Способ формирования зарядов с воздушными промежутками
Владельцы патента RU 2314488:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к области буровзрывных работ и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород. Способ формирования зарядов с воздушными промежутками включает предварительное размещение в сухой скважине гидроизоляционной оболочки, формирование в ней заряда неводоустойчивого ВВ и забойку скважины поверх гидроизоляционной оболочки. В гидроизоляционной оболочке формируют воздушные промежутки из вспененного полистирола между частями рассредоточенного заряда ВВ и между верхней частью заряда ВВ и забойкой. Изобретение позволяет повысить эффективность взрывного дробления горных пород. 6 ил.
Изобретение относится к области буровзрывных работ и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород.
Известно, что наилучшее дробление горных пород взрывом обеспечивается зарядами, которые в процессе формирования в скважинах рассредоточивают воздушными промежутками /1/. Однако в скважинах, обводненных грунтовыми водами или атмосферными осадками, поступающими через устье скважины, создание воздушного промежутка существенно затрудняется, поскольку его обычно формируют опусканием деревянной рейки с кружками или крестовинами на концах, помещением бумажных пыжей и т.п., поэтому полученный промежуток заполнится водой, а воздух будет вытеснен.
Наиболее близким по существу решаемой задачи является способ формирования колонки заряда BB в гидроизоляционной оболочке, предварительно размещенной в скважине до ее заполнения водой (вслед за бурением) /2/.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности взрывного дробления горных пород за счет создания воздушного промежутка в заряде BB, сформированном в гидроизоляционной оболочке, защищающей заряд неводоустойчивого BB от воздействия воды.
Поставленная задача достигается тем, что в способе формирования зарядов с воздушными промежутками, включающем предварительное размещение в сухой скважине гидроизоляционной оболочки, формирование в ней заряда неводоустойчивого BB и забойку скважины поверх гидроизоляционной оболочки, согласно изобретению в гидроизоляционной оболочке формируют воздушные промежутки из вспененного полистирола между частями рассредоточенного заряда BB и между верхней частью заряда BB и забойкой.
Принципиальная схема способа формирования зарядов с воздушными промежутками представлена на чертежах.
На фиг.1 показана скважина, подготовленная к заряжанию; на фиг.2 - формирование в гидроизоляционную оболочку нижней части заряда BB; на фиг.3 - размещение на нижнюю часть заряда BB воздушного промежутка из вспененного полистирола; на фиг.4 - формирование в гидроизоляционную оболочку верхней части заряда BB; на фиг.5 - размещение на верхнюю часть заряда BB воздушного промежутка из вспененного полистирола; на фиг.6 - заряженная скважина.
Способ формирования зарядов с воздушными промежутками осуществляют следующим образом.
Формирование заряда в скважине производят, пока в ней нет воды, например, сразу после бурения или после осушения специальными машинами /3/. Сначала в скважину 1 через приемный цилиндр 2 на всю глубину опускают гидроизоляционную оболочку 3, выполненную, например, из пленки полиэтиленовой, цельнотянутой, рукавной с толщиной стенок 200 мм /2/ с герметизационным узлом 4 в нижней ее части. Приемный цилиндр 2 устанавливается над устьем скважины 1 на опорах 5, он снабжен воронкой 6 для равномерной подачи BB в гидроизоляционную оболочку 3. Диаметр приемного цилиндра 2 равен диаметру гидроизоляционной оболочки 3, а диаметр обруча 7 выбирают таким, чтобы он плотно одевался на приемный цилиндр 2. Таким образом, верхний конец гидроизоляционной оболочки 3 пропускают через внутреннее отверстие приемного цилиндра 2, отбортовывают на внешней его поверхности и зажимают обручем 7. Затем опускают боевик 8, закрепленный на проводнике инициирующего импульса 9, например ДТП или волноводе. Формирование нижней части заряда 10 производят подачей BB через воронку 6 в гидроизоляционную оболочку 3. ВВ заполняет скважину 1 по всему сечению, прижимая гидроизоляционную оболочку 3 к ее стенкам.
После формирования нижней части заряда 10 через воронку 6 в гидроизоляционной оболочке 3 формируют воздушный промежуток 11 из вспененного полистирола до заданного уровня. Затем формируют верхнюю часть заряда 12 с боевиком 13 на проводнике инициирующего импульса 14. По окончании формирования верхней части заряда 12 через воронку 6 в гидроизоляционной оболочке 3 формируют второй воздушный промежуток 15 из вспененного полистирола до забойки 16. После этого верхний конец гидроизоляционной оболочки 3 освобождают от приемного цилиндра 2, собирают вместе с проводниками инициирующего импульса 9 и 14 в пучок, укладывают на поверхность уступа и выполняют забойку 16 поверх гидроизоляционной оболочки 3, удерживая ее верхний конец от увлечения забойкой.
Таким сформированный заряд с воздушными промежутками остается и после заполнения скважины водой, независимо от того, откуда она поступает. Если вода поступает по трещинам в горном массиве снизу, заряд защищен от нее гидроизоляционной оболочкой 3 и герметизационным узлом 4. Если вода поступает через устье скважины и нарушенную верхнюю часть уступа, забойка 16 препятствует ее попаданию в гидроизоляционную оболочку, надежно перекрывая устье последней. Даже в случае попадания воды в гидроизоляционную оболочку из-за нарушения целостности и проникновения ее внутрь воздушного промежутка, вода не сможет нарушить воздушный промежуток: несмотря на очень малую плотность вспененного полистирола, заполненный им промежуток пригружен лежащими выше верхней частью заряда и забойкой. Вода лишь заполнит пустоты между гранулами вспененного полистирола, занимающие не более 30% общего объема скважины, занятой воздушным промежутком. Две трети объема воздушного промежутка сохранят воздух внутри гранул вспененного полистирола, объем которого достигает 98% /4/. Вспененный полистирол устойчив к действию влаги, не гигроскопичен, устойчив к действию агрессивных минеральных сред, слабых и сильных кислот.
Наличие воздушных промежутков позволяет повысить качество дробления горных пород и уменьшить расход BB независимо от обводненности массива горных пород.
Таким образом, заявляемый способ формирования зарядов с воздушными промежутками обеспечивает формирование воздушного промежутка как в сухих, так и в обводненных скважинах, что позволяет решить поставленную техническую задачу.
Источники информации
1. Марченко Л.Н., Кудряшов B.C. Методические указания по применению скважинных зарядов, рассредоточенных воздушными промежутками на открытых горных разработках // Сб. Взрывное дело №51/8. М.: Недра, 1963, с.199-206.
2. Сеинов Н.П. Валиев Б.С. Технология заряжания обводненных скважин неводоустойчивыми взрывчатыми веществами // Сб. Взрывное дело №89/46. М.: Недра, 1986, с.204-215 (прототип).
3. Турдахунов М.М., Исаченко О.С., Алешко М.Ф. и др. Совершенствование буровзрывных работ на карьерах объединения // Горный журнал. 2004. №7, с.47-54.
4. Хайлов Б.А., Палиев А.И. Технология производства и опыт применения в строительстве пенополистирольных комплексных систем ТИГИ-Кнауф // 1995, с.24-28.
Способ формирования зарядов с воздушными промежутками, включающий предварительное размещение в сухой скважине гидроизоляционной оболочки, формирование в ней заряда неводоустойчивого ВВ и забойку скважины поверх гидроизоляционной оболочки, отличающийся тем, что в гидроизоляционной оболочке формируют воздушные промежутки из вспененного полистирола между частями рассредоточенного заряда ВВ и между верхней частью заряда ВВ и забойкой.
