RU2229684C1

RU2229684C1 - Deep-hole stemming

Info

Publication number: RU2229684C1
Application number: RU2002131216/03A
Authority: RU
Inventors: Г.П. Парамонов (RU); Г.П. Парамонов; Ю.А. Миронов (RU); Ю.А. Миронов; А.В. Юровских (RU); А.В. Юровских
Original assignee: Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет)
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2004-05-27

Abstract

FIELD: drilling and blasting operations, in particular, locking of gaseous products of explosion in the charge space, applicable in explosive destruction of rocks by the method of deep-hole charges. SUBSTANCE: the invention is characterized by the fact that the deep-hole stemming is made of plastic polymeric material and has the shape of a cylinder, whose diameter is commensurable with the diameter of the deep hole with an axial inner cavity, having the shape of an elongated hemisphere conjugated to a truncated cone, it directly joins the explosive charge, the cylinder is made hollow and thin-walled, and the mentioned axial inner cavity is made in the form of a thin-walled funnel, whose walls have the same thickness as the cylinder walls and are made of the same material, the space between the funnel and the cylinder is filled with an inert material, the thickness of the cylinder walls and the funnel makes up 2 to 4 mm. EFFECT: simplified arrangement of the stemming inside the deep hole at different coefficients of drilling-out and roughness of the deep-hole walls due to enhanced elasticity of the structure+ADs- simplified manufacture of the stemming at a use of thin-walled profiles+ADs- considerably reduced cost due to the saving of the material. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области буровзрывных работ, конкретно к запиранию газообразных продуктов взрыва в зарядной полости и может быть использовано при взрывном разрушении горных пород методом скважинных зарядов.The invention relates to the field of drilling and blasting, specifically to locking gaseous products of an explosion in a charging cavity and can be used for explosive destruction of rocks by the method of borehole charges.

Известны скважинные забойки из породной мелочи и т.п., увеличивающие время действия расширяющихся газообразных продуктов взрыва на разрушаемый массив (Кутузов Б.Н. Взрывные работы. М., Недра, 1988, с.223).Known borehole stemming from rock fines, etc., which increase the duration of the expanding gaseous products of the explosion on the destructible massif (Kutuzov BN Blasting operations. M., Nedra, 1988, p.223).

Известна также забойка для скважин большого диаметра (патент РФ №2122178, 6 F 42 D 1/20, 1998 г.), представляющая собой цилиндр с внутренней полостью, имеющей вид полусферы, сопряженной с усеченным конусом, в состав материала для изготовления которой входит соль щелочноземельного металла (прототип). Забойка изготовлена из полиэтилена высокого давления в качестве пластификатора.Knocking is also known for large diameter wells (RF patent No. 2122178, 6 F 42 D 1/20, 1998), which is a cylinder with an internal cavity having the form of a hemisphere conjugated with a truncated cone, the composition of the material for the manufacture of which includes salt alkaline earth metal (prototype). The jamming is made of high pressure polyethylene as a plasticizer.

Недостатком данной конструкции является достаточно жесткая внешняя поверхность изделия. При наличии у разных горных пород различного коэффициента разбуривания и чистоты внутренней поверхности скважины это приводит к трудностям при размещении забойки внутри скважины. Кроме того, при увеличении диаметра забойки многократно увеличивается количество материала, затрачиваемого на изготовление одного изделия, что ведет к значительному росту его себестоимости, а существующие способы литья и прессовки не позволяют качественно и быстро изготавливать крупные партии подобных изделий.The disadvantage of this design is the rather rigid external surface of the product. If different rocks have a different coefficient of drilling and the purity of the inner surface of the well, this leads to difficulties in placing the bottom hole inside the well. In addition, with an increase in the stemming diameter, the amount of material spent on the manufacture of one product increases many times, which leads to a significant increase in its cost, and existing casting and pressing methods do not allow large and high-quality production of large batches of such products.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и снижение себестоимости ведения взрывных работ скважинным методом путем запирания продуктов детонации в зарядной полости до полного разрушения массива.The technical result of the invention is to increase the efficiency and reduce the cost of blasting by the downhole method by locking the detonation products in the charging cavity until the array is completely destroyed.

Технический результат достигается тем, что скважинная забойка, выполненная из пластического полимерного материала, имеющая форму цилиндра, внешний диаметр которого соизмерим с диаметром скважины, и с осевой внутренней полостью, имеющей вид вытянутой полусферы, сопряженной с усеченным конусом, непосредственно примыкающая к заряду взрывчатого вещества, согласно изобретению цилиндр выполнен полым и тонкостенным, при этом упомянутая осевая внутренняя полость выполнена в виде тонкостенной воронки, стенки которой имеют ту же толщину, что и стенки цилиндра, и выполнены из того же материала, причем пространство между воронкой и цилиндром заполнено инертным материалом. Толщина стенок цилиндра и воронки составляет 2-4 мм. При этом достигается:The technical result is achieved by the fact that the borehole stemming made of plastic polymer material, having the shape of a cylinder, the outer diameter of which is comparable with the diameter of the borehole, and with an axial internal cavity having the form of an elongated hemisphere conjugated with a truncated cone, directly adjacent to the explosive charge, according to the invention, the cylinder is made hollow and thin-walled, while said axial inner cavity is made in the form of a thin-walled funnel, the walls of which have the same thickness as the walls of the cylinder, and are made of the same material, and the space between the funnel and the cylinder is filled with inert material. The wall thickness of the cylinder and the funnel is 2-4 mm. This achieves:

1) обеспечение времени работы забойки, необходимого для максимального использования энергии газообразных продуктов взрыва;1) ensuring the working time of the stemming necessary for the maximum use of energy of gaseous products of the explosion;

2) упрощение размещения забойки внутри скважины при наличии различных коэффициентов разбуривания и шероховатости стенок скважины за счет повышения эластичности конструкции;2) the simplification of the placement of stemming inside the well in the presence of different coefficients of drilling and roughness of the walls of the well by increasing the elasticity of the structure;

3) простота изготовления забойки при использовании тонкостенных профилей;3) the simplicity of the production of stemming when using thin-walled profiles;

4) значительное снижение себестоимости изделия за счет экономии материала.4) a significant reduction in the cost of the product due to material savings.

Устройство забойки поясняется чертежами (фиг.1, 2). Она выполнена в форме полого тонкостенного цилиндра 1 (толщина стенок 2-4 мм), изготовленного из ПВД или другого полимерного пластического материала. В нем размещена осевая тонкостенная воронка 2. Входная часть 3 воронки имеет форму вытянутой полусферы, сопряженной с усеченным конусом. Пространство между цилиндром 1 и воронкой 2 заполнено инертным материалом 4 (например, песок или отсев), обеспечивающим запас массы изделия. Для центрирования положения забойки в скважине в ее верхней части предусмотрены тонкостенные стопорные лепестки 5, симметрично расположенные по окружности цилиндра, внешний диаметр которого соответствует диаметру бурового инструмента, а минимальная длина составляет не менее 2,5 диаметров.The clogging device is illustrated by drawings (figures 1, 2). It is made in the form of a hollow thin-walled cylinder 1 (wall thickness 2-4 mm) made of LDPE or other polymer plastic material. An axial thin-walled funnel 2 is placed in it. The inlet part 3 of the funnel has the shape of an elongated hemisphere conjugated with a truncated cone. The space between the cylinder 1 and the funnel 2 is filled with an inert material 4 (for example, sand or screenings), providing a supply of mass of the product. To center the position of the stemming hole in the well, in its upper part thin-walled retaining lobes 5 are provided, symmetrically located around the circumference of the cylinder, the outer diameter of which corresponds to the diameter of the drilling tool, and the minimum length is at least 2.5 diameters.

Забойка работает следующим образом. После преломления детонационной волны в пространство скважины происходит взаимодействие ударной волны с входной частью забойки и распор внутренней поверхности вытянутой полусферы стенок воронки. При этом инертный материал между стенками воронки и цилиндра выполняет роль амортизатора и участвует в последующем образовании пластического расплава.Clogging works as follows. After the detonation wave is refracted into the borehole space, the shock wave interacts with the input part of the stemming hole and the inner surface of the elongated hemisphere of the walls of the funnel is strung. In this case, the inert material between the walls of the funnel and cylinder acts as a shock absorber and is involved in the subsequent formation of a plastic melt.

После отражения ударной волны от воронки, рассчитанной по уравнениям газовой динамики, наступает квазистационарная стадия взаимодействия продуктов детонации с забойкой, характеризуемая установлением критических параметров (дозвуковой скоростью) их истечения через выходную коническую часть. Истечение заторможенного высокотемпературного потока продуктов детонации через выходную часть после разрушения стенок воронки регулируется сопротивлением инертного материала за счет сил внутреннего трения.After the shock wave is reflected from the funnel calculated according to the equations of gas dynamics, the quasistationary stage of the interaction of detonation products with the stem occurs, characterized by the establishment of critical parameters (subsonic velocity) of their outflow through the output conical part. The outflow of the inhibited high-temperature flow of detonation products through the outlet after the walls of the funnel are destroyed is controlled by the resistance of the inert material due to the forces of internal friction.

Эффективность применения изделия может быть повышена при использовании данной конструкции в комбинации с традиционной забойкой из породной мелочи небольшой мощности (длины столба), располагаемой на разработанной забойке.The efficiency of the product can be improved by using this design in combination with the traditional clogging from rock trifles of small capacity (column length) located on the developed clog.

Claims

1. Borehole stemming made of plastic polymer material having the shape of a cylinder, the external diameter of which is comparable with the diameter of the well, and with an axial internal cavity having the form of an elongated hemisphere, conjugated with a truncated cone, directly adjacent to the explosive charge, characterized in that the cylinder is made hollow and thin-walled, while the said axial inner cavity is made in the form of a thin-walled funnel, the walls of which have the same thickness as the walls of the cylinder and are made of the same ma Methods and material, wherein the space between the funnel and a cylinder filled with an inert material.

2. Borehole stemming according to claim 1, characterized in that the wall thickness of the cylinder and funnel is 2-4 mm.