Комбинированная засыпная забойка скважин



Комбинированная засыпная забойка скважин
Комбинированная засыпная забойка скважин
Комбинированная засыпная забойка скважин

 


Владельцы патента RU 2462688:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород. Забойка включает верхнюю и нижнюю части, разделенные буферным промежутком из пенополистирола. Нижняя часть представляет собой засыпку из инертных сыпучих материалов над воздушным промежутком. В верхней части забойки на буферный промежуток установлен конус, например, из твердеющих материалов острым концом вверх. Далее до верха скважины помещен засыпной инертный материал. Между конусом и стенками скважины размещен крупный щебень. Повышается надежность, снижаются затраты. 3 ил.

 

Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород.

Известно, что наилучшее дробление горных пород взрывом обеспечивается при применении укороченной забойки и воздушного промежутка над зарядом [1]. При этом конструкция забойки, расположенной вблизи устья скважины, над воздушным промежутком, должна обеспечивать полное противодействие ее выбросу действием взрыва до момента разрушения массива [2].

Наиболее близким по существу решаемой задачи устройством для запирания продуктов взрыва в зарядной полости скважины является забойка комбинированная, включающая монолитную пробку из твердеющих материалов, которая выполнена из верхней и нижней частей, разделенных буферным промежутком из вспененного полистирола длиной в 2-3 диаметра скважины, причем верхняя часть представляет собой монолитную пробку из твердеющих материалов, а нижняя - засыпку из инертных сыпучих материалов над воздушным промежутком из вспененного полистирола [3]. Такая конструкция забойки обеспечивает задержку продуктов детонации в зарядной полости до начала сдвижения пород при разрушении массива в районе устья скважины.

Однако, как показали опытные взрывы, за счет усадки бетона при твердении в скважинах с гладкими стенками сцепление монолитной части забойки не обеспечивает достаточной длительности запирания продуктов взрыва.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности запирания продуктов детонации в зарядной полости вплоть до разрушения окружающей породы комбинированной засыпной забойкой с воздушным промежутком и снижение затрат на формирование забойки.

Поставленная задача достигается тем, что в комбинированной засыпной забойке скважин, включающей верхнюю и нижнюю части, разделенные буферным промежутком из пенополистирола, причем нижняя часть представляет собой засыпку из инертных сыпучих материалов над воздушным промежутком, согласно изобретению верхняя часть забойки выполнена в виде монолитного конуса длиной 2-3 диаметра скважины, например, из твердеющих материалов, установленного острым концом вверх на буферный промежуток, между монолитным конусом и стенками скважины размещен крупный щебень и далее до верха скважины помещен засыпной инертный материал.

На фиг.1 схематично изображена комбинированная засыпная забойка скважин после установки монолитного конуса, на фиг.2 - после засыпки щебня и на фиг.3 - в рабочем положении.

Верхняя часть комбинированной засыпной забойки скважин представлена в виде конуса 1, выполненного, например, из твердеющих вяжущих материалов, размещенного на буферном промежутке 2, выполненном, например, из пенополистирола с помощью шнура 3 с кольцом 4. Между конусом 1 и стенками скважины 5 размещен щебень 6, далее до верха скважина 5 заполнена инертным засыпным материалом 7. Нижняя часть комбинированной засыпной забойки скважин выполнена в виде засыпного участка 8, заполненного инертным материалом 9, например песком, буровым шламом и т.п. и размещена над воздушным промежутком 10, выполненным, например, из пенополистирола.

Комбинированную засыпную забойку скважин выполняют следующим образом. Вначале над зарядом ВВ 11 выполняют воздушный промежуток 10, например, из пенополистирола, или другим известным способом. Затем формируют засыпной участок 8, размещением сыпучего инертного материала 9 на заданную высоту. После этого формируют буферный промежуток 2 из пенополистирола, аналогично воздушному промежутку 10, а на него шнуром 3 на кольце 4 опускают конус 1, например бетонный, острием вверх. Пространство между стенками скважины 5 и конусом 1 на всю его высоту заполняют щебнем 6, а затем до устья скважину 5 заполняют инертным засыпным материалом 7, например буровым шламом. Длину участков скважины, занятых конусом 1, буферным промежутком 2, засыпными частями и воздушным промежутком 10, подбирают опытным путем или по аналогии.

После детонации заряда ВВ 9 в зарядной полости резко возрастает давление продуктов детонации до величин в несколько десятков тысяч атмосфер и происходит удар газов по засыпному участку забойки, несколько смягченный наличием воздушного промежутка, снижающего пиковое давление продуктов детонации. Экспериментально установлено [4], что в засыпной забойке из зернистых материалов в первый момент времени после детонации заряда забоечный материал уплотняется в виде пробки и плотно расклинивается в шпуре или скважине. После уплотнения, независимо от используемого материала забойка выбрасывается с возрастающей скоростью, зарядная полость разгерметизируется, и часть продуктов детонации выбрасывается, не совершив полезной работы. Для исключения этого явления в комбинированной забойке предусмотрено наличие буферного промежутка 2 и конуса 1.

Начавшая движение нижняя засыпная часть забойки 6 сжимает буферный промежуток 2, теряя некоторую часть энергии движения и смягчая удар по конусу 1. Конус 1, сдвигаясь, расклинивает крупный щебень 4 в стенки скважины 3, при этом начинает формироваться вторая пробка уплотнения сыпучего материала нижней части забойки 6, повышающая ее удерживающую способность. А конус 1 вместе с засыпным материалом 5 создает еще одну удерживающую пробку в забойке, позволяющую исключить выброс комбинированной засыпной забойки до полного разрушения массива горных пород в районе устья скважины и прорыва продуктов детонации из зарядной полости в атмосферу через трещины в разрушенном массиве. Замена бетонной пробки на комбинацию конуса со щебнем и засыпным материалом позволяет не только снизить затраты, исключив бетон, но и повысить надежность работы забойки, независимо от состояния стенок скважин.

Обеспечивая длительную замкнутость зарядной полости, такая забойка способствует более полному протеканию вторичных реакций в продуктах детонации и соответственно повышает энергию взрыва; это особенно важно для современных крупнодисперсных ВВ типа гранулитов и граммонитов, у которых значительная доля энергии выделяется в процессе вторичных реакций.

Таким образом, заявляемая комбинированная засыпная забойка скважин позволяет запирать продукты взрыва в зарядной полости до разрушения массива, эффективность использования энергии взрыва на дробление пород существенно повышается, что позволяет решить поставленную техническую задачу.

Источники информации

1. Влияние забойки на степень дробления горных пород взрывом / Г.П.Демидюк, В.Д.Росси, Н.Ф.Андрианов, В.А.Усачев // Сб. Взрывное дело №53/10. М.: Недра, 1963. - С.96-105.

2. Яковенко А.И. Расчет скважинных зарядов в карьерах // Сб. Взрывное дело №51/8. М.: Недра, 1963. - С.108-120.

3. Патент Российской Федерации №2308674, МПК F42D 1/08, 2007 (прототип).

4. Миндели Э.О., Демчук П.А., Александров В.Е. Забойка шпуров. - М.: Недра, 1967, - 152 с.

Комбинированная засыпная забойка скважин, включающая верхнюю и нижнюю части, разделенные буферным промежутком из пенополистирола, причем нижняя часть представляет собой засыпку из инертных сыпучих материалов над воздушным промежутком, в верхней части забойки на буферный промежуток установлен конус, например, из твердеющих материалов острым концом верх и далее до верха скважины помещен засыпной инертный материал, отличающаяся тем, что между конусом и стенками скважины размещен крупный щебень.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых.

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам ведения буровзрывных работ на карьерах, и может быть использовано в различных областях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород.

Изобретение относится к горному делу и, в частности, к открытой и подземной разработке месторождений твердых полезных ископаемых. .

Изобретение относится к области буровзрывных работ и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород. .

Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах на карьерах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород.

Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах на карьерах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород.

Изобретение относится к области буровзрывных работ и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород. .

Изобретение относится к области буровзрывных работ и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород. .

Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для заряжания скважин при производстве взрывных работ в горном деле и строительстве. .

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к взрывным работам, и может быть использовано при зарядке глубоких скважин для добычи полезных ископаемых

Изобретение относится к горной и горно-химической промышленности и может быть использовано для ограждения и охраны трещиноватого горного массива от возможного проникновения за пределы создаваемого экрана жидких растворов и формирования прочного закрепленного участка, исключающего его обрушение

Изобретение относится к горному делу, в частности к подземной разработке рудных месторождений

Изобретение относится к горному делу, в частности к взрывному дроблению пород, и может быть использовано для осушения слабообводненных нисходящих скважин
Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности и, в частности, к взрывным работам в скважине для интенсификации притоков флюида продуктивного пласта в скважину и, в частности к локализации выделенной энергии в призабойной зоне скважины

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к взрывным работам, и может быть использовано при ведении взрывных работ с применением смесительно-зарядных машин (СЗМ) для механизированного приготовления эмульсионного взрывчатого вещества (ЭВВ) в процессе заряжания скважин на открытых горных работах. Способ включает приготовление ЭВВ путем введения в эмульсионную матрицу сжатого воздуха, который вместе с эмульсионной матрицей вводят в динамический смеситель-аэратор. Смеситель-аэратор содержит, по меньшей мере, две последовательно расположенные смесительные камеры, в которых производят получение ЭВВ путем аэрации эмульсионной матрицы с повышением давления в смесителе-аэраторе не менее 0,2 МПа. Аэрацию эмульсионной матрицы производят до величины распределенных воздушных пузырьков с размером 30-150 мкм при атмосферном давлении. СЗМ снабжена компрессором для сжатия воздуха, а смеситель компонентов выполнен в виде коаксиального, по меньшей мере, двухступенчатого смесителя-аэратора динамического типа, каждая из ступеней которого содержит ротор с аксиальными лопатками и статор с аксиальными направляющими щелями. На магистрали подачи готового ЭВВ после выхода его из смесителя-аэратора смонтировано приспособление для повышения давления ЭВВ в смесителе-аэраторе. Изобретение обеспечивает независимость процесса сенсибилизации от температуры эмульсии, удешевление ЭВВ. 2 н. и з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых. Способ включает взрывание вышележащей над угольным пластом горной массы и взрывание угольного пласта. Бурение скважин производят с недобуром до почвы угольного пласта. В скважинах формируют рассредоточенный заряд, при этом воздушный промежуток располагают так, чтобы расстояние от контакта порода-уголь до заряда, расположенного в породной и в угольной частях массива, было равным, больше либо равным радиусу зоны дробления, соответственно. Изобретение позволяет сократить простои горнотранспортного оборудования, сократить количество буровзрывных работ, устранить разрушение кровли пласта и разубоживание угля в приконтактной зоне.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке наклонных рудных залежей малой и средней мощности. Способ включает проведение подготовительных и нарезных выработок, бурение шпуров в забое выемочного блока, заряжание и взрывание шпуров, уборку отбитой рудной массы, гидравлическую зачистку отработанного блока, при этом шпуры в нижнем ряду располагают на расстоянии 2-3 диаметров шпура, заряжают через один с рассредоточенным зарядом, при этом шпуры каждого последующего ряда ориентированы по одной линии в направлении восстания рудной залежи. Сокращение потерь отбитой рудной мелочи достигается за счет создания желобов на лежачем боку рудной залежи, при гидравлической зачистке отработанного блока движение гидросмеси, состоящей из воды и рудной мелочи, происходит по гладкой поверхности желобов. Изобретение обеспечивает повышение эффективности разработки рудных тел и сокращение на 15-20% потерь обогащенной рудной мелочи при гидравлической зачистке отработанного выемочного блока. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых. Подвесная скважинная забойка выполнена из отрезка материала, который снаружи завязан двумя веревками, один конец первой веревки завязан жестким узлом, образуя первый внутренний объем, внутри которого размещена опора. Поперечный размер опоры на 30-50% меньше диаметра скважины. Второй конец первой веревки протянут внутрь через центр отрезка материала и прикреплен к перекладине у устья скважины. Вторая веревка завязана свободным узлом выше жесткого узла, с возможностью его перемещения по первой веревке, образуя второй внутренний объем, поперечный диаметр которого на 15-20% больше диаметра скважины и на треть заполнен сыпучим инертным материалом, при этом концы отрезка материала оставлены свободными. Изобретение позволяет снизить удельный расход ВВ, повысить качество дробления горной массы за счет длительного запирания продуктов детонации в зарядной полости до момента полного разрушения окружающей породы, упростить конструкцию, повысить надежность срабатывания конструкции. 2 ил.
Наверх