Способ заряжания обводненных вертикальных и наклонных скважин (варианты)

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для заряжания обводненных скважин взрывчатым веществом (ВВ). Формируют оболочку из водонепроницаемой бумаги, сматывая с двух катушек бумажную ленту шириной, превышающей половину длины окружности скважины, получаемую оболочку опускают в скважину зарядным шлангом. Для беспрепятственного опускания через столб воды данную часть оболочки перфорируют прорезями. Скважину заряжают пластичными льющимися ВВ, неводоустойчивыми в проточной воде, подавая ВВ шлангом под столб воды. По второму варианту оболочку с перфорированной донной частью опускают в скважину под давлением шланга для удаления воды. Перфорированную оболочку герметизируют, опуская в скважину пленочную оболочку с жидкостью или пластичной композицией с плотностью больше плотности воды. Устье скважины герметизируют корпусом барабанного питателя, в скважине создают повышенное давление газа и воду из скважины вытесняют давлением газа или откачивают насосом, после чего скважину заряжают неводоустойчивым ВВ, подавая его барабанным питателем, поддерживая при заряжании повышенное давление газа в скважине, при этом барабанный питатель служит затвором. По третьему варианту в скважину после герметизации нижней части перфорированной оболочки аналогично второму варианту, в скважину загружают окислитель, например нитраты аммония, кальция, натрия с образованием насыщенного раствора, после чего в скважину загружают твердые компоненты ВВ - аммиачную селитру, горючее и сенсибилизатор, в качестве последнего - тротил. Изобретение позволяет заряжать скважины с проточной водой. 3 с.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для заряжания взрывчатым веществом (ВВ) вертикальных и наклонных скважин, пробуренных в обводненных породах.

Прототипом изобретения является совокупность следующих приемов заряжания: над скважиной после ее осушения размещают две катушки с лентой из водонепроницаемой бумаги или эквивалентного пленочного материала шириной, превышающей половину длины окружности скважины, и длиной, превышающей удвоенную глубину скважины, на высоту размещения катушек над ее устьем, ленту протягивают через воронку в устье скважины, направляя ленту по двум сторонам скважины с дублированием ее краев в размере избыточной ширины и с образованием цилиндрической оболочки, на прогиб ленты, протянутой через воронку, помещают торец зарядного шланга и под давлением шланга и вместе с ним опускают ленту до забоя скважины, после чего скважину заряжают ВВ, размещают в заряде средства его инициирования, концы ленты освобождают от катушек и производят забойку скважины.

Недостатком прототипа является необходимость осушения скважины перед ее заряжанием, что ограничивает область применения способа, неприменимого в скважинах с проточной водой, особенно с интенсивным водопритоком.

Технической задачей данного изобретения является исключение изложенного недостатка.

Технический результат достигается тем, что прогиб ленты, образующий в скважине низ оболочки заряда, примыкающий к забою скважины, перфорируют таким образом, чтобы вода, находящаяся в скважине, проходила внутрь оболочки, не препятствуя ее опусканию до забоя скважины, после чего скважину заряжают ВВ, ограниченно водоустойчивым в неподвижной воде и неводоустойчивым в проточной воде. Заряжание осуществляют подачей ВВ под столб воды.

По второму варианту ленту с перфорацией в месте ее прогиба опускают в скважину под давлением шланга для удаления воды, продолжая прижимать низ оболочки к забою, в скважину засыпают гравий или гальку в количестве, необходимом и достаточном для придания бумажной или полимерной оболочки отрицательной плавучести, после чего шланг для откачивания воды поднимают, в скважину подают пакет из пленочного материала, содержащий жидкость или пластичную композицию, например водный раствор аммиачной селитры, водосодержащее ВВ или бентонитовую глину с водой. После опускания пакета через столб воды до забоя скважины перфорированный низ оболочки будет герметизирован. Шланг для удаления воды из скважины вновь опускают, концы ленты отделяют от катушек, в воронку вставляют корпус барабанного питателя, герметизируя и устье скважины, после чего воду из скважины удаляют, откачивая насосом при одновременной подаче в скважину газа под давлением, или воду вытесняют давлением газа, превышающим гидростатическое давление столба воды, равное высоте скважины. После осушения скважины ее заряжают неводоустойчивым ВВ, подавая его через барабанный питатель, служащий затвором, при избыточное давлении газа в скважине.

По третьему варианту перфорированную в прогибе ленту опускают до забоя скважины через столб воды под давлением упругого элемента, например канализационного троса, полимерной ленты или зарядного шланга, засыпают гравий или гальку, прижимая дно оболочки к забою скважины, гибкий элемент поднимают и убирают из скважины, в скважину опускают пакет из пленочного материала, содержащий жидкость или пластичную композицию с отрицательной плавучестью, герметизируют перфорированный низ оболочки, после чего в скважину загружают растворимые в воде окислители, например нитраты аммония, кальция, натрия или их смеси с образованием насыщенных растворов, и загружают твердые компоненты ВВ - гранулированную аммиачную селитру, горючее и сенсибилизаторы. Гидрофобизаторы, загустители и сшивающие агенты не требуются.

Способ заряжения скважины и его варианты иллюстрируются чертежами, где на фиг.1 и 2 - схема в двух проекциях первого варианта способа заряжания, на фиг.3 - схема второго варианта.

На чертежах приняты следующие обозначения: 1 - скважина, 2 - катушки с лентой, 3 - лента, 4 - воронка, 5 - зарядный шланг, 6 - опорная плита, 7 - кресообразные прорези на прогибе ленты после ее пропускания через воронку, образующей низ цилиндрической оболочки, после опускания примыкающий к забою скважины (фиг.1 и 2); 8 - гравий или галька, 9 - пакет из пленочного материала, содержащий жидкость или пластичную композицию, герметизирующие перфорированный низ оболочки, 10 - барабанный питатель, 11 - патрубок к шлангу для подачи в скважину газа под давлением, 12 - шланг для удаления воды из скважины.

Примеры применения способа 1) При диаметре скважины 243 мм половина ее окружности 332 мм, при избытке 20% ширина ленты составит 458 мм, а ширина сдублированных краев ленты на поверхности скважины будет 38 мм.

Применяют бумагу упаковочную битумированную БУ-Б и дегтевую БУ-Д ГОСТ 515-77 и бумагу двухслойную водонепроницаемую упаковочную ГОСТ 8828-89. Бумагу, выпускаемую в рулонах шириной от 600 до 2100 мм, нарезают на ленты шириной, определяемой диаметром скважин, и наматывают на каждую из двух катушек поровну. Ленту 3 перед протягиванием через воронку 4 перфорируют в месте прогиба над воронкой, прорезая ножом с кинжальной заточкой крестообразные прорези 7.

На центральную часть прогиба ленты помещают торец зарядного шланга 5, который опускают вместе с лентой 3 до забоя скважины 1. Крестообразные щелевые прорези образуют лепестки, отгибающиеся при движении ленты через столб воды. При длине прорезей 3-4 см четыре таких крестообразных прорезей образуют квадратные отверстия общей площадью 36-64 см², что обеспечит беспрепятственное опускание оболочки через столб воды, до забоя скважины, после чего по зарядному шлангу под столб воды подают ВВ: акватолы Т-20, ГЛТ-20, карбатол, порэмит, смесь эмульсионного ВВ с составом АС-ДТ в таком соотношении, чтобы эмульсия заполняла межгранульное пространство.

2) Бумажную ленту с крестообразными прорезями под давлением шланга 12 для откачивания воды опускают до забоя скважины, в скважину засыпают гравий или гальку 8 для исключения подъема в воде бумажной оболочки, после чего шланг 12 поднимают и в скважину подает пакет 9 из пленочного материала, содержащий водный раствор аммиачной селитры или пластичные композиции: водосодержащее ВВ, бентонитовую глину с водой. Пакет заполняют до 75-80% его объема для того, чтобы после опускания до забоя скважины содержимое пакета приняло любую форму и полностью заполнило все призабойное пространство, благодаря плотности, в 1,5 раза превышающей плотность воды, вытеснило воду и надежно герметизировало донную часть оболочки заряда с прорезями.

Пакет с жидкостью, суспензией или желатиной опускают в режиме свободного падения. Стенки скважины покрыты бумажной оболочкой, что исключает разрыв полимерной пленки пакета, а в воде пакет плавно опустится до забоя.

После изложенного опускают шланг 12 до упора о пакет с герметизирующим материалом, слегка приподнимают шланг для откачивания воды, концы ленты 3 отделяют от катушек 2 и в воронку 4 вставляют корпус барабанного питателя 10, герметизируя устье скважины. Воду откачивают насосом при одновременной подаче в скважину по патрубку 11 газа под давлением, что необходимо для исключения отслаивания бумажной ленты от стенок скважины под давлением грунтовых вод в массиве, окружающем скважину, с образованием продольной щели на стыке ленты, в местах дублирования ее краев, что может сопровождаться проникновением воды в откачиваемый объем.

Вода из скважины кроме насоса может быть удалена по шлангу 12 давлением газа, превышающим гидростатическое давление столба воды высотой, несколько превышающей глубину скважины на небольшую величину, необходимую для слива воды.

После осушения скважину заряжают неводоустойчивым ВВ, подавая ВВ барабанным питателем, который служит затвором, продолжая при этом прижимать к стенкам скважины водонепроницаемую оболочку из ленты давлением газа в скважине.

3) По третьему варианту ленту с крестообразными прорезями опускают до забоя скважины под давлением упругого тела, например канализационного троса, полимерной ленты или зарядного шланга, продолжая прижимать к забою упругим элементом донную часть оболочки, в скважину засыпают гравий или гальку для исключения подъема бумажной оболочки в воде, после чего упругий элемент поднимают и удаляют из скважина, и в скважину подают пакет из пленочного материале, содержащий водный раствор аммиачной селитры, водосодержащее ВВ или бентонитовую глину с водой, заполняющие пакет на 75-80% его объема, и в скважину загружают растворимые в воде окислители, например нитраты аммония, кальция, натрия или их смеси с образованием насыщенных растворов при температуре воды в скважине, и после изложенного в скважину засыпают твердые компоненты ВВ - гранулированную аммиачную селитру, горючее и сенсибилизаторы, в качестве последнего - гранулированный тротил.

Известные предложения по уменьшению потерь ВВ в обводненных скважинах путем предварительной загрузки в скважину аммиачной селитры и после образования насыщенного раствора загружать неводоустойчивое ВВ совершенно не улучшило водоустойчивость ВВ в скважинах с проточной водой и лишь сопровождалось дополнительными потерями аммиачной селитры.

Благодаря проведению описанных операций в изолированном от окружающего массива объеме скважины, описанный способ осуществляется без потерь компонентов и без ухудшения экологии региона.

Источники информации RU 2159405, F 42 D 1/08, 09.07.1999.

Формула изобретения

1. Способ заряжания обводненных скважин взрывчатым веществом (ВВ), включающий размещение над скважиной двух катушек с лентой из водонепроницаемой бумаги или эквивалентного пленочного материала шириной, превышающей половину длины окружности скважины, и длиной, превышающей удвоенную глубину скважины на высоту размещения катушек над ее устьем, протягивание ленты через воронку под давлением зарядного шланга, направляя ленту по двум сторонам скважины с дублированием ее краев в размере избыточной ширины, отличающийся тем, что прогиб ленты, образующий в скважине низ оболочки заряда, примыкающий к забою скважины, перфорируют таким образом, чтобы вода проходила внутрь оболочки, не препятствуя ее опусканию через столб воды до забоя скважины, после чего скважину заряжают ВВ, ограниченно водоустойчивым в неподвижной воде и неводоустойчивым в проточной воде, подавая ВВ под столб воды.

2. Способ заряжания обводненных скважин ВВ, включающий размещение над скважиной двух катушек с лентой из водонепроницаемой бумаги или эквивалентного пленочного материала шириной, превышающей половину длины окружности скважины, и длиной, превышающей удвоенную глубину скважины на высоту размещения катушек над ее устьем, протягивание ленты через воронку под давлением шланга, направляя ленту по двум сторонам скважины с дублированием ее краев в размере избыточной ширины, отличающийся тем, что прогиб ленты, образующий в скважине низ оболочки заряда, примыкающий к забою скважины, перфорируют, опускают до забоя скважины под давлением шланга для откачивания воды, продолжают прижимать низ оболочки к забою и в скважину засыпают гравий или гальку в количестве, необходимом и достаточном для придания бумажной или полимерной оболочке отрицательной плавучести, после чего шланг для откачивания воды поднимают, в скважину подают пакет из пленочного материала, содержащий жидкость или пластичную композицию, например водный раствор аммиачной селитры, водосодержащее ВВ или бентонитовую глину с водой, пакет после опускания до забоя через столб воды герметизирует перфорированную часть оболочки, затем концы ленты отделяют от катушек, в воронку вставляют корпус барабанного питателя и герметизируют устье скважины, в скважину подают газ под давлением, воду из скважины удаляют по шлангу, вытесняя давлением газа или откачивая насосом, после осушения скважины ее заряжают неводоустойчивым ВВ, подавая ВВ через барабанный питатель, служащий затвором, при этом продолжают прижимать к стенкам скважины водонепроницаемую оболочку давлением газа в скважине.

3. Способ заряжания обводненных скважин ВВ, включающий размещение над скважиной двух катушек с лентой из водонепроницаемой бумаги или эквивалентного пленочного материала шириной, превышающей половину длины окружности скважины, и длиной, превышающей удвоенную глубину скважины на высоту размещения катушек над ее устьем, протягивание ленты через воронку под давлением шланга, направляя ленту по двум сторонам скважины с дублированием ее краев в размере избыточной длины, отличающийся тем, что прогиб ленты, образующий в скважине низ оболочки заряда, примыкающий к забою скважины, перфорируют, опускают до забоя скважины под давлением упругого тела, например канализационного троса, полимерной ленты или зарядного шланга, продолжают прижимать низ оболочки к забою и в скважину засыпают гравий или гальку в количестве, необходимом и достаточном для придания материалу оболочки отрицательной плавучести, упругое тело убирают из скважины и в скважину опускают пакет из пленочного материала, содержащий жидкость или пластичную композицию, например водный раствор аммиачной селитры, водосодержащее ВВ или бентонитовую глину с водой, которые после опускания до забоя герметизируют перфорированную часть оболочки, после герметизации оболочки в скважину загружают окислители, например нитраты аммония, кальция, натрия или их смеси с образованием насыщенного раствора, и загружают твердые компоненты ВВ - гранулированную аммиачную селитру, горючее и сенсибилизаторы, в качестве последнего предпочтительнее тротил.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3