Способ взрывания удлиненных скважин (варианты)



Способ взрывания удлиненных скважин (варианты)
Способ взрывания удлиненных скважин (варианты)

 


Владельцы патента RU 2524065:

Григорьев Сергей Иванович (KZ)

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 горному делу и строительству и может быть использовано для отбойки горных пород или при взрывных работах в строительстве.

Известен способ взрывания удлиненных скважин (варианты), включающий бурение скважин, определение расстояния от устья скважины до боевика с учетом перебура, формирование удлиненного сплошного заряда взрывчатого вещества (далее ВВ), размещения в установленном месте скважины боевика с детонирующим шнуром, установку боевика в заряде ВВ, разделяющего его на две части, заполнение скважины в верхней ее части ВВ и забоечным материалом и взрывание скважины (см. книгу Открытые горные работы. Труды Американского института горных инженеров, инженеров металлургов и нефтяников. Сокращенный перевод с английского языка. М.: Издательство «НЕДРА», 1971, стр.159-160, формула(15). При этом расстояние от устья скважины до точки размещения боевика в скважине определяют в зависимости от величины перебура скважины и длины забойки по формуле:

H ' = T + j = 1,3 B ,  где              (1)

Н'- место размещения боевика в скважине при прямом инициировании заряда, м;

j=0,3 В - величина перебура, м;

Т - длина забойки (в данном случае Т=В), м;

В - линия наименьшего сопротивления (ЛНС), м.

По другому варианту способа (см. там же, формула 16) расстояние от устья скважины до места размещения боевика в скважине при обратном инициировании заряда определяют в зависимости от величины перебура скважины и длины забойки по формуле:

Н' = В (1+0,04Vc/Vр), м, (2)

где Н' - точка размещения боевика в скважине при обратном инициировании заряда, м;

Vc - скорость детонации ВВ, м/сек;

Vр - скорость продольной волны сжатия (Р - волны) в горной породе, м/сек.

Недостатком этого способа является низкий КПД взрыва, большой объем буровых работ и удельного расхода ВВ.

В основу изобретения поставлена задача улучшить фокусировку ударных волн, что позволит увеличить полезную подземную энергию и соответственно КПД взрыва, уменьшить объем буровых работ и удельный расход ВВ.

Поставленная задача решается тем, что в способе взрывания удлиненных скважин, включающем бурение скважин, определение места размещения боевика для прямого инициирования заряда 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, согласно изобретению предварительно измеряют длину всего заряда ВВ, а затем определяют место расположения боевика в заряде ВВ от дна скважины с учетом заданной длины всего заряда ВВ и вместимости ВВ в 1 м скважины по формуле:

T п = L × f п × p ,                (3)

где Тп - вес заряда ВВ от дна скважины до боевика, кг;

L - длина всего заряда ВВ, м;

fп - коэффициент для определения места размещения боевика в заряде ВВ, равный 0,62;

p - вместимость ВВ в 1 м скважины в зависимости от плотности заряжания ВВ и от диаметра скважины, кг/м.

По другому варианту поставленная задача решается тем, что в способе взрывания удлиненных скважин, включающем бурение скважин, определение точки размещения боевика для обратного инициирования заряда 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, согласно изобретению предварительно измеряют длину всего заряда ВВ, а затем определяют место расположения боевика в заряде ВВ от дна скважины с учетом заданной длины всего заряда ВВ и вместимости ВВ в 1 м скважины по формуле:

T 0 = L × f 0 × p ,                (4)

где Т0 - вес заряда ВВ от дна скважины до боевика, кг;

L - длина всего заряда ВВ, м;

f0- коэффициент для определения места размещения боевика в заряде ВВ, равный 0,38;

p - вместимость ВВ в 1 м скважины в зависимости от плотности заряжания ВВ и от диаметра скважины, кг/м.

Улучшение фокусировки ударных волн за счет сбалансированности взрыва в массиве по данному изобретению происходит за счет более точного определения центра тяжести (центра масс) заряда ВВ, что позволяет увеличить подземную энергию взрыва и соответственно КПД взрыва, уменьшить объем буровых работ и расход ВВ.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых на фиг.1 показан способ взрывания удлиненных скважин зарядом ВВ в разрезе для прямого инициирования заряда ВВ, а на фиг.2 - для обратного инициирования заряда ВВ, где 1 - скважина, 2 - боевик, 3 - заряд ВВ, 4 - забойка, 5 - детонирующий шнур (или волновод).

Способ осуществляется следующим образом.

Бурят скважину 1. От дна скважины 1 до боевика 2, разделяющего заряд ВВ на две части, размещают заряд ВВ весом, определяемым по формулам (3) и (4), которые учитывают заданную длину всего заряда ВВ и вместимость ВВ в 1 м скважины.

Затем в скважине 1 размещают боевик, оставшуюся верхнюю часть заряда ВВ 3 и забойку. После этого заряд 3 инициируют с помощью детонирующего шнура 5 и скважину 1 взрывают.

Пример 1 (по прототипу).

Способ взрывания скважины осуществляли с помощью ВВ типа ANFO (аналог игданита) для прямого инициирования заряда для горного массива со следующими характеристиками:

категория пород по взрываемости - V;

крепость пород по СНиП - VIII;

диаметр скважин, мм - 105;

плотность заряжания ANFO, т/м3 - 0,9;

вес ANFO в 1 м скважины диаметром 105 мм, кг - 7,8;

высота уступа, м - 10.

В соответствии с действующими «Отраслевыми нормативами буровзрывных работ для карьеров горнодобывающих предприятий цветной металлургии», утвержденными приказом Министерством цветной металлургии СССР 11.04.1977 г., расчетные показатели взрывных работ были следующими:

глубина бурения скважин, м - 11,5;

перебур, м - 1,5;

сетка скважин, м - 4,1×3,6;

вес заряда в скважине, кг - 60;

длина забойки, м - 3,9;

длина заряда, м - 7,6.

В соответствии с прототипом расстояние от устья скважины до места размещения боевика в заряде, по формуле (I): Н'=Т+j=1,3В составило Н'=3,9+1,5 = 5,4 м.

ВВ размещали на дне скважины до точки размещения боевика, затем боевик с детонирующим шнуром и оставшуюся часть ВВ в верхней части скважины. Сверху заряда ВВ в качестве забойки насыпают инертный материал (песок, глину) высотой 3,9 м. Затем заряд детонируют. В результате подземная энергия взрыва составила ~ 28%.

Пример 2 (по изобретению).

Согласно заявляемому способу для прямого инициирования заряда опыт осуществляли, как в Примере 1, но отличался тем, что место размещения боевика в заряде ВВ определяли с использованием коэффициента для определения места расположения боевика, равного 0,62. Таким образом, расстояние от дна скважины до места размещения боевика составило 7,6 (длина всего заряда ВВ)×0,62≈4,7 м, а вес заряда ВВ от дна скважины до боевика по формуле (3): Тп=7,6×0,62×7,8≈37 кг. Затем предварительно скважину заряжали ВВ на 37 кг, а после размещения боевика дозаряжали еще на 23 кг.

В результате подземная энергия взрыва увеличилась по сравнению с прототипом в 1,14 раза.

Пример 3 (по прототипу).

В соответствии с прототипом минимальная глубина расположения боевика при обратном инициировании по формуле Н' = В (1+0,04Vc/Vр) составила Н'= 4,1(1+0,4х4000/344)=6,01 м.

Затем ВВ размещали на дне скважины до точки размещения боевика, затем боевик с детонирующим шнуром и оставшуюся часть ВВ в верхней части скважины. Сверху заряда ВВ в качестве забойки насыпают инертный материал (песок, глину) высотой 3,9 м. Затем заряд детонируют.

В результате подземная энергия взрыва составила ~ 30%.

Пример 4 (по изобретению).

Согласно заявляемому способу для обратного инициирования заряда опыт осуществляли как, в Примере 2, но он отличался тем, что место размещения боевика определяли с использованием коэффициента для определения места расположения боевика, равным 0,38. Таким образом, расстояние от дна скважины до точки размещения боевика составило 7,6 м (длина всего заряда)×0,38≈2,9 м, а вес заряда ВВ от дна до боевика по формуле (4) То=7,6×0,38×7,8≈22 кг. Затем скважину от дна до боевика заряжали ВВ на 22 кг, а после размещения боевика дозаряжали еще на 38 кг.

В результате подземная энергия взрыва увеличилась в сравнении с прототипом по Примеру 3 в 1,2 раза.

Таким образом, вышеуказанные примеры подтверждают то, что данное изобретение позволяет по сравнению с прототипом увеличить полезную подземную энергию взрыва, идущую на дробление горной массы, в 1,14-1,2 раза, что позволит уменьшить объем буровых работ и расход ВВ. Одновременно улучшается равномерность дробления породы, снижается выход негабаритных кусков.

Кроме того, уменьшается вредное воздействие поверхностных сейсмических волн, в т.ч.ударных воздушных волн взрыва.

1. Способ взрывания удлиненных скважин, включающий бурение скважин, определение места размещения боевика для прямого 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, отличающийся тем, что 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 формуле:
T п = L × f п × p ,  
где Тп - вес заряда ВВ от дна скважины до боевика, кг;
L - длина всего заряда ВВ, м;
fп - коэффициент для определения места размещения боевика в заряде ВВ, равный 0,62;
p - вместимость ВВ в 1 м скважины в зависимости от плотности заряжания ВВ и от диаметра скважины, кг/м.

2. Способ взрывания удлиненных скважин, включающий бурение скважин, определение места размещения боевика для обратного инициирования заряда взрывчатого вещества 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, отличающийся тем, что 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 формуле:
T 0 = L × f 0 × p ,   
где Т0 - вес заряда ВВ от дна скважины до боевика, кг;
L - длина всего заряда ВВ, м;
f 0 - коэффициент для определения места размещения боевика в заряде ВВ, равный 0,38;
p - вместимость ВВ в 1 м скважины в зависимости от плотности заряжания ВВ и от диаметра скважины, кг/м.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке скальных горных пород. В процессе уточнения районирования с помощью регистрации изменения энергетических показателей работы двигателей напора, подъема привязывают через положение ковша в пространстве и во времени операции черпания, наполнения, удержания наполненного ковша в цикле экскавации для регистрации изменения качества подошвы уступа, гранулометрического состава и формы навала отбитой массы при переходе от погашенного околоскважинного к погашенному межскважинному пространству.

Изобретение относится к изделию для разрушения горной породы с использованием взрывчатого вещества. Породоразрушающее изделие (32) содержит герметизированную удлиненную гибкую трубу (40), патрон (74) с энергетическим материалом, расположенный внутри трубы (40), клапанное устройство (50, 54, 56, 64, 66, 68) для обеспечения заполнения трубы жидкостью и расширения и приспособление (86) для детонирования энергетического материала при погружении патрона в жидкость.

Изобретение относится к способам ведения буровзрывных работ на карьерах. Способ включает бурение параллельных рядов скважин, заряжание их зарядами взрывчатого вещества и короткозамедленное взрывание зарядов.

Изобретение относится к горной промышленности и строительству, а именно к способам взрывания разнопрочных массивов горных пород на открытых горных работах. Способ включает бурение основных и дополнительных скважин в массиве из вмещающих пород и твердых включений.

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам проведения горных выработок по крепким породам буровзрывным и взрывомеханическим способами, и может быть использовано при скоростном проведении подземных горных выработок, штолен, туннелей по крепким породам.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности на открытых горных работах при разработке рудных и нерудных блоков месторождений полезных ископаемых, участки которых существенно различаются по горно-геологической структуре и качеству полезного компонента, а именно к селективной выемке полезного ископаемого крупномасштабным взрывным разрушением горных массивов сложной структуры.

Изобретение относится к горной промышленности и строительству, а именно к способам взрывания разнопрочных массивов горных пород на открытых горных работах. Способ включает бурение вертикальных скважин одного диаметра в массиве из вмещающих пород и твердых включений.

Изобретение относится к области горной промышленности, буровзрывной проходке горизонтальных, вертикальных и наклонных горных выработок, служащих для вскрытия, подготовки, а также для выемки полезного ископаемого.

Изобретение относится к устройствам, используемым для разрушения породы. Патрон содержит трубчатый корпус (12) в котором выполнены: первая секция (16) с расположенным внутри первой секции первым энергетическим составом (18), запал (30), открытый воздействию первого энергетического состава (18); внутри трубчатого компонента (28) расположена вторая секция (70) с расположенным внутри вторым энергетическим составом (80), ударник (44), выполненный с возможностью перемещения под действием силы взрыва к запалу (30); рабочий орган (48) и детонатор (76), выполненный с возможностью инициирования второго энергетического состава (80).

Изобретение относится к горной промышленности и строительству, а именно к способам взрывания разнопрочных массивов горных пород на открытых горных работах. Способ включает бурение вертикальных скважин и расширение скважин внутри контура в плане твердых включений на участках пересечения ими твердых включений.

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 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 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.
Наверх