RU2287773C1

RU2287773C1 - Blast hole

Info

Publication number: RU2287773C1
Application number: RU2005116789/03A
Authority: RU
Inventors: Евгений Борисович Шевкун (RU); Евгений Борисович Шевкун; Александр Валентинович Лещинский (RU); Александр Валентинович Лещинский; Тамара Ивановна Шевкун (RU); Тамара Ивановна Шевкун
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2006-11-20

Abstract

FIELD: drilling and blasting operations in hard rocks, applicable in various branches using blasting operations in rock masses.

SUBSTANCE: the blast hole has a cylindrical shaft with the lower section filled with an explosive charge, and the upper section filled with a tamping material, in which a recess filled with the tamping material is made, the maximum diameter of the recess equals 1.5-3 diameters of the hole. The recess is made in the form of a truncated cone, which on the side of the larger base is filled with an explosive at least by 10% of the height.

EFFECT: provided effective breaking of rocks due to a multiple enhancement of the locking effect of tamping by increasing the quantity of the tamping material involved in motion from the recess.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород.The invention relates to the field of drilling and blasting in strong rocks and can be used in various industries that use blasting in rock massifs of rocks.

Дробление скальных горных пород взрывом на карьерах производят при помощи цилиндрических взрывных скважин, в верхней части которых длиной ¹/₃-¹/₄ над зарядом ВВ размещают забойку для запирания продуктов взрыва и увеличения тем самым длительности взрывного импульса. Исследованиями в промышленных условиях [1] установлено, что забойка вылетает во время взрыва в виде сжатого цилиндра до начала разрушения окружающего горного массива. В то же время в лабораторных условиях установлено, что забойка из сыпучих материалов более эффективно сопротивляется ударной нагрузке, которой в первый момент является взрыв заряда ВВ [2]. При этом забойка уплотняется, образуется "пробка", которая затем эффективно сопротивляется возрастающему установившемуся давлению газов газообразных продуктов взрыва за счет увеличения сил трения как между частицами забоечного материала, так и между уплотненной забойкой и стенками скважины.Rock crushing of rocks in quarries explosion produced by cylindrical blast holes, the top of which the length of ^_1/3 - ^_1/4 of the explosive charge disposed for locking the stemming of the explosion products and thereby increasing the duration of the pulse burst. Investigations in industrial conditions [1] established that the stemming crashes during the explosion in the form of a compressed cylinder before the destruction of the surrounding rock mass. At the same time, in laboratory conditions, it was found that stagnation of bulk materials more effectively resists shock loading, which at the first moment is an explosion of explosive charge [2]. In this case, the stemming is compacted, a “plug” is formed, which then effectively resists the increasing steady-state pressure of the gases of the gaseous explosion products due to an increase in the friction forces both between particles of the stemming material and between the compacted stemming and the walls of the well.

Основным недостатком цилиндрических взрывных скважин является малая шероховатость их стенок, что снижает сцепление забойки с их стенками. Результаты массовых взрывов на карьерах показывают: при существующих взрывных скважинах забойка находится в скважине в течение 15-18 мс, что в 3-5 раз меньше времени разрушения массива. Малая сопротивляемость забойки значительно ухудшает качество дробления горных пород.The main disadvantage of cylindrical blast holes is the small roughness of their walls, which reduces the adhesion of the stemming with their walls. The results of mass explosions at the quarries show: with existing blast holes, stemming is in the well for 15-18 ms, which is 3-5 times less than the time of the destruction of the array. Low resistance to stemming significantly affects the quality of crushing rocks.

Наиболее близким по существу решаемой задачи является взрывная скважина, содержащая цилиндрический ствол с нижней частью, заряженной зарядом взрывчатого вещества, и верхней частью, заполненной забоечным материалом, в которой на расстоянии ¹/₂-²/₃ длины верхней части от устья скважины выполнена заполненная забоечным материалом сферическая выемка, диаметр которой равен 1,5-3 диаметрам скважины [3].The closest essentially a solved problem is a blast hole, comprising a cylindrical barrel with a bottom portion of the charged explosive charge and an upper portion filled zaboechnym pictures, wherein a distance ^_1/2 - ^_2/3 the length of the upper portion of the wellhead is formed filled zaboechnym material spherical recess, the diameter of which is equal to 1.5-3 diameters of the well [3].

При взрыве заряда в такой скважине нижняя часть забойки уплотняется и при движении смещает впереди себя остальной забоечный материал. По мнению авторов изобретения, за счет сил трения между частицами в движение вовлекается в основном вся масса забоечного материала, сосредоточенного в сферической выемке, и происходит его закупорка в зоне перехода сферической части скважины в цилиндрическую.In the event of a charge explosion in such a well, the lower part of the stemming device is compacted and when moving moves the rest of the stemming material in front of itself. According to the inventors, due to the frictional forces between the particles, the entire mass of the bottom hole material concentrated in the spherical recess is involved in the movement, and it becomes clogged in the transition zone of the spherical part of the well into the cylindrical.

Недостатком этой взрывной скважины, принятой за прототип заявляемому изобретению, является заполнение забоечным материалом сферической выемки. При давлении на этот материал плотной "пробки" меньшего диаметра в сферической выемке будет вовлекаться в движение материал цилиндрической формы с размерами, близкими диаметру скважины. И только небольшая часть материала выемки за счет сил трения будет вовлечена в движение и сможет создать закупоривающий эффект.The disadvantage of this blast hole, taken as a prototype of the claimed invention, is the filling of a spherical recess with the bottom hole material. With pressure on this material of a dense “plug” of smaller diameter in a spherical recess, cylindrical material with dimensions close to the diameter of the well will be involved in the movement. And only a small part of the material of the excavation due to the forces of friction will be involved in the movement and can create a clogging effect.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение запирающего эффекта забойки путем увеличения количества забоечного материала из выемки, вовлекаемого в движение.The technical problem to which the invention is directed is to increase the locking effect of the clogging by increasing the amount of clogging material from the recess involved in the movement.

Поставленная задача достигается тем, что во взрывной скважине, содержащей цилиндрический ствол с нижней частью, заполненной зарядом взрывчатого вещества, и верхней частью, заполненной забоечным материалом, в которой выполнена заполненная забоечным материалом выемка, диаметр которой равен 1,5-3 диаметрам скважины, согласно изобретению выемка выполнена в виде усеченного конуса, который со стороны большего основания не менее чем на 10% высоты заполнен взрывчатым веществом.The problem is achieved in that in a blast hole containing a cylindrical barrel with a lower part filled with explosive charge, and an upper part filled with drilling material, in which a recess filled with drilling material is made, the diameter of which is 1.5-3 well diameters, according to according to the invention, the recess is made in the form of a truncated cone, which is filled with explosive from at least 10% of the height of the larger base.

На фиг.1 изображена взрывная скважина в разрезе в заряженном виде, на фиг.2 - при детонации заряда ВВ.Figure 1 shows a blast hole in the context in a charged form, figure 2 - when the detonation of the explosive charge.

Взрывная скважина состоит из цилиндрического ствола 1 и выемки 2 конической формы. Верхняя часть цилиндрического ствола 1 и выемки 2 заполнены сыпучим забоечным материалом 3, при этом нижняя часть выемки 2, со стороны большего основания, не менее чем на 10% высоты заполнена взрывчатым веществом заряда 4, заполняющего нижнюю часть цилиндрического ствола 1, к которому подведен проводник инициирующего импульса 5.Blast hole consists of a cylindrical barrel 1 and a recess 2 conical shape. The upper part of the cylindrical barrel 1 and the recess 2 are filled with bulk drilling material 3, while the lower part of the recess 2, from the side of the larger base, is not less than 10% of the height filled with explosive charge 4, filling the lower part of the cylindrical barrel 1 to which the conductor is connected initiating pulse 5.

В такой взрывной скважине увеличение сопротивляемости забоечного материала 3 действию газообразных продуктов взрыва, образующихся при детонации заряда 4, обеспечивается посредством размещения забоечного материала 3 в верхней части цилиндрического ствола 1 и выемке 2.In such a blast hole, an increase in the resistance of the collapse material 3 to the action of the gaseous explosion products generated by the detonation of charge 4 is achieved by placing the collapse material 3 in the upper part of the cylindrical barrel 1 and the recess 2.

При детонации заряда взрывчатого вещества 4 забоечный материал 3 в районе нижнего основания конуса выемки 2 уплотняется давлением газов газообразных продуктов взрыва 6, образуя "пробку" 7. Чем выше скорость приложения нагрузки, тем короче, но плотнее образовавшаяся "пробка" [2]. Эта "пробка" под давлением продуктов детонации начинает смещаться вверх и, как поршнем, запрессовывает забоечный материал 3, находящийся в выемке 2, смещая его по сходящимся стенкам выемки 2 к верхней цилиндрической части 1. Во всей выемке 2 сила трения между частицами забоечного материала 2 возрастает, коэффициент сцепления забоечного материала 3 со сходящимися стенками выемки 2 увеличивается. Сопротивляемость забойки давлению газов газообразных продуктов взрыва 6 многократно возрастает, поскольку происходит запрессовка забоечного материала по всей площади сходящихся стенок конической выемки (а не только в зоне перехода от сферы к цилиндру, как у прототипа), и эффективность взрывного дробления горных пород повышается.When the explosive charge 4 is detonated, the clogging material 3 in the region of the lower base of the cone of the recess 2 is compressed by the gas pressure of the gaseous products of the explosion 6, forming a “plug” 7. The higher the load application rate, the shorter but denser the “plug” [2]. This "plug" under pressure of detonation products begins to shift upward and, like a piston, presses in the casing material 3 located in the recess 2, displacing it along the converging walls of the recess 2 to the upper cylindrical part 1. In the entire recess 2, the friction force between the particles of the casing material 2 increases, the coefficient of adhesion of the stemming material 3 with the converging walls of the recess 2 increases. The resistance of the jamming to the gas pressure of the gaseous products of the explosion 6 increases many times, since there is a pressing of the drilling material over the entire area of the converging walls of the conical recess (and not only in the zone of transition from the sphere to the cylinder, as in the prototype), and the efficiency of explosive crushing of rocks increases.

Таким образом, заявляемая взрывная скважина обеспечивает эффективную отбойку горных пород за счет многократного повышения запирающего эффекта забойки путем увеличения количества забоечного материала из выемки, вовлекаемого в движение, и увеличения площади запрессовки забоечного материала.Thus, the inventive blast hole provides an effective breaking of rocks due to the multiple increase in the locking effect of the clogging by increasing the amount of clogging material from the recess involved in the movement, and increasing the area of pressing in the clogging material.

Источники информацииInformation sources

1. Демидюк Г.П. Роль и эффективность забойки при ведении взрывных работ. М.: Недра, 1965.1. Demidyuk G.P. The role and effectiveness of stemming during blasting. M .: Nedra, 1965.

2. Гогичев И.И. Эффективная и оптимальная длина забойки шпуровых зарядов // Сб. Взрывное дело №59/16. М.: Недра, 1966. - С.266-269.2. Gogichev I.I. Effective and optimal length of a hole for borehole charges // Sat. Blasting business No. 59/16. M .: Nedra, 1966. - S.266-269.

3. Взрывная скважина: А.с. СССР №769296, МКИ³ F 42 D 1/08, 1980 /Г.М. Моня, В.Д. Петренко, В.Ф. Джонс (прототип).3. Blast hole: A.S. USSR No. 769296, MKI ³ F 42 D 1/08, 1980 / G.M. Monya, V.D. Petrenko, V.F. Jones (prototype).

Claims

A blast hole containing a cylindrical barrel with a lower part filled with explosive charge and an upper part filled with drilling material, in which a recess filled with drilling material is made, the largest diameter of which is 1.5-3 well diameters, characterized in that the recess is made in in the form of a truncated cone, which is filled with explosive from at least 10% of the height from the larger base.