RU2712876C1

RU2712876C1 - Charge for breaking of rocks

Info

Publication number: RU2712876C1
Application number: RU2019116596A
Authority: RU
Inventors: Зяма Менделевич Гольдинштейн; Андрей Сергеевич Иванов; Сергей Александрович Кондратьев; Сергей Александрович Поздняков; Юрий Викторович Рейценштейн; Сергей Васильевич Ушаков; Людмила Николаевна Шмакова; Николай Валерьевич Якушев
Original assignee: Акционерное общество "Новосибирский механический завод "Искра"
Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2020-01-31

Abstract

FIELD: blasting operations.

SUBSTANCE: invention relates to the field of blasting operations in mining industry, construction and is intended for separation and cutting of blocks of natural stone from rocks of various strengths as borehole charges, as well as borehole and well charges when driving mine workings using contour blasting on earth surface and in faces of underground workings. Charge for breaking of rocks is a cylindrical elongated charge of high explosive, consisting of ammonium nitrate or a mixture of ammonium nitrate with a solid combustible additive, with a sensitizing agent, with an additive increasing the explosion temperature, the initiator of which is a detonating cord arranged coaxially inside. High-explosive charge is arranged in a shell consisting of polypropylene tape, thread and elastic waterproof shell made of thermoplastic material, which are arranged in layers. Ends of charge for breaking of rocks are sealed. Linear mass and composition of explosive charge of mine action and its geometric dimensions are selected depending on properties of rock, borehole diameter or well.

EFFECT: invention allows more effective use of explosion products energy, reduced specific consumption of explosive substance, minimized or completely eliminated disturbance of structure of stone or contour area in zone adjoining to charge, improved manufacturability, quality and safety of blasting operations, expanded area of its application.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области ведения взрывных работ в горной промышленности, строительстве и предназначено для отделения и разделки блоков природного камня из пород различной крепости в качестве шпуровых зарядов, а также шпуровых и скважинных зарядов при проходке горных выработок с использованием контурного взрывания на земной поверхности и в забоях подземных выработок.The invention relates to the field of blasting in the mining industry, construction, and is intended for separating and cutting blocks of natural stone from rocks of various strengths as blast holes, as well as blast holes and borehole charges when driving mines using contour blasting on the earth's surface and in faces underground workings.

Известен способ формирования заряда взрывчатого вещества (ВВ) (патент на изобретение РФ №2596212) заключающийся в получении комбинированного заряда из двух типов ВВ располагающихся концентрично друг другу для этого в заряжаемую выработку устанавливают трубу, затем пространство вокруг нее заполняют ВВ после чего эту трубу заполняют ВВ со скоростью детонации больше скорости детонации ВВ расположенного снаружи трубы. Недостатком в данном способе является сложность и материалоемкость конструкции заряда, применение специальных приспособлений и оборудования для монтажа и центрирования трубы при формировании заряда ВВ в полости скважины, использование высокотоксичных, взрывоопасных, дорогостоящих ВВ и расходных материалов.A known method of forming an explosive charge (EX) (patent for the invention of the Russian Federation No. 2596212) is to obtain a combined charge of two types of explosives located concentrically to each other for this purpose a pipe is installed in the charge, then the space around it is filled with explosives, after which this pipe is filled with explosives with a detonation velocity greater than the detonation velocity of an explosive located outside the pipe. The disadvantage of this method is the complexity and material consumption of the charge structure, the use of special devices and equipment for mounting and centering the pipe when forming the explosive charge in the well cavity, the use of highly toxic, explosive, expensive explosives and consumables.

Известен скважинный комбинированный заряд ВВ (патент на полезную модель РФ № РФ №38054) состоящий из комбинированного заряда двух типов ВВ расположенных в непосредственном контакте концентрично друг другу, формируемого на месте ведения взрывных работ в процессе заряжания скважин взрывчатыми веществами. Центральная часть заряда представлена ВВ скорость детонации которого больше скорости детонации ВВ расположенного в периферийной части. Недостатком данного способа является ограниченная область его применения, а именно только сухие скважины и шпуры достаточно большого диаметра, т.к. гранулированные и эмульсионные ВВ имеют большой критический диаметр детонации, при заряжании они могут частично смешиваться при этом нарушается концентричность зарядов, что создает определенные трудности в применении данного способа в скважинах и шпурах небольшого диаметра.Known borehole combined explosive charge (patent for a utility model of the Russian Federation No. RF No. 38054) consisting of a combined charge of two types of explosives located in direct contact concentrically to each other, formed at the place of blasting in the process of loading wells with explosives. The central part of the charge is represented by the explosive detonation velocity of which is greater than the detonation velocity of the explosive located in the peripheral part. The disadvantage of this method is the limited scope of its application, namely, only dry wells and holes of a sufficiently large diameter, because granular and emulsion explosives have a large critical diameter of detonation; when loaded, they can partially mix, and the concentricity of charges is violated, which creates certain difficulties in the application of this method in small boreholes and holes.

Прототипом заявляемого изобретения является заряд для отбойки горных пород (патент на изобретение РФ 2026988), содержащий заряд ВВ в центральной полости которого размещена вставка обладающая способностью к газовыделению под действием детонационной волны, а ее жесткая поверхность имеет акустический импеданс больший чем импеданс окружающего ее взрывчатого вещества. Недостатком такого заряда является сложность и могокомпонетность и большая стоимость элементов конструкции, затрата дополнительного рабочего времени на формирование заряда, использование для оболочки вставки жестких материалов, применение специальных приспособлений и оборудования для монтажа и центрирования трубы при формировании заряда ВВ в полости скважины.The prototype of the claimed invention is a charge for breaking rocks (patent for the invention of the Russian Federation 2026988), containing an explosive charge in the central cavity of which there is an insert capable of gas evolution under the influence of a detonation wave, and its rigid surface has an acoustic impedance greater than the impedance of the explosive surrounding it. The disadvantage of this charge is the complexity and complexity and the high cost of structural elements, the cost of additional working time to form a charge, use hard materials for the insert shell, the use of special devices and equipment for mounting and centering the pipe when forming an explosive charge in the well cavity.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции заряда, уменьшение расхода взрывчатых веществ, уменьшение до минимума нарушений структуры камня или законтурного пространства в массиве горной породы в прилегающей к заряду зоне, повышение эффективности и экономичности взрывных работ.The technical result of the invention is to simplify the design of the charge, reducing the consumption of explosives, minimizing disturbances in the structure of the stone or marginal space in the rock mass in the area adjacent to the charge, increasing the efficiency and economy of blasting.

Технический результат достигается тем, что при изготовлении заряда для отбойки горных пород линейная масса ВВ детонирующего шнура (ДШ), линейная масса и состав заряда ВВ фугасного действия и его геометрические размеры выбираются в зависимости от свойств горной породы, диаметра шпура или скважины при этом обеспечивается наличие воздушного зазора между зарядом и стенкой скважины или шпура. При необходимости заряд для отбойки горных пород можно резать на отрезки требуемой длины. Все вышеперечисленное позволяет уменьшить расход взрывчатых веществ, произвести «мягкое» взрывание в результате, которого образуется относительно гладкая поверхность отбойки с минимальными нарушениями целостности массива за пределами контура.The technical result is achieved by the fact that in the manufacture of a charge for breaking rocks, the linear mass of the explosive detonating cord (LH), the linear mass and composition of the explosive explosive charge and its geometric dimensions are selected depending on the properties of the rock, the diameter of the hole or well, while air gap between the charge and the wall of the well or hole. If necessary, the charge for breaking rocks can be cut into segments of the required length. All of the above can reduce the consumption of explosives, produce a “soft” blast as a result of which a relatively smooth breaking surface is formed with minimal damage to the integrity of the array outside the contour.

Сущность решений предложенных в описании поясняется на чертеже фиг. 1, где 1 - шнур детонирующий, 2 - заряд ВВ фугасного действия, 3 - клей (лак, мастика, скотч), 4 - лента полипропиленовая, 5 - нить полипропиленовая, 6 - водоизолирующая эластичная полимерная оболочка.The essence of the solutions proposed in the description is illustrated in the drawing of FIG. 1, where 1 is a detonating cord, 2 is a HE explosive charge, 3 is glue (varnish, mastic, adhesive tape), 4 is a polypropylene tape, 5 is a polypropylene thread, 6 is a water-insulating elastic polymer shell.

Предлагаемая конструкция заряда для отбойки горных пород представляет собой цилиндрический удлиненный заряд взрывчатого вещества (ВВ) фугасного действия - 2, состоящий из аммиачной селитры или смеси ее с твердой горючей добавкой, например угольным порошком, сенсибилизатором, например гранулотолом, добавкой повышающей температуру взрыва, например алюминиевой пудрой или порошком содержащим кремний, ферросилиций и силикокальций и детонирующего шнура - 1 расположенного соосно внутри. Заряд ВВ фугасного действия размешен в оболочке, состоящей из полипропиленовой ленты - 4, полипропиленовой нити - 5 и эластичной водоизолирующей оболочки - 6 изготовленной из термопластичного материала, например пластиката для детонирующего шнура, расположенных послойно. Концы заряда для отбойки горных пород загерметизированы, например клеем, лаком, мастикой, скотчем - 3.The proposed charge design for breaking rocks is a cylindrical elongated high explosive explosive charge (explosive) - 2, consisting of ammonium nitrate or a mixture of it with a solid combustible additive, for example coal powder, a sensitizer, for example granulotol, an additive that increases the temperature of the explosion, for example aluminum powder or powder containing silicon, ferrosilicon and silicocalcium and a detonating cord - 1 located coaxially inside. The explosive charge of a high explosive action is placed in a shell consisting of a polypropylene tape - 4, a polypropylene thread - 5 and an elastic waterproofing sheath - 6 made of a thermoplastic material, such as plastic compound for a detonating cord, arranged in layers. The ends of the charge for breaking rocks are sealed, for example with glue, varnish, mastic, adhesive tape - 3.

Работа заряда для отбойки пород осуществляется следующим образом. Конец заряда для отбойки горных пород соединяется с магистральным ДШ который инициируется в обычном порядке. Инициирующий импульс, распространяющийся по ДШ, инициирует заряд ВВ фугасного действия, в результате взрыва которого образуются ударные волны и большой объема газов. Воздушный зазор между зарядом и стенкой скважины, шпура снижает воздействие энергии взрыва на горную породу, в результате чего уменьшается степень нарушенности каменного блока, количество заколов и трещин в массиве горной породы.The charge for breaking rocks is as follows. The end of the charge for breaking rocks is connected to the main LH which is initiated in the usual manner. An initiating pulse propagating along the LH initiates a HE explosive charge, as a result of the explosion of which shock waves and a large volume of gases are formed. The air gap between the charge and the borehole wall, the hole reduces the effect of the explosion energy on the rock, as a result of which the degree of disturbance of the stone block, the number of punctures and cracks in the rock mass are reduced.

Технико-экономическая эффективность достигается за счет сокращения расхода взрывчатых веществ, минимального нарушения структуры горной породы в прилегающей к заряду зоне, повышения технологичности, качества и безопасности взрывных работ. Меняя марку ДШ и фугасный состав, можно подобрать заряд для отбойки горных пород оптимально подходящий к конкретным горно-геологическим условиям.Technical and economic efficiency is achieved by reducing the consumption of explosives, minimizing the violation of the rock structure in the area adjacent to the charge, increasing the manufacturability, quality and safety of blasting. Changing the DS brand and high explosive composition, you can choose a charge for breaking rocks that is optimal for specific mining and geological conditions.

Заряд для отбойки горных пород был испытан в условиях гранитного карьера ООО «Султаевский Гранит», на добыче блочного камня в карьере «Ловчорр» и при контурной проходке горных выработок на Кировском подземном руднике АО «Апатит». Применение данного заряда для добычи блочного камня и оконтуривания горных выработок позволило снизить объемы бурения шпуров, контур образованный по линиям шпуров более четкий, нарушения структуры горной породы в прилегающей к заряду зоне минимальны. Процесс заряжания по условиям формирования заряда стал более технологичным.The charge for breaking rocks was tested in the conditions of a granite quarry of Sultaevsky Granit LLC, on the extraction of block stone in the Lovchorr quarry, and during contouring of mine workings at the Kirov underground mine of Apatit JSC. The use of this charge for the extraction of block stone and contouring of mine workings made it possible to reduce the volume of drilling holes, the contour formed along the lines of the holes is clearer, disturbances in the structure of the rock in the zone adjacent to the charge are minimal. The charging process under the conditions of charge formation has become more technological.

Claims

Charge for breaking rocks, characterized in that it is a cylindrical elongated explosive charge (HE) of high explosive action, consisting of ammonium nitrate or a mixture of ammonium nitrate with a solid combustible additive, with a sensitizer, with an additive that increases the temperature of the explosion, the initiator of which is detonating the cord located coaxially inside, the charge is placed in a shell consisting of a polypropylene tape, a thread and an elastic waterproofing shell made of a thermoplastic material, which arranged in layers, the charge ends are sealed.