RU2107255C1

RU2107255C1 - Hose charge with controlled energy release for separation of block stone

Info

Publication number: RU2107255C1
Application number: RU94003505/03A
Authority: RU
Inventors: Г.П. Куценко; Л.Р. Котов; Я.С. Кулакевич; А.П. Ильинска; А.П. Ильинская; М.А. Нефедов; В.С. Куликов; А.В. Здитовецкий
Original assignee: Государственный научно-исследовательский институт "Кристалл"
Priority date: 1994-02-01
Filing date: 1994-02-01
Publication date: 1998-03-20

Abstract

FIELD: explosive charges intended to produce natural stone monolithic blocks. SUBSTANCE: hose explosive charge in a polymeric shell with controlled energy release preventing macro-and microcracks in the rock mass enveloping the charge has a straight initiating charge with the mass of high explosive being within 6 to 20 g per meter of the charge length; explosive with a low detonating velocity and critical diameter exceeding the diameter of the hose charge is used as high explosive enveloping the initiating charge. EFFECT: enhanced reliability. 1 tbl

Description

Изобретение относится к взрывным работам, а более конкретно к зарядам взрывчатых веществ, и может быть использовано в горнодобывающей промышленности на разработках месторождений полезных ископаемых, в частности для добычи монолитных блоков природного камня высокой крепости, а также для выполнения контурного взрывания. The invention relates to blasting, and more particularly to explosive charges, and can be used in the mining industry for the development of mineral deposits, in particular for the extraction of monolithic blocks of natural stone of high strength, as well as to perform blasting.

Известны заряды для отделения блоков природного камня, состоящие из дымового пороха или бризантного ВВ и детонирующего шнура, расположенного внутри заряда (см. патент ФЗГ 652912, 1972). Known charges for separating blocks of natural stone, consisting of smoke powder or blasting explosives and a detonating cord located inside the charge (see patent GDF 652912, 1972).

Подобные заряды из дымного пороха или бризантного ВВ с детонирующим шнуром формируются на месте проведения взрывных работ путем опускания в скважину или в шнур детонирующего шнура и засыпки в скважину (шпур) дымного пороха на 1/3 высоты скважины (шпура) или нанизывания на детонирующий шнур взрывных патронов. После этого свободная часть (до 2/3 высоты) скважины (шпура) засыпается инертной забойкой из песка или грунта. Similar charges from smoke powder or blasting explosives with a detonating cord are formed at the place of blasting by lowering a detonating cord into the well or into the cord and filling the gun powder (borehole) with smoke at 1/3 of the height of the well (borehole) or stringing explosive on the detonating cord cartridges. After that, the free part (up to 2/3 of the height) of the well (borehole) is filled with inert clogging from sand or soil.

Недостатками указанных зарядов является опасность заряжания скважины, большая трудоемкость процесса и высокий процент потерь добываемого камня за счет частичного разрушения отделяемого от массива блока и законтурной части, а также за счет образования при взрыве большого количества микротрещин в отделяемом блоке и законтурной части горного массива ввиду повышенной мощности заряда и непосредственного контакта заряда со стенками скважины (шпура). Применение приспособлений, центрирующих заряд в скважине, или различных по конструкции демпфирующих элементов снижает процент потерь, не исключая их полностью, увеличивает стоимость заряда и трудоемкость заряжания скважин. The disadvantages of these charges are the danger of loading the well, the high complexity of the process and the high percentage of losses of the produced stone due to the partial destruction of the block and the contour part separated from the array, as well as due to the formation of a large number of microcracks in the detachable block and the contour part of the rock mass due to increased power charge and direct contact of the charge with the walls of the well (hole). The use of devices that center the charge in the well, or damping elements of various designs reduces the percentage of losses, not excluding them completely, increases the cost of the charge and the complexity of loading the wells.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является заряд [2], состоящий из бризантного взрывчатого вещества и линейного заряда (детонирующего шнура) высокобризантного ВВ. Снижение разрушающего действия взрыва и как следствие уменьшение количества микротрещин в камне достигается за счет расширителей, установленных на патроне, которые центрируют заряд в скважине (шпуре). The closest technical solution, selected as a prototype, is a charge [2], consisting of a blasting explosive and a linear charge (detonating cord) of a high-explosive explosive. Reducing the destructive effect of the explosion and, as a consequence, reducing the number of microcracks in the stone is achieved by expanders mounted on the cartridge, which center the charge in the borehole (hole).

Такие заряды не позволяют регулировать энерговыделение при взрыве, что часто необходимо в случае работы на скальных массивах, отличающихся крепостью и трещиноватостью породы. Кроме того, сборка зарядов длиной в несколько метров является трудоемким процессом (глубина скважин практически находится в пределах 2 - 15 м). Such charges do not allow to regulate the energy release during the explosion, which is often necessary in the case of work on rocky massifs, characterized by rock strength and fracture. In addition, the assembly of charges several meters long is a laborious process (the depth of the wells is practically in the range of 2-15 m).

Целью изобретения является создание унитарного заряда ВВ с регулируемым энерговыделением, исключающего образование макро- и микротрещин в окружающей заряд горной массе с одновременным обеспечением эффективного отделения камнеблоков от скального массива. The aim of the invention is the creation of a unitary explosive charge with controlled energy release, eliminating the formation of macro- and microcracks in the surrounding rock mass while ensuring effective separation of stone blocks from the rock mass.

Указанная цель достигается тем, что в заряде, состоящем из бризантного взрывчатого вещества и коаксиально расположенного в нем линейного инициирущего заряда высокобризантного ВВ (детонирующий шнур), линейная масса ВВ линейного инициирующего заряда регулируется в пределах 6-20 г на 1 м длины заряда в зависимости от требуемого энерговыделения, а в качестве бризантного ВВ, окружающего линейный инициирующий заряд, используется взрывчатое вещество с низкой скоростью детонации и критическим диаметром, большим диаметра применяемого шлангового заряда, например аммиачная селитра или аммонит АТ-1 ТУ 84-768-84. This goal is achieved by the fact that in a charge consisting of a blasting explosive and a linear initiating charge of a high-explosive explosive (detonating cord) coaxially located in it, the linear mass of the explosive linear initiating charge is regulated within 6-20 g per 1 m of charge length, depending on the required energy release, and as a blasting explosive surrounding the linear initiating charge, an explosive with a low detonation velocity and a critical diameter larger than the diameter of the used hose is used charging, for example, ammonium nitrate or ammonium AT-1 TU 84-768-84.

Дополнительно с целью упрощения конструкции заряда, повышения технологичности процесса заряжения скважин (шпуров) и повышения безопасности и эффективности ведения взрывных работ заряд состоит из полиэтиленового рукава диаметром 0,2 - 0,3 диаметра скважины или 0,3 - 0,5 диаметра шпура, заполненного ВВ с низкой скоростью, детонации, внутри которого помещается линейный инициирующий заряд. При таком соотношении диаметров заряда и скважины (шпура) обеспечиваются оптимальный режим образования магистральной трещины и отодвигание откалываемого блока от скального массива. Additionally, in order to simplify the design of the charge, increase the manufacturability of the process of charging wells (holes) and increase the safety and efficiency of blasting, the charge consists of a polyethylene sleeve with a diameter of 0.2 - 0.3 diameter of the well or 0.3 - 0.5 of the diameter of the hole filled An explosive with a low velocity, detonation, inside which a linear initiating charge is placed. With this ratio of the diameters of the charge and the borehole (borehole), the optimal mode of formation of the main crack and the removal of the chipped block from the rock mass are ensured.

Изготовление (снаряжение) шланговых зарядов производится на заводе, специализирующемся на изготовлении взрывчатых зарядов. The manufacture (equipment) of hose charges is carried out at a factory specializing in the manufacture of explosive charges.

Заряжание скважины (шпура) производится опусканием готового (унитарного) шлангового заряда в скважину (шпур) на всю глубину без засыпки забоечного материала. The well (hole) is charged by lowering the finished (unitary) hose charge into the well (hole) to the entire depth without backfill of the casing material.

Взрыв линейного инициирующего заряда (детонирующего шнура) инициирует в низкоскоростном ВВ шлангового заряда затухающий режим взрывчатого превращения вследствие того, что диаметр шлангового заряда меньше критического диаметра низкоскоростного ВВ. Чем мощнее инициатор (линейный заряд), тем полнее пройдет взрывчатое превращение низкоскоростного ВВ и соответственно больше выделится энергии. Следовательно, изменение линейной массы ВВ инициирующего заряда обеспечивает пропорциональную степень энерговыделения всего заряда и соответственно этим достигается требуемая степень воздействия на скальный массив. An explosion of a linear initiating charge (detonating cord) in a low-speed explosive of a hose charge initiates a decaying mode of explosive transformation due to the fact that the diameter of the hose charge is less than the critical diameter of a low-speed explosive. The more powerful the initiator (linear charge), the more fully the explosive transformation of the low-speed explosive will take place and, accordingly, more energy will be released. Therefore, a change in the linear mass of the explosive initiating charge provides a proportional degree of energy release of the entire charge, and accordingly, the required degree of impact on the rock mass is achieved.

Ввиду того, что режим взрывчатого превращения низкоскоростного ВВ является затухающим, на поверхность заряда выходит ударная волна с небольшой амплитудой, которая не оказывает бризантного действия на камень даже при непосредственном контакте заряда со стенками скважины (шпура). Таким образом обеспечивается отсутствие микротрещин в добываемом камне. Due to the fact that the mode of explosive transformation of a low-speed explosive is damping, a shock wave with a small amplitude that does not have a blasting effect on the stone comes out on the surface of the charge even when the charge is in direct contact with the walls of the well (borehole). This ensures the absence of microcracks in the mined stone.

В то же время выделяемого при взрыве объема газов достаточно для создания давления в скважине (шпуре), обеспечивающего развитие магистральной трещины между скважинами (шпурами) и отделения камнеблока от скального массива. At the same time, the volume of gases emitted during the explosion is enough to create pressure in the well (hole), which ensures the development of a main crack between the wells (holes) and the separation of the stone block from the rock mass.

Благодаря простоте конструкции стоимость предлагаемого шлангового заряда меньше известных, а отсутствие необходимости заполнения скважины (шпура) забоечным материалом обеспечивает высокую технологичность процесса заряжения. Due to the simplicity of the design, the cost of the proposed hose charge is less than the known ones, and the absence of the need to fill the well (hole) with drilling material ensures high adaptability of the charging process.

Для проверки были изготовлены опытные партии зарядов, характеристики которых представлены в таблице. For verification, experimental batches of charges were made, the characteristics of which are presented in the table.

Испытания шланговых зарядов на карьерах по добыче гранитных блоков в Ленинградской области и республике Карелия показали, что при взрыве данных зарядов отсутствуют на поверхности скважин (шпуров) шелушение породы, микротрещины, плоскость отрыва блока от массива ровная без заколов в массиве. Благодаря тому, что оболочка заряда герметична и выполнена из эластичного полимерного материала в виде шланга, заряд надежно детонирует в обводненных условиях, удобен при зарядке скважин (шпуров) и не требует определенной ориентации его в шпуре или скважине. Tests of hose charges in the quarries for the production of granite blocks in the Leningrad Region and the Republic of Karelia showed that during the explosion of these charges there is no peeling of the rock, microcracks on the surface of the wells (holes), the plane of separation of the block from the massif is flat without punctures in the massif. Due to the fact that the charge shell is sealed and made of flexible polymer material in the form of a hose, the charge reliably detonates in flooded conditions, is convenient when charging wells (holes) and does not require a specific orientation in a hole or well.

Claims

Hose charge with adjustable energy release for separating block stone containing a blasting explosive and a linear initiating charge of a highly explosive explosive, characterized in that the linear mass of the initiating charge of a high explosive explosive located inside the hose charge is regulated within 6 - 20 g per 1 m, while the diameter of the hose charge is 0.2 - 0.5 of the diameter of the borehole (hole), and as a blasting explosive placed in the shell together with a linear initiating charge, a low-speed explosion is used a fabric with a critical diameter larger than the diameter of the hose charge, for example, ammonite AT-1 or ammonium nitrate.