RU2169346C2 - Способ разрушения горных пород взрывом - Google Patents
Способ разрушения горных пород взрывом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2169346C2 RU2169346C2 RU96121871A RU96121871A RU2169346C2 RU 2169346 C2 RU2169346 C2 RU 2169346C2 RU 96121871 A RU96121871 A RU 96121871A RU 96121871 A RU96121871 A RU 96121871A RU 2169346 C2 RU2169346 C2 RU 2169346C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure chamber
- low
- hole
- working gas
- explosive
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при взрывных работах для отбойки горных пород, рыхления мерзлого грунта и разрушения негабаритов. Газообразное взрывчатое вещество помешают в камеру высокого давления ударной трубы, затем выпускают в камеру низкого давления шпур, где и происходит самоинициирование за счет повышения температуры во фронте ударной волны. Изобретение позволяет повысить эффективность и безопасность работ за счет использования экологически чистого газообразного взрывчатого вещества. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к взрывным работам и может быть использовано для отбойки горных пород, рыхления мерзлого грунта и разрушения негабаритов.
В известных способах ведения взрывных работ, требующих бурения шпуров, заряжения и взрывания, имеется ряд недостатков. В частности, они проявляются в образовании токсичных газов, большом количестве разлетающихся осколков породы, сложности реализации способа в автоматизированном режиме.
К тому же предприятие в процессе работы должно иметь необходимый запас ВВ и средств инициирования, а для этого на предприятии должен располагаться склад взрывчатых материалов, что связано с существенными расходами.
Известны способ отбойки горных пород и устройство его осуществления [1], предусматривающие бурение разрушаемой горной породы, формирование в предлагаемом устройстве порции жидкости в виде цилиндра,его разгона и соударения со стенками пробуренного в разрушаемой горной породе шпура. Отбойка и разрушение породы производятся за счет кинетической энергии разогнанной порции жидкости. Придание высокой кинетической энергии движущейся жидкости является сложной технической задачей.
Преобразование потенциальной химической энергии взрывчатых веществ в механическую происходит более эффективно и позволяет получать высокую работу разрушения.
Близким техническим решением является известный взрывогенераторный способ разрушения горных пород [2], в котором используется преобразование потенциальной химической энергии жидкого взрывчатого вещества в работу разрушения, заключающийся в заполнении шпура жидким ВВ и инициировании его с различной частотой.
Однако область его использования ограничена, так как применяемые жидкие ВВ и продукты их разложения весьма токсичны.
Цель изобретения - повышение эффективности разрушения горных пород.
Поставленная цель достигается тем, что используют экологически чистые газообразные взрывчатые вещества (например, кислородо-водородная смесь), а инициирование его осуществляют в ударной трубе.
Применение в качестве взрывчатого вещества газовой смеси, эквивалентной по работоспособности твердому ВВ, требует прочной оболочки, способной выдерживать многократные взрывы. Кроме этого, в процессе истечения продуктов взрыва из оболочки в шпур разрушаемой горной породы происходит потеря энергии и КПД взрыва снижается. Разрушение происходит наиболее эффективно в том случае, когда воздействие продуктов взрыва осуществляется непосредственно на стенки шпура разрушаемой горной породы. Поднять давление газообразного ВВ в шпуре, а затем инициировать возможно лишь в динамическом режиме, так как обеспечить герметичность шпура в реальных условиях практически невозможно. Для выполнения всех вышеперечисленных условий требуется решить сложные технические задачи по выпуску газообразного ВВ в шпур и инициированию его в определенный момент времени.
Для выполнения всех операций предлагаемого способа наилучшим образом подходит ударная труба [3].
Ударная труба (фиг. 1) представляет собой удлиненный сосуд, в котором размещена открываемая перемычка (1) (например, диафрагма или быстродействующий клапан), разделяющая камеру высокого давления (2) и камеру низкого давления (3), выполненную в виде шпура (скважины), размещенного в разрушаемой горной породе (4), (5) - запорная арматура. В камере высокого давления создают возможно большее давление (десятки, сотни атмосфер рабочего газа). В качестве рабочего газа применяют кислородо-водородную смесь, кислородо-пропановую или другие взрывчатые газовые смеси.
Способ осуществляют следующим образом.
В разрушаемой горной породе (4) бурят шпур - камеру низкого давления (3), закрепляют в ней камеру высокого давления (2). Через запорную арматуру (5) в камеру высокого давления подают рабочие газы до расчетного давления. При достижении заданного давления в камере (2) открывают перемычку (1). В процессе движения газовой смеси в камере низкого давления (шпуре) формируется ударная волна, давление в которой превышает исходное в камере (2). Причем максимум величины ударной волны располагается на расстоянии (L), равном 20 - 30 диаметров камеры низкого давления [4]. Выбирая длину шпура, равной 20 - 30 диаметров (например, для шпура диаметром 42 мм длина его должна быть равной 840 - 1260 мм), тем самым увеличим эффективность разрушения горных пород. Температура в ударной волне также возрастает и происходит инициирование взрывчатых газовой смеси, что приводит к еще большему возрастанию давления. В результате воздействия интенсивной ударной волны на стенки шпура горная порода разрушается.
Диаграмма происходящих процессов приведена на фиг. 2.
Работоспособность взрывчатых веществ в шпуре возрастает с использованием забойки. Для применения способа в автоматизированном режиме предлагается использовать гидрозабойку также в динамическом режиме. Предлагаются два варианта осуществления гидрозайбойки.
Первый вариант предусматривает быстрый впрыск жидкости в пространство между внутренней поверхностью шпура и корпусом ударной трубы одновременно с выпуском рабочего газа из камеры высокого давления.
Второй вариант предусматривает в начальный момент времени впрыскивание в шпур жидкости, заполняющей все поры, зазоры и трещины, затем выпуск рабочего газа, который воспламеняют предлагаемыми выше способами.
Накопление взрывчатой смеси в камере высокого давления до 15 - 20 МПа требует обеспечения высокой прочности оболочки этой камеры, что обеспечивается специальной конструкцией ее. Для упрощения конструкции и сохранения при этом безопасной работы устройства, основанного на предлагаемом способе, применяют раздельное хранение компонентов взрывчатой газовой смеси, а смешивание производят в процессе движения газов после их выпуска из дозирующих камер высокого давления. Смешивание осуществляют в процессе движения газов по камере низкого давления завихрителями или другими известными способами.
Применение предлагаемого способа позволит более эффективно осуществлять разрушение горных пород, к тому же экологически чисто. На основе данного способа возможно создание высокопроизводительных автоматизированных проходческих компонентов и породоразрушающих машин.
Литература
1. Патент N 934915, бюл. N 21, 07.06.82 г., E 21 C 37/00.
1. Патент N 934915, бюл. N 21, 07.06.82 г., E 21 C 37/00.
2. А/с 1286769, бюл. N 4, 30.01.87 г., E 21 C 37/00.
3. Я. Б. Зельдович, Ю.П. Райзер "Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений", Государственное издательство физико-математической литературы. Москва, 1963 г., стр. 193 - 198.
4. Солоухин Р. И. "Ударные волны и детонация в газах", Государственное издательство физико-математической литературы. М., 1963 г., с. 10 - 20.
Claims (6)
1. Способ разрушения горных пород взрывом, включающий применение ударной трубы, разделенной диафрагмой или быстродействующим клапаном на камеру высокого давления и камеру низкого давления, использование в качестве рабочего газа взрывчатой газообразной смеси, выпуск газа из камеры высокого давления через диафрагму или быстродействующий клапан в камеру низкого давления, отличающийся тем, что камеру низкого давления выполняют в шпуре, пробуренном в разрушаемой горной породе, а воспламенение рабочего газа осуществляют после его выпуска из камеры высокого давления в камере низкого давления.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что длину камеры низкого давления - шпура выбирают равной 20-30 диаметров.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что воспламенение осуществляют за счет адиабатического сжатия в прямой или отраженной ударной волне.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что одновременно с выпуском рабочего газа из камеры высокого давления в пространство между корпусом ударной трубы и внутренней поверхностью шпура, в качестве забойки, подают жидкость.
5. Способ по любому из пп.1, 4, отличающийся тем, что перед выпуском рабочего газа из камеры высокого давления в шпур подают порцию жидкости.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют бинарную взрывчатую смесь, а смешивание осуществляют в камере низкого давления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96121871A RU2169346C2 (ru) | 1996-11-10 | 1996-11-10 | Способ разрушения горных пород взрывом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96121871A RU2169346C2 (ru) | 1996-11-10 | 1996-11-10 | Способ разрушения горных пород взрывом |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96121871A RU96121871A (ru) | 1999-01-20 |
RU2169346C2 true RU2169346C2 (ru) | 2001-06-20 |
Family
ID=20187238
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96121871A RU2169346C2 (ru) | 1996-11-10 | 1996-11-10 | Способ разрушения горных пород взрывом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2169346C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103234890A (zh) * | 2013-04-22 | 2013-08-07 | 辽宁工程技术大学 | 低渗透煤体高压气体循环脉冲致裂增透实验装置 |
CN103234891A (zh) * | 2013-04-22 | 2013-08-07 | 辽宁工程技术大学 | 低渗透煤体高压气体循环脉冲致裂增透实验方法 |
CN104655806A (zh) * | 2015-03-03 | 2015-05-27 | 河南理工大学 | 一种氮气致裂煤层能量变化及渗透率测试方法及装置 |
-
1996
- 1996-11-10 RU RU96121871A patent/RU2169346C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЗЕЛЬДОВИЧ Я.Б. и др. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. - М.: Государственное изд-во физико-математической литературы, 1963, с.193-198. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103234890A (zh) * | 2013-04-22 | 2013-08-07 | 辽宁工程技术大学 | 低渗透煤体高压气体循环脉冲致裂增透实验装置 |
CN103234891A (zh) * | 2013-04-22 | 2013-08-07 | 辽宁工程技术大学 | 低渗透煤体高压气体循环脉冲致裂增透实验方法 |
CN104655806A (zh) * | 2015-03-03 | 2015-05-27 | 河南理工大学 | 一种氮气致裂煤层能量变化及渗透率测试方法及装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2081313C1 (ru) | Устройство для разрушения материалов твердых плотных скальных пород и бетона и способ разрушения материалов твердых плотных скальных пород и бетона | |
US6435096B1 (en) | Method and apparatus for controlled small-charge blasting by decoupled explosive | |
US5308149A (en) | Non-explosive drill hole pressurization method and apparatus for controlled fragmentation of hard compact rock and concrete | |
KR20190085836A (ko) | 기폭용 라이너를 이용한 발파공법 | |
US3988037A (en) | Method of breaking a hard compact material, means for carrying out the method and application of the method | |
Singh | Non-explosive applications of the PCF concept for underground excavation | |
JP2008533341A (ja) | 削岩機および岩石破砕方法 | |
NO302383B1 (no) | Fremgangsmåte for fragmentering av fast substans | |
WO1997006402A9 (en) | Controlled small-charge blasting by explosive | |
US6102484A (en) | Controlled foam injection method and means for fragmentation of hard compact rock and concrete | |
Grubelich et al. | An overview of a high energy stimulation technique for geothermal applications | |
CN108999596B (zh) | 一种超临界co2点式射流冲击气爆致裂煤岩体的方法 | |
JPH10500745A (ja) | 発破穴の穴尻加圧による硬質岩石の制御破砕 | |
RU2169346C2 (ru) | Способ разрушения горных пород взрывом | |
RU2431560C2 (ru) | Портативное пневматическое устройство для разрушения горной породы | |
CN110823036B (zh) | 一种控制爆区边缘岩体损伤的爆破方法 | |
CN107091090A (zh) | 一种矿用二氧化碳爆破装置 | |
RU2252393C1 (ru) | Способ проведения взрывных работ и устройство для его осуществления | |
RU2152518C1 (ru) | Способ дегазации надрабатываемой угленосной толщи | |
Schmidt et al. | In Situ Testing of Well-Shooting Concepts | |
RU2026989C1 (ru) | Способ разрушения горных пород | |
CN212512735U (zh) | 一种快速致裂器及致裂器组 | |
RU96121871A (ru) | Способ разрушения горных пород взрывом | |
RU2137089C1 (ru) | Способ утилизации боеприпасов | |
Liu et al. | Application research of liquid CO2 fracturing in coal seam penetration |