RU2401416C1

RU2401416C1 - Suspended borehole tamping

Info

Publication number: RU2401416C1
Application number: RU2009128388/03A
Authority: RU
Inventors: Сергей Михайлович Федотенко (RU); Сергей Михайлович Федотенко; Виктор Сергеевич Федотенко (RU); Виктор Сергеевич Федотенко; Надежда Александровна Федотенко (RU); Надежда Александровна Федотенко
Original assignee: Сергей Михайлович Федотенко; Виктор Сергеевич Федотенко; Надежда Александровна Федотенко
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2010-10-10

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: proposed borehole tamping represents a cylinder with diametre commensurable with borehole diametre. Said solid cylinder is accommodated in the borehole at the depth of mass with intensive fracturing. Note here that cylinder top face is skewed and secured by ropes to crossarm arranged above borehole head. Cylinder skewed part top has a cut made parallel to bottom face with width making 0.1-0.2 diametre of tampering wherein one or several rods extended above them by 1-1.5 cm. Below skewed part bottom and perpendicular to borehole wall, one or several rods are arranged to extend above them by 1-1.5 cm. End of two ropes are secured to face skewed part at 2-3 cm from tamping edges. Note that one rope is secured nearby edge of tamping skewed part, while another end is secured to bottom edge.

EFFECT: intensified rock crushing, reduced consumption of explosive, lower costs.

2 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых.The invention relates to mining, to the field of drilling and blasting in rocks and can be used in various industries that use blasting in massifs of rocks, in particular in open pit mining.

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

Известна также скважинная забойка, имеющая форму цилиндра, внешний диаметр которого соизмерим с диаметром скважины (патент РФ №2229684, МПК7 F42D 1/20, опубл. 27.05.2004), принятая за прототип.Also known is a borehole stemming having the shape of a cylinder, the external diameter of which is comparable with the diameter of the well (RF patent No. 2229684, IPC7 F42D 1/20, publ. 27.05.2004), adopted as a prototype.

Недостатком известной скважинной забойки является сложность изготовления и установки.A disadvantage of the known borehole stemming is the complexity of manufacture and installation.

Техническим результатом заявляемого технического решения является интенсификация процесса дробления горных пород, снижение удельного расхода ВВ, повышение качества дробления горной массы, упрощение конструкции, повышение эффективности и снижение себестоимости ведения взрывных работ скважинным методом путем запирания продуктов детонации в зарядной полости до полного разрушения массива.The technical result of the claimed technical solution is to intensify the process of crushing rocks, reducing the specific consumption of explosives, improving the quality of crushing rock mass, simplifying the design, increasing the efficiency and reducing the cost of blasting by the downhole method by locking the detonation products in the charging cavity until the array is completely destroyed.

Указанный технический результат достигается тем, что в подвесной скважинной забойке, выполненной в виде цилиндра, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины, согласно изобретению цилиндр выполнен сплошным, установлен в скважину на глубину массива с интенсивной трещиноватостью, причем верхний торец цилиндра выполнен скошенным и прикреплен веревками к перекладине, расположенной над устьем скважины, при этом на верхнем крае скошенной части цилиндра, параллельно нижнему торцу выполнен срез шириной 0,1-0,2 диаметра забойки, в котором установлен один или несколько стержней, выступающих над ним на 1-1,5 см, под нижним краем скошенной части, на стенке цилиндра, перпендикулярно стенке скважины также установлен один или несколько стержней, выступающих над ней на 1-1,5 см, а на скошенной части торца закреплены концы двух веревок на расстоянии 2-3 см от краев забойки, причем одна веревка закреплена у верхнего края скошенной части забойки, а другая - у нижнего.The specified technical result is achieved by the fact that in a suspended borehole stemming made in the form of a cylinder, the diameter of which is commensurate with the diameter of the borehole, according to the invention, the cylinder is continuous, installed in the borehole to the depth of the array with intense fracturing, and the upper end of the cylinder is beveled and attached by ropes to the crossbar located above the wellhead, while on the upper edge of the beveled part of the cylinder, parallel to the lower end, a slice 0.1-0.2 wide of the diameter of the stemming hole, in which One or more rods protruding 1-1.5 cm above it are installed, under the lower edge of the beveled part, one or more rods protruding 1-1.5 cm above it, is also installed on the cylinder wall, perpendicular to the wall of the well The ends of two ropes are fixed at the chamfered end of the rope at a distance of 2-3 cm from the edges of the face, one rope being fixed at the upper edge of the beveled part of the face and the other at the bottom.

Заявляемая подвесная скважинная забойка поясняется чертежами, где на фиг.1 показана конструкция подвесной скважинной забойки и ее положение в момент опускания ее в скважину; на фиг.2 - подвесная скважинная забойка в скважине в рабочем положении.The inventive suspended borehole stemming is illustrated by drawings, where figure 1 shows the design of the suspended borehole stemming and its position at the time of lowering it into the well; figure 2 - suspended borehole stemming in the well in the working position.

Подвесная скважинная забойка выполнена в виде цилиндра 1, верхний торец 2 которого выполнен скошенным и прикреплен веревками 3 и 4 к перекладине 5, расположенной над устьем скважины, а нижний торец выполнен перпендикулярным стенкам скважины. На верхнем крае скошенного торца 2 цилиндра 1, параллельно нижнему торцу выполнен срез 6 шириной 0,1-0,2 диаметра забойки (d₃), в котором установлен один или несколько стержней 7, выступающих над ним на 1-1,5 см. Срез 6 выполнен для того, чтобы улучшить сцепление забойки со скважиной, так как без этого среза верхний край скошенного торца 2 цилиндра быстро обламывается при установке цилиндра 1 в скважину и забойка ненадежно запирает скважину. А под нижним краем скошенного торца 2, на стенке цилиндра 1, перпендикулярно ей также установлен один или несколько стержней 7, выступающих над ней на 1-1,5 см, для лучшего сцепления забойки со стенками скважины.Suspended borehole stemming is made in the form of a cylinder 1, the upper end 2 of which is beveled and attached by ropes 3 and 4 to the crossbar 5 located above the wellhead, and the lower end is made perpendicular to the borehole walls. On the upper edge of the beveled end 2 of cylinder 1, parallel to the lower end, a slice 6 is made with a width of 0.1-0.2 diameter of the stem (d ₃ ), in which one or more rods 7 are installed, protruding 1-1.5 cm above it. Slice 6 is made in order to improve the grip of the stemming hole with the well, since without this cutoff the upper edge of the beveled end 2 of the cylinder quickly breaks off when the cylinder 1 is inserted into the well and the stemming unreliably locks the well. And under the lower edge of the beveled end 2, on the wall of the cylinder 1, one or more rods 7 are also perpendicular to it, protruding by 1-1.5 cm above it, for better adhesion of the stemming to the walls of the well.

Заявляемая подвесная скважинная забойка работает следующим образом. После обуривания блока производят зарядку скважин, монтаж детонирующей цепи, затем в скважину на глубину массива с интенсивной трещиноватостью (вторичная трещиноватость, образовавшаяся от воздействия предыдущего взрыва - 1,5-2,5 метра) опускают цилиндр 1, выполненный, например, из дерева, скошенным верхним торцом 2 вверх, придерживая его за веревки 3 и 4 так, чтобы стенки цилиндра 1 были параллельны стенкам скважины. Опустив цилиндр 1 на требуемую глубину, нижний край скошенного торца 2 с помощью веревки 4 поднимают, а веревку 3 ослабляют до тех пор, пока цилиндр 1 не заклинит в скважине в рабочем положении (фиг.2). В рабочем положении стержни 7 (например, шурупы) способствуют лучшему сцеплению забойки со стенками скважины, и забойка надежно заклинивается в скважине. Веревку 3 свободно отпускают, а веревку 4 крепят к перекладине 5, расположенной над устьем скважины. Между зарядом ВВ 8 и подвесной скважинной забойкой, выполненной в виде цилиндра 1, остается незаполненное пространство скважины. Для уплотнения зазоров, увеличения площади трения между цилиндром и стенкой скважины, увеличения сопротивления выбросу подвесной скважинной забойки из скважины при взрыве заряда на верхний скошенный торец 2 цилиндра 1 насыпают небольшое количество буровой мелочи (штыба или мелкой породы). В момент взрыва газообразные продукты взрыва заполняют все свободное до подвесной скважинной забойки пространство скважины и доходят до цилиндра 1, упираясь в цилиндр 1, который надежно застревает в скважине, запирая собой выход газообразным продуктам взрыва, чему способствует скошенный верхний торец 2 цилиндра 1 и стержни 7. Подвесная скважинная забойка способствует кратковременному запиранию продуктов взрыва, таким образом увеличивается время действия расширяющихся газообразных продуктов взрыва на разрушаемый массив, следовательно, энергии взрыва на совершение полезной работы - дробление горных пород - тратится больше. За счет этого достигается интенсификация дробления горных пород, снижение удельного расхода ВВ и повышение качества дробления горной массы.The inventive suspended borehole stemming works as follows. After drilling the block, the wells are charged, the detonating circuit is mounted, then the cylinder 1, made, for example, of wood, is lowered into the well to the depth of the array with intense fracturing (secondary fracturing resulting from the effects of the previous explosion - 1.5-2.5 meters) beveled upper end 2 up, holding it by ropes 3 and 4 so that the walls of the cylinder 1 were parallel to the walls of the well. Lowering the cylinder 1 to the required depth, the lower edge of the beveled end 2 with the help of rope 4 is raised, and the rope 3 is loosened until cylinder 1 is stuck in the well in the working position (figure 2). In the working position, the rods 7 (for example, screws) contribute to better adhesion of the stemming to the walls of the well, and the stemming is reliably jammed in the well. The rope 3 is freely released, and the rope 4 is attached to the crossbar 5 located above the wellhead. Between the explosive charge 8 and a suspended borehole stemming made in the form of a cylinder 1, an empty space of the borehole remains. To seal the gaps, to increase the friction area between the cylinder and the borehole wall, to increase the resistance to the ejection of suspended borehole stemming from the borehole during a charge explosion, a small amount of drilling fines (rock or fine rock) is poured onto the upper beveled end 2 of cylinder 1. At the time of the explosion, the gaseous products of the explosion fill the entire free space of the well to the suspended well stemming and reach the cylinder 1, abutting against the cylinder 1, which is securely stuck in the well, blocking the exit to the gaseous products of the explosion, which is facilitated by the beveled upper end face 2 of the cylinder 1 and the rods 7 Suspended borehole stemming contributes to the short-term locking of the explosion products, thus increasing the duration of the expanding gaseous products of the explosion on the destructible array, therefore, the energy of an explosion to do useful work - crushing rocks - is spent more. Due to this, an intensification of crushing of rocks is achieved, a decrease in the specific consumption of explosives and an increase in the quality of crushing of rock mass.

Пример: ООО «Кузбассвзрывпроект» на участке BP №1 «Моховский» ООО «КРУ-Взрывпром» проведены испытания по установке подвесных скважинных забоек для забойки скважинных зарядов блока экскаватора ЭКГ-10 №285; буровой станок DML.Example: LLC Kuzbassvzryvproekt at the BP site No. 1 Mokhovskiy of LLC KRU-Vzryvpromprom tested installation of suspended borehole faces for blocking borehole charges of the ECG-10 excavator block No. 285; DML drilling rig.

Характеристики взрываемого блока: наименование пород - песчаник, крепость f - 8,5; категория по блочности - IV; глубина скважин до 15 м; обводненность до 6 метров; объем взрываемого массива - 105000 м³.Characteristics of the blasting block: rock name - sandstone, fortress f - 8.5; blocking category - IV; well depth up to 15 m; water cut up to 6 meters; the volume of the blasted array is 105,000 m ³ .

Для выявления работоспособности подвесной скважинной забойки в 50 наклонных скважинах диаметром 215,9 мм был сформирован заряд ВВ с меньшим удельным расходом, чем в остальных скважинах на 10%. На глубину 1,5 м на двух пропиленовых шпагатах были установлены подвесные скважинные забойки, выполненные из дерева в виде цилиндра со скошенным верхним торцом. Свободные концы шпагатов привязывали к деревянному бруску и располагали его рядом с устьем скважины. Для уплотнения зазоров и увеличения площади трения между деревянным цилиндром и стенкой скважины оставшуюся часть скважины засыпали буровой мелочью. После проведения массового взрыва был произведен визуальный осмотр и сравнение крупности кусков взорванной горной массы. Качество подготовленной горной массы оценено как хорошее как в месте, где не были установлены подвесные скважинные забойки, так и там, где они были установлены. Проведенные испытания позволяют утверждать об эффективности применения подвесных скважинных забоек.In order to identify the operability of suspended borehole stemming in 50 deviated wells with a diameter of 215.9 mm, an explosive charge was generated with a lower specific consumption than in other wells by 10%. To a depth of 1.5 m on two propylene twines were installed suspended boreholes made of wood in the form of a cylinder with a beveled upper end. The free ends of the twine were tied to a wooden block and placed near the wellhead. To seal the gaps and increase the friction area between the wooden cylinder and the borehole wall, the remainder of the borehole was filled up with drill trifle. After the mass explosion, a visual inspection and comparison of the size of the pieces of the blasted rock mass was made. The quality of the prepared rock mass was rated as good both in the place where suspended borehole stemming was not installed, and where they were installed. The tests carried out allow us to confirm the effectiveness of the use of suspended borehole faces.

Заявляемая подвесная скважинная забойка позволяет максимально использовать энергию продуктов взрыва, интенсифицировать процесс дробления горных пород, снизить удельный расход ВВ, повысить качество дробления горной массы.The inventive suspended borehole stemming allows the maximum use of the energy of the explosion products, to intensify the process of crushing rocks, to reduce the specific consumption of explosives, to improve the quality of crushing of rock mass.

При этом достигается: обеспечение времени работы подвесной скважинной забойки, необходимого для максимального использования энергии газообразных продуктов взрыва; упрощение размещения подвесной скважинной забойки внутри скважины; простота изготовления подвесной скважинной забойки; значительное снижение себестоимости изделия за счет экономии материала.At the same time, the following is achieved: ensuring the operating time of the pit borehole stemming necessary for the maximum use of the energy of the gaseous products of the explosion; simplification of placement of suspended borehole stemming inside the well; simplicity of production of suspended borehole stemming; a significant reduction in the cost of the product due to material savings.

Claims

Suspended borehole stemming made in the form of a cylinder, the diameter of which is commensurate with the diameter of the borehole, characterized in that the cylinder is continuous, installed in the borehole to the depth of the array with intense fracturing, the upper end of the cylinder being beveled and attached by ropes to the crossbar located above the wellhead moreover, on the upper edge of the chamfered part of the cylinder parallel to the lower end there is a slice 0.1-0.2 wide of the diameter of the stemming hole, in which one or more rods protruding above m by 1-1.5 cm, under the lower edge of the beveled part on the cylinder wall perpendicular to the cylinder wall, one or more rods are also installed, protruding 1-1.5 cm above it, and on the beveled part of the end, the ends of two ropes are fixed at a distance of 2 -3 cm from the edges of the stemmer, one rope attached to the upper edge of the beveled part of the stemmer and the other at the bottom.