RU2231749C1

RU2231749C1 - Self-propelled mount for burst localization

Info

Publication number: RU2231749C1
Application number: RU2003108309/03A
Authority: RU
Inventors: Е.Б. Шевкун (RU); Е.Б. Шевкун
Original assignee: Институт горного дела Дальневосточного отделения РАН
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2004-06-27

Abstract

FIELD: mining art, applicable at blasting of rocks in open pits of valuable ores and blasting operations in strained conditions.

SUBSTANCE: the self-propelled mount for burst localization has a traveling truck with a supporting platform, which carries a dust collector and an adsorber, vertical frame with security elements for covering of windows in the form of flexible reservoirs filled with free-flowing material and several rows of holes, in which hollow rods with initiating elements passing to the deep-hole charges are fixed, coupled to the supporting platform by the recoil mechanism for moving and inclining it relative to the supporting platform, and a horizontal lattice framework with the security elements of the lattice windows in the form of freely suspended chain mats suspended from the beam by means of wire ropes, and bound up with the beam of the supporting platform by wire ropes and provided with an elastic housing with a sealing apron in a contour forming a closed space above it.

EFFECT: the novelty in the mount is provision of hollow rods in the form efficiency and ecology of operations.

3 dwg

Description

Изобретение относится к способам, обеспечивающим повышение безопасности и эффективности проведения взрывных работ.The invention relates to methods for improving the safety and efficiency of blasting.

Известно, что, чем больше длительность приложения нагрузки, тем значительнее длина развивающихся трещин и интенсивнее дробление пород. Запирание продуктов детонации до момента полного разрушения окружающей породы увеличивает время их действия на среду в 6-7 раз, что позволяет снизить удельный расход ВВ на 30% при одновременном улучшении качества дробления [1].It is known that the longer the load is applied, the greater the length of the developing cracks and the more intense the crushing of rocks. Locking of detonation products until the complete destruction of the surrounding rock increases the time of their action on the medium by 6-7 times, which allows to reduce the specific explosive consumption by 30% while improving the quality of crushing [1].

Наиболее близким по существу решаемой задачи является самоходная установка для укрытия мест взрыва, включающая транспортное средство в виде ходовой тележки с опорной платформой, на которой размещены пылеуловитель и адсорбер, вертикальную раму с ограждающими элементами для перекрытия окон решетки в виде гибких емкостей, заполненных сыпучим материалом, связанную с опорной платформой противооткатным механизмом с возможностью перемещения и наклона ее относительно опорной платформы, и секционную, подвешенную на тросах к балке опорной платформы, горизонтальную раму с гибкими емкостями с жидкостью и пневмокарманами, имеющими перепускные клапаны для выпуска жидкости под давлением в установленную на горизонтальной раме над гибкими емкостями герметичную емкость, в которой гибкие емкости с жидкостью в горизонтальной раме подвешены в окнах решетки на цепных сетях, а в вертикальной раме выполнены несколько рядов отверстий, в которых фиксируются проходящие в скважинные заряды массивные полые штанги с инициирующими устройствами [2].The closest to the essence of the problem being solved is a self-propelled installation for sheltering places of an explosion, including a vehicle in the form of a running trolley with a supporting platform, on which a dust collector and an adsorber are placed, a vertical frame with enclosing elements for blocking the lattice windows in the form of flexible containers filled with bulk material, connected to the support platform by a recoil mechanism with the ability to move and tilt it relative to the support platform, and sectional, suspended on cables to the beam of the support plate molds, a horizontal frame with flexible containers with liquid and pneumatic pockets having pressure relief valves for discharging liquid under pressure into a sealed container installed on a horizontal frame above the flexible containers, in which flexible containers with liquid in a horizontal frame are suspended in the lattice windows on chain networks, and in The vertical frame has several rows of holes in which massive hollow rods with initiating devices passing into the borehole charges are fixed [2].

Недостатком этого устройства, принятого за прототип заявляемому изобретению, является запирание забойки скважин массивными полыми штангами, что может привести к прорыву продуктов детонации в атмосферу через полость штанги.The disadvantage of this device, taken as a prototype of the claimed invention, is the locking of the bottom hole by massive hollow rods, which can lead to a breakthrough of detonation products into the atmosphere through the cavity of the rod.

Цель изобретения - повышение эффективности и экологичности взрывных работ.The purpose of the invention is to increase the efficiency and environmental friendliness of blasting.

Поставленная цель достигается тем, что в самоходной установке для локализации взрыва, включающей транспортное средство в виде ходовой тележки с опорной платформой, на которой размещены пылеуловитель и адсорбер, вертикальную решетчатую раму с ограждающими элементами окон решетки в виде гибких емкостей с сыпучим материалом и несколькими рядами отверстий, в которых фиксируются проходящие в скважинные заряды полые штанги с инициирующими элементами, связанную с опорной платформой противооткатным механизмом с возможностью перемещения и наклона, горизонтальную решетчатую раму с ограждающими элементами окон решетки в виде свободно подвешенных цепных матов, связанную с балкой опорной платформы тросами и снабженную эластичным кожухом с герметизирующим фартуком по контуру, образующим замкнутое пространство над ней, согласно изобретению полые штанги выполнены в виде тонкостенных трубок из мягкого металла.This goal is achieved by the fact that in a self-propelled installation for containment of an explosion, which includes a vehicle in the form of a running trolley with a supporting platform, on which a dust collector and an adsorber are placed, a vertical lattice frame with enclosing elements of the lattice windows in the form of flexible containers with bulk material and several rows of holes in which hollow rods passing into the borehole charges with initiating elements are fixed, the anti-recoil mechanism is connected to the support platform with the possibility of movement and a slope, a horizontal lattice frame with enclosing elements of the lattice windows in the form of freely suspended chain mats, connected to the beam of the support platform by cables and equipped with an elastic casing with a sealing apron along the contour forming an enclosed space above it, according to the invention, the hollow rods are made in the form of thin-walled tubes made of soft metal.

Сопоставительным анализом с прототипом установлено отличие заявляемого устройства, заключающееся в выполнении штанг с инициирующими устройствами в виде тонкостенных трубок из мягкого металла. Таким образом, заявляемая самоходная установка для укрытия мест взрыва соответствует критерию изобретения "новизна". При изучении других решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, выявлены не были, и поэтому они обеспечивают ему соответствие критерию "существенные отличия".Comparative analysis with the prototype established the difference of the claimed device, which consists in the execution of rods with initiating devices in the form of thin-walled tubes of soft metal. Thus, the claimed self-propelled installation for sheltering the places of the explosion meets the criteria of the invention of "novelty." In the study of other solutions in the art, signs that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified, and therefore they provide it with the criterion of "significant differences".

На фиг.1 схематично изображена установка в рабочем положении, вид сбоку; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел Б на фиг.1.Figure 1 schematically shows the installation in the working position, side view; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 - node B in figure 1.

Самоходная установка для локализации взрыва включает ходовую тележку 1 (фиг.1) с опорной платформой 2, на которой размещены вихревой пылеуловитель 3 и адсорбер 4, вертикальную решетчатую раму 5 с ограждающими элементами окон решетки в виде гибких емкостей 6 с сыпучим материалом 7, между которыми выполнены несколько рядов отверстий 8 с шагом, соответствующим размеру сетки взрывных скважин, в которых фиксаторами 9 с помощью клиньев 10 фиксируются проходящие в скважинные заряды 11 полые штанги 12, выполненные в виде тонкостенных трубок из мягкого металла, например, латуни или меди, с инициирующими элементами 13, проводник импульса 14 к которым проходит внутри полой штанги 12. При этом полая штанга 12 противоположным от инициирующего элемента 13 концом вставляется в выемку 15 фиксатора 9 (см. фиг.3). Вертикальная решетчатая рама 5 связана с опорной платформой 2 противооткатным механизмом 16 с возможностью перемещения по каткам 17 опорного элемента 18 и наклона гидроцилиндрами 19. Горизонтальная решетчатая рама 20 с ограждающими элементами окон решетки в виде свободно подвешенных цепных матов 21 связана тросами 22 с балкой 23 опорной платформы 2, которая через упор 24 гидроцилиндром 25 может поворачиваться вокруг шарнира 26 для складывания горизонтальной решетчатой рамы 20 в транспортное положение. Горизонтальная решетчатая рама 20 снабжена эластичным кожухом 27 с герметизирующим фартуком 28 по контуру, образующим замкнутое пространство 29 над ней (см. фиг.2), соединенное гибким пылепроводом 30 с вихревым пылеуловителем 3 и адсорбером 4. На вертикальной решетчатой раме 5 установлена жесткая плита 31. Горизонтальная решетчатая рама 20 выполняется такой ширины, чтобы накрыть ею всю поверхность взрываемого скважинными зарядами 11 уступа, включая контурные скважины 32, с запасом, обусловленным требованиями Правил безопасности. На балке 23 установлены направляющие 33 для фиксации горизонтальной решетчатой рамы 20 в транспортном положении.Self-propelled installation for localization of the explosion includes a running trolley 1 (Fig. 1) with a supporting platform 2, on which a vortex dust collector 3 and an adsorber 4 are placed, a vertical lattice frame 5 with enclosing elements of the lattice windows in the form of flexible containers 6 with bulk material 7, between which several rows of holes 8 are made in increments corresponding to the size of the blast hole grid, in which holders 9 are used to secure hollow rods 12, which are passed into the bore charges 11, in the form of thin-walled tubes made of soft metal talla, for example, brass or copper, with the initiating elements 13, the impulse conductor 14 to which passes inside the hollow rod 12. In this case, the hollow rod 12, the opposite end from the initiating element 13 is inserted into the recess 15 of the latch 9 (see figure 3). The vertical lattice frame 5 is connected to the supporting platform 2 by a recoil mechanism 16 with the possibility of movement along the rollers 17 of the supporting element 18 and tilted by the hydraulic cylinders 19. The horizontal lattice frame 20 with the enclosing elements of the lattice windows in the form of freely suspended chain mats 21 is connected by cables 22 to the beam 23 of the supporting platform 2, which through the support 24 by the hydraulic cylinder 25 can be rotated around the hinge 26 for folding the horizontal lattice frame 20 in the transport position. The horizontal lattice frame 20 is equipped with an elastic casing 27 with a sealing apron 28 along the contour, forming a closed space 29 above it (see Fig. 2), connected by a flexible dust pipe 30 with a vortex dust collector 3 and an adsorber 4. A rigid plate 31 is installed on the vertical lattice frame 5 The horizontal lattice frame 20 is made of such a width that it covers the entire surface of the ledge blown up by bore charges 11, including contour wells 32, with a margin due to the requirements of the Safety Rules. Guides 33 are mounted on the beam 23 for fixing the horizontal lattice frame 20 in the transport position.

Самоходная установка для локализации взрыва работает следующим образом. С помощью ходовой тележки 1 ее подгоняют к подготовленному для взрыва участку уступа, предварительно подняв гидроцилиндром 25 через упор 24 вокруг шарнира 26 балку 23 с горизонтальной решетчатой рамой 20 выше поверхности уступа. Гидроцилиндрами 19 вертикальную решетчатую раму 5 смещают вплотную к поверхности откоса уступа с помощью опорного элемента 18 по каткам 17, обеспечивая при этом совпадение отверстий 8 со скважинными зарядами 11. Балку 23 приводят в горизонтальное положение и тросами 22 опускают горизонтальную решетчатую раму 20 на поверхность уступа. Свободно висящие цепные маты 21 ложатся на поверхность уступа, укрывая его, а герметизирующий фартук 28 герметизирует замкнутое пространство 29 над горизонтальной решетчатой рамой 20. Затем через отверстия 8 выполняют скважинные заряды 11. Полые штанги 12 с инициирующим элементом 13 вставляют в выемку 15 фиксатора 9, проводник импульса 14 выпускают наружу из фиксатора 9, перемещают фиксатор 9 до проникновения в скважинный заряд 11 инициирующих элементов 13. В качестве последних могут использоваться, например, электродетонаторы с проводником импульса 14 в виде электропроводов, неэлектрические инициаторы типа системы "Эдилин" с низкоэнергетичным ДШ. После проникновения инициирующего элемента 13 в заряд ВВ полую штангу 12 фиксируют вместе фиксатором 9, например, клиньями 10, при этом фиксаторы 9 закрывают устья скважинных зарядов 11, которые могут быть выполнены заранее. Затем производят монтаж взрывной сети соединением проводников импульса 14 каждого заряда в единую сеть. Устройство готово к работе. Непосредственно перед взрывом запускают вихревой пылеуловитель 3 для улавливания пыли из горячих газов.Self-propelled installation for localization of the explosion works as follows. Using the undercarriage 1, it is adjusted to the ledge section prepared for explosion, after having previously raised the beam 23 with the horizontal lattice frame 20 above the ledge surface with the hydraulic cylinder 25 through the stop 24 around the hinge 26. By hydraulic cylinders 19, the vertical lattice frame 5 is shifted close to the surface of the ledge slope with the support element 18 along the rollers 17, while ensuring that the holes 8 coincide with the bore charges 11. The beam 23 is brought into a horizontal position and the horizontal lattice frame 20 is lowered by cables 22 to the ledge surface. The free-hanging chain mats 21 lie on the surface of the ledge, covering it, and the sealing apron 28 seals the enclosed space 29 above the horizontal lattice frame 20. Then, bore charges 11 are performed through the holes 8. The hollow rods 12 with the initiating element 13 are inserted into the recess 15 of the latch 9, the impulse conductor 14 is released outward from the latch 9, the latch 9 is moved until the initiating elements 13 penetrate into the borehole charge 11. For example, electric detonators with a conductor impulse can be used 14 in the form of cables, non-electric type initiator system "Edilean," a low-energy DS. After the initiation element 13 penetrates into the explosive charge, the hollow rod 12 is fixed together with the retainer 9, for example, wedges 10, while the clamps 9 close the mouth of the borehole charges 11, which can be performed in advance. Then, the explosive network is mounted by connecting the impulse conductors 14 of each charge to a single network. The device is ready to go. Immediately before the explosion, a vortex dust collector 3 is launched to collect dust from hot gases.

Вначале взрывают заряды в контурных скважинах 32, отделяя взрываемый объем от основного массива сплошной щелью, отражающей энергию взрыва и снижающей сейсмическое воздействие на массив горных пород.Initially, charges are blown up in contour wells 32, separating the explosive volume from the main array with a continuous slit reflecting the energy of the explosion and reducing the seismic effect on the rock mass.

При взрыве скважинных зарядов 11 верхнего слоя от инициирующих элементов 13 через проводник импульса 14 полые штанги 12 подвергаются резкому ударному воздействию продуктов детонации с давлением в десятки тысяч атмосфер и, сплющиваясь за счет мягкости металла внутри скважин и частично внутри фиксатора 9 (в предельном случае - вплоть до его выемки 15), предотвращают прорыв газов из скважинного заряда 11 до полного разрушения породы, существенно повышая качество дробления за счет увеличения практически на порядок времени действия взрывного импульса. Такое явление сплющивания проверено нашим экспериментом. Нагрузка от взрыва передается через фиксатор 9 на вертикальную решетчатую раму 5 и через нее на опорную платформу 2 и ходовую тележку 1.In the explosion of borehole charges 11 of the upper layer from the initiating elements 13 through the impulse conductor 14, the hollow rods 12 are subjected to a sharp impact of detonation products with a pressure of tens of thousands of atmospheres and, being flattened due to the softness of the metal inside the boreholes and partially inside the retainer 9 (in the extreme case, right to its extraction 15), prevent the breakthrough of gases from the borehole charge 11 until the rock is completely destroyed, significantly improving the quality of crushing due to an increase by almost an order of magnitude in the duration of the explosive impu bca. This flattening phenomenon has been verified by our experiment. The load from the explosion is transmitted through the latch 9 to the vertical lattice frame 5 and through it to the supporting platform 2 and the undercarriage 1.

При поочередном взрыве скважинных зарядов 11 верхнего слоя начинается подвижка отбиваемого каждой скважиной объема горных пород вверх и частично в сторону откоса уступа и происходит залповый прорыв пылегазового потока из массива через газопроницаемые цепные маты 21 в замкнутое пространство 29 под эластичный кожух 27, под ним возрастает давление и по гибкому пылепроводу 30 пылегазовый поток поступает в вихревой пылеуловитель 3, где происходит его очистка. Герметизирующий фартук 28 по контуру горизонтальной решетчатой рамы 20 предотвращает прорыв пылегазового потока из-под укрытия в атмосферу. Очищенный от пыли воздушный поток с ядовитыми газами продуктов взрыва, содержащими оксиды углерода и азота, поступает в адсорбер 4, где эти газы улавливаются и чистый воздух выбрасывается в атмосферу. Основная доля энергии взрыва расходуется на дробление горных пород и подброс укрытия. Эластичность цепных матов 21 при вспучивании породы от взрыва не позволяет отрываться отдельным кускам от общей массы, разрыхленная горная масса плотно обхватывается матом и удерживается им в компактном состоянии. Инерционное сопротивление компактной массы породы, усиленное массой укрытия из цепных матов, уравновешивает силу взрывного удара. Высота подбрасывания породы с укрытием из цепных матов зависит только от толщины взрываемого слоя и коэффициента разрыхления породы, поскольку от последнего зависит величина вспучивания породы после ее разрыхления. Если массы газопроницаемых цепных матов 21 окажется недостаточно для удержания взрываемого объема, вспученная горная масса натягивает до предела цепные маты 21 и в действие вступает общая масса горизонтальной решетчатой рамы 20, инерционная масса многократно возрастает и останавливает перемещение горной породы вверх окончательно. Существенно (в 3-4 раза) меньшие усилия от взрываемого массива на вертикальную решетчатую раму 5 через противооткатный механизм 16 передаются на опорную платформу 2, и эта энергия взрыва гасится огромной массой устройства.With a successive explosion of the borehole charges 11 of the upper layer, the rock volume beaten by each borehole begins to move upward and partially towards the escarpment of the ledge and a volley breakthrough of the dust and gas stream from the massif through the gas-permeable chain mats 21 into the enclosed space 29 under the elastic casing 27, the pressure increases under it and through a flexible dust pipe 30, the dust and gas stream enters the vortex dust collector 3, where it is cleaned. A sealing apron 28 along the contour of the horizontal lattice frame 20 prevents breakthrough of the dust and gas flow from under cover into the atmosphere. The dust-free air stream with toxic gases of the explosion products containing carbon and nitrogen oxides enters adsorber 4, where these gases are trapped and clean air is released into the atmosphere. The bulk of the explosion energy is spent on crushing rocks and tossing up cover. The elasticity of the chain mats 21 during expansion of the rock from the explosion does not allow tearing individual pieces from the total mass, the loosened rock mass is tightly wrapped around the mat and held in a compact state. The inertial resistance of the compact mass of the rock, reinforced by the mass of the shelter from the chain mats, balances the force of the explosive shock. The height of the rock tossing with cover from chain mats depends only on the thickness of the explosive layer and the coefficient of loosening of the rock, since the amount of rock swelling after loosening depends on the latter. If the mass of gas-permeable chain mats 21 is not enough to hold the explosive volume, the expanded rock mass pulls the chain mats 21 to the limit and the total mass of the horizontal lattice frame 20 comes into effect, the inertial mass increases many times and stops the rock moving upward completely. Significantly (3-4 times) less effort from the blasted array to the vertical lattice frame 5 through the recoil mechanism 16 is transmitted to the supporting platform 2, and this explosion energy is extinguished by the huge mass of the device.

Взрыв скважинных зарядов 11 следующего горизонтального слоя пород происходит в качественно новой ситуации. Уже имеется масса ранее взорванного слоя, многократно превышающая массу горизонтальной решетчатой рамы 20 и суммированная с последней. Эта суммарная масса столь велика, что полностью поглощает энергию взрыва зарядов ВВ нижележащего разрыхляемого слоя пород. Таким образом, укрытие обеспечивает удержание разлета породы только от верхнего разрыхляемого слоя, далее укрытием служит уже взорванная горная масса. В этом и заключается преимущество предлагаемого технического решения - укрытие срабатывает при разрыхлении незначительного (менее 20%) объема взрываемого массива. Газопроницаемость цепных матов позволяет в 4-5 раз снизить массу горизонтальной рамы.Explosion of borehole charges 11 of the next horizontal rock layer occurs in a completely new situation. There is already a mass of a previously exploded layer, many times greater than the mass of a horizontal lattice frame 20 and summed with the latter. This total mass is so large that it completely absorbs the energy of the explosion of explosive charges of the underlying loosened rock layer. Thus, the shelter ensures the retention of rock expansion only from the upper loosened layer, then the rock mass is already exploded. This is the advantage of the proposed technical solution - the shelter is triggered by loosening a small (less than 20%) of the volume of the blasted array. The gas permeability of chain mats allows 4-5 times to reduce the weight of the horizontal frame.

После взрыва тросами 22 горизонтальную решетчатую раму 20 приподнимают над взорванной горной массой. Гидроцилиндрами 19 отводят вертикальную решетчатую раму 5 от взорванного уступа. Устройство перемещают к подготовленному для взрыва участку уступа и цикл повторяют. При перегоне на большие расстояния горизонтальную решетчатую раму 20 тросами 22 поднимают вплотную к балке 23 и фиксируют направляющими 33. Затем поворотом вокруг шарнира 26 через упор 24 гидроцилиндром 25 балку 23 с горизонтальной решетчатой рамой 20 складывают в транспортное положение к вертикальной решетчатой раме 5.After the explosion with ropes 22, the horizontal lattice frame 20 is lifted above the blasted rock mass. Hydraulic cylinders 19 divert the vertical lattice frame 5 from the detonated ledge. The device is moved to the ledge prepared for the explosion and the cycle is repeated. When driving long distances, the horizontal lattice frame 20 with cables 22 is lifted close to the beam 23 and fixed with guides 33. Then, by turning around the hinge 26 through the support 24 with the hydraulic cylinder 25, the beam 23 with the horizontal lattice frame 20 is folded into the transport position to the vertical lattice frame 5.

Подвеска горизонтальной решетчатой рамы 20 на тросах существенно расширяет диапазон применения установки, позволяя укрывать уступы различной высоты, вплоть до проходки разрезных траншей.The suspension of the horizontal lattice frame 20 on the cables significantly expands the range of application of the installation, allowing you to cover ledges of various heights, up to the penetration of split trenches.

Таким образом, заявляемая самоходная установка для локализации взрыва обеспечивает отбойку горных пород с невылетающей забойкой, что многократно увеличивает время действия импульса взрыва на породу и повышает качество дробления при меньших расходах ВВ, исключает выброс пыли и газов, позволяя тем самым достичь поставленной цели.Thus, the claimed self-propelled installation for localization of the explosion provides rock breaking with non-flying jamming, which significantly increases the duration of the explosion pulse on the rock and improves the quality of crushing at lower explosive consumption, eliminates the emission of dust and gases, thereby achieving the goal.

Источники информацииSources of information

1. Мосинец В.Н., Абрамов А.В. Разрушение трещиноватых и нарушенных горных пород. - М.: Недра, 1982, 248 с.1. Mosinets V.N., Abramov A.V. Destruction of fractured and disturbed rocks. - M .: Nedra, 1982, 248 p.

2. Шевкун Е.Б., Мирошников В.И., Леоненко Н.А., Павлова Н.А. Самоходная установка для укрытия мест взрыва: Патент РФ №2164001, 2001. (прототип).2. Shevkun E.B., Miroshnikov V.I., Leonenko N.A., Pavlova N.A. Self-propelled installation for sheltering the places of the explosion: RF Patent No. 21644001, 2001. (prototype).

Claims

Self-propelled installation for localization of the explosion, including a running trolley with a support platform, on which a vortex dust collector and an adsorber are placed, a vertical lattice frame with enclosing elements of the lattice windows in the form of flexible containers with bulk material and several rows of holes in which hollow rods passing into the bore charges are fixed with initiating elements connected to the supporting platform by a recoil mechanism with the ability to move and tilt, horizontal lattice frame with enclosing elements Tammy lattice windows in a freely suspended chain mats connected to the beam and platform support ropes provided with a casing of an elastic sealing apron contour forming an enclosed space above it, characterized in that the hollow rods are designed as thin-walled tubes made of soft metal.