FI76214C - Foerfarande foer laddning av ett borrhaol med en spraengaemnespelare. - Google Patents

Description

7621 4

Menetelmä poranreiän lataamiseksi räjähdysainepylväällä

Keksinnön kohteena on menetelmä poranreiän lataamiseksi räjähdysainepylväällä ja räjähdysaineella räjäytysmenetelmä, 5 jolloin räjähdysainepylvään räjäyttämiseksi on ainakin yksi sähkösytytysnalli sijoitettu aina välimatkan päähän toisistaan oleviin osastoihin pitkin räjähdysainepylvästä kosketukseen räjähdysaineen kanssa. Tämä menetelmä tunnetaan yleisesti moninalli- tai kerrospanosräjäytyksenä.

10 Hidastetun moninalliräjäytyksen käyttökelpoisuus on nykyään hyvin tunnettu räjähdysenergian optimoinnin ja ympäristöön kohdistuvien haittavaikutusten minimoinnin vuoksi. Kerrospanosten yhteydessä hidsteräjäytys käsittää yhden tai useamman poranreiän lataamisen räjähdysaineilla ja latauksen 15 aikana sytytysnallien sijoittamisen poranreikään välein pitkin räjähdysainepylvästä. Nallit räjäytetään sitten peräkkäin, normaalisti alkaen pohjasta poranreiän yläpäähän päin, jotta saavutettaisiin edellä mainitut optimiräjäytystulokset.

Yleensä poranreiän latausmenetelmässä käytetään hidas-20 teräjäytystarkoituksiin ei-sähköisiä sytytyskomponentteja.

Tällaisessa ei-sähköisessä järjestelmässä sijoitetaan räjähtävä sytytyslanka pitkin koko poranreikää, ja kun poranreikä ladataan irtonaisilla tai pakatuilla räjähdysaineilla, solutetaan sytytyspanokset, jotka kukin sisältävät hidastesyty-25 tyselementin, esimerkiksi ei-sähköisen hidastenallin, alas poranreikään siten, että täysin ladattu poranreikä voi sisältää useita sytytyspanoksia välimatkan päässä toisistaan. Kukin sytytysporauksen hidastesytytyselementti valitaan niin, että aikaansaadaan kaikkein tehokkaimmat räjäytystulokset. Räjähtä-30 vän sytytyslangan syttyessä syttyvät siihen liittyvät sytytys-panokset suunnitellussa hidastejärjestyksessä. Tyypillisiä ei-sähköisiä hidasteräjäytysjärjestelmiä kuvataan esimerkiksi US-patenttijulkaisuissa 4,060,033 ja 4,133,247.

Vaikka sähkösytytysnallien tiedetään olevan kaikkein 35 parhaita tarkan hidasteen ja optimaalisen hidasteräjäytys-vaikutuksen saavuttamiseksi, on sähkönallien käyttöä yleensä 7621 4 2 vältetty moninallisessa, kerrostetussa panosräjäytyksessä. Tällöin tarvittaisiin erilliset sähköjohtimet kunkin erillisen sähköhidastenallin sytyttämiseen ja tämä olisi aikaa viepää ja kallista poranreikää ladattaessa siinä olevien monien johtimi-5 en vuoksi. Koska sähkösytytysjärjestelmiä ei voida myöskään hyväksyä alueilla, joissa voi esiintyä pyörrevirtoja tai joissa ne voivat syttyä sähkömyrskyjen aikana, välttää moni laturi niiden käyttöä turvallisuussyistä. Myös tavallisen sähkösytytys järjestelmän käyttö voi olla kiellettyäkin.

10 Tämän keksinnön mukainen menetelmä poranreiän lataami seksi räjähdysainepylväällä käsittää: a) lankasilmukan muotoisen, eristetyn sähköjohtimen järjestämisen poranreikään, osan johdinsilmukasta jäädessä poranreiän ulkopuolelle, 15 b) räjähdysaineen lataamisen poranreikään ja lataamisen aikana lankasilmukan ympärille liukuvasti välimatkan päähän toisistaan sijoitettujen sytytyspanosten rengasmuuntajien renkaan kytkemisen lankasilmukkaan, joka sytytyspanos käsittää rengasmuuntajan renkaaseen sähkömagneettisesti kytketyn syty-20 tysnallin, sekä sytytyspanoksen soluttmisen lankasilmukkaa pitkin sytytysnallin saattamiseksi sytytyskosketukseen ladatun räjähdysaineen kanssa, c) johdinlankasilmukan poranreiän ulkopuolella olevan osan kytkemisen vaihtovirtalähteeseen siten, että vaihtovir-25 talähteestä johdinlankasilmukan kautta kulkeva sähkösignaali indusoi magneettivuon jokaiseen silmukan kanssa liukuvassa kosketuksessa olevan sytytyspanoksen renkaaseen, jolloin magneettivuo aikaansaa sähkösignaalin, joka kykenee sytyttämään kunkin sytytysnallin.

30 Poranreiän ulkopuolella oleva johdinlankasilmukan osa voidaan yhdistää vaihtovirtalähteeseen muuntajan renkaan a-vulla, jonka kautta virtalähteestä tuleva signaali indusoi sähkömagneettisesti signaalin johdinlankasilmukkaan.

Keksintö sopii erikoisesti poranreiän lataukseen rä-35 jähdysainepylväällä, joka erotetaan osastoiksi täyteainetta, kuten louhintamateriaalia, väliin sullomalla. Pylvään räjäyt- 3 7621 4 tämiseen hidasteaikajaksoissa hidastenallien avulla voidaan käyttää täysin hyväksi sähköistä sytytysjärjestelmää, jossa vältetään aiemmin käytettyjen sähkösytyttimien kaikki riskit tai puutteellisuudet.

5 Myöskin voi olla edullista käyttää lisäpanos, joka sijoitetaan sytytyskosketukseen yhden tai useamman sytytys-panoksen kanssa.

Keksintö käsittää myös räjäytysmenetelmän, jossa poran-reiässä olevaan räjähdysainepylvääseen sijoitetut sytytyspanok-10 set sytytetään sähkösytytysnallien avulla, jolloin ainakin yksi sytytysnalli on sijoitettu aina välimatkan päähän toisistaan oleviin osastohin pitkin räjähdysainepylvästä kosketukseen räjähdysaineen kanssa.

Kukin sähkösytytysnalli on sähkömagneettisesti kytketty 15 rengasmuuntajan renkaaseen, joka on liukuvasti sjoitettu pitkin poranreikää olevan, eristetyn johdinlangan ympärille ja sytytysnalli sytytetään johdinlangan kautta syötetyllä vaihto-virtasignaalilla, jolloin sytytyssignaali indusoituu samanaikaisesti jokaisessa sytytysnallissa.

20 Sytytysnallit voivat edullisesti olla hidastenalleja, jotka järjestetään pitkin räjähdysainepylvästä räjäyttämään sen hidasteaikajaksoissa.

Tämän keksinnön sytytysjärjestelmä käsittää sähkömagneettisesti kytketyt hidastenallit ja nallien ajastukseen ja 25 aktivointiin varataan välineet, jotka ovat kanadalaisten patenttihakemusten n:o 320 662, 320 663, 327 471 ja 343 662 kohteina. Lyhyesti selitettynä käytetty hidastesähkösytytin tai -nalli käsittää lämmön aktivoiman sytytyselementin tai sytytysheImen, joka on kytketty eristetyillä johdinlangoilla 30 ja pannukakkumaisella, rengasmaisella sydänelementillä muuntajan toisiokäämiin, joka kytketään ensiökäämiin magneettipiirillä. Sähkösytytysenergia menee sytytyshelmeen reaktiona tu-loenergialle, jolla on ennalta määrätyt suuruus- ja taajuus-ominaisuudet. Tällä tavalla voidaan eliminoida väärät sähkö-35 energianlähteet potentiaalisina sytytysenergian signaaleina ja täten vältetään lähes kokonaan ennenaikaisen räjähdyksen 7621 4 4 riski. Räjäyttävä komponentti tai nalli käsittää yleensä tyypillisen putkimaisen metallikuoren, joka on toisesta päästä suljettu ja sisältää suljetusta päästä alkaen räjäyttävän rä-jähdysainepanoksen ja hidaste-elementin, jonka sytyttää ai-5 kaisemmin mainittu sytytyselementti. Eristetty yhtämittainen sytytyspanoksesta tuleva sytytyslyijyjohdin ja siihen yhdistetty kuumalanka on kiedottu pannukakkuinaisen rengassydämen ympärille, joka on puolestaan kytketty sähkömagneettisesti muuntajan sydämen ja rengassydämen läpi. Sytytyskaapeli, joka 10 on kytketty sähköenergialähteeseen, kiedotaan myös muuntajan sydämen ympärille, mikä täydentää muuntajan rakenteen. Täten aikaansaadaan järjestelmä, jossa hidastevirikepanos (ja mikä tahansa yhdistetty sytytysnappi) voidaan sähköisesti kytkeä liukuvasti rengassydämen silmukalla poranreiässä olevaan e-15 ristetyn langan yhteen silmukkaan, poranreiässä oleva lanka-silmukka on puolestaan kytketty sähkömagneettisesti muuntajaan.

Keksinnön mukainen poranreiän lataus- ja sytytysmene-telmä tai järjestelmä antaa tavanomaiseen sähköräjäytys-nalli-20 sytytysjärjestelmiin verrattuna sen edun, ettei siinä tarvita mitään galvaanista liitäntää sähkösytytysenergian lähteeseen. Itse virikepanoselementti on eristetty, suljettu piiriyksik-kö, joka vastustaa satunnaisten hajavirtojen tai muiden ylimääräisten sähkösignaalien vastaanottoa, joka saattaisi johtaa 25 tavanomaisten sähkösytytysnallien ennenaikaiseen syttymiseen. Keksinnön mukainen järjestelmä tarjoaa myös tavanomaiseen ei-sähköiseen sytytysjärjestelmään verrattuna sen edun, ettei po-ranreikään tarvitse sijoittaa mitään räjähtävää tai palavaa laukaisusignaalia (räjähtävä tulilanka tai tulilankaa). Samoin 30 ei-nallille herkkien räjäytysaineiden yhteydessä käytettyjä räjähtävää nallia tai apupanosta ei tarvitse suojata sytytys-signaalin läpikululta räjähtävästä tulilangasta tai tulilangasta räjäytysnalliin. Lisäksi keksinnön mukainen järjestelmä mahdollistaa piirien tarkan pituuden valmistuksen ja 35 välttää siten johdotuksen kaiken aineellisen liitoksen tarpeen ja täten vältetään aineellisen katkoksen riski, virran hukka 5 76214 tai korroosio, jotka aiheuttaisivat sytyttimien räjähtämät-tömyyden.

Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla piirustukseen, jossa 5 kuviossa 1 on keksinnön mukaisen sytytysjärjestelmän kaaviokuva, joka esittää useita liukuvasti energiasilmukkaan kytkettyjä sytyttimiä, kuviossa 2 on kuviossa 1 olevan sytytysryhmäyksikön ja siihen yhdistetyn rengassydänelementin osittain poikkileikat-10 tu kuva ja kuvio 3 esittää ladatun poranreiän poikkileikkauskuvaa.

Kuviossa 1 on esitetty sähköenergianlähde 1, joka on sähköisesti kytketty sytytyskaapeliin 2, joka puolestaa kytketään muuntajan rengassydämen 4 ympärillä olevaan ensiökää-15 miin 3. Rengassydämessä 4 on liikkuva osa 4A, joka mahdollistaa rengassydämen tilapäisen avaamisen. Sytytyselementti tai sähkösytytysnalli 5 kytketään yhtämittaiseen sytytysjohdin-lankaan 6, joka kytketään sähkömagneettisesti rengasmuuntajän sydämeen 7, josta seuraavassa käytetään myös nimitystä 20 rengas, joka voi olla paitsi pyöreä myös muun muotoinen, kuten esim. nelikulmainen, monikulmainen jne. Sydän 7 kytketään puolestaan sähkömagneettisesti muuntajan rengassydämeen 4 yhdellä eristetyn langan 8 silmukalla, joka menee kunkin renkaan läpi. Lankasilmukassa 8 on pikakiinnitys-/erotuselementti 25 8A.

Kuvio 2 esittää sähkönallia 5, johon kuuluu alapäästä lukien peräkkäin räjäytyspanos 9, sytytyspanos 10, hidaste-elementti 11, sytytyshelmi 12 ja tiivistetulppa 13. Silmukaksi tehty, yhtämittainen johdinlanka 6 kytketään kuumalanka-30 vastuselementillä (jota ei ole esitetty) sytytyshelmeen 12 ja silmukkalanka kytketään lisäksi sähkömagneettisesti rengas-muuntajan sydämeen 7 useilla silmukkakierroksilla 14.

Kuviossa 1 esitetyssä järjestelyssä seuraava sytytys-menetelmä aktivoi nallin 5: Energianlähde 1 kehittää sähkö- 35 sytytysenergian, joka kytketään sähkömagneettisesti muuntajan rengassydämeen 4 sytytyskaapelilla 2 ja ensiökäämillä 3. Muun- 7621 4 6 tajän rengassydämeen 4 indusoitu, muuttuva magneettivuo kytkee sähkösignaalin eristettyyn lankasilmukkaan 8, joka kulkee rengasmuuntajien sydämien 7 läpi. Silmukan 8 ja rengasmuunta-jien sydämien 7 välisen sähkömagneettisen kytkennän ansiosta 5 indusoituu kuhunkin renkaaseen magneettivuo. Rengasmuuntajien sydämien 7 ja johdinlangan 6 välinen sähkömagneettinen kytkentä indusoi sytytysjohdinlankaan 6 sähkösignaalin, joka puolestaan aktivoi sytytyshelmen 12 resistiivisen sähkösytytysele-mentin.

10 Sytytysmenetelmä käsittää oleellisesti seuraavat vai heet: - hidastesähkönallin resistiivisen sähkösytytyselemen-tin liittimien sähköisen kytkemisen eristetyn sähköisesti johtavan langan kahteen päähän; 15 - langan sähkömagneettisen kytkemisen sytytysryhmän magneettisesti läpäisevään sydämeen; - sytytysryhmän magneettisesti läpäisevän sydämen sähkömagneettisen kytkemisen muuntajan sydämeen ja - muuntajan sydämen sähkömagneettisen kytkemisen sähkö-20 sytytysenergianlähteeseen.

Keksinnölle ominaisena, mutta ei rajoittavana esimerkkinä voidaan kuviossa 1 esitetty tietty sovitus rakentaa seuraavasti: Sytytysyksikkö 1 käsittää signaaligeneraattorin, joka antotaajuudella 10 kHz ohjaa 25 W:n tehovahvistinta, joka 25 on suunniteltu 16 ohmin kuormalle. Vahvistimen ulostulo kytketään suoraan 100 metriä pitkään, kaksijohtimiseen sytytys-kaapeliin 2, jonka kumpikin johdin sisältää 7 0,4 mm:n läpimittaista kuparilankasäiettä ja eristetään 3,1 mm:n kokonaispaksuuteen polyvinyylikloridia käyttämällä. Sytytyskaapelin 30 kokonaisresistanssi on 4 ohmia. Muuntajan rengassydän 4 on suorakulmainen ja on suuren permeabiliteetin omaavaa ferriit-timateriaalia ja sen ulkomitat ovat 6,3 x 5,7 cm ja poikki-leikkausmitat 13x13 mm. Ensiökäämi 3 sisältää 12 kierrosta 0,61 mm:n läpimittaista kuparilankaa, joka on päällystetty 35 1,14 mm:n ulkoläpimittaan polyvinyylikloridilla. Rengasmuun- tajan sydämet 7 ovat suuren permeabiliteetin omaavaa ferriit- 7 7621 4 timateriaalia ja niiden kunkin ulkoläpimitta on 2,5 cm ja o poikkileikkausala 15 mm . Sytytysjohdinlangat 6 rakennetaan samasta langasta, jota käytetään ensiökäämissä 3 ja sitä kierretään viisi kertaa rengasmuuntajan sydämen 7 ympärille. Sil-5 mukka 8 on 0,61 mm:n läpimittaista kuparilankaa, joka on eristetty polyvinyylikloridilla 1,14 mm:n ulkoläpimittaan. Hidas-terä jäytysnallit 5 laukaistaan peräkkäin yhdellä voimayksi-köstä 1 tulevalla signaalilla.

Kuviossa 3 esitetään useammasta kuin yhdestä kohdasta 10 pitkin pylvästä hidasteaikajärjestyksessä räjäytettävä, rä-jähdysainepylväällä ladattu poranreikä 15, johon pannaan sitä hieman pitempi silmukka eristettyä lankaa 8. Lanka 8 erotetaan virtapiiristä elementillä 8A, kun räjähdysaine 16 ja 16A ladataan poranreikään ja kun kuviossa 2 esitetyt hidaste-15 nalliryhmät 17 ja 17A, joissa on valitut hidasteaikavälit, siirtyvät pitkin renkaiden 7 läpi pujotettua lankaa 8 ja annetaan solua pitkin lankaa 8 poranreikään. Sytytyspanokset voidaan liittää nalleihin. Poranreikään voidaan panna räjäh-dyspanoksien 16 ja 16A väliin ja poranreiän yläpäähän teho-20 tonta tai ei-räjähtävää täyteainetta (etutäyte) 18. Kun poranreikä on ladattu, pannaan lanka 8 muuntajan rengassydämen 4 läpi ja kytketään sitten elementtiin 3A. Järjestelmä on sitten valmis laukaistavaksi lähettämällä sähköenergiaa lähteestä 1 pitkin sytytyskaapelia 2.

Claims (7)

7621 4 8

1. Menetelmä poranreiän (15) lataamiseksi räjähdysaine-pylväällä (16, 16A), jossa tämän pylvään räjäyttämiseksi on 5 ainakin yksi sähkösytytysnalli (5) sijoitettu aina välimatkan päähän toisistaan oleviin osastoihin pitkin räjähdysainepyl-västä kosketukseen räjähdysaineen kanssa, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää: a) lankasilmukan (8) muotoisen, eristetyn sähköjohtimen 10 järjestämisen poranreikään (15), osan johdinsilmukasta jäädessä poranreiän ulkopuolelle, b) räjähdysaineen (16, 16A) lataamisen poranreikään (15) ja lataamisen aikana lankasilmukan (8) ympärille liukuvasti välimatkan päähän toisistaan sijoitettujen sytytyspanosten 15 (17, 17A) rengasmuuntajien renkaan (7) kytkemisen lankasilmuk- kaan (8), joka sytytyspanos (17, 17A) käsittää rengasmuuntajän renkaaseen (7) sähkömagneettisesti kytketyn sytytysnallin (5), sekä sytytyspanoksen (17, 17A) soluttamisen lankasilmukkaa (8) pitkin sytytysnallin (5) saattamiseksi sytytyskosketukseen 20 ladatun räjähdysaineen (16, 16A) kanssa, c) johdinlankasilmukan (8) poranreiän (15) ulkopuolella olevan osan kytkemisen vaihtovirtalähteeseen (1) siten, että vaihtovirtalähteestä johdinlankasilmukan (8) kautta kulkeva sähkösignaali indusoi magneettivuon jokaiseen silmukan kanssa 25 liukuvassa kosketuksessa olevan sytytyspanoksen (17, 17A) renkaaseen (7), jolloin magneettivuo aikaansaa sähkösignaalin, joka kykenee sytyttämään kunkin sytytysnallin (5).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että poranreiän (15) ulkopuolella oleva joh- 30 dinlankasilmukan (8) osa yhdistetään vaihtovirtalähteeseen (1) muuntajanrenkaan (4) välityksellä, jonka kautta virtalähteestä tuleva signaali sähkömagneettisesti indusoi signaalin johdin-silmukkaan (8).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että poranreiässä (15) oleva räjähdys-ainepylväs jaetaan erillisiin osiin (16, 16A) louhintamateri-aalilla (18). 9 7621 4

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1...3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisäpanos (ei näytetty) sijoitetaan sytytyskosketukseen yhden tai useamman sytytyspanoksen (17, 17A) kanssa.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1...4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sähkösytytysnallit (5) ovat hidas-tenalleja ja järjestetään pitkin räjähdysainepylvästä räjäyttämään sen hidasteaikajaksoissa.

6. Räjäytysmenetelmä, jossa poranreiässä (15) olevaan 10 räjähdysainepylvääseen sijoitetut sytytyspanokset (17, 17A) sytytetään sähkösytytysnallien (5) avulla, jolloin ainakin yksi sytytysnalli (5) on sijoitettu aina välimatkan päähän toisistaan oleviin osastoihin pitkin räjähdysainepylvästä kosketukseen räjähdysaineen kanssa, tunnettu siitä, että 15 kukin sähkösytytysnalli (5) on sähkömagneettisesti kytketty rengasmuuntajan renkaaseen (7), joka on liukuvasti sijoitettu pitkin poranreikää olevan, eristetyn johdinlangan (8) ympärille ja sytytysnalli (5) sytytetään johdinlangan (8) kautta syötetyllä vaihtovirtasignaalilla, jolloin sytytyssignaali indu-20 soituu samanaikaisesti jokaisessa sytytysnallissa (5).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sytytysnallit (5) ovat hidastenalleja ja järjestetään pitkin räjähdysainepylvästä räjäyttämään sen hidasteaikajaksoissa. 25 7621 4 ίο