RU2156431C1

RU2156431C1 - Method for charging-in of deep-hole and design of deep-hole charge

Info

Publication number: RU2156431C1
Application number: RU2000104970/03A
Authority: RU
Inventors: Е.И. Жученко; В.Б. Иоффе; Ю.В. Александров; Ф.Х. Хайрутдинов; И.Ю. Сундуков; А.М. Жарков; И.Е. Жученко; В.В. Басевич
Original assignee: Жученко Евгений Иванович; Иоффе Валерий Борисович; Александров Юрий Викторович; Хайрутдинов Фрад Хасылович; Сундуков Игорь Юрьевич; Жарков Андрей Михайлович; Жученко Иван Евгеньевич; Басевич Вадим Валерьевич
Priority date: 2000-03-01
Filing date: 2000-03-01
Publication date: 2000-09-20

Abstract

FIELD: mining industry, in particular, methods for charging-in of deep-holes and design of deep-hole charge in fulfillment of blasting operations mainly in open pits. SUBSTANCE: components of a combination charge including emulsion and grain explosives are delivered to the deep-hole separately without agitation. For formation of a deep-hole charge in the form of emulsion and grain explosives concentrically arranged in the bore-hole the above explosive components are delivered to the mouth of the deep-hole simultaneously by means of a charging hole and trough of charging machines. For example, a mix of ammonium nitrate and diesel fuel (igdanit), or some other explosive main be used as grain explosive. Emulsion and grain explosives are placed in the bore-hole in the immediate contact with formation of an external shell in the form of a sleeve of grain explosive, accommodating the emulsion explosive. EFFECT: reduced labour content in charging-in of deep-holes, enhanced efficiency of blasting operations. 5 cl

Description

Изобретение относится к области горного дела, в частности к способам заряжания сухих и слабообводненных скважин и конструкции скважинного заряда, и может быть использовано на открытых горных работах при карьерной разработке месторождений полезных ископаемых. The invention relates to the field of mining, in particular to methods for loading dry and weakly watered wells and the design of a borehole charge, and can be used in open pit mining during career development of mineral deposits.

Из литературы известен способ заряжания скважин комбинированными зарядами взрывчатых веществ (ВВ) из водоустойчивого и неводоустойчивого ВВ. При этом в обводненную скважину засыпается заряд водоустойчивого ВВ по высоте, равной высоте столба воды. После определенной выдержки времени, равной 12 - 24 ч, на водоустойчивое ВВ в верхнюю сухую часть скважины подают неводоустойчивое ВВ (см. Суханов А.Ф., Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом, М.: Недра, 1983, с. 135). From literature there is a known method of loading wells with combined explosive charges from a waterproof and non-waterproof explosive. At the same time, a charge of waterproof explosive is poured into the flooded well at a height equal to the height of the water column. After a certain exposure time of 12-24 hours, a water-resistant explosive is supplied to the upper dry part of the well with a non-waterproof explosive (see Sukhanov A.F., Kutuzov B.N. Destruction of rocks by explosion, M .: Nedra, 1983, p. 135).

Недостатком способа является большая длительность заряжания, а также использование водоустойчивых и неводоустойчивых типов ВВ, что повышает стоимость взрывных работ. The disadvantage of this method is the long duration of loading, as well as the use of waterproof and non-waterproof types of explosives, which increases the cost of blasting.

Известен способ заряжания скважин при карьерной разработке месторождений полезных ископаемых с применением комбинированных зарядов. При этом, как правило, в нижней части уступа, где имеет место максимальное сопротивление взрыву, размещают ВВ с высокой, а в верхней с меньшей удельной энергией взрыва. A known method of loading wells during career development of mineral deposits using combined charges. In this case, as a rule, in the lower part of the ledge, where the maximum explosion resistance takes place, explosives with a high and, in the upper, with a lower specific energy of the explosion are placed.

Применение метода комбинированных зарядов ВВ с различными энергетическими характеристиками в одном скважинном заряде является эффективным, т.к. позволяет обеспечить рациональный расход различных по своим свойствам ВВ и оптимизировать затраты на взрывные работы (см. Ефремов Э.И. и др. Ресурсосберегающие технологии взрывного разрушения горных пород.- Киев: Техника, 1990, с.87-88). The application of the method of combined explosive charges with different energy characteristics in one borehole charge is effective, because allows to ensure a rational consumption of explosives of various properties and to optimize the cost of blasting (see Efremov E.I. et al. Resource-saving technologies for explosive destruction of rocks. - Kiev: Technique, 1990, p. 87-88).

Однако данный метод имеет те недостатки, что при механизированном заряжании скважин формирование комбинированного заряда по высоте уступа вызывает необходимость загрузки каждого типа ВВ в отдельные транспортно-зарядные машины и неоднократного наезда этих машин на одну и ту же скважину, что в итоге снижает интенсивность подготовки и проведения взрывных работ. However, this method has those drawbacks that, when mechanized loading of wells, the formation of a combined charge along the height of the step makes it necessary to load each type of explosive into separate transport-charging machines and repeatedly hit these machines on the same well, which ultimately reduces the intensity of preparation and holding blasting.

Известен способ заряжания и конструкция заряда, включающая комбинированный заряд из двух типов ВВ, которые располагаются в непосредственном контакте концентрично друг другу, причем центральная часть заряда представлена шашками баллистного ракетного топлива, а периферийная часть заряда из аммиачной селитры образует наружную оболочку в виде стакана (см. патент РФ 2060446 C1, кл. F 42 D 1/02, 1966). A known charging method and charge design, comprising a combined charge of two types of explosives, which are located in direct contact concentrically to each other, the central part of the charge is represented by ballistic rocket fuel checkers, and the peripheral part of the charge of ammonium nitrate forms an outer shell in the form of a glass (see RF patent 2060446 C1, CL F 42 D 1/02, 1966).

Недостатком данного способа является низкая производительность заряжания скважин, сложное выполнение, поскольку центральная часть заряда выполняется посредством ручного заряжания. The disadvantage of this method is the low productivity of loading wells, difficult to perform, since the central part of the charge is performed by manual loading.

Наиболее близким к настоящему изобретению является способ заряжания и конструкция скважинного заряда, согласно которому скважину заряжают комбинированным зарядом из двух типов ВВ без перемешивания с образованием скважинного заряда из гранулированного и эмульсионного ВВ, которые в скважине размещают концентрично с размещением эмульсионного ВВ в периферийной части скважины (см. патент РФ N 2026988, кл. E 21 C 37/00, 1995). Closest to the present invention is a loading method and a design of a borehole charge, according to which a well is charged with a combined charge of two types of explosives without stirring to form a borehole charge from granular and emulsion explosives, which are placed concentrically in the well with emulsion explosives in the peripheral part of the well (see RF patent N 2026988, class E 21 C 37/00, 1995).

Недостатком данного способа является сложность выполнения операции заряжания, а также низкая эффективность взрыва скважинного заряда взрывчатого вещества простейшего состава. The disadvantage of this method is the complexity of the loading operation, as well as the low efficiency of the explosion of a borehole explosive charge of the simplest composition.

Из технической литературы известно, что средством повышения эффективности взрыва скважинного заряда взрывчатого вещества простейшего состава является линейное (осевое) инициирование, реализуемое путем предварительного размещения по оси скважины линейного заряда из взрывчатого вещества, имеющего более высокую скорость детонации, например, из шашек ТНТ или шлангового заряда из патронов аммонита N 6, с последующим заполнением свободного объема скважины взрывчатым веществом простейшего состава типа АС-ДТ ( Тимошин В.И. Совершенствование взрывных работ на разрезах юга Кузбасса. Материалы международной конференции "Взрывное дело - 99", М., МГГУ, 1999, с. 251). From the technical literature it is known that the means of increasing the explosion efficiency of a borehole explosive charge of the simplest composition is linear (axial) initiation, which is realized by preliminary placing a linear charge of an explosive having a higher detonation velocity along the borehole axis, for example, from TNT or hose charge from ammonite cartridges N 6, followed by filling the free volume of the well with explosives of the simplest composition of the AC-DT type (Timoshin V.I. blasting operations in sections of the south of Kuzbass. Materials of the international conference "Blasting - 99", Moscow, Moscow State University, 1999, p. 251).

Задачей данного изобретения в отношении способа заряжания скважин является упрощение операции способа заряжания, возможность его осуществления при использовании механизированной зарядки скважин при создании концентричной конструкции скважинного заряда, позволяющей повысить эффективность взрыва. The objective of the invention in relation to the method of loading wells is to simplify the operation of the method of loading, the possibility of its implementation using mechanized charging of wells to create a concentric design of the borehole charge, which allows to increase the efficiency of the explosion.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе заряжания сухих и слабообводненных скважин, согласно которому в скважину раздельно без перемешивания подают составляющие комбинированного заряда, включающего эмульсионное и гранулированное взрывчатые вещества, указанные составляющие ВВ подают на устье скважины одновременно посредством зарядного шланга и лотка зарядных машин для образования в процессе заряжания скважинного заряда в виде наружного стакана из гранулированного ВВ и размещенного внутри указанного стакана эмульсионного ВВ. The problem is solved due to the fact that in the method of loading dry and weakly watered wells, according to which the components of the combined charge, including emulsion and granular explosives, are fed separately to the well without mixing, these components of the explosives are fed to the wellhead simultaneously by means of a charging hose and a tray of charging machines for the formation in the process of loading a borehole charge in the form of an outer glass of granular explosives and an emulsion placed inside the glass onnogo explosives.

Кроме того, поставленная задача решается за счет того, что в качестве гранулированного ВВ применяют смесь аммиачной селитры с дизельным топливом (игданит). In addition, the task is solved due to the fact that a mixture of ammonium nitrate with diesel fuel (igdanite) is used as a granular explosive.

Предпочтительно, чтобы соблюдалось отношение внутреннего диаметра стакана гранулированного ВВ к его наружному диаметру в интервале 0,18 - 0,7. It is preferable that the ratio of the inner diameter of the cup of granular explosive to its outer diameter in the range of 0.18 - 0.7 is observed.

Целесообразно соблюдать отношение плотности эмульсионного ВВ к плотности гранулированного ВВ в интервале от 0,8 до 1,35. It is advisable to observe the ratio of the density of the emulsion explosive to the density of the granular explosive in the range from 0.8 to 1.35.

В отношении конструкции скважинного заряда задачей изобретения является создание такой конструкции заряда, которая бы позволяла повысить эффективность взрыва ВВ простейшего состава типа АС-ДТ за счет их осевого инициирования эмульсионным ВВ, а также увеличение полноты детонации АС-ДТ в сухих или частично обводненных скважинах. In relation to the design of the borehole charge, the object of the invention is to create such a charge design that would increase the explosion efficiency of explosives of the simplest composition of the AC-DT type due to their axial initiation by an emulsion explosive, as well as increase the completeness of the detonation of AC-DT in dry or partially flooded wells.

Поставленная задача решается за счет выполнения конструкции скважинного заряда в виде концентрично размещенных в скважине гранулированного и эмульсионного взрывчатых веществ, причем оба ВВ размещены в скважине в непосредственном контакте и гранулированное ВВ образует наружную оболочку в виде стакана, внутри которого размещено эмульсионное ВВ. The problem is solved by performing the design of the borehole charge in the form of granular and emulsion explosives concentrically placed in the borehole, both explosives being placed in direct contact with the borehole and the granular explosive forms an outer shell in the form of a glass inside which an emulsion explosive is placed.

Настоящий способ заряжания сухих или частично обводненных скважин основан на экспериментально обнаруженном эффекте распределения по скважине гранулированного и эмульсионного ВВ при их одновременной подаче на устье скважины посредством зарядных машин. Образующийся при таком заряжании скважины комбинированный заряд представляет собой стакан, образованный из гранулированного ВВ, например типа "игданит". Внутри этого стакана размещается эмульсионное ВВ. The present method of loading dry or partially flooded wells is based on the experimentally discovered effect of the distribution of granular and emulsion explosives along the well when they are simultaneously fed to the wellhead by means of charging machines. The combined charge formed during such loading of the well is a glass formed from a granular explosive, for example, igdanite type. An emulsion explosive is placed inside this glass.

Поскольку такой концентрично расположенный заряд удается получить без дополнительных затрат и даже проще, чем при перемешивании компонентов с целью получения однородной смеси, то настоящий способ заряжания позволяет удешевить процесс зарядки и взрывания скважин при ведении взрывных работ на карьерах. Since such a concentric charge can be obtained without additional costs and even easier than when mixing the components in order to obtain a homogeneous mixture, this charging method allows you to reduce the cost of the process of charging and blasting wells when blasting in quarries.

Пример осуществления способа
Способ поясняется примером заряжания нисходящих скважин в условиях частично обводненных пород.An example of the method
The method is illustrated by an example of loading of downhole wells in conditions of partially flooded rocks.

На стационарном пункте приготовления подготавливают раствор окислителя путем подачи в аппарат, снабженный мешалкой, воды и окислителя, в качестве которого используют, например, смесь аммиачной и натриевой селитры. В другом аппарате производят подготовку смеси жидкого горючего (например, дизельного топлива) и эмульгатора (например, эфира глицерина, эфира сорбита и жирных кислот). At a stationary cooking station, an oxidizing agent solution is prepared by supplying water and an oxidizing agent to an apparatus equipped with a stirrer, for example, using a mixture of ammonium and sodium nitrate. In another apparatus, a mixture of liquid fuel (for example, diesel fuel) and an emulsifier (for example, glycerol ether, sorbitol ether and fatty acids) is prepared.

Подготовленные смеси одновременно при температуре 70 - 80^o подают в смесительный модуль, в которым осуществляют приготовление эмульсии путем смешивания раствора окислителя со смесью жидкого горючего и эмульгатора, при этом готовую эмульсию сенсибилизируют микросферой или газифицируют. Сенсибилизацию эмульсии можно проверить как на стационарном пункте, так и в смесительно-зарядной машине (СЗМ) в процессе заряжания скважин.The prepared mixtures are simultaneously supplied at a temperature of 70 - 80 ^o to the mixing module, in which the emulsion is prepared by mixing the oxidizing solution with a mixture of liquid fuel and emulsifier, while the prepared emulsion is sensitized with a microsphere or gasified. The sensitization of the emulsion can be checked both at a stationary point and in a mixing-charging machine (SPM) during the loading of wells.

Готовое эмульсионное ВВ подают при зарядке на устье скважины одновременно с гранулированным ВВ, в качестве которого может быть использован, например, игданит, при этом гранулированное ВВ подают на устье скважины непосредственно из лотка зарядной машины. В процессе заряжания скважины происходит естественное разделение эмульсионного и гранулированного ВВ таким образом, что гранулированное ВВ, смещаясь к стенкам скважины, образует естественный "стакан", внутри которого размещено эмульсионное ВВ. The finished emulsion explosive is fed during charging at the wellhead simultaneously with granular explosives, for example, igdanite, for example, granular explosives are fed to the wellhead directly from the tray of the charging machine. In the process of loading the well, a natural separation of the emulsion and granular explosives occurs in such a way that the granular explosives, moving toward the walls of the well, form a natural "glass" inside which an emulsion explosive is placed.

Регулируя количественный состав подаваемых компонентов скважинного заряда, представляется возможным изменять его эффективность в зависимости от условий, в которых производятся работы. By adjusting the quantitative composition of the supplied components of the borehole charge, it seems possible to change its effectiveness depending on the conditions in which the work is performed.

Так, в зависимости от степени обводненности скважины целесообразно регулировать весовое соотношение гранулированного и эмульсионного ВВ, образующих скважинный заряд. Это весовое соотношение может изменяться как за счет изменения количества, например эмульсионного ВВ, так и за счет изменения его плотности, которую целесообразно изменять в процессе сенсибилизации эмульсии. So, depending on the degree of water cut in the well, it is advisable to adjust the weight ratio of the granular and emulsion explosives forming the borehole charge. This weight ratio can vary due to changes in the quantity, for example, emulsion explosives, and due to changes in its density, which is advisable to change in the process of sensitization of the emulsion.

При этом отношение внутреннего диаметра стакана гранулированного ВВ к его наружному диаметру, который является также наружным диаметром для центрального "стержня", состоящего из эмульсионного ВВ, составляет 0,18 - 0,7. Эти соотношения получены экспериментальным путем и справедливы для диапазона скважин, применяемых при ведении буровзрывных работ на карьерах. Moreover, the ratio of the inner diameter of the glass of granular explosive to its outer diameter, which is also the outer diameter for the central "rod", consisting of an emulsion explosive, is 0.18 - 0.7. These ratios are obtained experimentally and are valid for the range of wells used in drilling and blasting operations in quarries.

С учетом вышеуказанных соотношений диаметров концентрично расположенных компонентов заряда, а также учитывая оптимальные весовые отношения компонентов, определенные в процессе проведения взрывных работ по данной технологии, установлено, что оптимальными отношениями плотности эмульсионного ВВ к плотности гранулированного ВВ являются отношения в пределах от 0,8 до 1,35 при плотности гранулированного ВВ, равной 1 г/куб.см. Taking into account the above ratios of diameters of concentrically located charge components, as well as taking into account the optimal weight ratios of the components determined during blasting using this technology, it was found that the optimal ratios of the density of the emulsion explosive to the density of the granular explosive are ratios ranging from 0.8 to 1 , 35 at a density of granular explosives equal to 1 g / cc.

Claims

1. A method of loading dry and weakly watered wells, according to which the components of the combined charge, including emulsion and granular explosives, are fed into the well separately without mixing, characterized in that said components of explosives are fed to the wellhead by means of a charging hose and a tray of charging machines for forming the process of loading the borehole charge in the form of an outer cup of granular explosives and placed inside the specified glass emulsion explosives.

2. The method according to claim 1, characterized in that a mixture of ammonium nitrate with diesel fuel (igdanite) is used as a granular explosive.

3. The method according to claim 1, characterized in that the ratio of the inner diameter of the glass of granular explosives to its outer diameter is 0.18 - 0.7.

4. The method according to claim 1, characterized in that the ratio of the density of the emulsion explosive to the density of the granular explosive is from 1.00 to 1.25.

5. The design of the borehole charge, including granular and emulsion explosives placed concentrically in the well, characterized in that both explosives are placed in direct contact with the borehole, while the granular explosive forms an outer shell in the form of a glass inside which an emulsion explosive is placed.