RU2372583C1

RU2372583C1 - Combined plug

Info

Publication number: RU2372583C1
Application number: RU2008121347/03A
Authority: RU
Inventors: Александр Валентинович Лещинский (RU); Александр Валентинович Лещинский; Евгений Борисович Шевкун (RU); Евгений Борисович Шевкун; Александр Валентинович Языков (RU); Александр Валентинович Языков
Priority date: 2008-05-27
Filing date: 2008-05-27
Publication date: 2009-11-10

Abstract

FIELD: oil and gas production.

SUBSTANCE: combined plug, including thrust part, for instance in the form of cylinder with expanding top-down cavity into which from below by cable traction it is draw in thrust cone. Cylinder is implemented in the form of sleeve from elastic material, for instance from rubber. Walls of sleeve allow variable elasticity maximal in bottom. Thrust cone, implemented of organic material, for instance from plastic mass, rest into bottom of sleeve. In cavity of sleeve and from above up to wellhead it is located particulate part, for instance from drilling sludge.

EFFECT: reliability growth of detonation products locking in charging cavity up to moment of total destruction of surrounding rock.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах на карьерах 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 in quarries and can be used in various industries using blasting in rock massifs of rocks.

Известна забойка в виде самозаклинивающейся пробки из отвердевшего бетона, состоящей из конического элемента, размещенного на глиняной пробке над зарядом ВВ и направленного острием вверх, и боковых клиньев, насаживаемых на конус /1/. Такая пробка обладает достаточной прочностью, хорошим сопротивлением выталкивающим силам, так как с их увеличением возрастает боковой распор, увеличивающий силу трения между стенками шпура и боковыми клиньями.Known jamming in the form of self-jamming corks from hardened concrete, consisting of a conical element placed on a clay cork above the explosive charge and directed with its tip pointing upwards and side wedges mounted on the cone / 1 /. Such a cork has sufficient strength, good resistance to buoyancy forces, since with their increase the lateral strut increases, which increases the friction force between the walls of the hole and the side wedges.

Недостатком такой конструкции является необходимость устанавливать защитную пробку из глины между коническим элементом и зарядом ВВ, что усложняет работы по формированию забойки, а также плохое сцепление боковых бетонных клиньев со стенками скважины нарушенной структуры (с вывалами стенок).The disadvantage of this design is the need to install a protective plug made of clay between the conical element and the explosive charge, which complicates the work on the formation of clogging, as well as poor adhesion of the side concrete wedges to the walls of the well of a broken structure (with wall outfalls).

Наиболее близким по существу решаемой задачи устройством для запирания продуктов взрыва в зарядной полости скважины является подвесная забойка, представляющая собой разрезной цилиндр с не менее чем тремя продольными прорезями и коническим расширением полости вниз от днища, снизу в полость разрезного цилиндра вставлен полый распорный конус, соединенный с канатной тягой, верхним концом закрепленной на треноге /2/.The closest to the essentially solvable task device for locking the explosion products in the charging cavity of the well is a suspension stemming device, which is a split cylinder with at least three longitudinal slots and a conical extension of the cavity down from the bottom, a hollow expansion cone connected to the cavity of the split cylinder connected to cable traction, the upper end mounted on a tripod / 2 /.

Недостатком этого устройства, принятого за прототип заявляемому изобретению, также является плохое сцепление стенок цилиндра со стенками скважины нарушенной структуры (с вывалами стенок), что вынуждает ставить забойку на большую глубину, уменьшая зону регулируемого дробления, а также выполнение забойки из металла, что неприемлемо при погрузке горной массы на дробилку - возможна потеря забойки в горной массе и попадание ее как недробимого тела в дробилку.The disadvantage of this device, taken as a prototype of the claimed invention, is also the poor adhesion of the cylinder walls to the walls of the well of a disturbed structure (with wall outfalls), which forces the stemming to a greater depth, reducing the area of controlled crushing, as well as the performance of metal jamming, which is unacceptable when loading the rock mass into the crusher - it is possible to lose stemming in the rock mass and getting it as an unbreakable body into the crusher.

Технической задачей, на решение которой направлено предполагаемое изобретение, является повышение надежности запирания продуктов детонации в зарядной полости до момента полного разрушения окружающей породы укороченной комбинированной забойкой, составленной из распорной и засыпной частей.The technical problem to which the alleged invention is directed is to increase the reliability of locking detonation products in the charging cavity until the surrounding rock is completely destroyed by a shortened combined stemming composed of the spacer and backfill parts.

Поставленная задача достигается тем, что в комбинированной забойке, включающей распорную часть в виде цилиндра с расширяющейся сверху вниз полостью, в которую снизу канатной тягой втягивается распорный конус, согласно изобретению цилиндр выполнен в виде стакана из эластичного материала, например из резины, стенки стакана имеют переменную эластичность, наибольшую в нижней части, распорный конус, выполненный из органического материала, например из пластической массы, упирается в днище стакана, а в полости стакана и сверху до устья скважины размещают засыпную часть, например, из бурового шлама.The problem is achieved in that in the combined stemming, including the spacer part in the form of a cylinder with a cavity expanding from top to bottom, into which a spacer cone is drawn from below by a cable tie, according to the invention, the cylinder is made in the form of a cup made of an elastic material, for example, rubber, the cup walls have a variable elasticity, the greatest in the lower part, the expansion cone made of organic material, for example from plastic mass, abuts against the bottom of the glass, and in the cavity of the glass and from above to the mouth of the well s Sediment disposed portion, for example, from the drill cuttings.

На фиг.1 схематично изображена распорная часть комбинированной забойки после размещения в скважину на заданную глубину, на фиг.2 - комбинированная забойка в рабочем положении в скважине.Figure 1 schematically shows the spacer of the combined stemming after placement in the well to a predetermined depth, figure 2 - combined stemming in the working position in the well.

Распорная часть комбинированной забойки включает стакан 1, выполненный из эластичного материала, например резины, с конической полостью 2. Толщина стенок стакана 1 благодаря конической форме полости 2 уменьшается сверху вниз, придавая им переменную эластичность, наибольшую в нижней части, в районе днища 3. На распорном конусе 4, снабженном кольцевым выступом 5 и отверстием 6, закреплена канатная тяга 7. Днище 3 имеет отверстие 8 по размеру кольцевого выступа 5.The spacer part of the combined stemming includes a cup 1 made of an elastic material, such as rubber, with a conical cavity 2. The wall thickness of the cup 1, due to the conical shape of the cavity 2, decreases from top to bottom, giving them a variable elasticity, the greatest in the lower part, in the region of the bottom 3. On a spacer cone 4 provided with an annular protrusion 5 and an aperture 6, a cable rod 7 is fixed. The bottom 3 has an aperture 8 of the size of the annular protrusion 5.

Комбинированная забойка работает следующим образом. На поверхности блока распорную забойку собирают в конструктивный элемент. Для этого через отверстие 6 распорного конуса 4 и коническую полость 2 стакана 1 пропускают проводник инициирующего импульса 9, например детонирующий шнур или волновод системы СИНВ, а через коническую полость 2 стакана 1 пропускают канатную тягу 7. Для предохранения от перекосов при затяжке распорной части забойки в скважине кольцевой выступ 5 распорного конуса 4 вставляют в отверстие 8 днища 3. Распорную часть забойки на канатной тяге 7 опускают в скважину 10 на заданную глубину. Затем, придерживая проводник инициирующего импульса 9 и канатную тягу 7 в натянутом состоянии, начинают понемногу подсыпать в скважину 10 буровой шлам 11. После того как с помощью бурового шлама в конической полости 2 распорная часть забойка заклинится в скважине 10, натягивают канатную тягу 7, при этом днище 3 стакана 1 распорным конусом 4 выворачивается "чулком" внутрь конической полости 2, и нижняя часть стакана 1 плотно прижимается к стенкам скважины 10, создавая таким образом комбинированную забойку. Затем канатную тягу 7 соединяют с поверхностной системой последующего извлечения забойки из взорванной горной массы, например, канатами, автошинами и т.п., а полость скважины 10 над распорной частью забойки до устья заполняется буровым шламом 11, который попадает и в зазор между внешними стенками стакана 1 и стенками скважины 10. Комбинированная забойка готова к работе.Combined stemming works as follows. On the surface of the block, the spacer is assembled into a structural element. To do this, the initiating pulse conductor 9, for example, a detonating cord or waveguide of the SINV system, is passed through the hole 6 of the spacer cone 4 and the conical cavity 2 of the cup 1, and the cable traction 7 is passed through the conical cavity 2 of the cup 1 7. To prevent distortions when tightening the spacer part of the clogging the borehole annular protrusion 5 of the spacer cone 4 is inserted into the hole 8 of the bottom 3. The spacer part of the stemming on the cable rod 7 is lowered into the borehole 10 to a predetermined depth. Then, holding the initiating impulse conductor 9 and the wire rope 7 in tension, begin to gradually add drill cuttings 11 into the well 10. After using the drill cuttings in the conical cavity 2, the stemming part is jammed in the well 10, the cable pull 7 is pulled, this bottom 3 of the glass 1 spacer cone 4 turns "stocking" into the conical cavity 2, and the lower part of the glass 1 is tightly pressed against the walls of the borehole 10, thereby creating a combined stemming. Then the cable traction 7 is connected to the surface system for the subsequent extraction of the stem from the blasted rock mass, for example, by ropes, tires, etc., and the cavity of the well 10 above the expansion part of the stem to the mouth is filled with drill cuttings 11, which also enters the gap between the outer walls cup 1 and the walls of the well 10. Combined stemming is ready to work.

После детонации заряда ВВ в зарядной полости резко возрастает давление продуктов детонации до величин в несколько десятков тысяч атмосфер и происходит динамический удар газов по большой поверхности распорного конуса 4, что приводит к дальнейшему вдавливанию его в стакан 1 на некоторую величину и увеличению, таким образом, распора в стенки скважины. При этом буровой шлам 11 в конической полости 2 давит на эластичные стенки стакана 1, деформируя и прижимая их к стенкам скважины 10, что обеспечивает хорошее сцепление стенок стакана 1 как с гладкими стенками скважины 10, так и со стенками нарушенной структуры (с вывалами стенок). Таким положение распорной части комбинированной забойки остается вплоть до начала разрушения стенок скважины и прорыва части продуктов детонации из зарядной полости в атмосферу через трещины в разрушенном массиве. В этот момент нарушается сцепление стенок стакана 1 с расходящимися стенками скважины 10 и распорная часть забойки начинает смещаться под действием еще очень высокого давления продуктов детонации вверх по скважине. Засыпная часть забойки при этом уплотняется, образуя «пробку», препятствующую дальнейшему смещению распорной части забойки вверх и прорыву газов взрыва через устье скважины. Таким путем обеспечивается длительная замкнутость зарядной полости, что способствует более полному протеканию вторичных реакций в продуктах детонации и соответственно повышает энергию взрыва; это особенно важно для современных крупнодисперсных ВВ типа гранулитов и граммонитов, у которых значительная доля энергии выделяется в процессе вторичных реакций. Наличие распорной части забойки повышает сопротивляемость комбинированной забойки выталкивающему действию продуктов взрыва и позволяет уменьшить глубину размещения комбинированной забойки и снижает зону нерегулируемого дробления.After detonation of the explosive charge in the charging cavity, the pressure of the detonation products sharply increases to several tens of thousands of atmospheres and there is a dynamic impact of gases on the large surface of the expansion cone 4, which leads to its further indentation into the glass 1 by a certain amount and, thus, an increase in into the walls of the well. At the same time, drill cuttings 11 in the conical cavity 2 presses on the elastic walls of the nozzle 1, deforming and pressing them against the walls of the well 10, which ensures good adhesion of the nozzle walls 1 to both smooth walls of the well 10 and to the walls of the broken structure (with wall outfalls) . This position of the spacer part of the combined stemming remains until the start of the destruction of the borehole walls and the breakthrough of part of the detonation products from the charging cavity into the atmosphere through cracks in the destroyed massif. At this moment, the adhesion of the walls of the glass 1 to the diverging walls of the well 10 is disrupted and the spacer part of the stemming unit begins to shift under the influence of still very high pressure of the detonation products up the well. The backfill part of the stemming device is compacted, forming a “plug”, which prevents further displacement of the expansion part of the stemming unit upwards and the breakthrough of explosion gases through the wellhead. In this way, a long-term isolation of the charging cavity is ensured, which contributes to a more complete course of secondary reactions in detonation products and, accordingly, increases the explosion energy; this is especially important for modern coarse-grained explosives such as granulites and grammonites, in which a significant proportion of the energy is released during secondary reactions. The presence of the stemming part of the stemming increases the resistance of the combined stemming to the buoyancy of the explosion products and allows to reduce the depth of placement of the combined stemming and reduces the area of unregulated crushing.

После взрыва распорную часть забойки извлекают из горной массы и она готова для повторного использования. В случае не обнаружения она может быть отгружена с горной массой, не представляя опасности для дробилок.After the explosion, the spacer part of the stemming unit is removed from the rock mass and it is ready for reuse. If not detected, it can be shipped with the rock mass, without posing a danger to the crushers.

Таким образом, заявляемая комбинированная забойка позволяет при уменьшенной длине надежно запирать продукты взрыва в зарядной полости до разрушения массива и тем самым обеспечить решение поставленной технической задачи.Thus, the inventive combined stemming allows for a reduced length to reliably lock the products of the explosion in the charging cavity until the destruction of the array and thereby provide a solution to the technical problem.

Источники информацииInformation sources

1. Беришвили Г.А. Влияние забойки шпуров на эффективность взрыва в условиях Чиатурского марганцевого месторождения // Взрывное дело №57/14. М.: Недра. 1965. С.330-338.1. Berishvili G.A. The effect of drilling holes on the efficiency of an explosion in the conditions of the Chiatura manganese deposit // Blasting No. 57/14. M .: Subsoil. 1965. S.330-338.

2. Подвесная забойка: патент РФ №2286534, МПК F42D 1/08. 2006 (прототип).2. Suspended stemming: RF patent No. 2286534, IPC F42D 1/08. 2006 (prototype).

Claims

Combined stemming, including a spacer, for example, in the form of a cylinder with a cavity expanding from top to bottom, into which a spacer cone is drawn from below by cable pull, characterized in that the cylinder is made in the form of a glass made of an elastic material, for example, rubber, the glass walls have variable elasticity, the largest in the lower part, the expansion cone, made of organic material, for example, of plastic mass, abuts the bottom of the glass, and in the cavity of the glass and from above to the wellhead place the filling part, for example imer, from drill cuttings.