PL224818B1 - Sposób elaboracji ładunku materiału wybuchowego w gruncie - Google Patents

Abstract

Sposób elaboracji ładunku materiału wybuchowego w gruncie, polegający na umieszczeniu rury obsadowej o średnicy od 0,05 do 1,10 m i długości od 2,00 do 45,00 m w gruncie za pomocą sprzętu wciskającego, wbijającego, wibracyjnego lub wkręcającego, zakończonej butem traconym lub klapką traconą, charakteryzuje się tym, że po umieszczeniu rury obsadowej (1) na żądanej głębokości wprowadzana jest do niej rura z tworzywa sztucznego (3) o średnicy mniejszej od średnicy rury obsadowej (1), która osadzana jest na bucie traconym lub klapce traconej (2), po czym do rury obsadowej i do rury z tworzywa sztucznego wpompowywana jest woda lub zawiesina betonitowa, iłowa, celulozowa lub gliniasta, powodująca wytworzenie nadciśnienia wewnątrz rury obsadowej (1) i rury z tworzywa sztucznego (3), co umożliwia otwarcie buta traconego lub klapki traconej (2) w trakcie następującego potem wyciągania rury obsadowej (1) z gruntu, pozostawiając w gruncie rurę z tworzywa sztucznego (3). Następnie wprowadza się do rury z tworzywa PCV (3) ładunek materiału wybuchowego, stały lub ciekły.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób elaboracji ładunku materiału wybuchowego w gruncie o dowolnej spoistości.

W polskim opisie patentowym nr 145 208 ujawniono sposób, w którym ładunki materiału wybuchowego, umieszcza się w gruncie spoistym w nieorurowanych otworach wiertniczych sięgających do gruntu nośnego.

Z kolei w innym polskim opisie patentowym nr 151 405 ujawniono ładunki wybuchowe o określonej masie rozmieszcza się w nieorurowanych, wcześniej wywierconych w gruncie otworach strzałowych, w co najmniej trzech warstwach równoległych do siebie.

Zgodnie z europejskim opisem patentowym nr EP 1792018 ujawniono, zestawy ładunków, które umieszczane są za pomocą stalowych żerdzi łączonych między sobą zamkami typu wpust i gniazdo w nieorurowanych otworach strzałowe o średnicach 0,02 do 1,50 m i głębokości do 50,00 m.

Z powołanych publikacji wynika, że ładunki materiałów wybuchowych umieszczane są bezpośrednio w gruncie w nieorurowanych otworach wiertniczych. Ładunki te są wpychane w świeżo wywiercony otwór na odpowiednią głębokość za pomocą żerdzi, łączonych między sobą zamkami typu wpust i gniazdo. W momencie umieszczenia ładunku w gruncie, żerdzie są wyciągane na zewnątrz, a ładunek powinien pozostać na miejscu dzięki osadzeniu na jego dolnym końcu drewnianego pręta.

Problemem na jaki napotyka tego typu rozwiązanie jest możliwość uszkodzenia ładunku poprzez bezpośrednią styczność ładunku z gruntem oraz szybkie zasklepianie się otworu wiertniczego, co może utrudniać wciśnięcie ładunku materiału wybuchowego na żądaną głębokość. Nie zapobiega temu stosowanie płuczki, która tylko na krótki czas zwiększa stabilizację ścianek otworu wiertniczego.

Istnieje również możliwość przecierania się przewodów strzałowych w trakcie wciskania ładunku w grunt, a w konsekwencji powstawanie niewypałów.

Nadto zostało stwierdzone, że w nawodnionych gruntach otwory strzałowe utrzymują się na tyle długo, że możliwe jest wciśnięcie ładunku, natomiast w gruntach szczególnie mocno nawodnionych lub przy występowaniu wód przepływowych, aby uzyskać wystarczającą stabilizację otworu należy w płuczce użyć znaczne ilości substancji stabilizujących, co dodatkowo wydłuża i podraża proces stabilizacji otworu.

Nadto, umieszczanie ładunku za pomocą żerdzi może spowodować, że prowadzony ładunek może zboczyć w bok otworu i utknąć na mniejszej, nieznanej głębokości, nie spełniając zakładanych parametrów strzałowych.

Minusem wszystkich powyżej wskazanych rozwiązań jest brak możliwości zastosowania ładunku w postaci ciekłej.

Celem zgłaszanego wynalazku jest skuteczne i bezpieczne umieszczanie ładunku w gruncie o dowolnej miąższości i na dowolnej głębokości oraz umożliwienie zastosowania ładunków w postaci ciekłej.

Sposób elaboracji ładunku materiału wybuchowego w gruncie według wynalazku polega na umieszczeniu rury obsadowej w gruncie za pomocą sprzętu wwiercającego, wciskającego, wbijającego, wibracyjnego lub wkręcającego, zakończonej butem traconym lub klapką traconą, do której to rury obsadowej wkładana jest rura z tworzywa sztucznego stanowiąca zamknięty profil dowolnego kształtu, po czym do rury obsadowej oraz rury z tworzywa sztucznego wlewana jest woda lub zawiesina betonitowa, iłowa, celulozowa lub gliniasta, która sprawia, że ciśnienie wewnątrz rury obsadowej i rury z tworzywa sztucznego jest wyższe niż na zewnątrz rury obsadowej, co powoduje wytworzenie nadc iśnienia wewnątrz rury obsadowej i rury z tworzywa sztucznego umożliwiającego otwarcie buta traconego lub klapki traconej w trakcie wyciągania rury obsadowej z gruntu.

Do elaboracji ładunku materiału wybuchowego w gruncie przy pomocy rury obsadowej może być wykorzystany metalowy profil zamknięty dowolnego kształtu o średnicy zastępczej od 0,05 do 1,10 m i długości od 2,00 do 45,00 m. Z kolei rura z tworzywa sztucznego, do której wkładany jest bezpośrednio ładunek umieszczony w perforowanym rękawie strzałowym, może być dowolnego kształtu, zamknięta lub otwarta od dołu, przy czym rura ta winna mieć średnicę mniejszą niż rura obsadowa i mieścić się w przedziale od 0,03 m do 1,00 m i długości od 2,00 do 45,00 m.

But tracony lub klapka tracona umieszczona na końcu rury obsadowej, zabezpiecza wprowadzaną do gruntu rurę obsadową przed wypełnieniem jej podłożem gruntowym lub wodą gruntową. W trakcie pogrążania rury obsadowej, but tracony lub klapka tracona utrzymywana jest we właściwym położeniu poprzez nacisk generowany wkręceniem lub wwierceniem lub wciskaniem lub wbijaniem,

PL 224 818 B1 wwibrowaniem lub wkręcaniem rury obsadowej oraz poprzez ciśnienie wody gruntowej występujące w podłożu gruntowym. Różnica poziomów zwierciadła wody gruntowej oraz poziomu cieczy w środku pogrążonej rury obsadowej po jej wypełnieniu powinna mieścić się w zakresie od 0,10 do 15,00 m.

Oczywistym jest, że rura obsadowa może być zastąpiona świdrem ślimakowym ciągłym lub świdrem przemieszczeniowym pustym w środku, zakończonych od dołu butem traconym lub klapką traconą.

Po nalaniu cieczy, wyciąga się rurę obsadową i pozostawia się rurę z tworzywa sztucznego, do której zostaje wprowadzony stały ładunek wybuchowy włożony uprzednio do perforowanego rękawa strzałowego i pogrążany na żądaną głębokość w rurze z tworzywa sztucznego. Głębokość wciśnięcia ładunku sprawdzana jest na znacznikach umieszczonych na rękawie strzałowym, dzięki temu istnieje pewność umieszczenia ładunku na żądanej głębokości.

W perforowanym rękawie strzałowym mogą być umieszczane ładunki wybuchowe ciągłe, pobudzane jednym zapalnikiem, lub jako zestaw ładunków punktowych pobudzanych oddzielnie z zastosowaniem odpowiednich zwłok czasowych. W tym drugim przypadku odpowiednia odległość między ładunkami zabezpieczana jest odpowiednimi obejmami zaciśniętymi na rękawie.

Zamiast ładunku stałego w rurze z tworzywa sztucznego może być umieszczony ładunek w postaci ciekłej.

Powyższy sposób elaboracji ładunku materiału wybuchowego w gruncie według wynalazku umożliwia umieszczanie go w każdym gruncie niezależnie od jego spoistości, przy pełnej kontroli głębokości jego posadowienia i w ramach jednej operacji, bez konieczności stabilizacji otworu strzałowego za pomocą płuczek lub innych stabilizatorów, bez dodatkowego zasypywania otworu strzałowego po umieszczeniu ładunku wybuchowego w gruncie oraz bez konieczności jednoczesnego pogrążania rury obsadowej i ładunku.

W celu przybliżenia sposobu elaboracji ładunku materiału wybuchowego w gruncie według w ynalazku podano poniżej dwa przykłady jego zastosowania w różnych gruntach.

Przedmiot wykonania został uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1-6, przedstawiają kolejne etapy zastrzeganego sposobu.

P r z y k ł a d 1

Badanie przeprowadzono na terenie o gruncie nieściśliwym - piaski i piaski zawodnione, w których na głębokości 27,00 m znajduje się warstwa ściśliwa iłów i glin o miąższości 15,00 m. Poziom wód gruntowych znajduje się na głębokości 10,00 m p.p.t. Przy pomocy wiertnicy Bauer wykonano orurowany otwór strzałowy o głębokości 27 m, wykonany z rury obsadowej (1) o średnicy zewnętrznej 0,16 m oraz umieszczonej w jej wnętrzu rury z tworzywa sztucznego (3) PCV. Następnie rurę obsadową (1) zalano wodą w ilości 226 I, co stworzyło słup cieczy o wysokości 20,00 m. Następnie powoli wyciągnięto rurę obsadową (1) do góry. Do tak przygotowanej rury opuszczono na żądaną głębokość w perforowanym rękawie uzbrojony stały ładunek wybuchowy (4a) z Ergodynu o masie 17 Kg, i dług ości 17,00 m. Po instalacji ładunku wybuchowego (4), odcięto kabel strzałowy sprawdzono omomierzem jego ciągłość i podłączono go do linii strzałowej. Po usunięciu sprzętu i ludzi na bezpieczną odległość odpalono ładunek.

Oddziaływanie detonacji materiału wybuchowego na grunt sprawdzono przy pomocy badań polowych takich jak sonda statyczna CPTU oraz sonda dynamiczna w terminie 2 tygodni o detonacji materiału wybuchowego. Uzyskano - parametry geotechniczne w postaci stopnia zagęszczenia wynoszące minimum 0,5, które są wyższe niż stopień zagęszczenia przed wykonaniem detonacji, który średnio wynosił 0,3.

Uzyskane wyniki świadczą o prawidłowym procesie elaboracji ładunków w gruncie

P r z y k ł a d 2.

Badania przeprowadzono na terenie do głębokości 7,00 m, gdzie występują grunty niespoiste w postaci piasków średnio zagęszczonych. Poniżej nich zalega warstwa gruntów spoistych o dużej ściśliwości oraz niskich parametrach wytrzymałości w postaci namułów o miąższości 5,00 m, pod którą zalegają pokłady gruntów niespoistych w postaci piasków zagęszczonych. Poziom wód gruntowych znajduje się na głębokości 4,00 m p.p.t. Przy pomocy wiertnicy Bauer wykonano orurowany otwór strzałowy o głębokości 14,00 m, wykonany z rury obsadowej (1) o średnicy zewnętrznej 0,16 m oraz umieszczonej w jej wnętrzu rury z tworzywa sztucznego (3) PCV o średnicy 0,05 m. Następnie rurę obsadową (1) zalano wodą w ilości 147 I, co stworzyło słup cieczy o wysokości 13,00 m. Następnie powoli wyciągnięto rurę obsadową (1) do góry. Do tak przygotowanej rury (3) opuszczono na żądaną głębokość w perforowanym rękawie uzbrojony stały ładunek wybuchowy (4a) z Ergodynu o masie 6 Kg

PL 224 818 B1 i długości 6,00 m. Po instalacji ładunku wybuchowego (4), odcięto kabel strzałowy, sprawdzono omomierzem jego ciągłość i podłączono go do linii strzałowej. Po usunięciu sprzętu i ludzi na bezpieczną odległość odpalono ładunek.

Oddziaływanie detonacji materiału wybuchowego na grunt sprawdzono przy pomocy badania potowego takich jak sonda statyczna CPTU w terminie 3 tygodni o detonacji materiału wybuchowego. Uzyskano - parametry geotechniczne w postaci oporu stożka qc, które są wyższe niż opory stożka qc przed wykonaniem detonacji materiału wybuchowego w warstwie namułów jak i warstwie piasków zalegających na w/w namułami.

Uzyskane wyniki świadczą o prawidłowym procesie elaboracji ładunków w gruncie.

Analogiczne badania przeprowadzono na ładunkach wybuchowych w postaci ciekłej (4b) osiągają analogiczne wyniki.

Claims (5)

1. Sposób elaboracji ładunku materiału wybuchowego w gruncie polegający na umieszczeniu rury obsadowej o średnicy od 0,05 do 1,10 m i długości od 2,00 do 45,00 m w gruncie za pomocą sprzętu wwiercającego, wciskającego, wbijającego, wibracyjnego lub wkręcającego, zakończonej butem traconym lub klapką traconą, znamienny tym, że po umieszczeniu rury obsadowej (1) na żądanej głębokości do rury obsadowej (1) wprowadzana jest rura z tworzywa sztucznego (3) o średnicy m niejszej od rury obsadowej (1), która osadzana jest na bucie traconym lub klapce traconej (2), po czym do rury obsadowej i do rury z tworzywa sztucznego wpompowywana jest woda lub zawiesina betonitowa, iłowa, celulozowa lub gliniasta, powodująca wytworzenie nadciśnienia wewnątrz rury obsadowej (1) i rury z tworzywa sztucznego (3), co umożliwia otwarcie buta traconego lub klapki traconej (2), w trakcie następującego potem wyciągania rury obsadowej (1) z gruntu i pozostawienie w gruncie rurę z tworzywa sztucznego (3), następnie wprowadza się do rury z tworzywa PCV (3) ładunek materiału wybuchowego stały (4a), lub ciekły (4b).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rura z tworzywa sztucznego (3) jest wytworzona z PCV lub z tworzywa PE.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zamiast rury obsadowej (1) stosuje się świder ślimakowy ciągły.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zamiast rury obsadowej (1) stosuje się świder przemieszczeniowy.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ładunek stałego materiału wybuchowego (4a) w perforowanym rękawie strzałowym wprowadzany jest do rury z tworzywa sztucznego (3) na głęb okość kontrolowaną znacznikiem na lince nośnej.