Подвесная скважинная забойка



Подвесная скважинная забойка
Подвесная скважинная забойка

 


Владельцы патента RU 2506533:

Федотенко Виктор Сергеевич (RU)

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.

 

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.

Известны скважинные забойки из породной мелочи и т.п., увеличивающие время действия расширяющихся газообразных продуктов взрыва на разрушаемый массив (Кутузов Б.Н. Взрывные работы. М.: Недра, 1988, с.223).

Известна также скважинная забойка, имеющая форму цилиндра, внешний диаметр которого соизмерим с диаметром скважины (патент РФ №2229684, МПК 7 F42D 1/20, опубл. 27.05.2004 г.). Недостатком известных скважинных забоек является сложность изготовления и установки, ненадежность срабатывания конструкции.

Известен подвесной скважинный затвор (Патент РФ №2319924, МПК F42D 1/20, опубл.20.03.2008), принятый за прототип, который выполнен из отрезка материала и помещенного внутрь отрезка материала груза, закрепленного внутри отрезка материала веревкой, отрезок материала снаружи завязан свободным узлом другой веревкой вокруг первой, а поперечный размер затвора меньше диаметра скважины.

Однако известный затвор предназначен для рассредоточения заряда в скважине.

Технический результат, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, - снижение удельного расхода ВВ, повышение качества дробления горной массы за счет длительного запирания продуктов детонации в зарядной полости до момента полного разрушения окружающей породы, упрощение конструкции, повышение надежности срабатывания конструкции.

Указанный технический результат достигается тем, что 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, ее поперечный размер на 30-50% меньше диаметра скважины, а 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.

Заявляемая подвесная скважинная забойка поясняется чертежами, где на фиг.1 показана конструкция подвесной скважинной забойки, на фиг.2 - подвесная скважинная забойка в рабочем положении.

Заявляемая подвесная скважинная забойка выполнена из отрезка материала (например, мешка из-под взрывчатки), завязанного снаружи двумя веревками. Один конец первой веревки 1 завязан жестким узлом 2, образуя при этом первый внутренний объем 3, внутри которого размещена опора 4, поперечный размер опоры на 30-50% меньше диаметра скважины (например, крупный кусок породы соответствующего размера). Размер опоры выбран эмпирически и зависит от диаметра бурения, который обусловливается крепостью взрываемых пород, типом используемого ВВ и рациональной степенью взрывного дробления. Второй конец 5 первой веревки 1 протянут внутрь через центр отрезка материала и прикреплен к перекладине 6 у устья скважины, с помощью которой подвесную скважинную забойку фиксируют на необходимой глубине.

Вторая веревка 7 завязана свободным узлом 8 выше жесткого узла 2 таким образом, что имеет возможность перемещения свободного узла по второму концу 5 первой веревки 1, образуя при этом второй внутренний объем 9, поперечный размер которого на 15-20% больше диаметра скважины. Второй внутренний объем 9 на треть заполнен сыпучим инертным материалом 10, и концы отрезка материала оставлены свободными для того, чтобы равномерно заполнить поперечное сечение скважины, не допуская просыпей буровой мелочи.

При анализе результатов серии промышленных взрывов, проведенных в целях оценки эффективности применения заявляемого изобретения при осуществлении взрывной подготовки крепких и весьма крепких горных пород, крепостью 10-18 по шкале проф. М.М.Протодьяконова было выявлено, что оптимальным является использование для размещения в нижней части забойки опоры (куска породы) заявленного диаметра. Это объясняется тем, что при взрыве опора 4 под воздействием расширяющихся продуктов взрыва проникает в пространство, заполненное сыпучим инертным материалом, но при этом не выступает в качестве поршня, выталкивающего инертный материал из скважины, а, напротив, благодаря тому, что ее размер меньше диаметра скважины на установленную величину, способствует дополнительному уплотнению буровой мелочи и развитию центров напряжения по границе раздела сред «буровая мелочь-порода в целике», коей является образующая скважины, приводящему к значимому увеличению сил трения скольжения подвесной скважинной забойки о стенки скважины и соответственно улучшению запирающего эффекта.

Заявляемая подвесная скважинная забойка работает следующим образом. После обуривания блока производят зарядку скважин, монтаж детонирующей цепи, затем в скважину на глубину массива с интенсивной трещиноватостью (вторичная трещиноватость, образовавшаяся от воздействия предыдущего взрыва - 1,5-2,5 метра) на веревке, которая закреплена на перекладине, расположенной у устья скважины, опускают скважинную забойку. Сверху насыпают инертный материал (например, штыбу или мелкую породу) до дневной поверхности.

Под действием веса сыпучего инертного материала, находящегося внутри второго объема и подпираемого снизу опорой, находящейся в первом объеме, подвесная скважинная забойка расплющивается, перекрывая скважину, и плотно прилегает к стенкам скважины.

Под весом буровой мелочи узел, образованный второй веревкой, скользит по первой веревке, подвесная скважинная забойка еще больше сплющивается, а свободные концы отрезка материала плотно закрывают собой промежуток между подвесной скважинной забойкой и стенками скважины, не допуская просыпей буровой мелочи.

В момент взрыва опора (крупный кусок породы) внедряется в сыпучий инертный материал 10, которым заполнен второй внутренний объем, а также в инертный материал (буровую мелочь) 11, заполняющий пространство между забойкой и устьем скважины; уплотняет упомянутые выше породные отдельности, увеличивая силу трения забойки о стенки скважины, направленную противоположно восходящему движению элементов забойки, и тем самым запирая продукты взрыва во взрывной камере.

Наличие в подвесной скважинной забойке отрезка материала, частично заполняемого сыпучим инертным материалом 10, обусловливается необходимостью установки скважинной забойки в определенной части скважины - на глубине интенсивной трещиноватости, т.е. глубине, на которой породный массив не затронут разрушающим воздействием предыдущего взрыва. Иными словами, второй внутренний объем 9 с инертным материалом 10 при установке в скважину благодаря свободному узлу 8 в его верхней части размещается таким образом, что равномерно заполняет поперечное сечение скважины

Заявляемая подвесная скважинная забойка позволяет максимально использовать энергию продуктов взрыва, интенсифицировать процесс дробления горных пород, снизить удельный расход ВВ, повысить качество дробления горной массы.

При этом достигается: обеспечение времени работы подвесной скважинной забойки, необходимого для максимального использования энергии газообразных продуктов взрыва; упрощение размещения подвесной скважинной забойки внутри скважины; простота изготовления подвесной скважинной забойки; значительное снижение себестоимости изделия за счет экономии материала, повышение надежности срабатывания забойки.

Подвесная скважинная забойка, характеризующаяся тем, что она выполнена из отрезка материала, который снаружи завязан двумя веревками, один конец первой веревки завязан жестким узлом, образуя первый внутренний объем, внутри которого размещена опора, ее поперечный размер на 30-50% меньше диаметра скважины, а 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.



 

Похожие патенты:

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.
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 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.
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 горному делу, в частности к взрывному дроблению пород, и может быть использовано для осушения слабообводненных нисходящих скважин. .

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

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

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.

Изобретение относится к горному делу, к отбойке горных пород. Способ взрывания удлиненных скважин включает бурение скважин, определение места размещения боевика для прямого и обратного инициирования заряда взрывчатого вещества (ВВ) расчетным путем, формирование удлиненного заряда ВВ, установку боевика в заряде ВВ, разделяющего его на две части, заполнение скважины в верхней ее части ВВ и забоечным материалом, взрывание скважины. Предварительно измеряют длину всего заряда ВВ, а затем определяют место размещения боевика в заряде ВВ от дна скважины с учетом заданной длины всего заряда ВВ и вместимости ВВ в 1 м скважины по формулам. Изобретение позволяет улучшить фокусировку ударных волн и за счет этого увеличить энергию взрыва, увеличить КПД взрыва, уменьшить объем буровых работ и удельный расход ВВ. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывное рыхление скальных массивов горных пород. Засыпная забойка взрывных скважин с элементами каменного материала включает нижнюю засыпную часть из инертных сыпучих материалов над воздушным промежутком и верхнюю комбинированную часть. Верхняя комбинированная часть забойки разделена на два отрезка: нижний отрезок длиной до трех диаметров скважины, заполненный элементами каменного материала размером 0,2-0,6 диаметра скважины, перемежающимися инертным сыпучим материалом крупностью менее 5 мм, и верхний, заполненный до верха скважины этим же инертным сыпучим материалом. Изобретение позволяет повысить эффективность запирания продуктов детонации в зарядной полости комбинированной укороченной забойкой и снизить затраты на ее формирование. 1 ил.

Изобретение относится к горной и горно-химической промышленности, используется для ограждения и охраны трещиноватого горного массива от возможного проникновения за пределы создаваемого экрана жидких растворов. Способ включает бурение параллельных рядов скважин или шпуров, размещение в них зарядов ВВ в шахматном порядке, рассредоточенных заполненными промежутками. Длина промежутка равна длине заряда. Одновременное камуфлетное взрывание зарядов ВВ с центральным инициированием. Заполнение оставшихся после взрыва пустот бетонным раствором. Для образования тампонированного массива определяют радиус заряда ВВ, длину заряда ВВ. В верхней части на контакте водоносный горизонт - массив формируют запирающий заряд. Промежутки заполняют тампонирующим материалом, который формируют следующим составом: в агрессивных безнапорных средах - битум или смолы; в неагрессивных напорных средах - цемент; в агрессивных напорных средах - битум или смолы, дополнительно определяют радиус образующейся затампонированной зоны смятия от заряда, радиус образующейся затампонированной зоны в промежутках между зарядами, расстояние между обуренными скважинами или шпурами в ряду, длину запирающего заряда и радиус затампонированной зоны трещин. Способ позволяет повысить эффективность и безопасность работ. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к открытой разработке угольных пластов со скальными вскрышными породами. Способ включает удаление покрывающих скальных вскрышных пород взрывным рыхлением зарядами с воздушной подушкой в нижнем торце заряда, механическое рыхление и бульдозирование пород пласта, их штабелирование, погрузку в транспортные средства экскаватором. Взрывные скважины для скальных вскрышных пород забуривают в пласт полезного ископаемого на глубину воздушной подушки в нижнем торце заряда. Массовый взрыв осуществляют поскважинно системой неэлектрического инициирования. В пласт полезного ископаемого пониженной крепости забуривают каждую вторую или третью взрывную скважину. Изобретение позволяет повысить эффективность разрушения и снизить энергоемкость механического рыхления пласта полезного ископаемого за счет его предварительного ослабления воздействием взрывного рыхления скальных пород вскрыши. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ, и предназначено для запирания продуктов взрыва в зарядной полости скважин. Изобретение может быть использовано в отраслях промышленности, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых. Подвесная скважинная забойка состоит из опорной конструкции и подвешиваемой части, закрепленной на опорной конструкции. Подвешиваемая часть выполнена в виде соединенных временной связью составного цилиндра, выполненного из двух полуцилиндров, на внутренних поверхностях каждого из которых в верхней его части, обращенной к устью скважины, перпендикулярно образующей цилиндра прикреплена половина цилиндра меньшего диаметра. Клин вставлен между двумя полуцилиндрами составного цилиндра, а к его основанию прикреплен диск, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины. Высота клина до диска больше высоты составного цилиндра, а ширина клина в сумме с двумя половинами цилиндра меньшего диаметра и полуцилиндрами составного цилиндра больше либо равна 1.1-1.2 диаметра скважины. Изобретение позволяет повысить эффективность дробления горных пород. 2 ил.
Изобретение относится к горному делу, в частности к взрывным работам на горячих массивах, и может быть использовано в отраслях промышленности, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых. Способ включает опускание в скважину гибкого полимерного водонепроницаемого рукава для подачи взрывчатого вещества с закрытым нижним концом и средствами инициирования, последующее заполнение полимерного водонепроницаемого рукава взрывчатыми материалами. Предварительно изготавливают гибкий комбинированный полимерный рукав с закрытым нижним концом, внутренняя поверхность которого выполнена из водонепроницаемого материала, а наружная - из водопроницаемого прочного трудносгораемого материала. В комбинированный рукав наливают воду и по мере наполнения его водой опускают в скважину, после чего заполняют взрывчатыми материалами. Способ позволяет защитить взрывчатые вещества, средства инициирования и волновод от выгорания при ведении взрывных работ на горячих массивах.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при пневматическом заряжании шпуров и скважин гранулированными взрывчатыми веществами. Способ включает прием акустического сигнала, его усиление, фильтрацию, регистрацию и сравнение. Причем осуществляют сравнение тона звучания акустического сигнала при ее заряжании с эталонными звуковыми тонами звучания из базы данных, затем анализируют соответствие тона звучания с информацией по скважине, регистрируют полученные данные и по ним управляют системой подачи взрывчатого вещества. Устройство включает пневмозарядчик с зарядным шлангом, приемник в виде микрофона, систему обработки сигналов, соединенную с командным устройством. Система обработки сигналов снабжена последовательно соединенными широкополосным усилителем, звуковым фильтром, запоминающим и анализирующим устройством с блоком базы данных эталонных тонов звучания и съемным накопителем информации, управляющим устройством, анализатором тонов звучания с задатчиком и съемным накопителем информации. Командное устройство снабжено исполнительным механизмом, золотником с электромагнитными клапанами и запорным устройством, установленным непосредственно на пневмозарядчике на входе в него сжатого воздуха или на выходе взрывчатого вещества из пневмозарядчика в зарядный шланг. Исполнительный механизм соединен с запорным устройством через золотник с помощью шлангов подачи сжатого воздуха. Данный способ и устройство позволят упростить конструкцию, повысить точность измерения и надежность работы. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано при формировании шпуровых зарядов взрывчатых материалов. Забойный пыж шпурового заряда включает твердое тело цилиндрической формы, на боковой поверхности которого в плоскости, перпендикулярной оси пыжа, выполнены кольцевые канавки. Забойный пыж выполнен из углепласта. Твердое тело пыжа выполнено в виде единой монолитной структуры из материала, содержащего 74,8 массовых долей мелкого угля - штыб, шлам, скрепленного фенолоформальдегидной смолой холодного отверждения СФЖ-3032 в количестве 20,6 массовых долей и отвердителя в объеме 4,6 массовых долей водного раствора технической бензосульфокислоты. Изобретение позволяет повысить эффективность буровзрывных работ на угольных шахтах за счет уменьшения трудоемкости процессов изготовления пыжей и соответственно их себестоимости. Позволяет повысить качество отбиваемого угля за счет снижения его разубоживания. Забойный пыж упрощенной конструкции пригоден для заряжания шпуров в автоматическом режиме соответствующими роботами. 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для механизированного заряжания шпуров и скважин непатронированными взрывчатыми веществами, преимущественно в подземных горных работах. Зарядчик состоит из бункера, дозирующей камеры с загрузочным и разгрузочным отверстиями, трубопровода сжатого воздуха, конусного затвора с перемещающим устройством, соединенных полым штоком с аэрирующими отверстиями в нижней части. Перемещающее устройство выполнено в виде мембранного механизма, установленного в бункере на скобе. Мембранный механизм состоит из корпуса с крышкой, между которыми закреплена мембрана. Под мембраной установлены пружина и шток. Шток мембранного механизма жестко соединен со штоком конусного затвора, а трубопровод сжатого воздуха снабжен четырехходовым краном. Данный зарядчик позволит повысить надежность и безопасность заряжания шпуров и скважин непатронированными взрывчатыми веществами. 2 ил.

Изобретение относится к области буровзрывных работ. Способ формирования короткой комбинированной забойки взрывных скважин включает формирование нижней засыпной части из инертных мелкодисперсных материалов высотой 1,0-1,5 диаметра скважины над воздушным промежутком и формирование на неё верхней части - слоя из элементов каменного материала, на высоту 0,5-1,5 диаметра скважины, для чего на нижнюю засыпную часть опускают транспортный контейнер с элементами каменного материала размером 0,2-0,7 диаметра скважины, разгружают его и удаляют из скважины. Процесс формирования слоёв повторяют до полного формирования комбинированной забойки высотой не более 10 диаметров скважины. Для формирования забойки используют транспортный контейнер, выполненный в форме цилиндра из металла или пластических масс, с верхним кольцом размером 0,8-0,9 диаметра скважины, снабженным несущим шнуром. В верхнем кольце равномерно закреплены прутки с шагом, исключающим попадание мелких кусков каменного материала между ними. На транспортном контейнере закреплен мягкий мешок длиной на 40-50% большей длины транспортного контейнера с несущим сдвоенным шнуром. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности запирания продуктов детонации в зарядной полости короткой комбинированной забойкой. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх