RU156400U1 - Устройство для создания промежутка в скважине - Google Patents

Abstract

Устройство для создания промежутка в скважине, включающее камеру из податливого материала, отличающееся тем, что камера выполнена в виде рукава из гидрофильного материала, диаметр которого сопоставим с диаметром скважины, а длина сопоставима с длиной перебура l; камера заполнена расширяющимся элементом, который увеличивается в объеме при взаимодействии с водой, объем расширяющегося элемента определяется произведением площади основания камеры на отношение высоты цилиндра к коэффициенту объемного расширения элемента.

Description

Полезная модель относится к горному делу, в частности к области буровзрывных работ и может быть использована в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород.

Для качественной проработки подошвы уступа скважину бурят с перебуром. Перебур скважины необходим для качественного разрушения пород в подошве уступа и должен составлять

1_n=(10÷15) d_c, где

1_n - длина перебура, м;

d_c - диаметр скважины, м.

Перебур скважины ведет к увеличению объема бурения, нарушению кровли нижнего уступа, вследствие чего в легковзрываемых породах его принимают минимальным. В трудновзрываемых породах при использовании многорядного короткозамедленного взрывания иногда 1_n>15 d_c. (В.В. Ржевский. Открытые горные работы. Часть 1. Производственные процессы. Издание четвертое, переработанное и дополненное. М., Недра, 1985 г., с. 85-86).

Практика буровзрывных работ и теоретические исследования показывают, что создание промежутков в скважинном заряде позволяет уменьшить удельный расход взрывчатых веществ (ВВ) без снижения качества взрывной подготовки породы к выемке. Природа упомянутого эффекта заключается в том, что после взрыва заряда, прилегающего к промежутку, расширяющиеся газы заполняют промежуток и сжимаясь аккумулируют энергию, разрушающее воздействие которой на массив обеспечивает требуемое качество взрывной подготовки. Кроме того, известно, что промежутки в скважинных зарядах аккумулируют и передают энергию взрыва массиву таким образом, что снижается переизмельчение породы в ближней зоне заряда и обеспечивает более равномерное дробление породы.

Известно устройство для рассредоточения заряда взрывчатого вещества в скважине в виде пневматического скважинного затвора, фиксация которого в скважине на заданной глубине осуществляется посредством упора (патент РФ №2362114, МПК F42D 1/02, F42D 1/08, опубл. 20.02.2009).

Недостатками этого устройства являются высокая трудоемкость установки затвора, связанная с определением длины, на которую требуется установить упор и сложность установки затвора на уровне подошвы уступа. Кроме этого, данному устройству присуща низкая надежность, которая ухудшает качество формирования рассредоточенного заряда. Это обуславливается тем, что используемый в приведенном способе скважинный пневматический затвор имеет габаритные размеры 0,9-0,95 от диаметра скважины, что вызывает неплотное прилегание затвора к стенкам скважины, что может приводить к просыпанию ВВ в воздушный промежуток сформированный под пневматическим затвором.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство, раскрытое в способе формирования рассредоточенных зарядов (заявка РФ №2006103607, МПК Е21С 37/00, опубл. 20.08.2007).

Недостатками известного устройства являются: трудоемкость установки, связанная с правильным определением количества реагентов требуемых для проведения химической реакции внутри камеры; низкая надежность, объясняемая высокой оперативностью установки устройства, объясняемой, что камеру химическими реагентами наполняют на поверхности, которые сразу же вступают в химическую реакцию, в результате которой начинает выделяться газ, что может привести к увеличению камеры до диаметра сопоставимого с диаметром скважины и повлечь за собой невозможность ее введения в скважину или же застревание камеры на меньшей глубине; опасность работы, обуславливаемая тем, что требуется обеспечить безопасность транспортирования нескольких видов химических реактивов, обеспечить их надлежащее хранение и исключить возможность их взаимодействия до начала заряжания скважин (при транспортировке и хранении).

Техническим результатом использования предлагаемой полезной модели является снижение удельного расхода взрывчатого вещества.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для создания промежутка в скважине, включающем камеру из податливого материала, согласно заявляемой полезной модели, камера выполнена в виде рукава из гидрофильного материала, диаметр которого сопоставим с диаметром скважины, а длина сопоставима с длиной перебура 1_n; камера заполнена расширяющимся элементом, который увеличивается в объеме при взаимодействии с водой, объем расширяющегося элемента определяется произведением площади основания камеры на отношение высоты цилиндра к коэффициенту объемного расширения элемента.

Заявляемое устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема установки устройства в скважине, а на фиг. 2 - схема заряжания скважины на уступе.

Устройство для создания промежутка в скважине содержит камеру из гидрофильного податливого материала 1 (далее камера 1), выполненную в форме рукава, диаметр которой сопоставим с диаметром скважины для того, чтобы исключить попадание ВВ в пространство между стенками скважины и камерой 1, чтобы заряд не просыпался на дно скважины. Длина камеры 1 сопоставима с длиной перебура 1_n, для того, чтобы заряд находился на уровне подошвы уступа скважины. Камера 1 наполнена расширяющимся элементом 2, который расширяется при взаимодействии с водой. Количество расширяющегося элемента 2 выбирают таким образом, чтобы при его расширении, при контакте с водой, он занял весь объем предоставляемый габаритными размерами камеры 1.

Заявляемое устройство используют для качественной проработки подошвы уступа. С помощью заявляемого устройства создают промежуток в донной части скважины. Для этого камеру 1 заполняют расширяющимся элементом 2, например, гидрогелем (коэффициент объемного расширения гидрогеля колеблется от 10 до 15 в зависимости от производителя) и закрывают. Количество расширяющегося элемента определяется его коэффициентом объемного расширения и выбирают таким образом, чтобы при его расширении он занял весь объем предоставляемый камерой 1. Далее камеру 1 под действием гравитационных сил опускают в заранее пробуренную с перебуром скважину. После опускания камеры 1 на дно скважины, в скважину подают воду из рукава 3. При контакте с водой расширяющийся элемент 2 расширяется, и камера 1 увеличивается в размерах, до тех пор, пока высота камеры 1 не будет сопоставима с длиной перебура 1_n, при этом камера 1 расширяется и в поперечном направлении, что приводит к ее плотному прилеганию к стенкам скважины. Далее на камеру 1 помещают боевик 4 и насыпают ВВ 5. Во время взрыва газы в воздушном промежутке в придонной части скважины расширяются вниз так же, как вверх. Благодаря этому достигается хорошее качество подготовки взорванной горной массы.

Заявляемое устройство позволяет снизить удельный расход ВВ и качественно проработать подошву уступа.

Claims (1)

1. Устройство для создания промежутка в скважине, включающее камеру из податливого материала, отличающееся тем, что камера выполнена в виде рукава из гидрофильного материала, диаметр которого сопоставим с диаметром скважины, а длина сопоставима с длиной перебура l_n; камера заполнена расширяющимся элементом, который увеличивается в объеме при взаимодействии с водой, объем расширяющегося элемента определяется произведением площади основания камеры на отношение высоты цилиндра к коэффициенту объемного расширения элемента.

   

Images