллельно спаренных между собой и диаметрально расположенных с коллиниарным направлением ленточно-винтовых поверхностей, жестко соединенных в верхней и нижней частях посредством П-образных сегментов. Расстояние между винтообразными поверхностями равно произведению ширины одной поверхности на кратность отношений диаметров котловой полости и верхней нерасширенной части скважины. Спаренные ленточно-винтовые пластины размещены в торцевых частях боевика.

На фиг. 1 изображен общий вид заряда для отбойки горных пород; на фиг. 2 - узел A фиг. 1.

Металлические пластины выполнены в виде параллельно спаренных между собой и диаметрально расположенных с коллиниарным направлением ленточно-винтовых поверхностей 1, жестко соединенных в верхней и нижней частях посредством П-образных сегментов 2. При этом расстояние между винтообразными поверхностями принимают равным произведению ширины одной из винтовых поверхностей на кратность отношений диаметров котловой полости 3 и верхней нерасширенной части скважины 4 согласно установленной закономерности изменения объема ленточно-винтового заряда в зависимости от диаметра скважины.

Работа предложенной конструкции осуществляется следующим образом.

При прохождении ударной детонационной волны внутри коллиниарно направленных винтообразных поверхностей 1 металлических пластин двигающийся за фронтом волны поток продуктов детонации придает спаренным пластинам, жестко соединенным между собой, импульс вращательно-поступательного движения. После прохождения детонационной волны спаренные пластины по инерции вращаются, двигаясь вслед за волной. При вращении ленточно-винтовых поверхностей пластин в скважине образуются вихревые потоки, обеспечивающие массоперенос молекул реагирующих компонентов за счет вынужденной конвекции. В связи с этим имеет место увеличение скорости реакций окисления и полноты сгорания продуктов взрыва, обеспечивающих повышение КПД взрыва.

Результаты выполненных опытно-промышленных испытаний конструкции скважинного заряда, оснащенного сваренными пластинами с коллиниарно направленными ленточно-винтовыми поверхностями (см. Акт опытно-промышленных испытаний в приложении) свидетельствуют о качественной проработке подошвы уступа с возможностью снижения размера куска горной массы и существенного сокращения выхода негабаритов в процессе взрывания скважин с котловыми полостями.

Формула изобретения

1. Заряд для отбойки горных пород, содержащий взрывчатое вещество, скрученные металлические пластины, боевик и детонирующий шнур, отличающийся тем, что металлические пластины выполнены в виде параллельно спаренных между собой и диаметрально расположенных с коллиниарным направлением ленточно-винтовых поверхностей, жестко соединенных в верхней и нижней части посредством П-образных сегментов, а расстояние между винтообразными поверхностями равно произведению ширины одной поверхности на кратность отношений диаметров котловой полости и верхней нерасширенной части.

2. Заряд по п.1, отличающийся тем, что спаренные ленточно-винтовые пластины размещены в торцевых частях боевика.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2