NO134132B

NO134132B -

Info

Publication number: NO134132B
Application number: NO322273A
Authority: NO
Inventors: D G Hay; R Fox
Original assignee: Ici Australia Ltd
Priority date: 1972-08-17
Filing date: 1973-08-14
Publication date: 1976-05-10
Also published as: IE38050L; PH10853A; IE38050B1; NO134132C; ES417953A1; IN137525B

Description

Denne oppfinnelse vedrører en anordning ved et apparat for pneumatisk fylling av våte borehull med et gassført, fast, partikkelformet sprengstoff, omfattende et tilførselsrør, som ved sin utløpsende bærer en koaksialt med røret anordnet perforert yttermantel med i forhold til røret gradvis utvidet diameter for å danne en tetning mot et borehulls vegg. This invention relates to a device for an apparatus for pneumatically filling wet boreholes with a gaseous, solid, particulate explosive, comprising a supply pipe, which at its outlet end carries a coaxially arranged perforated outer jacket with a gradually expanded diameter in relation to the pipe to form a seal against a borehole wall.

I gruveindustrien brytes steinmassene ved at man borer hull som deretter fylles med sprengstoff som detoneres. Slike sprengstoffer er ofte i form av partikkelformede faste stoffer, In the mining industry, the rock masses are broken by drilling holes which are then filled with explosives which are detonated. Such explosives are often in the form of particulate solids,

f.eks. bestående av en blanding av ammoniumnitratkuler med absor-bert brenselolje, i det følgende betegnet som "ANFO". Slike partikkelformede faste sprengstoffer kan anbringes i hulrommene ved innføring av partiklene dersom hullene vesentlig skråner under horisontalen. I hull som strekker seg over horisontalen og av og til i nedadgående huli, innfører man partiklene pneumatisk. e.g. consisting of a mixture of ammonium nitrate balls with absorbed fuel oil, hereinafter referred to as "ANFO". Such particulate solid explosives can be placed in the cavities when introducing the particles if the holes are significantly inclined below the horizontal. In holes that extend above the horizontal and occasionally in downward-sloping holes, the particles are introduced pneumatically.

Det er viktig å pakke sprengstoffet så tett som mulig It is important to pack the explosive as tightly as possible

i hullet. Dette er en fordel forbundet med den pneumatiske fylling da den presser partiklene i hullet sammen, forutsatt at hullet er tørt. Hvis hullet inneholder vann, hvilket ofte skjer i nedadgående hull, kan turbulensen bevirke at den pneumatiske fylling av hullet ofte forårsaker at betydelige mengder av vannopp-løselige sprengstoffer oppløses under fyllingen. in the hole. This is an advantage associated with the pneumatic filling as it compresses the particles in the hole together, provided the hole is dry. If the hole contains water, which often happens in downholes, the turbulence can cause the pneumatic filling of the hole to often cause significant amounts of water-soluble explosives to dissolve during filling.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning av den innledningsvis nevnte type som tillater en betydelig reduksjon av turbulensen under fylling uten at man får dårlig av-strømning og tilstopping av hullene og likeså uten risiko for at sprengstoffet renner bort sammen med avstrømmende vann og luft. The purpose of the invention is to provide a device of the type mentioned at the outset which allows a significant reduction of the turbulence during filling without poor run-off and clogging of the holes and also without the risk of the explosive flowing away together with flowing water and air.

I U.S. patent 3 170 366 er det beskrevet et apparat til fylling av borehull med partikkelformet sprengstoff av den art som har et tilførselsrør som ved utløpsenden har en gradvis utvidet børstemantel som hindrer det fluidiserte sprengstoffmateriale i å forlate borehullet sammen med transportmediet. Anordningen ifølge U.S. patentet er imidlertid utviklet for bruk ved fylling av tørre borehull og egner seg lite til bruk i forbindelse med våte borehull, dvs. hull som helt eller delvis er fylt med vann eller annen væske. Denne væske må under fyllingen få anledning til å forlate borehullet, men må forhindres i å kunne renne til-bake til hullet samtidig som det er viktig at så lite som mulig av det partikkelformede sprengstoffmateriale rives med gassen som forlater borehullet. In the U.S. patent 3 170 366 describes an apparatus for filling boreholes with particulate explosives of the type which has a supply pipe which at the outlet end has a gradually expanded brush jacket which prevents the fluidized explosive material from leaving the borehole together with the transport medium. The device according to U.S. Pat. however, the patent has been developed for use when filling dry boreholes and is not suitable for use in connection with wet boreholes, i.e. holes which are completely or partially filled with water or another liquid. During filling, this liquid must be given the opportunity to leave the borehole, but must be prevented from flowing back to the hole, while it is important that as little as possible of the particulate explosive material is torn with the gas leaving the borehole.

I norsk patent 119 515 er det beskrevet et apparat til fylling av borehull, av den art som har et rørformet fylleorgan som på yttersiden har minst en bøyelig tetningsring eller skive, og hvor utførelsen med to tetningsorganer kan være slik at det ene er perforert, mens det andre danner et stengeelement for det første. Et slikt apparat kan benyttes til fylling av både tørre og våte hull, men kan ikke brukes til fylling av hull med partikkelformet fluidisert materiale. Det kjente apparat kan bare brukes ved fylling av sprengstoffhull med plastisk sprengstoffmasse. Norwegian patent 119 515 describes an apparatus for filling boreholes, of the kind that has a tubular filling member which on the outside has at least one flexible sealing ring or disc, and where the design with two sealing members can be such that one is perforated, while the second forms a closing element for the first. Such a device can be used for filling both dry and wet holes, but cannot be used for filling holes with particulate fluidized material. The known apparatus can only be used when filling explosive holes with plastic explosive mass.

Ifølge oppfinnelsen er man kommet frem til at de innledningsvis nevnte vanskeligheter i forbindelse med pneumatisk fylling av våte borehull med fluidisert partikkelformet sprengstoff kan unngås hvis mantelen som omgir fyllingsrøret er utført ombøyningsfast, slik at den ikke kan vrenges og har perforeringer hvis størrelse ligger i området 300 til 850 mikrometer, fortrinnsvis 600 til 710 mikrometer. En slik mantel kan være utført av vaierduk med 17-55 mesh. According to the invention, it has been concluded that the initially mentioned difficulties in connection with the pneumatic filling of wet boreholes with fluidized particulate explosives can be avoided if the casing that surrounds the filling tube is made bend-resistant, so that it cannot be twisted and has perforations whose size is in the range of 300 to 850 micrometers, preferably 600 to 710 micrometers. Such a mantle can be made of wire cloth with 17-55 mesh.

Mest hensiktsmessige størrelser av perforeringene kan bestemmes ved enkle forsøk. Jo mer støvformet det partikkelformede faste stoff er, desto grovere må perforeringene være for å hindre blokkering. Kappen bevirker en oppbygging av trykk i rommet under kappen og størrelsen av denne trykkoppbygging kan innstil-les ved hjelp av størrelsen og antallet av perforeringene i kappen. Jo høyere fyllingstrykket er, desto større eller desto flere perforeringer trenges for å hindre at fylleslangen blir blåst opp langs borehullet. Most appropriate sizes of the perforations can be determined by simple experiments. The more dusty the particulate solid is, the coarser the perforations must be to prevent blockage. The jacket causes a build-up of pressure in the space under the jacket and the size of this pressure build-up can be set using the size and number of perforations in the jacket. The higher the filling pressure, the larger or the more perforations are needed to prevent the filling hose from being blown up along the borehole.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor ved hjelp av eksempler under henvisning til tegningen, hvor: Fig. 1 er et snitt gjennom anordningen ifølge oppfinnelsen plassert i et hulrom, f.eks. i et borehull. Fig. 2 viser anordningen som kan innføres i et borehull. Fig. 3 er et snitt The invention will be explained in more detail below by means of examples with reference to the drawing, where: Fig. 1 is a section through the device according to the invention placed in a cavity, e.g. in a borehole. Fig. 2 shows the device that can be introduced into a borehole. Fig. 3 is a section

av en annen utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen. of another embodiment of the device according to the invention.

På fig. 1 kan røret 1 være en separat rørseksjon,fortrinnsvis med kretsformet tverrsnitt, eller det kan utgjøre en in-tegral del av fylleslangen gjennom hvilken partiklene transporteres ved hjelp av gass fra en lagringsinnretning til borehullet. Dersom røret 1 er adskilt fra fylleslangen, kan det festes til slangen ved hjelp av en passende ikke vist forbindelse. In fig. 1, the pipe 1 can be a separate pipe section, preferably with a circular cross-section, or it can form an integral part of the filling hose through which the particles are transported by means of gas from a storage device to the borehole. If the pipe 1 is separated from the filling hose, it can be attached to the hose by means of a suitable connection not shown.

Røret 1 er fortrinnsvis innsnevret ved utløpsenden slik at hastigheten av de partikler som beveger seg langs røret, blir økt og dermed også tettheten av det sammenpakkede materiale økes. The pipe 1 is preferably narrowed at the outlet end so that the speed of the particles moving along the pipe is increased and thus also the density of the packed material is increased.

Kappen 2 som er festet til røret 1 ved punkter 3, er utformet som en avkortet kjegle som, hvis den blir foldet på røret 1, vil rage ut forbi enden 4 av røret 1, hvilken ende 4 er den ende fra hvilken de av fluidum transporterte partikler strømmer ut. The cap 2 which is attached to the pipe 1 at points 3 is shaped like a truncated cone which, if folded on the pipe 1, will project past the end 4 of the pipe 1, which end 4 is the end from which the fluid transported particles flow out.

Perforeringene 5 i kappen 2 er begrenset til den del The perforations 5 in the jacket 2 are limited to that part

av kappen som støter til røret 1. of the jacket that abuts the pipe 1.

Kappen 2 er dannet av et materiale som er tilstrekkelig bøyelig, slik at det kan foldes på røret 1 (se fig. 2) og en hette 6 kan plasseres over enden av kappen 2 for å holde kappen i foldet stilling. Den blir foldet i denne form for å innføres i hullet. Når partiklene transporteres gjennom røret, blir hetten skjøvet ut og kappen inntar den avkortede kjegleform, idet den rand som ikke er festet til røret 1, kommer i berøring med veggen av hullet. Materialet, av hvilket kappen er fremstilt, må også være tilstrekkelig stivt for å motstå materialets tendens til å vendes om. The cap 2 is formed from a material which is sufficiently flexible so that it can be folded onto the tube 1 (see fig. 2) and a cap 6 can be placed over the end of the cap 2 to keep the cap in the folded position. It is folded in this shape to be inserted into the hole. When the particles are transported through the tube, the cap is pushed out and the jacket takes on the truncated cone shape, the edge that is not attached to the tube 1 coming into contact with the wall of the hole. The material from which the jacket is made must also be sufficiently rigid to resist the material's tendency to turn over.

Kappen kan omfatte et eller flere materialer og den kan ha en hvilken som helst form, forutsatt at den er istand til å utføre sine funksjoner. F.eks. i den på fig. 3 viste foretrukne utførelsesform omfatter kappen to seksjoner, en sylindrisk seksjon 7 festet til røret 1 ved skjøten 8 og bestående av en tråd-duk, hvilken sylindriske seksjon ved hjelp av skjøten 9 er festet til et gummiskjørt 10 bestående av en avkortet kjegle av 2 mm tykt gummiark. The cover may comprise one or more materials and it may have any shape, provided that it is capable of performing its functions. E.g. in the one in fig. In the preferred embodiment shown in 3, the jacket comprises two sections, a cylindrical section 7 attached to the pipe 1 at the joint 8 and consisting of a wire cloth, which cylindrical section is attached by means of the joint 9 to a rubber skirt 10 consisting of a truncated cone of 2 mm thick rubber sheet.

Under bruk blir anordningen ifølge den foretrukne utfø-relsesform av oppfinnelsen, som er vist på fig. 3, innført i hullet med skjørtet foldet i en ikke vist kartonghette. Røret 1 er During use, the device according to the preferred embodiment of the invention, which is shown in fig. 3, inserted into the hole with the skirt folded into a cardboard cap not shown. Pipe 1 is

forbundet med en på fig. 3 ikke vist fylleslange, gjennom hvilken ANFO tilføres pneumatisk når slangeenden er innført i bunnen av connected to a in fig. 3 not shown filling hose, through which ANFO is supplied pneumatically when the end of the hose is inserted at the bottom

borehullet. Det pneumatiske trykk skyver kartonghetten bort og skjørtet inntar hulldimensjonene. ANFO-partiklene blir pneumatisk transportert til enden av røret hvorfra de blir kastet ut til enden av hullet, hvor det bygges opp et kompakt lag. Gassen som brukes for å transportere pneumatisk ANFO, slipper ut gjennom duken 7. Når dybden av ANFO øker, vil kraften med hvilken ANFO føres ut fra røret, tvinge fylleslangen og den kjegleformede del ut av hullet. the borehole. The pneumatic pressure pushes the cardboard cap away and the skirt assumes the hole dimensions. The ANFO particles are pneumatically transported to the end of the pipe from where they are ejected to the end of the hole, where a compact layer is built up. The gas used to pneumatically transport the ANFO escapes through the screen 7. As the depth of the ANFO increases, the force with which the ANFO is expelled from the pipe will force the fill hose and cone out of the hole.

Det vil forstås at anordningen ifølge oppfinnelsen kan brukes til å fylle hull med forskjellige diametere, men anordningen er særlig fordelaktig for fylling av hull mellom 2,5 cm og 10 cm. Kappen er konstruert slik at den samme anordning kan brukes i hull med forskjellige diametere. Det er klart at røret må ha slike dimensjoner at det kan innføres i et hull, vanligvis har det lignende dimensjoner som fylleslangen. It will be understood that the device according to the invention can be used to fill holes with different diameters, but the device is particularly advantageous for filling holes between 2.5 cm and 10 cm. The casing is designed so that the same device can be used in holes with different diameters. It is clear that the pipe must have such dimensions that it can be inserted into a hole, usually it has similar dimensions to the filling hose.

Anordningen ifølge oppfinnelsen minsker tilbakeblåsing o°g nedsetter turbulensen ved overflaten av det faste stoff som fylles i et hull. Sistnevnte er særlig fordelaktig i vannfylte hull. The device according to the invention reduces blowback and reduces the turbulence at the surface of the solid substance that is filled in a hole. The latter is particularly advantageous in water-filled holes.

Anordningen kan særlig anvendes til å fylle tørre sprengstoffer i borehull, men den kan også brukes til forskjellige andre formål. The device can particularly be used to fill dry explosives in boreholes, but it can also be used for various other purposes.

Bruken av anordningen ifølge oppfinnelsen skal illustre-res ytterligere ved hjelp av de følgende ikke begrensende eksempler: The use of the device according to the invention shall be further illustrated by means of the following non-limiting examples:

Eksempel 1 Example 1

En glassylinder med en innvendig diameter på 7,5 cm og en lengde på 50 cm og med avmerket volumskala ble lukket tett ved en ende for å simulere et undergrunnsborehull. Et tørt sprengstoff ANFO omfattende partikkelformet ammoniumnitrat i form av kuler med gjennomsnittlig diameter av 2 mm og med brenselolje ab-sorbert av overflaten av kulene, ble separat fylt i sylinderen ved hjelp av følgende metoder: 1. En kjent vekt av ANFO ble helt fra toppen av sylinderen og man bestemte volumet opptatt av den resulterende ANFO-søyle. 2. En ende av en bøyelig slange med innvendig diameter av 2 cm og en lengde av 3 meter ble anbragt i bunnen av A glass cylinder with an internal diameter of 7.5 cm and a length of 50 cm and with a marked volume scale was closed tightly at one end to simulate an underground borehole. A dry explosive ANFO comprising particulate ammonium nitrate in the form of spheres with an average diameter of 2 mm and with fuel oil absorbed by the surface of the spheres was separately charged into the cylinder by the following methods: 1. A known weight of ANFO was poured from the top of the cylinder and the volume occupied by the resulting ANFO column was determined. 2. One end of a flexible hose with an internal diameter of 2 cm and a length of 3 meters was placed at the bottom of

sylinderen. En kjent vekt av ANFO ble drevet gjennom denne slange og inn i sylinderen ved hjelp" av en the cylinder. A known weight of ANFO was driven through this hose and into the cylinder by means of a

"Penberthy Anoloader" (handelsbetegenelse for et trans-portabelt pneumatisk fyllingsapparat), arbeidende under et lufttrykk av 2,1 kg/cm o. Under fyllingen ble slangen fjernet fra sylinderen med den samme hastighet som hastigheten med hvilken ANFO-søylen bygget seg opp. Etter at fyllingen var avsluttet, bestemte man volumet av den resulterende ANFO-søyle. Den under punkt 2 ovenfor nevnte fyllemetode ble stort sett gjentatt, men i dette tilfelle ble den på fig. 3 viste anordning forbundet med utløpsenden av fylleslangen. Anordningen hadde følgende dimensjoner: "Penberthy Anoloader" (trade name for a transportable pneumatic filling apparatus), operating under an air pressure of 2.1 kg/cm o. During filling, the hose was removed from the cylinder at the same rate as the rate at which the ANFO column built up. After the filling was complete, the volume of the resulting ANFO column was determined. The filling method mentioned under point 2 above was largely repeated, but in this case the one on fig. 3 shown device connected to the outlet end of the filling hose. The device had the following dimensions:

Vekten av fast ANFO i et målt volum ble bestemt for hver fyllemetode. De effektive tettheter ble beregnet fra disse målinger og de utgjorde 0, 80 g pr. cm ved metode 1 og 0,82 g pr. cm 3 ved metode 2. Nåor det gjaldt metode 3, hvor man brukte anordningen ifølge oppfinnelsen, var imidlertid den effektive tetthet av ANFO 0,90 g pr. cm<3>. The weight of solid ANFO in a measured volume was determined for each filling method. The effective densities were calculated from these measurements and they amounted to 0.80 g per cm by method 1 and 0.82 g per cm 3 by method 2. When it came to method 3, where the device according to the invention was used, however, the effective density of ANFO was 0.90 g per cm<3>.

Det ble også funnet at under fyllingen ifølge metode 2 skjedde en betydelig tilbakeblåsing av fine ANFO-partikler. Anordningen ifølge oppfinnelsen brukt ved metode 3 hindret denne tilbakeblåsing. It was also found that during the filling according to method 2, a significant blowback of fine ANFO particles occurred. The device according to the invention used in method 3 prevented this blowback.

Eksempel 2 Example 2

De i eksempel 1 beskrevne metoder ble stort sett gjentatt, men i dette tilfelle ble glassylinderen fylt med vann før hver fylling for å simulere de betingelser som råder i fuktige undergrunnsborehull. The methods described in Example 1 were largely repeated, but in this case the glass cylinder was filled with water before each filling to simulate the conditions prevailing in moist underground boreholes.

Den effektive tetthet av fast ANFO var 0,74 g pr. cm<* >ved metode 1 og 0,72 g pr. cm 3 ved metode 2. The effective density of solid ANFO was 0.74 g per cm<* >by method 1 and 0.72 g per cm 3 by method 2.

Når det gjaldt metode 3, hvor man brukte anordningen ifølge oppfinnelsen, var den effektive tetthet av ANFO 1,13 g pr. When it came to method 3, where the device according to the invention was used, the effective density of ANFO was 1.13 g per

3 3

cm . cm.

Det ble også funnet at under fyllingen etter metode 2 var det en viss tendens til at sprengstoffet ble drevet langs si-dene av sylinderen og bort fra ANFO-søylen av den utstrømmende luft/vannblanding. Anordningen ifølge oppfinnelsen brukt ved metode 3 hindret dette. It was also found that during filling according to method 2 there was a certain tendency for the explosive to be driven along the sides of the cylinder and away from the ANFO column by the flowing air/water mixture. The device according to the invention used in method 3 prevented this.

Eksempel 3 Example 3

Metoden fra eksemplene 1 og 2 ble gjentatt under bruk av den samme anordning ifølge oppfinnelsen, men maskestørrelsen av trådduken ble endret. The method from examples 1 and 2 was repeated using the same device according to the invention, but the mesh size of the wire cloth was changed.

Når trådduken hadde 60 masker pr. cm 2, var resultatene lik de som ble oppnådd med anordningen ifølge oppfinnelsen brukt i eksemplene 1 og 2. Når tråddulen hadde 540 masker pr. cm 2, ble duken blokkert og anordningen virket utilfredsstillende. When the thread cloth had 60 stitches per cm 2 , the results were similar to those obtained with the device according to the invention used in examples 1 and 2. When the thread spool had 540 stitches per cm 2, the cloth was blocked and the device appeared unsatisfactory.

Eksempel 4 Example 4

Dette eksempel illustrerer fyllingen av et borehull ved hjelp av anordningen ifølge oppfinnelsen. This example illustrates the filling of a borehole using the device according to the invention.

En ende av et rør med innvendig diameter på 1,8 cm ble forbundet med den på fig. 3 viste og i eksempel 1 beskrevne anordning med den unntagelse at den utvendige diameter av skjørtet ved det bredeste punkt var 10 cm. Slangen og anordningen ble inn-ført til bunnen av et borehull som var 6 meter langt og med vann-innhold på 2,4m. ANFO med den i eksempel 1 brukte kvalitet ble fylt i borehullet ved hjelp av "Pemberthy-Anoloader"-apparatet. One end of a tube with an internal diameter of 1.8 cm was connected to that of fig. 3 showed the device described in example 1 with the exception that the outer diameter of the skirt at the widest point was 10 cm. The hose and device were introduced to the bottom of a borehole which was 6 meters long and with a water content of 2.4m. ANFO of the quality used in example 1 was filled into the borehole using the "Pemberthy-Anoloader" apparatus.

Når man fylte borehullet med ANFO, var sprengningen tilfredsstillende. When the borehole was filled with ANFO, the blasting was satisfactory.

Claims

1. Device for a device for pneumatically filling wet boreholes with a gaseous, solid, particle-shaped explosive, comprising a supply pipe (1), which at its outlet end carries a perforated outer jacket (5) arranged coaxially with the pipe with, in relation to the pipe gradually expanded diameter to form a seal against the wall of a borehole, characterized in that the mantle (5) is designed to resist bending, so that it cannot be twisted and that the sizes of the perforations are in the range of 300 to 850 micrometres, preferably 600 to 710 micrometres.

2. Device according to claim 1, characterized in that the sheath is made of wire fabric with 17-55 mesh.