DE2911148C3

DE2911148C3 - Einrichtung zum pneumatischen Laden von Spreng- und Bohrlöchern mit schüttfähigen Sprengstoffen

Info

Publication number: DE2911148C3
Application number: DE19792911148
Authority: DE
Inventors: Anatolij Ivanovič Ust-Kamenogorsk Mitsuk
Original assignee: VSESOJUZNYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ GORNO-METALLURGICESKIJ INSTITUT CVETNYCH METALLOV UST-KAMENOGORSK SU
Current assignee: VSESOJUZNYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ GORNO-METALLURGICESKIJ INSTITUT CVETNYCH METALLOV UST-KAMENOGORSK SU
Priority date: 1979-03-21
Filing date: 1979-03-21
Publication date: 1981-12-24
Also published as: DE2911148A1; DE2911148B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum pneumatischen Laden von Spreng- und Bohrlöchern mit schüttfähigen Sprengstoffen, die eine mit einer Gasquelle verbundene Druckkammer zur Bildung einer pseudoverflüssigten Sprengstoffschicht, in der koaxial ein Rohr zum Austragen des im pseudoverfliissigicn Zustand befindlichen Sprengstoffs angeordnet ist. das mit einem finde durch einen Steuerschieber mit der Druckkammer und mit dem anderen Ende mit einer Laderohrleitung für die Zufuhr des Sprengstoffs in den Ladehohlraum verbunden ist, sowie einen Ejektor für die Luftzufuhr in die Laderohrleitung umfaßt. Sie ist in erster Linie im Bergbau und in der Rohstoffgewinnungsindustrie einzusetzen.

Eine weitgehende Verwendung haben gegenwärtig billige Schüttsprengstoffe, z. B. AN-FO (Ammoniumnitrat-Dieselöl), gefunden, die in die Sprmg- und

>° Bohrlöcher mit Hilfe einer entsprechenden pneumatischen Ladeeinrichtung eingebracht werden.

Die Entwicklung verbesserter Einrichtung zum pneumatischen Laden wurde dadurch besonders wichtig und aktuell, weil bedeutende Mengen von Gesteinen mit Hilfe von Bohrlöchern mit großem Durchmesser (111 —165 mm) abgebaut werden. Für diesen Zweck werden leistungsfähige Druckluftschlagmaschinen geschaffen, die ein effektives Bohren von Löchern mit kleinen und größeren Durchmessern ermöglichen. Der Abbau der Gesteine durch Bohrlöcher mit großem Durchmesser ist beim Gewinnen mächtiger, vertikaler und steilstehender Erzkörper und Bergfesten besonders effektiv.

Beim Abbau derartiger Erzkörper durch aufsteigende Bohrlöcher erreicht man eine Verkürzung der Ausricht- und Einschnittsarbeiten um 15-20%. Jedoch stellt das Laden von Spreng- und Bohrlöchern großen Durchmessers mit schüttfähigen Sprengstoffen eine komplizierte technische Aufgabe dar. Zum Laden der Spreng- und Bohrlöcher wurde eine große Anzahl verschiedenartiger Ladeeinrichtinigen geschaffen, doch sind diese zum qualitativ guten Laden von Löchern großen Durchmessers nicht geeignet. Es gibt deshalb gegenwärtig keine Universaleinrichtungen zum Laden sowohl von Spreng-

-¹⁵ löchern als auch von Bohrlöchern großen Durchmessers. Beim Laden von Bohrlöchern großen Durchmessers, beispielsweise von 111 —165 mm, erreichen die Verluste an Sprengstoffmaterial infolge Verstreuens in vielen Bergwerken 20 bis 30%, sogar 50%. In den Bohrlöchern entstehen dabei Luftzwischenräume und es können weder eine hinreichende Ladungszuverlässigkeit noch eine genügende Ladungsdichte gewährleistet werden.
Am besten hat sich noch eine bekannte Einrichtung bewährt, bei der die Zufuhr des Sprengstoffs in die Laderohrleitung aus einer pseudoverflüssigten Schicht erfolgt. Diese Einrichtung umfaßt eine Druckkammer, in welcher die pseudoverflüssigte Schicht erzeugt wird. Diese Kammer ist mit einer Druckgasquelle verbunden.

In ihr ist koaxial ein am unteren Ende mit einer Scheibe versehenes Rohr angeordnet, dessen oberes Ende durch einen Steuerschieber mit der Laderohrleitung, d. h. mit derjenigen Rohrleitung verbunden ist, durch welche der Sprengstoff dem Bohrloch zugeführt wird. Die Einrich-

^⁵ tung ist ferner mit einem Ejektor für die Zufuhr der Druckluft in die Laderohrleitung und einem Druckregler der Preßluft in der Druckkammer versehen. Sobald der Druck in der Druckkammer einen vorgegebenen Wert erreicht hat, dessen Hohe zuvor je nach der

^M Ladungsdichte eingestellt wird, die die Einrichtung erzeugen soll, wird von einer Einrichtung der Druck= kammer ein Signal an das Stcllelement des Steuerschiebers gegeben, über den der im pscudoverflüssigien Zustand in der Druckkammer befindliche Sprengstoff in

^M die l.adcrohrleitung gelangt. Um eine hohe Ladungsdichte zu erhalten, wird gleichzeitig mit dein Öffnen des Steuerschiebers ein Ejektor eingeschaltet, der Druckluft in die l.adcrohrleitung einführt. Nach dem Abschalten

des Stellelements des Steuerschiebers setzt der Ejektor die Druckluftzufuhr in die Laderohrleitung fort, da dieser durch die Bedienungsperson erst dann abgeschaltet wird, wenn der Sprengstoff die gesamte Laderohrleitung passiert hat und sich bereits im Ladehohlraum befindet.

Mit Hilfe dieser Einrichtung kann man jedoch die vorgegebene Ladungsdichte und Dosierung des Sprengstoffs mit der erforderlichen Genauigkeit des Ladungsgewichts nur Lei geringen Änderungen der bezogenen ii> Länge der Laderohrleitung während des Ladezyklus erreichen. Bekanntlich entspricht jede Drehung der pneumatischen Transportrohrleitung um 90° einer Vergrößerung ihrer Länge um 5—7 Meter. Beim Durchführen von Sprengarbeiten unter den beschränkten Arbeitsbedingungen von unterirdischen Gruben dreht sich die Laderohrleitung bei deren Herausziehen aus dem Bohrloch zusammen. Infolgedessen erreichen die Schwankungen der Druckverluste in der Laderohrleitung so hohe Werte, daß die vorgegebene Bewegungsgeschwindigkeit der Sprengstoffe in der Laderohrleitung und folglich auch die erforderliche Ladungsdichte mit Hilfe der beschriebenen Ladeeinrichtung nicht erreichbar sind.

In der letzten Zeit werden neue Sprengstoffarten, darunter sogenannte Sprengstoffe mit getrennter Ladung, verwendet, die in die Laderohrleitung im trockenen Zustand eingebracht werden und welche, nachdem während deren Transport durch die Laderohrleitung eine dosierte Flüssigkeitsmenge eingeführt w wurde, ihre Dichte entsprechend vergrößern.

Für diesen Zweck ist in den Ladeeinrichtungen eine spezielle Druckkammer für die Zuführung der Flüssigkeit zur Laderohrleitung vorgesehen. Da aber die genannte Ladeeinrichtung keine Möglichkeit bietet, ^ eine Regelung der Geschwindigkeit und der Dichte des Stroms der Sprengstoffe in der Rohrleitung zu gewährleisten, ist es auch nicht möglich, die Flüssigkeitszugaben genau zu dosieren.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ·»<> die Baueirmeiten für die Druckluftzufuhr in die Laderohrleitung einer pneumatischen Ladeeinrichtung so auszubilden, daß der Verbrauch an Sprengstoffen und an Luft und folglich auch die Dichte des Sprengstoffs im Spreng- bzw. Bohrloch geregelt sowie die Sprengstoff- -»5 Verluste durch Verschütten verringert werden können, wodurch die Effektivität der Bohr- und Sprengarbeiten erhöht wird und günstige Einsatzbedingungen für Sprengstoffe mit getrennter Ladung geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Einrichtung nach Anspruch 1 gelöst.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung bestehen darin, daß aufgrund der Verwendung des genannten Luftverbrauchsreglers in der Druckkammer der vorgegebene Verbrauch der Sprengstoffe gewährleistet wird, die in die Laderohrleitung eingebracht werden. Gleichzeitig damit sichert der Luftzufuhrregler in der Laderohrleitung ein Stabilisieren der vorgegebenen Bewegungsgeschwindigkeit des Stroms der Sprengstoffe am Ausgang derselben im Verlauf des gesamten ^bl) Ladezyklus,

Besondere Vorzüge bietet die Einrichtung beim Laden von aufsteigenden Bohrlöchern großen Durchmessers, da bei Abweichungen von den optimalen Zufuhrbedingungen für die Sprengstoffe durch die ^M Laderohr leitung in das Bohrloch die Verluste der Sprengstoffe infolge Verschütten* aus den Bohrlöchern stark ansteigen.

Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt der Verbrauchsregler für das in die Druckkammer zuzuführende Gas einen Geber für den Druck in der Druckkammer und einen Geber für den Druck in der Laderohrleitung, die zum Erhalten eines Differenzsignals gemeinsam an eine Differentialschaltung angeschlossen sind, die mit einem Sollwertgeber für das Druckgefälle verbunden und mit ihrem Ausgang an Stellelemente für die Zufuhr und Abfuhr des Gases in bzw. aus der Druckkammer bei einem Abweichen von dem vorgegebenen Druckgefälle angeschlossen ist.

Es ist zweckmäßig, daß der in der Laderohrleitung angeordnete Verbrauchsregier ein Steuergerät umfaßt, das mit dem Stellelement des Steuerschiebers verbunden ist und das beim Schließen dieses Steuerschiebers ein Signal an das Ventil zur stufenweisen Steigerung des Gasverbrauchs in der Laderohrleitung erzeugt.

Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung für die Zufuhr von Sprengstoffen mit getrennter Ladung ht es vorteilhaft, daß der obere Teil der Druckkammer für die Flüssigkeit '■. it dem oberen Teil der Druckkammer und ihr unterer Tcii rber die Drossel, die sich aufgrund eines Signals des Steuergeräts beim Öffnen des Steuerschiebers öffnet, mit der Laderohrleitung verbunden ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, die ein Blockschaltbild, bei dem einige Teile im Schnitt dargestellt sind, zeigt

In der Zeichnung ist die pneumatische Ladeeinrichtung außerhalb des Bohrlochs gezeigt, wobei nicht die zusätzlichen Elemente dargestellt sind, durch welche der Sprengstoff in den Ladehohlraum eingeführt wird. Es fehlt z. B. der spezielle Rohransatz, der am Ende der Laderohrleitung angeordnet ist.

Die pneumatische Ladeeinrichtung umfaßt eine Druckkammer 1, in der eine pseudoverflüssigte Schicht des schüttfähigen Sprengstoffs 2 erzeugt wird, einen in der Druckkammer 1 angeordneten Luftverbraiichsregler 3 (durch punktierte Linien gezeigt), einen in der Laderohrleitung 5 angeordneten Luftverbrauchsregler 4 jdurch strichpunktierte Linien gezeigt), eine Druckkammer 6 für die Flüssigkeit sowie ein Steuergerät 7. das ein Signal an den Regler 4 und εη die Drossel 8 am Ausgang der Kammer 6 erzeugt, welche durch die Drossel 8 mit der Laderohrleitung 5 verbunden ist. Wie bereits erwähnt wurde, dient die Druckkammer 1 zum Erzeugen einer verflüssigten Schicht des Sprengstoffs. Sie kann eine beliebige Form haben, die das Erhalten einer derartigen Schicht gewährleistet.

Die dargestellte Druckkammer 1 ist in der SU-PS 2 80 285 genau beschrieben, weshalb sie in der vorliegenden Beschreibung nur kurz beschrieben wird. Sie «trst ein kegelförmiges Gehäuse 9 auf, durch dessen eines Ende ein Rohr 10 mit einer am Ende angeordneten Scheibe 11 eingeführt ist. Im unteren Teil der Druckkammer 1 befindet sich ein Steuerschieber 12. der mit seinem Stößel 13 bei dessen Aufwärtsbewegung das untere Ende des Rohrs 10 schließt und damit das Ausfließen des paeudoverflüssigten Sprengstoffstroms durch dieses Rohr 10 in die Laderohrleitung 5 unterbricht. Beim Abwärtsbewegen des Stößel-, 13 wird das untere Ende des Rohrs 10 geöflnyt, so daß dc^r Sprengstoff durch dieses Rohrende aus der Druckkammer 1 herausgeführt wird. Für die Druckluftzufuhr von der Druckluftqucllc \in der Zeichnung nicht dargestellt) in die Druckkammer I ist diese mit einem Ventil 14 versehen, wahrend zum Ablassen der Druckluft das

Ventil 15dient.

Der Verbrauchsregler 1 für die Luft, die der Druckkammer I zugeführt wird, umfallt in der Druckkammer I einen Druckgeber 16 und in der Rohrleitung 5 einen Druckgeber 17. welche /um Erhalt eines Differen/signals gemeinsam an eine Differential schaltung 18 angeschlossen sind, die mit einer Vergleichsschaltung 19 verbunden ist. die ihrerseits einen Sollwertgeber 20 für das Druckgefälle aufweist und mit den Ventilen 14 und 15 verbunden ist. die als Stellelemente für die Zufuhr und die Abfuhr der Druckluft in b/w. aus der Druckkammer I dienen.

Das Arbeitsprinzip des Reglers 3 beruht auf der Abhängigkeit der Durchsatzmasse der Sprengstoffe vom Druckgefälle zwischen dem Eingang der Druckkammer 1 und dem Eingang der Laderohrleitung 5. das auf einem entsprechenden Wert einstellbar ist.

Bei Abweichungen vom vorgegebenen Druckgefälle in dem Abschnitt, in dem ein pseudoverflüssigter Strom des Sprengstoffs erzeugt wird, wird aufgrund eines Signals der Vergleichsschaltung 19 mit Hilfe der Ventile 14 und 15 der Verbrauch von Druckluft und Sprengstoffmaterial aus der Druckkammer 1 geregelt.

Der Luftverbrauchsregler 4 umfaßt einen Ejektor 21 (schematisch dargestellt) mit einem Stellelement 22 für die Luftzufuhr in die Laderohrleitung 5 sowie das Steuergerät 7 mit einem Luftverbrauchsregler 23 für den Ejektor. Das Steuergerät 7 gewährleistet das Einschalten des Ejektors zum Einblasen von Luft in die Laderohrleitung 5. um die gesamte Rohrleitung bis zum öffnen des Steuerschiebers 12 und nach dessen Öffnen mit Druckluft zu füllen, wobei die Menge der zugeführten Druckluft durch den Pegel eines Signals bestimmt wird, das dem Stellelement 22 über das Steuergerät 7 entsprechend dem durch den Luftverbrauchssollwertgeber 23 eingestellten Programm zugeführt wird. Sobald der Stößel 13 des Steuerschiebers 12 das Rohr 10 geschlossen hat. bedingt das Steuergerät 7 eine derartige stufenweise Steigerung der Druckluftzufuhr durch das Stellelement 22 in die Rohrleitung 5. daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Sprengstoffs am Ausgang der Rohrleitung die gleiche bleibt, wie sie im Moment der Luft- und Sprengstoffzufuhr in diese Rohrleitung aus der Druckkammer 1 war. Das Steuergerät 7 kann von beliebiger Bauart sein.

Für die Zufuhr der dem Sprengstoff zuzugebenden Flüssigkeit unmittelbar während dessen Bewegung durch die Rohrleitung 5 ist der obere Teil der Druckkammer 6 durch einen Kanal mit dem oberen Teil der Druckkammer 1 und der untere Teil der Druckkammer 6 durch die Drossel 8 mit der Rohrleitung 5 verbunden. Für das Zuführen und Ableiten der Flüssigkeit ist die Druckkammer 6 mit einem Zufuhrventil 24 versehen. Wie bereits erwähnt <Aurde. ist die Drossel 8 mit dem Steuergerät 7 verbunden, das mit einem Sollwertgeber 26 für den Flüssigkeitsverbrauch ausgerüstet ist. Gleichzeitig mit dem Signal zum Öffnen des Rohrs 10 mitteis des Stößels Π des Steuerschiebers 12 gibt das Steuergerät 7 entsprechend dem durch den Sollwertgeber 26 eingestellten Niveau ein Signal zum entsprechenden Öffnen der Drossel 8. durch welche die Flüssigkeit aus der Druckkammer 6 in die Rohrleitung 5 gelangt.

Die pneumatische Ladeeinrichtung arbeitet folgenderweise. In die Druckkammer 1 wird der Sprengstoff 2 eingebracht, während die Druckkammer 6 durch das Vcnin 24 ΪΤ','.ΐ UCf Flüssigkeit gciiini iVird. Je fläch dem Durchmesser und der bezogenen Länge der Laderohr-

leitung 5. dem Durchmesser und Neigungswinkel der zu ladenden Spreng- b/w. Bohrlöcher stellt die Bedienungsperson mit Hilfe des Sollwertgebers 20 das erforderliche Druckgefälle /wischen dem Eingang der Druckkammer I und dem Eingang der !.aderohrlciüing 5 ein. Mit dem Sollwertgeber 23 wird das erforderliche Anfangsniveau des l.uftdurchflusses durch den Ejektor 21 in die l.adcrohrleitung 5 eingestellt, während mit dem Sollwertgeber 26 der nötige FKissigkcitsverbrauch für die Zufuhr der Flüssigkeit aus der Druckkammer 6 in die Laderohrleitung 5 vorgegeben wird. Danach wird das Steuergerät 7 eingeschaltet, das ein Signal /um Schließen und öffnen des Steuerschiebers 12 und des Luftzufuhrventils 22 in der Laderohrleitung 5 erzeugt. Gleichzeitig damit gelangt die Druckluft durch das Ventil 14 in die Druckkammer 1. Nach Ablauf der Zeit, die zum Füllen der gesamten Rohrleitung 5 mit Druckluft erforderlich ist, wird ein Signal zum öffnen des Steuerschiebers 12 gegeben, wonach der Stößel 13 abgesenkt und damit das Rohr 10 geöffnet wird. Unter der Wirkung der durch die Druckkammer 1 strömenden Druckluft wird der Sprengstoff pseudoverflüssigt und durch das Rohr 10 in die Laderohrleitung 5 eingeführt. In dieser wird der pseudoverflüssigte Sprengstoff-Strom durch die aus dem Ejektor 21 zugeführte Luft verflüssigt. Der derart verflüssigte Sprengstoff-Strom wird in der Laderohrleilung 5 weitertransportiert

Gleichzeitig mit dem öffnen des Steuerschiebers 12 gibt dfs Steuergerät 7 ein Signal zum öffnen der Drossel 8, durch welche die Flüssigkeit der Laderohrleitung 5 zugeführt wird. Die Differentialschaltung 18 berechnet die Druckdifferenz nach den von den Druckgebern 16 und 17 kommenden Signalen. Das erhaltene Signal wird an die Vergleichsschaltung 19 übertragen, in der es mit dem Programm verglichen wird, das vom Sollwertgeber 20 stammt. Je nach dessen Größe wird in der Schaltung ein Signal zum öffnen bzw. Schließen des Zufuhrventils 14 und des Ablaßventils 15 für die Druckluftmenge in der Druckkammer 1 erzeugt.

Nach dem Austragen des vorgegebenen Gewichts an Sprengstoffladung aus der Druckkammer 1 gibt das Steuergerät 7 ein Signal an den Steuerschieber 12 zum Schließen des Rohrs 10 mit Hilfe des Stößels 13 und zum Schließen der Drossel 8. Gleichzeitig wird vom Steuergerät 7 ein Signal an das Ventil 22 zur stufenweisen Steigerung des Luftverbrauchs in der Laderohrleitung 5 gegeben. Nachdem die gesamte Sprengstoffmenge aus der Laderohrleitung 5 in den Ladehohlraum eingebracht worden ist, schaltet die Bedienungsperson das Steuergerät 7 aus, wodurch die Luftzufuhr durch das Ventil 22 und den Ejektor 21 unterbrochen wird. Damit ist der Ladungy~yklus beendet.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt der Transport des Sprengstoffs mit Hilfe von Druckluft. Man kann selbstverständlich für diesen Zweck statt Druckluft ein inertes Gas, beispielsweise Argon, verwenden, wobei die Wahl des entsprechenden Gases hauptsächlich durch die Betriebssicherheit und die technologische Zweckmäßigkeit bestimmt wird.

Außerdem können die Reglereinheiten natürlich durch eine hydraulische, elektrische bzw. elektronische und/oder eine mechanische Einrichtung gebildet werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht eine wesentliche Verringerung der Sprengstoffverluste beim Laden der Bohrlöcher sowie eine erhöhte Ladungsqusütät.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum pneumatischen Laden von Spreng- und Bohrlöchern mit schiiitfähigen Sprengstoffen, die eine mit einer Gasquelle verbundene Druckkammer zur Bildung einer pseudoverflüssigten Sprengstoffschicht, in der koaxial ein Rohr zum Austragen des im pseudoverflüssigten Zustand befindlichen Sprengstoffes angeordnet ist, das mit einem Ende durch einen Steuerschieber mit der Druckkammer und mit dem anderen Ende mit einer Laderohrleitung für die Zufuhr des Sprengstoffes in den Ladehohlraum verbunden ist, sowie einen Ejektor für die Luftzufuhr in die Laderohrleitung umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbrauchsregler (3) durch den in die Druckkammer Gas zum Aufrechterhalten der vorgegebenen Durchsatzmasse des Sprengstoffs je nach der Druckdifferenz zwischen der pseudoverflüssigten Sprengstoffschicht und dem Eingang der Laderohrleitung (5) zuführbar ist, sowie ein in der Laderohrleitung (5) angeordneter Verbrauchsregler (4) vorgesehen ist, durch den ein stufenweiser Anstieg des Gasverbrauchs in der Laderohrleitung (5) im Moment des Schließens des Steuerschiebers (12) bewirkbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucbsregler (3) für das in die Druckkammer (1) zuzuführende Gas einen Geber (16) für den Druck in der Druckkammer (1) und einen Gebei (17) für den Druck in der Laderohrleitung (5) umfaßt, die z^m Erh-'.ten eines Differenzsignals gemeinsam an eine Differentialschaltung (18) angeschlossen sind, die mit eine ·ι Sollwertgeber (20) für das Druckgefälle verbunden und mit ihrem Ausgang an Stellelemente (14,15) für die Zufuhr und Abfuhr des Gases in bzw. aus der Druckkammer (1) bei einem Abweichen von dem vorgegebenen Druckgefälle angeschlossen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 bzw. 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Laderohrleitung (5) angeordnete Verbrauchsregler (4) ein Steuergerät (7) umfaßt, das mit dem Stellelement des Steuerschiebers (2) verbunden ist und das beim Schließen dieses Steuerschiebers ein Signal an das Ventil (22) zur Stufenweisen Steigerung des Gasverbrauchs in der Laderohrleitung (5) erzeugt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil der Druckkammer (6) für die Flüssigkeit mit dem oberen Teil der Druckkammer \i) und ihr unterer Teil über die Drossel (8), die sich aufgrund eines Signals des Steuergeräts (7) beim öffnen des Steuerschiebers (12) öffnet, mit der Laderohrleitung (5) verbunden ist.