RU2137091C1

RU2137091C1 - Rock-breaking charge

Info

Publication number: RU2137091C1
Application number: RU98104756A
Authority: RU
Inventors: А.И. Перепелицын; В.И. Мочалов; А.И. Клейн; Н.И. Мачулин; А.Г. Толкушев; А.И. Цукерман
Original assignee: Открытое акционерное общество "Михайловский ГОК"
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 1999-09-10

Abstract

FIELD: rock breaking, designed to enhance the efficiency of the process of blasting of sprung-hole charges. SUBSTANCE: rock-breaking charge contains an explosive, metal plates, firing pin and a detonating cord. Metal plates are made in the form of parallel-twinned and diametrically arranged plates with collinear direction of band- helical surfaces rigidly connected in the upper and lower parts by means of U-shaped segments. The distance between surfaces equals the product of the width of one surface by the multiplicity of ratios of the diameters of sprung-hole cavity and upper non-expanded part of the hole. The twinned band-helical plates are positioned in end parts of the firing pin. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области разрушения горных пород и предназначено для повышения эффективности взрывного дробления горных пород и экономии взрывчатых веществ путем повышения КПД взрыва в процессе взрывания скважинных зарядов с котловыми полостями. The invention relates to the field of destruction of rocks and is intended to increase the efficiency of explosive crushing of rocks and save explosives by increasing the efficiency of the explosion in the process of blasting borehole charges with boiler cavities.

Известна конструкция заряда для взрывания горных пород (авт.свид. N 1545717, кл. F 42 D 3/00, Б.И. N 30, 1997 г.), включающая колонку ВВ, снабженную вставкой, соосно установленной и выполненной в виде металлической пластины, скрученной вдоль продольной оси и предназначенной для турбулизации продуктов детонации в скважине. A known charge design for blasting rocks (autoswitch. N 1545717, CL F 42 D 3/00, B.I. N 30, 1997), including a column BB, equipped with an insert, coaxially mounted and made in the form of a metal a plate twisted along the longitudinal axis and designed to turbulize detonation products in the well.

К недостатку этой конструкции следует отнести сравнительно низкую ее эффективность применительно к взрыванию скважинных зарядов ВВ с котловыми полостями, в 2,0 - 2,5 раза превышающих традиционные диаметры предложенных колонковых зарядов. The disadvantage of this design is its relatively low efficiency with respect to blasting borehole explosive charges with boiler cavities 2.0 to 2.5 times the traditional diameters of the proposed core charges.

Известна также конструкция скважинного заряда (авт.свид. N 1744999, кл. E 21 C 37/00, F 42 D 3/04, Б.И. N 30, 1997 г.), в которой с целью повышения КПД взрыва за счет обеспечения полноты сгорания ВВ посредством создания турбулентных вихрей, распределенных равномерно по всему объему скважинного заряда увеличенного диаметра, хвостовая часть вставки, выполненной в виде металлической пластины, скрученной вдоль продольной оси, отклонена от своей продольной оси и ориентирована в сторону боевика. Also known is the design of the borehole charge (autoswitch. N 1744999, class E 21 C 37/00, F 42 D 3/04, B.I. N 30, 1997), in which, in order to increase the explosion efficiency due to ensuring the completeness of combustion of the explosive by creating turbulent vortices distributed uniformly throughout the entire volume of the borehole charge of an increased diameter, the tail of the insert, made in the form of a metal plate twisted along the longitudinal axis, is deviated from its longitudinal axis and is oriented towards the fighter.

Основным недостатком этой конструкции необходимо признать невозможность потребного изгиба хвостовой части скрученной металлической пластины пропорционально диаметру заряда для обеспечения равномерной турбулизации потока по всему сечению применительно к взрыванию скважинных зарядов с котловыми полостями диаметром до 500 мм и высотой от 8 до 10 м. The main drawback of this design is the impossibility of the required bending of the tail of the twisted metal plate in proportion to the diameter of the charge to ensure uniform turbulence of the flow over the entire cross section as applied to blasting borehole charges with boiler cavities with a diameter of up to 500 mm and a height of 8 to 10 m.

Наиболее близким техническим решением следует считать конструкцию скважинного заряда (авт.свид. N 1736244, кл. F 42 D 3/04, Б.И. N 30, 1997 г. ), в которой с целью повышения надежности работы конструкции колонковый заряд снабжен двумя металлическими пластинами, скрученными во взаимно противоположных направлениях. The closest technical solution should be considered the design of the borehole charge (author certificate N 1736244, class F 42 D 3/04, B.I. N 30, 1997), in which, with the aim of increasing the reliability of the structure, the core charge is equipped with two metal plates twisted in opposite directions.

Из недостатков указанной конструкции скважинного заряда следует отметить его недостаточную эффективность применительно к взрыванию скважинных зарядов ступенчатой формы, обусловленной котловыми полостями, размещенными в любой части цилиндрических скважин посредством их термического расширения высокотемпературной сверхзвуковой газовой струей. Among the drawbacks of the indicated design of the borehole charge, it should be noted that it is not efficient enough to explode step-shaped borehole charges caused by boiler cavities located in any part of cylindrical wells by thermal expansion of them by a high-temperature supersonic gas jet.

При размещении предложенной конструкции заряда в указанной котловой полости диаметром до 500 мм при прохождении ударной детонационной волны внутри металлических пластин, скрученных во взаимно противоположных направлениях, незакрепленные между собой металлические пластины будут отброшены к стенкам скважины за счет возникновения результирующего детонационного импульса, направленного перпендикулярно оси скважинного заряда. When the proposed charge structure is placed in the specified boiler cavity with a diameter of up to 500 mm when the shock detonation wave propagates inside metal plates twisted in mutually opposite directions, the metal plates not fastened to each other will be discarded to the borehole walls due to the resulting detonation pulse directed perpendicular to the axis of the borehole charge .

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности взрывания скважин с котловыми полостями путем направленного изменения движения продуктов детонации и увеличения скорости реакций дефлаграции, обеспечивающих повышение КПД взрыва за счет турбулизации газодисперсной смеси в скважине. The technical result of the invention is to increase the efficiency of blasting wells with boiler cavities by directionally changing the movement of detonation products and increasing the speed of deflagration reactions, which increase the explosion efficiency due to turbulization of the gas-dispersed mixture in the well.

Указанный результат достигается тем, что заряд для отбойки горных пород содержит взрывчатое вещество, скрученные металлические пластины, боевик и детонирующий шнур, причем металлические пластины выполнены в виде параллельно спаренных между собой и диаметрально расположенных с коллиниарным направлением ленточно-винтовых поверхностей, жестко соединенных в верхней и нижней частях посредством П-образных сегментов. Расстояние между винтообразными поверхностями равно произведению ширины одной поверхности на кратность отношений диаметров котловой полости и верхней нерасширенной части скважины. Спаренные ленточно-винтовые пластины размещены в торцевых частях боевика. This result is achieved in that the charge for breaking rocks contains explosive, twisted metal plates, an action movie and a detonating cord, the metal plates being made in the form of ribbon-screw surfaces parallel to each other and diametrically arranged with a collinear direction, rigidly connected to the upper and lower parts by means of U-shaped segments. The distance between the helical surfaces is equal to the product of the width of one surface by the multiplicity of the ratio of the diameters of the boiler cavity and the upper unexpanded part of the well. Paired ribbon-screw plates are located in the end parts of the action movie.

На фиг. 1 изображен общий вид заряда для отбойки горных пород; на фиг. 2 - узел A фиг. 1. In FIG. 1 shows a general view of the charge for breaking rocks; in FIG. 2 - node A of FIG. 1.

Металлические пластины выполнены в виде параллельно спаренных между собой и диаметрально расположенных с коллиниарным направлением ленточно-винтовых поверхностей 1, жестко соединенных в верхней и нижней частях посредством П-образных сегментов 2. При этом расстояние между винтообразными поверхностями принимают равным произведению ширины одной из винтовых поверхностей на кратность отношений диаметров котловой полости 3 и верхней нерасширенной части скважины 4 согласно установленной закономерности изменения объема ленточно-винтового заряда в зависимости от диаметра скважины. The metal plates are made in the form of tape-screw surfaces 1 parallel to each other and diametrically arranged with the collinear direction, rigidly connected in the upper and lower parts by means of U-shaped segments 2. The distance between the screw-like surfaces is taken equal to the product of the width of one of the screw surfaces by the ratio of the diameters of the boiler cavity 3 and the upper unexpanded part of the well 4 according to the established regularity of the change in the volume of the tape-screw charge depending on the diameter of the well.

Работа предложенной конструкции осуществляется следующим образом. The work of the proposed design is as follows.

При прохождении ударной детонационной волны внутри коллиниарно направленных винтообразных поверхностей 1 металлических пластин двигающийся за фронтом волны поток продуктов детонации придает спаренным пластинам, жестко соединенным между собой, импульс вращательно-поступательного движения. После прохождения детонационной волны спаренные пластины по инерции вращаются, двигаясь вслед за волной. При вращении ленточно-винтовых поверхностей пластин в скважине образуются вихревые потоки, обеспечивающие массоперенос молекул реагирующих компонентов за счет вынужденной конвекции. В связи с этим имеет место увеличение скорости реакций окисления и полноты сгорания продуктов взрыва, обеспечивающих повышение КПД взрыва. When the shock detonation wave passes inside the collinearly directed helical surfaces 1 of the metal plates, the detonation product flow moving behind the wave front gives the twin plates rigidly interconnected an impulse of rotational-translational motion. After the detonation wave propagates, the paired plates rotate by inertia, moving after the wave. During the rotation of the tape-screw surfaces of the plates in the borehole, vortex flows are formed that provide mass transfer of molecules of the reacting components due to forced convection. In this regard, there is an increase in the rate of oxidation reactions and the completeness of combustion of explosion products, which increase the explosion efficiency.

Результаты выполненных опытно-промышленных испытаний конструкции скважинного заряда, оснащенного сваренными пластинами с коллиниарно направленными ленточно-винтовыми поверхностями (см. Акт опытно-промышленных испытаний в приложении) свидетельствуют о качественной проработке подошвы уступа с возможностью снижения размера куска горной массы и существенного сокращения выхода негабаритов в процессе взрывания скважин с котловыми полостями. The results of the pilot industrial tests of the design of the borehole charge equipped with welded plates with collinearly directed tape-screw surfaces (see the Act of pilot industrial tests in the appendix) indicate a qualitative study of the bottom of the ledge with the possibility of reducing the size of a piece of rock mass and significantly reducing the output of oversized the process of blasting wells with boiler cavities.

Claims

1. A charge for breaking rocks containing explosive material, twisted metal plates, an action movie and a detonating cord, characterized in that the metal plates are made in the form of tape-screw surfaces parallel to each other and diametrically arranged with a collinear direction, rigidly connected in the upper and the lower part by means of U-shaped segments, and the distance between the helical surfaces is equal to the product of the width of one surface by the multiplicity of the ratio of the diameters of the boiler cavity and upper unexpanded part.

2. The charge according to claim 1, characterized in that the paired band-screw plates are placed in the end parts of the action movie.