Способ взрыво-динамической забойки взрывных скважин

Изобретение относится к области горного дела и, в частности, к взрывному разрушению горных пород. Забойку скважины обеспечивают встречным, по отношению к потоку продуктов детонации основного заряда, движением потока продуктов детонации дополнительного кумулятивного цилиндрического заряда, установленного в незаряженной части скважины кумулятивной выемкой в сторону основного заряда на расстоянии от него, определяемом по формуле, и инициированного с замедлением, по отношению к моменту инициирования основного заряда, которое определяют из выражения. Целью изобретения является повышение эффективности отбойки и дробления. 3 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и в частности, к взрывной отбойке руд и пород на открытых и подземных горных работах.

Известен способ забойки взрывных скважин путем заполнения незаряженной части скважины забойным материалом [Кутузов Б.Н. Методы ведения взрывных работ. - Часть 2 Взрывные работы в горном деле и промышленности: Учебник для ВУЗов - 2-ое изд. стр. - М.: Горная книга. - 512 с. (рис. 6.3 на стр. 139-140)].

Недостатком этого способа является низкое сопротивление забойного материала выбросу продуктов детонации в атмосферу определяемое величиной сцепления материала забойки со стенкой скважины, а также достаточно высокая трудоемкость подготовки забоечного материала и заполнения им незаряженной части скважин.

Известен способ отбойки скважинами, в котором использована запрессовка свободной части (устья) основной скважины [Мосинец В.Н., Абрамов А.В., Рубцов С.К. Способ отбойки полезных ископаемых. А.С. СССР №300619 // Б.И. 1971; бюл. №3.]

Недостатком данного способа является необходимость бурения дополнительных скважин и повышение трудоемкости работ по оборудованию блока на величину, равную отношению длины забойки к общей глубине скважины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ забойки скважин за счет запрессовки незаряженной части скважины в результате смещения грунта, вызванного предварительным взрыванием вспомогательного забойного скважинного заряда, расположенного рядом с основной скважиной и имеющего длину, равную длине незаряженной части основной скважины [Рубцов С.К., Шеметов П.А. Управление взрывным воздействием на горный массив при открытой разработке месторождений. - Ташкент: Изд. «ФАН» АН респ. Узбекистан, 2011-397 с. (стр. 162-169) (прототип)].

Недостатком данного способа является очевидное повышение трудоемкости буровзрывных работ за счет необходимости бурения, заряжания и взрывания дополнительных забойных скважин, а также соответствующее увеличение расходов на эту технологическую операцию.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности отбойки и дробления.

Указанная цель достигается тем, что качественную забойку скважины обеспечивают встречным, по отношению к потоку продуктов детонации основного заряда движением кумулятивной струи из продуктов детонации дополнительного кумулятивного заряда, установленного в незаряженной части скважины с кумулятивной выемкой, направленной в сторону основного заряда, на расстоянии от него, определяемом по формуле:

где: Δl - расстояние между основным и дополнительными зарядами, м;

D - диаметр основного заряда (или скважины), м; α - угол между образующими кумулятивной выемки дополнительного заряда, определяемый из выражения:

где: А и h - соответственно, размер основания и глубина кумулятивной выемки, м.

и инициированного с замедлением, по отношению к моменту инициирования основного заряда, которое определяют из выражения:

где: Δt - время замедления инициирования дополнительного заряда по отношению к моменту инициирования основного заряда, с;

L_з и V_д - соответственно, общая длина, м и скорость детонации, м/с основного заряда.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано положение и конструкция дополнительного и основного зарядов; во взрывной скважине; на фиг. 2 показана схема для определения геометрических параметров установки дополнительного заряда; на фиг. 3 показан механизм действия дополнительного заряда в качестве взрыво-динамической забойки взрывной скважины.

Способ взрыво-динамической забойки взрывных скважин содержит: взрывную скважину 1, основной заряд 2, патрон-боевик 3, донную часть скважины 4, электродетонатор 5, не заряженную часть скважины 6, дополнительный цилиндрический заряд 7, кумулятивную выемку 8, образующие линии кумулятивной выемки 9, основание кумулятивной выемки 10, глубину кумулятивной выемки 11, электродетонатор с миллисекундным замедлением 12, кумулятивную струю дополнительного заряда 13, поток продуктов детонации основного заряда 14.

Способ взрыво-динамической забойки взрывных скважин реализуется следующим способом. В пробуренной взрывной скважине 1 формируют основной заряд 2 с патроном-боевиком 3 в донной части 4 скважины 1 с электродетонатором 5. В незаряженной части 6 скважины 1 устанавливают дополнительный заряд 7 с кумулятивной выемкой 8, направленной в сторону основного заряда 2 (фиг. 1). Расстояние между основными 2 дополнительными 7 зарядами определяют по формуле (фиг. 2):

где: - расстояние между основным и дополнительными зарядами, м;

D - диаметр основного заряда (или скважины), м; α - угол между образующими 9 кумулятивной выемки 8.

Величину угла α определяют из выражения:

где: А - размер основания 10 кумулятивной выемки 8; h - глубина 11 кумулятивной выемки 8.

Дополнительный заряд инициируют одним из известных способов, например, с помощью электродетонатора с миллисекундным замедлением 12, после инициирования патрона-боевика 3 основного заряда 2 одним из известных способов, например с применением электродетонатора 5.

Промежуток времени между инициированием основного заряда 2 и инициированием дополнительного заряда 7 определяют из выражения:

где: L_з - длина основного заряда 2;

V_д - скорость детонации основного заряда 2.

В результате такого замедления кумулятивная струя из продуктов детонации 13 дополнительного заряда 4 движется навстречу потоку продуктов детонации 14 основного заряда 2 и эффективно осуществляет тем самым функцию забойки, останавливая преждевременный выброс в атмосферу продуктов детонации 14 основного заряда 2 (фиг. 3).

Способ взрыво-динамической забойки взрывных скважин на открытых и подземных горных работах, включающий в себя формирование основного заряда взрывчатого вещества в скважине, забойку скважины, инициирование и детонацию основного заряда, отличающийся тем, что забойку скважины обеспечивают встречным, по отношению к потоку продуктов детонации основного заряда, движением потока продуктов детонации дополнительного кумулятивного цилиндрического заряда, установленного в незаряженной части скважины кумулятивной выемкой в сторону основного заряда на расстоянии от него, определяемом по формуле:

где: ∆l - расстояние между основным и дополнительным зарядами, м;

D - диаметр основного заряда, м;

α - угол между образующими кумулятивной выемки, определяемый из выражения:

где: h - глубина кумулятивной выемки, м;

А - размер основания кумулятивной выемки в дополнительном заряде, м;

и инициированного с замедлением по отношению к моменту инициирования основного заряда, которое определяют из выражения:

где: L_з - длина основного заряда, м;

V_д - скорость детонации основного заряда, м/с.