RU2280236C1 - Combination explosive charge - Google Patents
Combination explosive charge Download PDFInfo
- Publication number
- RU2280236C1 RU2280236C1 RU2004135368/03A RU2004135368A RU2280236C1 RU 2280236 C1 RU2280236 C1 RU 2280236C1 RU 2004135368/03 A RU2004135368/03 A RU 2004135368/03A RU 2004135368 A RU2004135368 A RU 2004135368A RU 2280236 C1 RU2280236 C1 RU 2280236C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- explosives
- charge
- detonation
- block
- elements
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
- Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области горного дела, в частности к способам заряжания сухих и обводненных скважин, и может найти применение на открытых горных работах при добыче полезных ископаемых.The invention relates to the field of mining, in particular to methods for loading dry and flooded wells, and may find application in open pit mining for mining.
Эффективность ведения буровзрывных работ комбинированными скважинными зарядами из взрывчатых веществ с различными энергетическими, детонационными, физико-химическими характеристиками определяется полнотой и устойчивостью протекания процесса детонации и оптимальным расходом взрывчатых веществ.The efficiency of drilling and blasting operations with combined borehole charges of explosives with various energy, detonation, physico-chemical characteristics is determined by the completeness and stability of the detonation process and the optimal consumption of explosives.
Известен комбинированный заряд переменной плотности по длине колонки заряда, получаемый путем смешения эмульсионного и гранулированного взрывчатых веществ в соотношении 1:10-10:1 в выдвижном поперечном шнеке смесительно-зарядной машины типа МЗ-3А, МЗ-3Б, подачи готовой эмульсионной взрывчатой смеси из этого же выдвижного поперечного шнека в скважину (1). Недостатком его является сложность, повышенная стоимость и ограниченность использования типов взрывчатых веществ для формирования комбинированных зарядов, так как смесительно-зарядная машина оснащена одним выдвижным поперечным шнеком, смесительно-зарядные машины экономически нерационально использовать при формировании комбинированных зарядов в процессе заряжания скважин с малым объемом ведения взрывных работ.Known combined charge of variable density along the length of the charge column, obtained by mixing emulsion and granular explosives in a ratio of 1: 10-10: 1 in a retractable transverse screw of a mixing and charging machine type MZ-3A, MZ-3B, supplying the finished emulsion explosive mixture from the same retractable cross auger into the well (1). Its disadvantage is the complexity, increased cost and limited use of types of explosives for the formation of combined charges, since the mixing and charging machine is equipped with one retractable transverse screw; mixing and charging machines are not economically feasible to use when forming combined charges in the process of loading wells with a small volume of blasting works.
Известен комбинированный заряд, изготавливаемый путем послойного чередования промышленного взрывчатого вещества и аммиачной селитры (2-4). Недостатками его является сравнительно низкая работоспособность комбинированного заряда, необходимость применения мощных инициаторов детонации или повышенный расход инициаторов, так как значительную часть заряда составляет низкоэнергетическая аммиачная селитра с малой скоростью детонации.Known combined charge, made by layer-by-layer alternation of industrial explosives and ammonium nitrate (2-4). Its disadvantages are the relatively low efficiency of the combined charge, the need for powerful detonation initiators, or the increased consumption of initiators, since a significant part of the charge is low-energy ammonium nitrate with a low detonation speed.
Известен комбинированный заряд в виде чередующихся элементов из рабочего взрывчатого вещества и промежуточного взрывчатого вещества со скоростью детонации, превышающей скорость детонации рабочего взрывчатого вещества, при этом масса элемента рабочего взрывчатого вещества не превышает 3500-4000 минимальных масс промежуточного взрывчатого вещества, а соотношение высот элементов из рабочего (lp) и промежуточного (lп) взрывчатых веществ находится в диапазоне 20<(lр/lп)<50 при разнице между поперечными размерами элементов рабочего и промежуточного взрывчатых веществ, не превышающей 15% (5), принятый авторами за прототип. Недостатком заряда-прототипа является отсутствие критерия выбора типов и оптимальных параметров элементов взрывчатых веществ, обеспечивающих эффективную работу комбинированного заряда в зависимости от крепости пород и обводненности скважин. В заряде-прототипе промежуточное взрывчатое вещество, соединенное с инициатором взрыва (5. Патент России №2152586 - пояснение к его фиг.1, 4), выполняет роль шашки-детонатора боевика (боевик - патрон взрывчатого вещества или часть заряда взрывчатого вещества, соединенный с инициатором взрыва, - В.И.Гущин «Справочник взрывника на карьере». М., «Недра», 1971, стр.117). Поэтому высокоскоростное взрывчатое вещество лишь стимулирует скорость детонации низкоскоростного взрывчатого вещества в тех его частях, которые соприкасаются между собой; устойчивое значение скорости детонации низкоскоростного взрывчатого вещества восстанавливается на расстоянии в пределах трех диаметров заряда. Ведение взрывных работ с использованием заряда-прототипа возможно только при условии многоточечного взрывания, что усложняет процесс взрывания и увеличивает его стоимость.A combined charge is known in the form of alternating elements from a working explosive and an intermediate explosive with a detonation speed exceeding the detonation speed of a working explosive, while the mass of the working explosive element does not exceed 3500-4000 minimum masses of the intermediate explosive, and the ratio of the heights of the elements from the working (l p) and intermediate (l n) of explosives in the range of 20 <(l p / l n) <50, with the difference between the transverse dimensions of the working elements and interm ary explosives not exceeding 15% (5) adopted by the authors as the prototype. The disadvantage of the prototype charge is the lack of selection criteria for the types and optimal parameters of explosive elements that ensure the effective operation of the combined charge, depending on the rock strength and water cut in the wells. In the prototype charge, an intermediate explosive connected to the initiator of the explosion (5. Russian Patent No. 2152586 - explanation to its figures 1, 4), acts as an action detonator-checker (action movie is an explosive cartridge or part of an explosive charge connected to the initiator of the explosion, - V. I. Gushchin, “Explosive Handbook on a quarry.” M., “Nedra”, 1971, p. 117). Therefore, a high-speed explosive only stimulates the detonation speed of a low-speed explosive in those parts that are in contact with each other; a steady value of the detonation velocity of a low-speed explosive is restored at a distance within three charge diameters. Blasting using a prototype charge is possible only under the condition of multipoint blasting, which complicates the blasting process and increases its cost.
В настоящее время разработана пористая аммиачная селитра с насыпной плотностью 600-800 кг/м3 и взрывчатые вещества на ее основе (6), имеющие высокие детонационные параметры (низкий критический диаметр детонации, высокая чувствительность к инициирующему импульсу). Но из-за пониженной насыпной плотности взрывчатых веществ на основе пористой аммиачной селитры скважинный заряд из них имеет меньшую массу, т.е. обладает пониженной объемной энергией взрыва, что часто приводит к необходимости уменьшения сетки бурения скважин, а значит к повышению стоимости буровзрывных работ.At present, porous ammonium nitrate with a bulk density of 600-800 kg / m 3 and explosives based on it (6) have been developed, which have high detonation parameters (low critical diameter of detonation, high sensitivity to the initiating pulse). But due to the reduced bulk density of explosives based on porous ammonium nitrate, the borehole charge of them has a lower mass, i.e. has a reduced volumetric energy of the explosion, which often leads to the need to reduce the grid of drilling wells, and therefore to increase the cost of drilling and blasting.
При заряжании обводненных скважин необходимо использовать водостойкие взрывчатые вещества с насыпной плотностью более 1000 кг/м3, которые, как правило, имеют более высокую стоимость. Насыпная плотность заряда может быть повышена за счет использования комбинации из двух взрывчатых веществ, если насыпная плотность хотя бы одного из них была более 1000 кг/м3.When loading waterlogged wells, it is necessary to use waterproof explosives with a bulk density of more than 1000 kg / m 3 , which, as a rule, have a higher cost. Bulk charge density can be increased by using a combination of two explosives, if the bulk density of at least one of them was more than 1000 kg / m 3 .
Технической задачей изобретения является повышение эффективности ведения буровзрывных работ за счет оптимального выбора и расширения ассортимента использования взрывчатых веществ, их размещения в скважине, увеличения кпд взрыва, управления равномерностью дробления горного массива, расширения области использования неводостойких взрывчатых веществ, снижения стоимости.An object of the invention is to increase the efficiency of drilling and blasting operations due to the optimal selection and expansion of the range of use of explosives, their placement in the well, increase the efficiency of the explosion, control the uniformity of crushing of the rock mass, expand the field of use of non-waterproof explosives, reduce cost.
Техническая задача была решена разработкой комбинированного заряда взрывчатого вещества, состоящего из элементов взрывчатых веществ с разными скоростями детонации, отличающегося тем, что он состоит из блоков, содержащих два взрывчатых вещества с разными насыпными плотностями и скоростями детонации, способных передавать детонацию друг другу, взрывчатые вещества в блоке размещены в виде одного или нескольких элементов одинакового диаметра в чередующемся порядке, задаваясь насыпной плотностью и высотой блока, высоты элементов каждого из взрывчатых веществ рассчитаны по формулам:The technical problem was solved by the development of a combined explosive charge consisting of elements of explosives with different detonation speeds, characterized in that it consists of blocks containing two explosives with different bulk densities and detonation speeds, capable of transmitting detonation to each other, explosives in block are placed in the form of one or more elements of the same diameter in alternating order, given the bulk density and height of the block, the height of the elements of each from explosives are calculated by the formulas:
где H1, Н2 - высоты элементов взрывчатых веществ, составляющих блок, м;where H 1 , N 2 - the height of the elements of explosives that make up the block, m;
Н - высота блока, м;H - block height, m;
ρзар - насыпная плотность блока (комбинированного заряда), кг/м3;ρ zar - bulk density of the block (combined charge), kg / m 3 ;
ρ1, ρ2 - насыпные плотности взрывчатых веществ элементов, кг/м3,ρ 1 , ρ 2 - bulk density of explosives of elements, kg / m 3 ,
n, m - количество элементов каждого из взрывчатых веществ в блоке;n, m is the number of elements of each of the explosives in the block;
при этом диаметр комбинированного заряда превышает критический диаметр детонации взрывчатых веществ, формирующих блок, количество блоков определяется высотой колонки комбинированного заряда.the diameter of the combined charge exceeds the critical diameter of the detonation of explosives forming the block, the number of blocks is determined by the height of the column of the combined charge.
В качестве взрывчатых веществ предлагаемого комбинированного заряда использованы эмульсионные, водосодержащие, гранулированные, порошкообразные взрывчатые вещества с разными насыпными плотностями и скоростями детонации, способными передавать детонацию друг другу.As explosives of the proposed combined charge used emulsion, water-containing, granular, powder explosives with different bulk densities and detonation speeds that can transmit detonation to each other.
При заряжании обводненных скважин блоки или отдельные элементы из неводоустойчивых взрывчатых веществ помещены в гидроизолирующие оболочки.When charging flooded wells, blocks or individual elements of non-water-resistant explosives are placed in waterproofing shells.
Блоки из взрывчатых веществ изготавливают также в виде патрона, состоящего из двухслойной оболочки и взрывчатых веществ, размещенных во внутренней оболочке и изолированных друг от друга проволочными зажимами или любым другим способом; внутренняя оболочка с размещенными в ней взрывчатыми веществами помещена в наружную оболочку или скважину. Для обводненных скважин насыпная плотность патрона берется не менее 1000 кг/м3.Blocks of explosives are also made in the form of a cartridge, consisting of a two-layer shell and explosives placed in the inner shell and isolated from each other by wire clips or in any other way; the inner shell with explosives placed in it is placed in the outer shell or well. For flooded wells, the bulk density of the cartridge is taken at least 1000 kg / m 3 .
Комбинированный заряд формируют также из элементов, взрывчатые вещества которых предварительно упакованы в индивидуальные оболочки.The combined charge is also formed from elements whose explosives are pre-packaged in individual shells.
Сущность изобретения поясняется фиг.1-5.The invention is illustrated figure 1-5.
Фиг.1 - схема комбинированного заряда, блок которого содержит по одному элементу каждого взрывчатого вещества (а), и схема развития взрывного (детонационного) процесса в комбинированном заряде (б).Figure 1 is a diagram of a combined charge, the block of which contains one element of each explosive (a), and a diagram of the development of an explosive (detonation) process in a combined charge (b).
Фиг.2 - схема комбинированного заряда, блок которого содержит один элемент одного взрывчатого вещества и два элемента другого взрывчатого вещества (а), и схема развития взрывного (детонационного) процесса в комбинированном заряде (б).Figure 2 is a diagram of a combined charge, the block of which contains one element of one explosive and two elements of another explosive (a), and a diagram of the development of an explosive (detonation) process in a combined charge (b).
Фиг.3 - схема комбинированного заряда, блок которого содержит по несколько элементов каждого взрывчатого вещества (а), и схема развития взрывного (детонационного) процесса в комбинированном заряде (б).Figure 3 is a diagram of a combined charge, the block of which contains several elements of each explosive substance (a), and a diagram of the development of an explosive (detonation) process in a combined charge (b).
Фиг.4 - вид колонки комбинированного заряда, сформированного из патронов.4 is a view of a column of combined charge formed from cartridges.
Фиг.5 - схема патрона.5 is a diagram of a cartridge.
Комбинированный заряд, размещенный в скважине 4, состоит из блоков 7, 8, 9 (фиг.1-3) или патронов 11 (фиг.4). Каждый блок состоит из двух типов взрывчатых веществ, отличающихся своими характеристиками: Н - высота блока; dзар - диаметр блока (комбинированного заряда); Нк - высота колонки комбинированного заряда; 1 - элемент взрывчатого вещества высотой H1 с насыпной плотностью ρ1, со скоростью стационарной детонации D1, критическим диаметром детонации d1кp; 2 - элемент взрывчатого вещества высотой Н2 с насыпной плотностью ρ2, со скоростью стационарной детонации D2, критическим диаметром детонации d2кр, НР - участок разгона детонации; Нп - участок с пересжатой детонацией; 10 - забойка скважины инертным материалом. Стрелками указано направление инициирующего импульса боевика 3. Зависимость нарастания и спада скоростей детонации при возбуждении детонации в блоке и комбинированном заряде в целом графически условно показано прямыми линиями 5, 6, хотя эти зависимости носят более сложный характер.The combined charge placed in the well 4, consists of
Патрон 11 (фиг.5) состоит из внутреннего рукава 12 из водостойкого материала и наружного рукава 13 из водопроницаемого материала, например, тканого полипропилена. Взрывчатые вещества 1, 2 размещены во внутреннем рукаве и герметично изолированы друг от друга проволочными зажимами 14 или любым другим способом с образованием отдельных элементов. Заполнение патронов производится путем свободной засыпки без дополнительного уплотнения (подпрессовывания) взрывчатых веществ, что снижает стоимость и трудоемкость их изготовления. Торцы рукавов собраны в «чуб» 15, заклипсованы или заделаны любым другим способом 16. Элементы патрона могут быть выполнены из гранулированных, порошкообразных, водосодержащих, эмульсионных взрывчатые вещества, или их любого сочетания.The cartridge 11 (figure 5) consists of an
При использовании в качестве двухслойной оболочки двух полимерных рукавов патрон может быть выполнен несколькими способами:When using two polymer sleeves as a two-layer shell, the cartridge can be made in several ways:
- один из торцов двухслойного рукава собирается в «чуб», герметизируется любым известным способом, затем рукав заполняется одним из взрывчатых веществ, пережимается проволокой или другим способом с образованием элемента взрывчатого вещества, затем двухслойный рукав заполняется другим взрывчатым веществом (элемент второго взрывчатого вещества), второй торец собирается в «чуб» и герметизируется любым способом;- one of the ends of the two-layer sleeve is assembled into a “forelock”, sealed by any known method, then the sleeve is filled with one of the explosives, pressed with wire or another way to form an explosive element, then the two-layer sleeve is filled with another explosive (element of the second explosive), the second end is assembled into a “forelock” and sealed in any way;
- один из торцов внутреннего рукава собирается в «чуб», клипсуется или герметизируется любым способом, рукав выворачивается наизнанку, вставляется в наружный рукав, внутренний рукав заполняется поочередно взрывчатыми веществами с образованием элементов, затем второй торец внутреннего рукава может собираться в «чуб» и завязываться отдельно или торцы внутреннего и наружного рукавов собираются вместе и герметизируются;- one of the ends of the inner sleeve is assembled into a “forelock”, clipped or sealed in any way, the sleeve is turned inside out, inserted into the outer sleeve, the inner sleeve is filled with explosives alternately to form elements, then the second end of the inner sleeve can be assembled into a “forelock” and tied separately or the ends of the inner and outer sleeves are assembled together and sealed;
- торец наружного рукава клипсуется, поочередно заполняется предварительно изготовленными герметичными элементами (пакетами) со взрывчатыми веществами на высоту, равную высоте колонки комбинированного заряда.- the end face of the outer sleeve is clipped, filled one by one with prefabricated sealed elements (packages) with explosives to a height equal to the height of the combined charge column.
Формирование колонки комбинированного заряда в скважине осуществляется следующим образом.The formation of the combined charge column in the well is as follows.
Предварительно в зависимости от крепости пород и обводненности скважин выбираются взрывчатые вещества с разными значениями насыпной плотности и скоростей детонации, обеспечивающие требуемый уровень дробления и выброса пород. Проверяется способность передачи детонации от одного взрывчатого вещества к другому любым известным способом. При получении положительных результатов, задается насыпная плотность блока (комбинированного заряда), высота блока из двух взрывчатых веществ, количество элементов каждого взрывчатого вещества в блоке. По предлагаемым формулам рассчитывают высоты элементов каждого из взрывчатых веществ. Скважина 4 (фиг.1-3) поочередно заполняется выбранными взрывчатыми веществами 1, 2 расчетной высоты H1 и Н2, количество блоков определяется высотой колонки комбинированного заряда Нк, устанавливается боевик 3, производится забойка скважины инертным материалом 10. При заряжании обводненных скважин комбинированный заряд формируется из предварительно изготовленных блоков или патронов, неводоустойчивые взрывчатые вещества которых размещены в гидроизолирующих оболочках.Previously, depending on the rock strength and water cut, explosives with different values of bulk density and detonation velocities are selected to provide the required level of crushing and rock discharge. The ability to transfer detonation from one explosive to another by any known method is tested. Upon receipt of positive results, the bulk density of the block (combined charge), the height of the block of two explosives, the number of elements of each explosive in the block are set. The proposed formulas calculate the height of the elements of each of the explosives. Well 4 (FIGS. 1-3) is alternately filled with
Для формирования колонки комбинированного заряда при заряжании обводненных скважин для обеспечения потопляемости одно или оба взрывчатых вещества выбираются с насыпной плотностью более 1000 кг/см3.To form a combined charge column when charging waterlogged wells to ensure flooding, one or both explosives are selected with a bulk density of more than 1000 kg / cm 3 .
Задаемся, что ρ1>ρ2; D1>D2; d2кр>d1кр; dзар>d2кр>d1кр; инициирование - одностороннее от промежуточного детонатора (шашки-детонатора) 3. Как следует из фиг.1-3, после срабатывания боевика 3 от его импульса возбуждается детонация в слое элемента взрывчатого вещества 1, примыкающего к боевику 3. Устойчивое состояние детонации взрывчатого вещества 1 с максимально возможной (стационарной) для него скоростью детонации d1 достигается, когда прореагирует некоторый слой его, называемый участком разгона детонации НР≈dзар. Детонация взрывчатого вещества 2, имеющего более низкую скорость детонации по сравнению с взрывчатым веществом 1, возбуждается взрывчатым веществом 1, при этом часть слоя элемента взрывчатого вещества 2 детонирует с более высокой скоростью - участок с пересжатой скоростью детонации Нп≈2dзар - до установления скорости детонации (стационарной), присущей взрывчатому веществу 2. Для нормальной работы комбинированного заряда должно соблюдаться условие: НР≤H1, Нп≤Н2. Таким образом, каждое предыдущее взрывчатое вещество является своеобразным промежуточным детонатором для последующего (для рассматриваемой схемы взрывчатое вещество 1 является промежуточным детонатором взрывчатого вещества 2). Такие промежуточные детонаторы, контактирующие при инициировании по всему сечению возбуждаемого заряда, способствуют более быстрому нарастанию давления и установлению устойчивой (стационарной) для данного взрывчатого вещества скорости детонации в заряде. В скважинных зарядах, колонки которых скомпонованы предлагаемым способом, низкоскоростное взрывчатое вещество частично детонирует с повышенной скоростью детонации и достигает устойчивой скорости детонации, характерной для него на сокращенных расстояниях. В заряде-прототипе высокоскоростное взрывчатое вещество лишь стимулирует скорость детонации низкоскоростного взрывчатого вещества той его части, которые соприкасаются между собой; устойчивое значение скорости детонации низкоскоростного взрывчатого вещества восстанавливается на расстоянии в пределах трех диаметров заряда.We set that ρ 1 > ρ 2 ; D 1 > D 2 ; d 2cr > d 1cr ; d charge > d 2cr > d 1cr ; initiation is one-sided from the intermediate detonator (checker-detonator) 3. As follows from Fig.1-3, after the
Схема развития процесса детонации в блоках 8, 9 аналогична такому же процессу в блоке 7, при этом взрывчатое вещество 2 блока 7 является промежуточным детонатором взрывчатого вещества 1 блока 8.The development process of the detonation process in
Предлагаемый комбинированный заряд, когда взрывчатые вещества элементов контактируют по всему сечению заряда, работает в пульсирующем режиме, создавая в окружающей горной породе многократные импульсы механического напряжения, повышающие эффективность дробления твердой среды.The proposed combined charge, when the explosives of the elements are in contact over the entire cross section of the charge, operates in a pulsating mode, creating multiple pulses of mechanical stress in the surrounding rock, increasing the efficiency of crushing of a solid medium.
Эффект пересжатости оказывает значительное влияние на характеристики детонации при переходе детонационной волны из мощного взрывчатого вещества в менее мощное, заставляя весь скважинный заряд работать с более высокой скоростью детонации. В этих условиях химическое превращение взрывчатого вещества комбинированного заряда завершается за более короткий промежуток времени и носит более полный характер, при этом повышается кпд и мощность взрыва.The overcompression effect has a significant effect on the detonation characteristics during the transition of a detonation wave from a powerful explosive to a less powerful one, forcing the entire borehole charge to work at a higher detonation speed. Under these conditions, the chemical transformation of an explosive of a combined charge is completed in a shorter period of time and is more complete in nature, while the efficiency and power of the explosion increase.
Предлагаемый комбинированный заряд работает от одного боевика, что сокращает расход средств инициирования, а значит снижает стоимость ведения буровзрывных работ.The proposed combined charge is powered by a single fighter, which reduces the cost of initiation means, and therefore reduces the cost of drilling and blasting.
При размещении по высоте колонки заряда взрывчатых веществ различной мощности детонация осуществляется с переменной скоростью, что создает возможность управления полем напряжения в массиве, а следовательно, процессом дробления и перемещения отбиваемых горных пород.When the explosive charge column of various capacities is placed in height, the detonation is carried out at a variable speed, which makes it possible to control the stress field in the array, and therefore, the process of crushing and moving the rock being beaten.
Преимущество заявляемого способа заряжания скважин состоит в следующем.The advantage of the proposed method of loading wells is as follows.
На форму и длительность взрывного импульса оказывает влияние скорость детонации, от которой зависит пиковое давление головной части импульса и длительность его нарастания. Максимальный эффект при взрыве комбинированного заряда наблюдается в том случае, когда скорости детонации взрывчатых веществ, образующих комбинированный заряд, отличаются значительно, что приводит к увеличению начальной скорости смещения горного массива с существенным повышением интенсивности и равномерности дробления горной породы.The shape and duration of the explosive pulse is influenced by the detonation velocity, which determines the peak pressure of the head of the pulse and the duration of its rise. The maximum effect in the explosion of a combined charge is observed when the detonation velocities of explosives forming a combined charge differ significantly, which leads to an increase in the initial displacement rate of the rock mass with a significant increase in the intensity and uniformity of rock crushing.
Комбинированный заряд, насыпная плотность которого повышается предлагаемым способом, позволяет расширить область использования низкоплотных взрывчатых веществ при ведении взрывных работ при отбойке крепких и особо крепких пород, требующих повышенного расхода энергии.The combined charge, the bulk density of which is increased by the proposed method, allows you to expand the field of use of low-density explosives in blasting operations when breaking strong and especially hard rocks that require increased energy consumption.
Комбинированные заряды, сформированные чередованием элементов из взрывчатых веществ, отличающихся детонационными и физико-химическими свойствами, позволяют дифференцированно распределять энергию взрыва по высоте разрушаемого уступа пород различной крепости и обводненности скважин, сократить расход взрывчатых веществ без снижения показателей буровзрывных работ (размер куска отбиваемой горной породы), улучшить технико-экономические показатели добычных и проходческих работ.Combined charges formed by alternating explosive elements with detonation and physicochemical properties allow differentially distributing the energy of the explosion along the height of the rock ledge of rocks of different strength and water cut, and reducing the consumption of explosives without reducing the rate of drilling and blasting operations (the size of a piece of rock to be blasted) , improve the technical and economic indicators of mining and tunneling.
Выбор типа взрывчатых веществ, расчет высоты элементов комбинированного заряда в соответствии с предлагаемым изобретением проводится следующим образом.The choice of the type of explosives, the calculation of the height of the elements of the combined charge in accordance with the invention is carried out as follows.
Пример 1 - фиг.1.Example 1 - figure 1.
Колонка комбинированного заряда высотой 4,5 м и диаметром 0,2 м формируется из гексонита с насыпной плотностью (ρ1) 1350 кг/м3, скоростью детонации (D1) 7,0 км/с, критическим диаметром детонации (d1кp) 30 мм (ТУ 7276-021-11692478-2001) и гранулита с насыпной плотностью (ρ2) 700 кг/м3, скоростью детонации (D2) 3,5 км/с, критическим диаметром детонации (d2кр) 80 мм (ТУ 7276-028-11692478-2002). Любым известным способом определяется возможность передачи детонации от гексонита к гранулиту и от гранулита к гексониту. При установлении передачи детонации взрывчатых веществ друг другу рассчитывают высоты элементов из выбранных взрывчатых веществ, задаваясь насыпной плотностью блока (комбинированного заряда) (ρзар), например, 950 кг/м3, высотой блока (гексонит + гранулит), например, 1,5 м. Блок содержит по одному элементу каждого взрывчатого вещества (n=m=1). В соответствии с предлагаемыми формулами рассчитывают высоты элементов каждого взрывчатого вещества:The combined charge column 4.5 m high and 0.2 m in diameter is formed from hexonite with a bulk density (ρ 1 ) of 1350 kg / m 3 , detonation velocity (D 1 ) of 7.0 km / s, and a critical detonation diameter (d 1кp ) 30 mm (TU 7276-021-11692478-2001) and granulite with a bulk density (ρ 2 ) of 700 kg / m 3 , a detonation velocity (D 2 ) of 3.5 km / s, a critical detonation diameter (d 2cr ) of 80 mm ( TU 7276-028-11692478-2002). By any known method, the possibility of detonation transfer from hexonite to granulite and from granulite to hexonite is determined. When establishing the detonation transfer of explosives to each other, the heights of the elements from the selected explosives are calculated by setting the bulk density of the block (combined charge) (ρ charge ), for example, 950 kg / m 3 , the block height (hexonite + granulite), for example, 1.5 m. The block contains one element of each explosive (n = m = 1). In accordance with the proposed formulas, the heights of the elements of each explosive are calculated:
- для гексонита - H1=1,5(950-700)/1350-700)1=0,58 м,- for hexonite - H 1 = 1.5 (950-700) / 1350-700) 1 = 0.58 m,
- для гранулита - Н2=1,5(1350-700)/(1350-700)1=0,92 м.- for granulite - H 2 = 1.5 (1350-700) / (1350-700) 1 = 0.92 m.
Количество блоков (гексонит + гранулит) скважинного заряда - три: 4,5:1,5=3. Выполняется условие предлагаемой формулы изобретения: (dзар>d2кр>d1кр) 200>80>30.The number of blocks (hexonite + granulite) of the borehole charge is three: 4.5: 1.5 = 3. The condition of the proposed claims is satisfied: (d zar > d 2cr > d 1cr ) 200>80> 30.
Если верхняя часть уступа состоит из крепких или трещиноватых пород, которые при взрыве дают повышенный выход негабаритов, то комбинированный заряд формируют по типу фиг.3, 4 с целью изменения и равномерного распределения импульсных нагрузок на взрываемый массив.If the upper part of the ledge consists of strong or fractured rocks, which during the explosion give an increased yield of oversized, then the combined charge is formed according to the type of figures 3, 4 in order to change and evenly distribute the impulse loads on the blasting mass.
Пример 2 - фиг.2.Example 2 - figure 2.
Для формирования комбинированного заряда выбраны взрывчатые вещества примера 1. Гексонит разделен на два элемента (n=2), между которыми размещен элемент из гранулита (m=1). В соответствии с предлагаемыми формулами рассчитывают высоты элементов каждого взрывчатого вещества:To form a combined charge, the explosives of Example 1 were selected. Hexonite is divided into two elements (n = 2), between which an element of granulite is placed (m = 1). In accordance with the proposed formulas, the heights of the elements of each explosive are calculated:
- для гексонита: - H1=1,5(950-750)/(1350-800)2=0,29 м,- for hexonite: - H 1 = 1.5 (950-750) / (1350-800) 2 = 0.29 m,
- для гранулита: - Н2=1,5(1350-750)/(1350-750)1=0,92 м.- for granulite: - Н 2 = 1.5 (1350-750) / (1350-750) 1 = 0.92 m.
Количество блоков (гексонит + гранулит) комбинированного заряда - три: 4,5:1,5=3.The number of blocks (hexonite + granulite) of the combined charge is three: 4.5: 1.5 = 3.
Выполняется условие предлагаемой формулы изобретения: (dзар>d2кр>d1кр) 200>80>30.The condition of the proposed claims is satisfied: (d zar > d 2cr > d 1cr ) 200>80> 30.
Пример 3 - фиг.3.Example 3 - figure 3.
Для формирования комбинированного заряда выбраны взрывчатые вещества примера 1. Гексонит разделен на три элемента (n=3), между которыми размещены элементы из гранулита (m=2). В соответствии с предлагаемыми формулами рассчитывают высоты элементов каждого взрывчатого вещества:To form a combined charge, the explosives of Example 1 were selected. Hexonite is divided into three elements (n = 3), between which granulite elements are placed (m = 2). In accordance with the proposed formulas, the heights of the elements of each explosive are calculated:
- для гексонита: - H1=1,5(950-750)/(1350-800)3=0,193 м,- for hexonite: - H 1 = 1.5 (950-750) / (1350-800) 3 = 0.193 m,
- для гранулита: - Н2=1,5(1350-750)/(1350-750)2=0,46 м.- for granulite: - Н 2 = 1.5 (1350-750) / (1350-750) 2 = 0.46 m.
Количество блоков (гексонит + гранулит) скважинного заряда - три: 4,5:1,5=3. Выполняется условие предлагаемой формулы изобретения: (dзар>d2кр>d1кр) 200>80>30.The number of blocks (hexonite + granulite) of the borehole charge is three: 4.5: 1.5 = 3. The condition of the proposed claims is satisfied: (d zar > d 2cr > d 1cr ) 200>80> 30.
Приведенные примеры показывают возможность перераспределения энергии взрыва, при котором создаются благоприятные условия для более интенсивного и равномерного дробления породы в зависимости от крепости пород, повышается кпд взрыва.The above examples show the possibility of redistributing the energy of the explosion, in which favorable conditions are created for more intensive and uniform crushing of the rock, depending on the strength of the rocks, and the explosion efficiency is increased.
Пример 4 - фиг.4.Example 4 - figure 4.
Скважины обводненные. Колонка комбинированного заряда высотой 5 м формируется патронами диаметром 0,18 м, выполненными из порэмита П с насыпной плотностью (ρ1) 1300 кг/м3, скоростью детонации (D1) 4,5 км/с, критическим диаметром детонации (d1кp) 60 мм (ТУ 84-08628424-533-96) и гранулита АСМ с насыпной плотностью (ρ2) 900 кг/м3, скоростью детонации (D2) 3,2 км/с, критическим диаметром детонации (d2кp) 80 мм (ТУ 12.00173769.038-96). Любым известным способом определяется возможность передачи детонации от порэмита к гранулиту и от гранулита к порэмиту. При установлении передачи детонации взрывчатых веществ друг другу рассчитывают параметры элементов блока. Патрон содержит по одному элементу каждого взрывчатого вещества (n=m=1). Задаваясь плотностью патрона (комбинированного заряда) (ρзар), например, 1080 кг/м3, его высотой, например, 1 м, в соответствии с предлагаемыми формулами рассчитывают высоты элементов каждого взрывчатого вещества:Wells are waterlogged. A combined charge column with a height of 5 m is formed by cartridges with a diameter of 0.18 m made of Poremite P with a bulk density (ρ 1 ) of 1300 kg / m 3 , a detonation velocity (D 1 ) of 4.5 km / s, and a critical detonation diameter (d 1кp ) 60 mm (TU 84-08628424-533-96) and AFM granulite with bulk density (ρ 2 ) 900 kg / m 3 , detonation velocity (D 2 ) 3.2 km / s, critical detonation diameter (d 2кp ) 80 mm (TU 12.00173769.038-96). By any known method, the possibility of transmitting detonation from poremite to granulite and from granulite to poremite is determined. When establishing the transmission of detonation of explosives to each other, the parameters of the block elements are calculated. The cartridge contains one element of each explosive (n = m = 1). Given the density of the cartridge (combined charge) (ρ charge ), for example, 1080 kg / m 3 , its height, for example, 1 m, in accordance with the proposed formulas, the heights of the elements of each explosive are calculated:
- для порэмита: - H1=1,0(1080-900)/(1300-900)1=0,45 м,- for pormemit: - H 1 = 1.0 (1080-900) / (1300-900) 1 = 0.45 m,
- для гранулита: - Н2=1,0(1300-1080)/(1300-900)1=0,55 м.- for granulite: - Н 2 = 1.0 (1300-1080) / (1300-900) 1 = 0.55 m.
Количество патронов комбинированного заряда - пять: 5,0:1,0=5. Выполняется условие предлагаемой формулы изобретения: (dзар>d2кp>d1кр) 180>80>60.The number of cartridges of the combined charge is five: 5.0: 1.0 = 5. The condition of the proposed claims is satisfied: (d zar > d 2kp > d 1kr ) 180>80> 60.
Предлагаемый способ заряжания скважин обеспечивает заявляемый технический результат:The proposed method of loading wells provides the claimed technical result:
- обеспечение оптимального дробления горной массы при сокращении объема переизмельчения, управление равномерностью дробления горного массива достигается за счет предлагаемой конструкции комбинированного заряда, состоящего из элементов одинакового диаметра и расчетной высоты из взрывчатых веществ с разными значениями насыпной плотности и скорости детонации, способными передавать детонацию друг другу;- ensuring optimal crushing of the rock mass while reducing the volume of overgrinding, controlling the uniformity of crushing of the rock mass is achieved due to the proposed design of the combined charge, consisting of elements of the same diameter and the estimated height of explosives with different values of bulk density and detonation velocity, capable of transmitting detonation to each other;
- расширение ассортимента и области применения неводоустойчивых взрывчатых веществ за счет предлагаемой конструкции комбинированного заряда, когда неводоустойчивые взрывчатые вещества в виде элементов размещаются в полимерной оболочке, при этом только одно из взрывчатых веществ может иметь насыпную плотность более 1000 кг/м3;- expanding the range and scope of non-waterproof explosives due to the proposed design of the combined charge, when non-waterproof explosives in the form of elements are placed in a polymer shell, while only one of the explosives can have a bulk density of more than 1000 kg / m 3 ;
- снижение стоимости ведения буровзрывных работ за счет выбора и оптимального сочетания взрывчатых веществ по насыпной плотности, скорости детонации, способности передачи детонации от одного взрывчатого вещества к другому, обеспечивающих требуемую плотность заряжания и безотказность работы скважинного заряда применительно к породам разной крепости и обводненности; снижения расхода средств инициирования;- reducing the cost of drilling and blasting operations due to the choice and optimal combination of explosives in bulk density, detonation speed, the ability to transfer detonation from one explosive to another, providing the required loading density and failure-free operation of the borehole charge in relation to rocks of different strength and water cut; reduce the cost of initiation tools;
- повышение кпд взрыва за счет пульсирующего режима детонации комбинированного заряда.- increased explosion efficiency due to the pulsating detonation mode of the combined charge.
Предлагаемый комбинированный заряд взрывчатого вещества был проверен на скважинах различных диаметров и обводненности, в породах различной крепости и различного химического состава.The proposed combined explosive charge was tested on wells of various diameters and water cuts, in rocks of various strengths and different chemical composition.
Ведение буровзрывных работ предлагаемыми комбинированными зарядами позволило повысить равномерность дробления горной породы за счет снижения в основном выхода негабаритной (крупнокусковой) фракции, улучшить проработку подошвы уступа, что позволило повысить производительность погрузочно-транспортного и дробильно-сортировочного оборудования и снизить затраты на буровзрывные работы.Drilling and blasting operations with the proposed combined charges made it possible to increase the uniformity of rock crushing due to mainly reducing the oversized (lumpy) fraction yield, to improve the working out of the ledge bottom, which allowed to increase the productivity of handling and crushing and screening equipment and reduce the cost of drilling and blasting operations.
В процессе проведения взрывов отказов и аномальной работы предлагаемого скважинного заряда не зафиксировано.In the process of explosions of failures and abnormal operation of the proposed borehole charge is not fixed.
Источники информацииInformation sources
1. Патент России №2208219.1. Patent of Russia No. 2208219.
2. Патент России №2060447.2. Patent of Russia No. 2060447.
3. Патент России №2043601.3. Patent of Russia No. 2043601.
4. Патент России №2184928.4. Patent of Russia No. 2184928.
5. Патент России №2152586.5. Patent of Russia No. 2152586.
6. Патент России №2230724.6. Patent of Russia No. 2230724.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004135368/03A RU2280236C1 (en) | 2004-12-06 | 2004-12-06 | Combination explosive charge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004135368/03A RU2280236C1 (en) | 2004-12-06 | 2004-12-06 | Combination explosive charge |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004135368A RU2004135368A (en) | 2006-05-20 |
| RU2280236C1 true RU2280236C1 (en) | 2006-07-20 |
Family
ID=36657952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004135368/03A RU2280236C1 (en) | 2004-12-06 | 2004-12-06 | Combination explosive charge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2280236C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2815668C1 (en) * | 2023-09-19 | 2024-03-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук | Method of destruction of wastes by explosion |
-
2004
- 2004-12-06 RU RU2004135368/03A patent/RU2280236C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2815668C1 (en) * | 2023-09-19 | 2024-03-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук | Method of destruction of wastes by explosion |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004135368A (en) | 2006-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5099763A (en) | Method of blasting | |
| CA2042671A1 (en) | Low level blasting composition and method of blasting same | |
| CN107003104A (en) | Delaying blasting method and explosion and delay instrument between most short row endoporus | |
| CN101936689B (en) | Vibration isolation charging blasthole and charging method | |
| RU2280236C1 (en) | Combination explosive charge | |
| CN114353609B (en) | Structure and method for sectional charging in downward blast hole | |
| RU2283473C1 (en) | Method for conducting of drilling and blasting operations (modifications) | |
| US5596165A (en) | Blasting method and composition | |
| RU2449241C1 (en) | Method to form multicharge in drowned well | |
| CN104713432A (en) | Blasting method employing detonation wave energy collection | |
| RU2356009C1 (en) | Explosive hollow charge | |
| RU120761U1 (en) | EXTENDED EXPLOSIVE CHARGE | |
| CN210981043U (en) | DNA double helix type shooting and blasting integrated medium-length hole blasting device | |
| RU132884U1 (en) | EXPLOSIVE CHARGE FOR WATERFILLED WELLS | |
| RU130689U1 (en) | EXPLOSIVES CARTRIDGE | |
| RU2403534C2 (en) | Method and device of horizontal blasthole charging | |
| RU119092U1 (en) | EXPLOSIVES | |
| RU2234052C1 (en) | Method for blasting of deep-hole charges | |
| RU2333460C1 (en) | Method of performance of blast-hole drilling works in flooded wells | |
| RU132178U1 (en) | EXPLOSIVE WELL CHARGING WITH GAS-DYNAMIC DETONATION STABILIZER | |
| RU105989U1 (en) | COMBINED EXPLOSIVE CHARGING FOR CHARGING PARTLY WATERED WELLS | |
| RU2234673C1 (en) | Method of explosion of ascending wells | |
| RU2184928C1 (en) | Method for conducting of drilling and blasting operations | |
| RU2712876C1 (en) | Charge for breaking of rocks | |
| RU2067286C1 (en) | Method for formation of deep-hole charges |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121207 |