RU2789093C2 - Mixing-charging machine for robotized technology of creation of well charges with variable energy saturation and methods for formation of detonation systems based on them - Google Patents

Mixing-charging machine for robotized technology of creation of well charges with variable energy saturation and methods for formation of detonation systems based on them Download PDF

Info

Publication number
RU2789093C2
RU2789093C2 RU2019123127A RU2019123127A RU2789093C2 RU 2789093 C2 RU2789093 C2 RU 2789093C2 RU 2019123127 A RU2019123127 A RU 2019123127A RU 2019123127 A RU2019123127 A RU 2019123127A RU 2789093 C2 RU2789093 C2 RU 2789093C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixing
explosive
energy
additives
mixture
Prior art date
Application number
RU2019123127A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019123127A (en
Inventor
Никита Николаевич Ефремовцев
Климент Николаевич Трубецкой
Юрий Викторович Жданов
Original Assignee
Никита Николаевич Ефремовцев
Климент Николаевич Трубецкой
Юрий Викторович Жданов
Filing date
Publication date
Application filed by Никита Николаевич Ефремовцев, Климент Николаевич Трубецкой, Юрий Викторович Жданов filed Critical Никита Николаевич Ефремовцев
Priority to RU2019123127A priority Critical patent/RU2789093C2/en
Publication of RU2019123127A publication Critical patent/RU2019123127A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2789093C2 publication Critical patent/RU2789093C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: invention relates to a mixing-charging machine for a robotized technology of creation of well charges with variable energy saturation and methods for formation of detonation systems based on them. The mixing-charging machine for the manufacture and charging of explosive based on straight reverse emulsions and fuel mixtures includes a transport base, a hopper with unloading windows, pumps-dispensers, hydraulic equipment, electric equipment, automated control systems, an automated electric-hydraulic control system, a tank for diesel fuel. A set of hinged equipment consisting of an electricity generator or a hydraulic drive is installed on the mixing-charging machine. The mixing-charging machine contains tightly closed containers for storage and transportation of powdered mixtures, sensibilizing and energy additives, a straight emulsion of a fuel mixture, as well as an installation for their adjustable supply to a screw for mixing with porous dense ammonium nitrate. The installation for adjustable supply to the screw consists of hydraulic engines, pumps for mixing of the fuel mixture, and pumps-dispensers, as well as drives with an adjustable frequency of rotation of screws, gearboxes, and rotary flexible and rigid screws with unloading devices supplying ground ammonium nitrate, powdered energy and sensibilizing additives in the form of a mixture of carbon, aluminum powder.
EFFECT: increase in the safety of operation, expansion of functional capabilities of a mixing-charging machine, increase in the quality of operational control of mixing-charging operations.
9 cl, 3 dwg

Description

Комплекс технических и технологических решений в области совершенствования средств механизации взрывных работ (смесительно-зарядных машин) относится к области инноваций геотехнологий открытых горных работ, механизированного и роботизированного заряжания скважин при ведении взрывных работах при открытой разработке месторождений полезных ископаемых.The complex of technical and technological solutions in the field of improving the means of mechanization of blasting (mixing-charging machines) belongs to the field of innovations in geotechnologies of open pit mining, mechanized and robotic charging of wells during blasting operations in open mining of mineral deposits.

Изобретение направлено на создание смесительно-зарядной машины и/или комплектов дополнительного навесного оборудования, позволяющих расширить функциональные возможности СЗМ, осуществлять формирование удлиненных зарядов взрывчатых веществ с повышенной и при необходимости переменной энергетической насыщенностью и переменными взрывчатыми свойствами, чувствительностью к средствам инициирования в соответствии с переменными характеристиками взрываемого массива.The invention is directed to the creation of a mixing-charging machine and / or sets of additional attachments that allow expanding the functionality of the SPM, forming elongated explosive charges with increased and, if necessary, variable energy saturation and variable explosive properties, sensitivity to means of initiation in accordance with variable characteristics exploding array.

Впервые идея приготовления взрывчатых смесей непосредственно на месте проведения взрывных работ, была описана в патенте США №3303738, выданного на имя компании ИРЕКО (ВЕСО), где предлагалось закачивать во взрывную скважину взрывчатую смесь из емкости, установленной на грузовом автомобиле. В патенте описывается способ приготовления внутри емкости, установленной на грузовом автомобиле, взрывчатого вещества (ВВ) в виде водосодержащего геля путем дозирования и перемешивания жидкого раствора солей и окислителей с твердым материалом, содержащим соли, обладающие окислительными и загустительными свойствами.For the first time, the idea of preparing explosive mixtures directly at the blasting site was described in US patent No. 3303738 issued in the name of the company IRECO (WESO), where it was proposed to pump an explosive mixture into the blast hole from a container installed on a truck. The patent describes a method for preparing an explosive (HE) in the form of an aqueous gel inside a container mounted on a truck by dosing and mixing a liquid solution of salts and oxidizing agents with a solid material containing salts with oxidizing and thickening properties.

В Европейском патенте ЕР 0203230, описывается устройство для перемешивания, снабженное подвижными и неподвижными лопастями, с помощью которого обеспечена возможность приготовления непосредственно на месте проведения взрывных работ взрывчатого вещества в виде эмульсии типа «вода в масле».In European patent EP 0203230, a mixing device is described, equipped with movable and fixed blades, with which it is possible to prepare an explosive in the form of a water-in-oil emulsion directly at the blasting site.

В патенте №1227694 (Англия) предусматривается получение простейших ПВВ в псевдосжиженном слое и водосодержащих ВВ. Известен также способ получения гранулятов на пористой аммиачной селитре на месте применения путем предварительной заливки на прикарьерных базах дозированного количества жидкой горючей смеси в герметичные мешки или упаковки с аммиачной селитрой имеющие форму зарядов.Patent No. 1227694 (England) provides for the production of the simplest explosives in a fluidized bed and water-containing explosives. There is also known a method for producing granulates on porous ammonium nitrate at the site of use by pre-filling at pre-quarry bases a dosed amount of a liquid combustible mixture into sealed bags or packages with ammonium nitrate in the form of charges.

В патентах США (№3781180) для изготовления на месте применения и заряжания промышленных смесевых взрывчатых веществ типа ANFO применяются смесительно-зарядные машины, в которых предусматривается возможность дозированного смешения гладкой (плотной) и пористой гранулированной аммиачной селитры и введение в смесь жидкого горючего. Взрывчатое вещество подается в скважину с помощью механического шнекового устройства или пневматическим путем под давлением воздуха 2,8-6,3 кт/см2 по трубам длиной от 15 до 61 метра и диаметром от 25,4 до 102 мм. Гибкие шланги изготавливаются из стали, пластмассы или полихлорвинила.In US patents (No. 3781180), mixing-charging machines are used for on-site production and loading of industrial mixed explosives of the ANFO type, which provide for the possibility of dosed mixing of smooth (dense) and porous granulated ammonium nitrate and introducing liquid fuel into the mixture. The explosive is fed into the well using a mechanical screw device or pneumatically under air pressure of 2.8-6.3 kt/cm 2 through pipes 15 to 61 meters long and 25.4 to 102 mm in diameter. Flexible hoses are made of steel, plastic or PVC.

В патенте на полезную модель RU 142788U1 описывается универсальная смесительно-зарядная машина, имеющая в составе бак для сухой гранулированной аммиачной селитры (АС). В отличие от СЗМ производящих только эмульсионное взрывчатое вещество (ЭВВ) или гранулиты, данная конструкция может подмешивать в ЭВВ сухой компонент (в данном случае АС). В данном описании полезной модели (ПМ) упоминается люк на днище корпуса бака для компонентов.The utility model patent RU 142788U1 describes a universal mixing and charging machine, which includes a tank for dry granulated ammonium nitrate (AC). Unlike SPMs that produce only emulsion explosive (EM) or granulites, this design can mix a dry component (in this case AC) into the EEM. In this utility model description (PM), reference is made to a hatch on the bottom of the component tank housing.

Сходным техническим решением по совпадающим существенным признакам является устройство для заряжания скважин смесевым ЭВВ, включающее шнековый питатель, бункеры для АС, эмульсии, газогенерирующей добавки, воды или нефтепродуктов, шнековый транспортер-питатель, насосы-дозаторы для подачи компонентов, смеситель эмульсии и газогенерирующей добавки, смеситель компонентов, а также дозаторы компонентов (см. патент РФ №2267475, опубликован 10.01.2006).A similar technical solution, according to the same essential features, is a device for loading wells with mixed explosives, including a screw feeder, hoppers for nuclear power plants, emulsions, gas-generating additives, water or oil products, a screw conveyor-feeder, dosing pumps for supplying components, a mixer for emulsion and gas-generating additives, a mixer of components, as well as dispensers of components (see RF patent No. 2267475, published on January 10, 2006).

Смесительно-зарядные машины для получения сыпучих гранулированных и эмульсионных водоустойчивых составов выпускаются в России заводами «Гормаш» и «НИПИгормаш». Технология характеризуется тем, что в зарядной машине размещают и перевозят на места применения ВВ не взрывчатые компоненты, которые смешиваются непосредственно перед скважиной и в скважине приобретают в результате химических реакций взрывчатые свойства. Важной технологической особенностью является то, что содержание компонентов в конечном продукте определяется - скоростью гидравлических двигателей, шнеков подающих селитру, производительностью насосов дизельного топлива и готового продукта и регулируется программируемой системой управления оборудованием и гидроприводом, электронной системой управления переоборудованием. При работе в автоматическом режиме предусматривается полное автоматизированное управление и контроль системы безопасности. Кроме того, предусматривается программный контроль действий оператора с выдачей предупреждающих и аварийных сообщений. Предусматривается электрогидравлическая система управления /1, 2/. В целом комплекс технологических решений направлен на повышение производительности труда, автоматизацию работ комплекса взрывных работ и повышение мер безопасности производства. В России СЗМ выпускаются также компанией «Нитро Сибирь». Компания также выпускает доставщик эмульсии для повышения эффективности работы СЗМ. Конструкция машины ДСЗМ-10П разработанной в ГосНИИ «Кристалл» предусматривает две системы подачи: эмульсии и раствора газогенерирующих добавок. Заполнение емкостей компонентами ЭВВ производится на пункте их приготовления.Mixing-charging machines for obtaining loose granular and emulsion waterproof compositions are produced in Russia by the Gormash and NIPIgormash plants. The technology is characterized by the fact that non-explosive components are placed in the charging machine and transported to the places of use of explosives, which are mixed directly in front of the well and acquire explosive properties in the well as a result of chemical reactions. An important technological feature is that the content of components in the final product is determined by the speed of hydraulic motors, saltpeter feeding screws, the performance of diesel fuel pumps and the finished product and is regulated by a programmable control system for equipment and hydraulic drive, an electronic conversion control system. When operating in automatic mode, full automated control and monitoring of the security system is provided. In addition, software control of the operator's actions with the issuance of warning and emergency messages is provided. An electro-hydraulic control system /1, 2/ is provided. In general, the complex of technological solutions is aimed at increasing labor productivity, automating the work of the blasting complex and improving production safety measures. In Russia, SPMs are also produced by Nitro Siberia. The company also produces an emulsion deliverer to improve the efficiency of the SPM. The design of the DSZM-10P machine developed at the State Research Institute "Kristall" provides for two supply systems: emulsion and solution of gas-generating additives. The containers are filled with EVV components at the point of their preparation.

Установка порционной и управляемой подачи эмульсин состоит из емкости эмульсии, коллектора винтового насоса, продуктопровода и турбулизатора. Установка подачи раствора ГГД состоит бак для ГГД, винтовой насос и трубопровод. Работа винтовых насосов и барабана производится индивидуальными гидроматорами, вращение которых осуществляется за счет давления рабочей жидкости. Гидросистема работает за счет энергии двигателя шасси автомобиля, приводящего в движение гидронасос путем создания давления в системе. В систему подачи воды входит бак, винтовой насос и трубопровод.The unit for batch and controlled emulsion supply consists of an emulsion tank, a screw pump manifold, a product pipeline and a turbulator. The GHD solution supply plant consists of a GHD tank, a screw pump and a pipeline. The operation of the screw pumps and the drum is carried out by individual hydraulic motors, the rotation of which is carried out due to the pressure of the working fluid. The hydraulic system is powered by the vehicle's chassis engine, which drives a hydraulic pump by pressurizing the system. The water supply system includes a tank, a screw pump and a pipeline.

Технология производства на местах применения ЭВВ с применением смесительно-зарядных машин предусматривает процесс управления и контроля за работой агрегатов, датчиков уровня, давления и температуры с пульта оператора, расположенного непосредственно у кабины. При этом могут быть реализован режим автоматического изготовления порэмита, режим передачи данных, режим калибровки и режим выгрузки. Получение взрывчатого вещества производится в автоматическом режиме.The technology of production at the places of application of EVV with the use of mixing-charging machines provides for the process of controlling and monitoring the operation of units, level, pressure and temperature sensors from the operator's console located directly at the cab. In this case, the mode of automatic production of a poremit, the data transmission mode, the calibration mode and the unloading mode can be implemented. Explosives are obtained automatically.

Совершенствуются система контроля за неправильными, несанкционированными и непредусмотренными технологией действий человека.The system of control over incorrect, unauthorized and unforeseen by technology human actions is being improved.

В США смесительно-зарядные машины и доставщики выпускаются также фирмами «Атлас» и Austin, а в Англии и Канаде соответственно фирмами ICI и MSI, ΕΤΙ. Существующая технология производства и заряжания скважин на местах применения предусматривает при необходимости использование накопительных емкостей для хранения эмульсионной матрицы, загружаемой при необходимости в СЗМ.In the USA, mixing-charging machines and delivery trucks are also produced by Atlas and Austin, and in England and Canada, respectively, by ICI and MSI, ΕΤΙ. The existing technology for the production and loading of wells at the sites of application provides, if necessary, the use of storage tanks for storing the emulsion matrix, which is loaded if necessary into the SPM.

Концепция автоматизированной зарядки эмульсионных взрывчатых смесей в условиях подземных горных работ реализована норвежской фирмой «Нормет» в установке Charmec 9825 BE. На шасси Normet NC установлен модуль получения эмульсионного ВВ с программируемой системой управления для различных параметров эксплуатации и используемыми занесенными в память управляющими файлами. Установка по изготовлению эмульсионного ВВ состоит из емкостей для компонентов эмульсии и воды, насоса и системы активации эмульсии, питательно-дозирующего устройства с шлангом подачи эмульсии, систем безопасности и микропроцессорного управления на основе технологии CAN-bus. Производительность установки по подаче эмульсии составляет до 80 кг/мин.The concept of automated charging of emulsion explosive mixtures in underground mining was implemented by the Norwegian company Normet in the Charmec 9825 BE installation. On the Normet NC chassis there is a module for obtaining an emulsion explosive with a programmable control system for various operating parameters and used control files stored in memory. The plant for the production of emulsion explosives consists of containers for emulsion components and water, a pump and an emulsion activation system, a feeding and dosing device with an emulsion supply hose, security systems and microprocessor control based on CAN-bus technology. The capacity of the emulsion feeding plant is up to 80 kg/min.

На Украине смесительно-зарядные машины производятся для изготовления ЭВВ - Украинит. Особенность конструкции заключается в том, что она оснащена поршневым насосом-дозатором двойного действия для подачи невзрывчатых компонентов в смесительную камеру. Машина «Укринит-5» имеет навесное оборудование и состоит из бункера эмульсионной матрицы, емкости для ГГД, устройства для извлечения и укладки зарядного шланга, поршневого насоса-дозатора двойного действия для подачи компонентов взрывчатой смеси, гидрооборудования, электрооборудования, систем автоматического управления и пожаротушения. Насос дозатора и тракты прохождения компонентов ВВ оборудованы системой обогрева в теплоизолирующем корпусе. Украина также производит СЗМ серии «Анемикс» для изготовления по лицензии компании «Орика» ВВ марки «Пауэлъгель». СЗМ имеет трехшнековую систему получения ЭВВ как для обводненных, так и сухих скважин, оснащена автоматизированной системой управления, обеспечивающей контроль процессов изготовления ЭВВ.In Ukraine, mixing-charging machines are produced for the manufacture of EVV - Ukrainit. The design feature is that it is equipped with a double-acting piston dosing pump for supplying non-explosive components into the mixing chamber. The Ukrinit-5 machine has attachments and consists of an emulsion matrix hopper, a container for GGD, a device for extracting and laying a charging hose, a double-acting piston dosing pump for supplying explosive mixture components, hydraulic equipment, electrical equipment, automatic control systems and fire extinguishing. The dosing pump and the paths for the passage of the explosive components are equipped with a heating system in a heat-insulating housing. Ukraine also produces SPM of the Anemix series for the manufacture of explosives of the Pouelgel brand under the license of the Orika company. The SPM has a three-screw system for producing EHV for both flooded and dry wells, and is equipped with an automated control system that provides control over EHM manufacturing processes.

Аналогом и прототипом являются технические решения, рассмотренные в патентах АО «Гормаш», которое является держателем патента RU 127448 U1 (соавтор Н.Н. Ефремовцев).Analogue and prototype are the technical solutions considered in the patents of Gormash JSC, which is the holder of the patent RU 127448 U1 (co-author N.N. Efremovtsev).

Известны типы смесительно-зарядных машин, в которых дополнительные компоненты баражируются в ВВ для повышения его взрывчатых характеристик и общей энергетики составов. В частности, АО «Гормаш» является держателем патента RU 127448 U1 на смесительно-зарядную машину для изготовления и заряжания взрывчатого вещества на основе водно-масляной эмульсии. Смесительно-зарядная машина позволяет повысить энергетические возможности ВВ за счет того, что бак для дизельного топлива заполняется водно-масляной эмульсией.Known types of mixing-charging machines, in which additional components barrage in explosives to improve its explosive characteristics and the overall energy of the compositions. In particular, JSC "Gormash" is the holder of patent RU 127448 U1 for a mixing-charging machine for the manufacture and loading of an explosive based on a water-oil emulsion. The mixing-charging machine makes it possible to increase the energy capabilities of explosives due to the fact that the diesel fuel tank is filled with a water-oil emulsion.

Недостаток технологического решения в том, что суспензии с высоким содержанием энергетических добавок (2,0-4,0% от массы аммиачной селитры) и доступным (распространенным) фракционным составом не могут быть пропущены через систему подачи, оснащенную насосами, форсунками и регулирующими подачу жидкой фазы устройствами известных СЗМ.The disadvantage of the technological solution is that suspensions with a high content of energy additives (2.0-4.0% by weight of ammonium nitrate) and an accessible (common) fractional composition cannot be passed through a supply system equipped with pumps, nozzles and regulating the supply of liquid phase devices known SPM.

В патенте RU 2185595 С1 описана смесительно-зарядная машина для изготовления и заряжания скважин взрывчатыми веществами, предусматривающая добавление различных сыпучих компонентов в состав ВВ. Предлагаемая конструкция бункера смесительно-зарядной машины обеспечивает изготовление и заряжание скважин промышленными взрывчатыми веществами (ПВВ), содержащими до пяти сыпучих компонентов. Дозирование обеспечивается переменной площадью дозирующих окон соответствующих бункеров. Такая конструкция может быть использована для дозирования нескольких селитр в близком соотношении, но не может быть использована для формирования смесей с достаточной степенью точности, содержание компонентов в которых отличаются в десять и более раз, и формировать порции зарядов весом 10-20 кг в нужной части скважинного заряда. Кроме того, аналог и прототип предлагаемого технического решения не предусматривают регулируемой во времени и по объему подачи жидких сенсибилизаторов.Patent RU 2185595 C1 describes a mixing-charging machine for making and loading wells with explosives, which provides for the addition of various bulk components to the explosive composition. The proposed design of the mixing-charging machine hopper provides for the manufacture and loading of wells with industrial explosives (IEE) containing up to five bulk components. Dosing is provided by the variable area of the dosing windows of the respective bins. This design can be used to dose several nitrates in a close ratio, but cannot be used to form mixtures with a sufficient degree of accuracy, the content of components in which differ by a factor of ten or more, and to form portions of charges weighing 10-20 kg in the desired part of the borehole. charge. In addition, the analog and prototype of the proposed technical solution does not provide for a time-controlled and volume-controlled supply of liquid sensitizers.

В целом эволюция инновационных решений по конструкциям смесительно-зарядных машин, как для производства сыпучих гранулированных промышленных взрывчатых веществ, так и для эмульсионных взрывчатых смесей связана с необходимостью расширения функциональных возможностей и оперативного управления, а также необходимостью повышения качества смешения компонентов и формированием зарядов с переменной энергетической насыщенностью.In general, the evolution of innovative solutions for the design of mixing and charging machines, both for the production of bulk granular industrial explosives, and for emulsion explosive mixtures, is associated with the need to expand functionality and operational control, as well as the need to improve the quality of mixing components and the formation of charges with a variable energy saturation.

Недостатком существующих конструкций скважинных зарядов является наличие зон нестабильной детонации, прилегающих к боевику и в зоне контакта с забойкой. Проведенная нами обработка статистической информации по кинетике развития фронта детонации в реальных условиях показало, что снижение скорости детонации в этих зонах прилегающих к боевику составляет до 1,0-2,0 км/сек по длине заряда 1.2-3 м.The disadvantage of the existing designs of downhole charges is the presence of unstable detonation zones adjacent to the fighter and in the zone of contact with the stemming. Our processing of statistical information on the kinetics of the development of the detonation front in real conditions showed that the decrease in the detonation velocity in these zones adjacent to the fighter is up to 1.0-2.0 km / s along the charge length of 1.2-3 m.

Недостатком существующих конструкций смесительно-зарядных машин является отсутствие возможности формирования зарядов в скважинах и детонационных систем с переменными взрывчатыми характеристиками, в частности изменяющейся энергетической насыщенностью, скоростью детонации и чувствительностью для повышения коэффициента полезного действия (КПД) взрыва в переходной зоне нестабильной детонации у боевика, и повышения дробящей способности в зоне перебура и пересечения удлиненным зарядом зон массива с повышенными прочностными характеристиками.The disadvantage of the existing designs of mixing-charging machines is the inability to form charges in wells and detonation systems with variable explosive characteristics, in particular, changing energy saturation, detonation velocity and sensitivity to increase the efficiency of the explosion in the transition zone of unstable detonation near the militant, and increasing the crushing capacity in the overdrill zone and the intersection of the zones of the array with increased strength characteristics by the elongated charge.

Заряды с переменной скоростью детонации и энергетической насыщенностью обеспечивают переменную по колонке заряда скорость выделения энергии и соответственно преимущественно растягивающие напряжения в массиве между зарядами, что приводит к существенному снижению необходимого энергетического воздействия на массив, приводящего к его разрушению.Charges with a variable detonation velocity and energy saturation provide a variable rate of energy release along the charge column and, accordingly, predominantly tensile stresses in the array between charges, which leads to a significant reduction in the required energy impact on the array, leading to its destruction.

В конструкции существующих СЗМ нет узлов и устройств, обеспечивающих реализацию роботизированной технологии заряжания скважин и шпуров, с целью повышения безопасности работ за счет вывода персонала за пределы опасной зоны.In the design of the existing SPM there are no units and devices that ensure the implementation of the robotic technology for loading wells and boreholes in order to improve the safety of work by taking personnel out of the danger zone.

Для устранения этих недостатков автором этой заявки на изобретение были разработаны составы и способы изготовления взрывчатых смесей, адаптированные к реализации роботизированных технологий формирования детонационных систем. Предложена и обоснована целесообразность применения вместо дизельного топлива эмульсий топливных смесей, содержащих отработанное, сланцевое масло, печное топливо, имеющее высокую вязкость, и эмульгатор. Эмульсия содержит порошкообразные энергетические добавки, например, алюминиевую пудру, угольный порошок или технический углерод, торф, порошки кремния или ферросилиция или их смесь. Кроме того, эмульсия для увеличения стабильности и скорости детонации дополнительно может содержать хлорсодержаший органический сенсибилизатор например, дихлорэтилен, трихлорэтилен, хлорбензол с растворителем, таким как спирт, кетоны с короткими алкидными группами, диэтиламин и(или) нитроалканы. Часть сенсибилизаторов и энергетических добавок (например, нитрометан) достаточно дорогостоящи и нет энергетической целесообразности формировать удлиненный заряд полностью из взрывчатой смеси, содержащей вышеперечисленные добавки. Ниже приводятся технические решения средств в механизации, и способы формирования детонационных систем удлиненных зарядов, обеспечивающие формирование зарядов с переменной энергетической насыщенностью с применением разработанных нами составов (см. патент на группу изобретений №2595709 от 19.08.2014).To eliminate these shortcomings, the author of this application for the invention developed compositions and methods for the manufacture of explosive mixtures, adapted to the implementation of robotic technologies for the formation of detonation systems. The expediency of using instead of diesel fuel emulsions of fuel mixtures containing used, shale oil, high-viscosity heating oil, and an emulsifier has been proposed and justified. The emulsion contains powdered energy additives, for example, aluminum powder, coal powder or carbon black, peat, silicon or ferrosilicon powders, or a mixture thereof. In addition, the emulsion may additionally contain a chlorine-containing organic sensitizer such as dichloroethylene, trichlorethylene, chlorobenzene with a solvent such as alcohol, short alkyd ketones, diethylamine and/or nitroalkanes to increase stability and detonation velocity. Some sensitizers and energy additives (for example, nitromethane) are quite expensive and there is no energy expediency to form an elongated charge entirely from an explosive mixture containing the above additives. Below are the technical solutions of the means in mechanization, and methods for the formation of detonation systems of elongated charges, providing the formation of charges with variable energy saturation using the compositions developed by us (see patent for a group of inventions No. 2595709 dated 08/19/2014).

Целью группы изобретений предлагаемых в данной заявке является:The purpose of the group of inventions proposed in this application is:

1. Улучшение качества дробления руды и снижение негативное воздействие на окружающую среду за счет формирования зарядов с переменной энергетической насыщенностью и взрывчатыми свойствами, в том числе восприимчивостью к капсюлю детонатору и скоростью выделения энергии взрывчатого превращения.1. Improving the quality of ore crushing and reducing the negative impact on the environment due to the formation of charges with variable energy saturation and explosive properties, including susceptibility to the detonator cap and the rate of energy release of explosive transformation.

2. Повышение уровня безопасности взрывперсонала при подготовке и проведении работ, связанных с доставкой, перегрузкой, заряжанием (изготовлением) ЭВВ и взрыванием шпуров и скважин.2. Increasing the level of safety of explosive personnel in the course of preparing and carrying out work related to the delivery, reloading, loading (manufacturing) of explosive explosives and blasting holes and boreholes.

3. Снизить вероятности террористических актов за счет сокращения объемов хранения, транспортировки и перегрузки промышленных взрывчатых веществ.3. Reduce the likelihood of terrorist attacks by reducing the volume of storage, transportation and reloading of industrial explosives.

Смесительно-зарядная машина (СЗМ) в традиционном известном исполнении, в частности приведенных в работах /3, 4/, для производства сыпучих гранулированных взрывчатых смесей имеют транспортную базу, бункер с выгрузочными окнами, шнеки, гидросистему, электрооборудование, систему подачи жидкого горючего представлена на фиг.1. При таком составе и конструкции узлов установок на данной и других известных смесительно-зарядных машинах возможно изготовление простейших двухкомпонентных ПВВ типа АС/ДТ, содержащих гранулированную аммиачную селитру и дизельное топливо при постоянном соотношении их и на них нельзя производить смеси, содержащие порошкообразные энергетические и сенсибилизирующие добавки, эмульсии и суспензии с значительным содержанием порошкообразных добавок, неравномерная подача которых позволяет формировать заряды с переменной энергетической насыщенностью. СЗМ дополнительно оборудуется комплектом стационарного или съемного навесного оборудования состоящего из установки для хранения и перевозки порошкообразных сенсибилизирующих и энергетических добавок, состоящей из герметично закрывающейся емкости и установки регулируемой подачи порошкообразных продуктов, состоящей из привода с двигателем с системой регулировки оборотов, редуктором, и поворотным или жестким гибким шнеком с разгрузочным устройством, соединенным с установкой привода подачи порошков. Комплект съемного оборудования может быть дополнительно оснащен гидроприводом, обеспечивающим регулировку частоты вращения в зависимости от частоты вращения шнека, подающего аммиачную селитру или автономной дизель электростанцией, обеспечивающей работу двигателей постоянного или переменного тока или комплектом аккумуляторов для питания двигателей постоянного тока, обеспечивающих работу насосов и шнека для подачи жидкой топливной смеси и порошкообразных добавок.A mixing-charging machine (SPM) in a traditional well-known design, in particular those given in works /3, 4/, for the production of bulk granular explosive mixtures has a transport base, a hopper with unloading windows, screws, a hydraulic system, electrical equipment, a liquid fuel supply system is presented on Fig.1. With such a composition and design of units of installations on this and other well-known mixing-charging machines, it is possible to manufacture the simplest two-component EVAs of the AS / DT type, containing granulated ammonium nitrate and diesel fuel at a constant ratio of them, and mixtures containing powdered energy and sensitizing additives cannot be produced on them. , emulsions and suspensions with a significant content of powdered additives, the uneven supply of which allows the formation of charges with variable energy saturation. SPM is additionally equipped with a set of stationary or removable attachments consisting of a plant for storing and transporting powdered sensitizing and energy additives, consisting of a hermetically sealed container and a plant for controlled supply of powdered products, consisting of a drive with an engine with a speed control system, a gearbox, and a rotary or rigid a flexible screw with an unloader connected to the powder feed drive unit. The set of removable equipment can be additionally equipped with a hydraulic drive that provides speed control depending on the speed of the screw supplying ammonium nitrate or an autonomous diesel power plant that ensures the operation of DC or AC motors or a set of batteries for powering DC motors that ensure the operation of pumps and auger for supply of liquid fuel mixture and powdered additives.

Для расширения функциональных возможностей существующих смесительно-зарядных машин (см. фиг. 1) и реализации технологии формирования удлиненных скважинных зарядов взрывчатых смесей с переменной энергетической насыщенностью и скоростью детонации, разработана конструкции установок - комплектов навесного оборудования, которые могут работать как с использованием гидропривода СЗМ (двигателей и насосов, работающих от гидропривода), так и с применением гибких и негибких шнеков с регулируемой частотой вращения и подачи порошков и насосов, имеющих автономный электрический привод. СЗМ дополнительно оборудуется комплектом стационарного или съемного навесного оборудования состоящего из установки для хранения и перевозки порошкообразных и жидких сенсибилизирующих и энергетических добавок, состоящей из герметично закрывающейся емкости и установки регулируемой подачи порошкообразных продуктов, состоящей из привода с двигателем с системой регулировки оборотов, редуктором, и поворотным или жестким гибким шнеком с разгрузочным устройством, соединенным с установкой привода подачи порошков. Комплект съемного оборудования может быть дополнительно оснащен гидроприводом, обеспечивающим регулировку частоты вращения в зависимости от частоты вращения шнека, подающего аммиачную селитру или автономной дизель электростанцией, обеспечивающей работу двигателей постоянного или переменного тока или комплектом аккумуляторов для питания двигателей постоянного тока, обеспечивающих работу насосов и шнека для подачи жидкой топливной смеси и порошкообразных добавок.To expand the functionality of existing mixing-charging machines (see Fig. 1) and to implement the technology for the formation of elongated downhole charges of explosive mixtures with variable energy saturation and detonation velocity, the design of installations has been developed - sets of attachments that can operate both using the SPM hydraulic drive ( motors and pumps powered by a hydraulic drive), and with the use of flexible and inflexible screws with adjustable speed and supply of powders and pumps with an autonomous electric drive. SPM is additionally equipped with a set of stationary or removable attachments consisting of a plant for storing and transporting powdered and liquid sensitizing and energy additives, consisting of a hermetically sealed container and a plant for controlled supply of powdered products, consisting of a drive with an engine with a speed control system, a gearbox, and a rotary or a rigid flexible auger with an unloader connected to a powder feed drive unit. The set of removable equipment can be additionally equipped with a hydraulic drive that provides speed control depending on the speed of the screw supplying ammonium nitrate or an autonomous diesel power plant that ensures the operation of DC or AC motors or a set of batteries for powering DC motors that ensure the operation of pumps and auger for supply of liquid fuel mixture and powdered additives.

Кроме того, к бункеру для хранения и перевозки аммиачной селитры смесительно-зарядной машины может быть смонтированы помимо установки для дозированной подачи порошкообразной и/или дробленой аммиачной селитры, дозированной подачи жидких сенсибилизаторов, также установка с подогревом емкости для хранения, перевозки и дозированной подачи обратной эмульсии, необходимой для формирования водоустойчивой донно части зарядов с повышенной энергетической насыщенностью в обводненных скважинах.In addition to the hopper for storage and transportation of ammonium nitrate of the mixing-charging machine, in addition to the installation for the dosed supply of powdered and / or crushed ammonium nitrate, the dosed supply of liquid sensitizers, also the installation with heated containers for storage, transportation and dosed supply of inverse emulsion , necessary for the formation of a waterproof bottom part of the charges with increased energy saturation in flooded wells.

Система подачи топлива должна предусматривать барражирование топливной эмульсии в замкнутом цикле для гарантированного предотвращения расслоения пропитывающей эмульсии и поддержания ее в текучем состоянии во время перевозки на длительное расстояние и непосредственно перед смешением с аммиачной селитрой при заряжании скважин. Переключение из режима баражирования топливной эмульсии в режим подачи в смесительный шнек с регулируемым расходом. При этом может быть использован существующий насосный агрегат, доработанный для выполнения функций барражирования и диспергирования эмульсии.The fuel supply system should provide for the loitering of the fuel emulsion in a closed cycle to ensure the prevention of separation of the impregnating emulsion and keep it in a fluid state during transportation over a long distance and immediately before mixing with ammonium nitrate when loading wells. Switching from the fuel emulsion barrage mode to the feed to the mixing auger with adjustable flow rate. In this case, an existing pumping unit, modified to perform the functions of barrage and emulsion dispersion, can be used.

Для достижения поставленной задачи изготовлен и смонтирован комплект навесного оборудования, состоящий из следующих основных узлов: 17 - бак для хранения и перевозки порошкообразных сенсибилизирующих и энергетических добавок; 18 - установка привода регулируемой подачи порошкообразных продуктов с двигателем, редуктором и регулятором частоты; 19 - генератор электроэнергии, соединенный с установкой привода подачи порошков (см. фиг. 2).To achieve the task, a set of attachments was manufactured and installed, consisting of the following main units: 17 - a tank for storing and transporting powdered sensitizing and energy additives; 18 - installation of a drive for controlled supply of powdered products with a motor, a gearbox and a frequency controller; 19 shows an electric power generator connected to a powder supply drive unit (see Fig. 2).

Для повышения восприимчивости взрывчатого состава к детонации в зоне нестабильной детонации, непосредственно прилегающей к боевику, а также повышения энергетической насыщенности и скорости детонации на отдельных участках скважинного заряда с применением способов изготовления взрывчатых смесей согласно патенту №2595709, к бункеру для хранения и перевозки аммиачной селитры (1 и 2) смесительно-зарядной машины (см. фиг.3) монтируется комплект дополнительного оборудования: установки для хранения а подачи порошкообразных сенсибилизаторов и жидких энергетических добавок (на фиг.2 - позиция 17). Установка на фиг. 3 включает в себя аппарат для хранения, перевозки и подачи порошкообразных энергетических добавок (1) с баками для порошкообразных сенсибилизаторов содержащих углерод (сажу и/или дробленую резину), дробленую аммиачную селитру (2) и другие компоненты, комплект оборудования для дозированной и регулируемой во времени подачи, а также установка с подогревом для хранения, перевозки и дозированной подачи обратной эмульсии (3), необходимой для формирования водоустойчивой части зарядов в обводненных скважинах, баки и устройства для дозированной и регулируемой во времени подачи жидких сенсибилизаторов (4 и 5).To increase the susceptibility of the explosive composition to detonation in the zone of unstable detonation immediately adjacent to the fighter, as well as to increase the energy saturation and detonation velocity in certain sections of the borehole charge using methods for making explosive mixtures according to patent No. 2595709, to a bunker for storing and transporting ammonium nitrate ( 1 and 2) of the mixing-charging machine (see figure 3) a set of additional equipment is mounted: installations for storing and supplying powdered sensitizers and liquid energy additives (figure 2 - item 17). The installation in Fig. 3 includes an apparatus for storing, transporting and supplying powdered energy supplements (1) with tanks for powdered sensitizers containing carbon (soot and / or crushed rubber), crushed ammonium nitrate (2) and other components, a set of equipment for dosed and controlled water supply time, as well as a heated installation for storage, transportation and dosed supply of inverse emulsion (3), necessary for the formation of a waterproof part of the charges in watered wells, tanks and devices for dosed and time-controlled supply of liquid sensitizers (4 and 5).

Испытания дробящей способности зарядов с переменной скоростью выделения энергии и опытной установки для из формирования показали возможность снижения выхода негабарита на 4-7% и увеличения зоны контролируемого дробления и, соответственно, расстояния между скважинами на 10-20%. Эффект достигнут за счет повышения коэффициента полезного действия взрыва, повышения полноты и скорости взрывчатого превращения в зонах нестабильной детонации в нижней и верхней части заряда, а также за счет формирования и распространения преимущественно растягивающих напряжений в зонах сопряжения ВВ с различной скоростью выделения энергии формирующих распространение волн напряжений в массиве с различной скоростью, приводящих к формированию преимущественно растягивающих напряжений в массиве. Чередование воздушных промежутков и зарядов с различной скоростью выделения энергии расположенных на различной глубине в соседних скважинах формируют в разрушаемом энергией взрыва массиве горных пород при детонации скважинных зарядов с замедлением преимущественно растягивающие напряжения и обеспечивают возможность, как показал анализ результатов промышленных экспериментов, снижения расхода ВВ на 15-25%.Tests of the crushing ability of charges with a variable rate of energy release and a pilot plant for shaping showed the possibility of reducing the yield of oversize by 4-7% and increasing the zone of controlled crushing and, accordingly, the distance between wells by 10-20%. The effect was achieved by increasing the efficiency of the explosion, increasing the completeness and rate of explosive transformation in the zones of unstable detonation in the lower and upper parts of the charge, as well as due to the formation and propagation of predominantly tensile stresses in the zones of explosive interface with different rates of energy release forming the propagation of stress waves in the array at different rates, leading to the formation of predominantly tensile stresses in the array. The alternation of air gaps and charges with different rates of energy release located at different depths in neighboring wells form in the rock mass destroyed by the explosion energy during the detonation of borehole charges with deceleration, predominantly tensile stresses and provide an opportunity, as the analysis of the results of industrial experiments showed, to reduce the consumption of explosives by 15 -25%.

Для решения задач повышения уровня безопасности взрывперсонала при подготовке и проведении работ, связанных с доставкой, перегрузкой, заряжанием (изготовлением) ЭВВ и взрыванием шпуров и скважин предлагается применять вместо смесительно-зарядных машин в традиционном исполнении, передвижную роботизированную автономно функционирующую технологическую платформу (ПРТП).To solve the problems of increasing the level of safety of explosive personnel in the preparation and conduct of work related to the delivery, reloading, loading (manufacturing) of explosive explosives and blasting holes and wells, it is proposed to use a mobile robotic autonomously functioning technological platform (PRTP) instead of mixing-charging machines in the traditional version.

ПРТП воспроизводит физические и двигательные функции взрывников, осуществляющих формирование детонационной системы, смешение компонентов промышленных взрывчатых веществ, размещение зарядов ИВВ и средств инициирования в скважинах, монтаж при необходимости поверхностной взрывной сети на взрываемом блоке. ПРТП оснащается следующими дополнительными установками:PRTP reproduces the physical and motor functions of explosives that form a detonation system, mix components of industrial explosives, place explosive explosives and initiation means in wells, and, if necessary, install a surface explosive network on an explosive block. PRTP is equipped with the following additional installations:

- системой автоматической оценки гранулометрического состава по данным обработки видеоизображений взорванной горной массы с учетом накапливаемой статистической информации по результатам предшествующих взрывов;- a system for automatic evaluation of the granulometric composition according to the data of processing video images of the blasted rock mass, taking into account the accumulated statistical information on the results of previous explosions;

- мобильным комплексом автоматического отбора проб после взрыва в пылегазовом облаке и у поверхности взорванной горной массы и оценки изменений содержания пыли и ядовитых газов во времени и с учетом пополняемой статистики;- a mobile complex for automatic sampling after an explosion in a dust and gas cloud and near the surface of the exploded rock mass and assessment of changes in the content of dust and toxic gases over time and taking into account the updated statistics;

- блоком автоматической корректировки параметров взрыва для оптимизации последующих взрывов в схожих условиях;- a block for automatic adjustment of explosion parameters to optimize subsequent explosions under similar conditions;

- программируемым (для условий каждого взрываемого участка горных пород) с применением электронного управляющего блока - «зарядной карты» с функцией дистанционного ввода данных по заряжанию в соответствии с проектом взрыва и/или оснащенного программой обработки статистической информации результатов предшествующих взрывов и функцией корректировки проектных показателей с учетом данных анализа накапливаемой статистики о гранулометрическом составе и их экологических последствий предшествующих взрывов в аналогичных условия.- programmable (for the conditions of each blasted section of rocks) using an electronic control unit - a “charging card” with the function of remote input of data on loading in accordance with the explosion project and / or equipped with a program for processing statistical information of the results of previous explosions and a function for adjusting design indicators with taking into account the data of the analysis of the accumulated statistics on the particle size distribution and their environmental consequences of previous explosions in similar conditions.

Существенно упрощают конструкцию роботизированной технологической платформы (РТП) применение беспроводных, дистанционно программируемых, автономных электронных средств инициирования.The design of a robotic technological platform (RTP) is greatly simplified by the use of wireless, remotely programmable, autonomous electronic means of initiation.

Эволюция конструкций детонационных систем связана с разработкой и беспроводных систем инициирования (БЭСИ) с использованием беспроводного магнито-индуктивного электронного взрывателя реагирующего на электромагнитные волны низкой частоты (менее 5000 Гц), которые обеспечивают связь через жидкие среды и скальные породы. Цель применения таких систем максимально повысить безопасность взрывных работ, в частности за счет исключения наличия проводов на поверхности выработок и уступах и соответственно исключающими их повреждение от воздействия транспорта и падением горных пород в процессе подготовки блока к взрыву. При этом исключается необходимость соединения взрывперсоналом проводов системы инициирования с боевиками и сокращаются сроки заряжания взрывных блоков. Безопасность повышается с частности за счет подключения системы инициирования непосредственно перед взрывом. Программирование детонационной системы инициирования осуществляется работниками, находящимися на дневной поверхности со всем персоналом шахты. Предусмотрена возможность перепрограммирования последовательности инициирования. На конкретном объекте используются только коды, сформированные для этого объекта взрывных работ. Система инициирования основана на магнито-индуктивном методе с рабочей частотой менее 5000 Гц. Инициирование осуществляется в два этапа, на первом этапе подается сигнал «проснуться» а затем сигнал к срабатыванию электронного взрывателя.The evolution of the designs of detonation systems is associated with the development of wireless initiation systems (BESI) using a wireless magnetic-inductive electronic fuse that responds to low-frequency electromagnetic waves (less than 5000 Hz), which provide communication through liquid media and rocks. The purpose of using such systems is to maximize the safety of blasting, in particular by eliminating the presence of wires on the surface of workings and ledges and, accordingly, excluding their damage from the impact of transport and falling rocks in the process of preparing the block for an explosion. This eliminates the need for explosive personnel to connect the wires of the initiation system with the militants and reduces the time for loading explosive blocks. Safety is increased in particular by connecting the initiation system just before the explosion. The programming of the detonation initiation system is carried out by workers who are on the day surface with all the personnel of the mine. The possibility of reprogramming of sequence of initiation is provided. On a specific object, only codes generated for this blasting object are used. The initiation system is based on the magneto-inductive method with an operating frequency of less than 5000 Hz. The initiation is carried out in two stages, at the first stage the “wake up” signal is given and then the signal to trigger the electronic fuse.

Для вывода персонала за пределы рабочей зоны вместо смесительно-зарядная машины в традиционном исполнении и группы взрывников используется автономная передвижная технологическая платформа и соответствующая роботизированная технология формирования детонационных систем для смешения компонентов и заряжания любых гранулированных и/или льющихся промышленных взрывчатых веществ с применением системами дистанционного управления, навигации и технического зрения которые обеспечивают принятие нужного положения на блоке СЗМ и автономного передвижения в соответствии с заранее заданной траекторией передвижения по блоку, контроля положения шланга для подачи ПВВ над заряжаемой скважиной, системой контроля изменения высоты и веса заряда в скважине, системой регулирования веса и взрывчатых свойств формируемого заряда во времени и в соответствии с картой проекта БВР и конструкции заряда в каждой скважине и детонационной системы группы скважин с учетом взаимного расположения участков зарядов с различной скоростью детонации в плане и по высоте относительно соседних скважин на заряжаемом блоке.To take personnel out of the working area, instead of a traditional mixing-charging machine and a group of explosives, an autonomous mobile technological platform and the corresponding robotic technology for the formation of detonation systems are used to mix components and load any granular and / or pouring industrial explosives using remote control systems, navigation and technical vision that ensure the adoption of the desired position on the SPM block and autonomous movement in accordance with a predetermined trajectory of movement along the block, control of the position of the hose for supplying explosives above the loaded well, a system for controlling changes in the height and weight of the charge in the well, a weight and explosive control system properties of the formed charge in time and in accordance with the blasting project design map and the design of the charge in each well and the detonation system of the group of wells, taking into account the mutual arrangement of charge sections with different s detonation velocity in plan and in height relative to adjacent wells on the charging unit.

Для автоматизации процессов заряжания скважин с применением льющихся эмульсионных взрывчатых смесей и реализации роботизированной технологии формирования детонационных систем скважинных зарядов применяется система подачи состоящая из двух и более шлангов, по одному из которых производится подача скважинного заряда сыпучего и. или льющегося ПВВ, а по другим сенсибилизирующих и энергетических добавок, а по третьему, имеющему внутри кассету с беспроводными средствами инициирования осуществляется подача средств инициирования и устройств для формирования воздушных промежутков.To automate the processes of loading wells with the use of pouring emulsion explosive mixtures and the implementation of a robotic technology for the formation of detonation systems of borehole charges, a supply system is used consisting of two or more hoses, one of which is used to supply a loose and loose borehole charge. or pouring PVV, and for other sensitizing and energy additives, and for the third, which has inside a cassette with wireless initiation means, initiation means and devices for forming air gaps are supplied.

Формирование зарядов ПВВ в скважинах или шпурах с переменной энергетической насыщенностью и взрывчатыми характеристиками осуществляется путем смешение компонентов сыпучих и/или льющихся аммиачно-селитровых взрывчатых смесей с переменным соотношением компонентов, обеспечивая переменную энергетическую насыщенность и чувствительность к средствам инициирования путем изменения скорости и объема подачи полых полимерных и/или стеклянных сфер и/или их смеси с жидкими и или твердыми энергетическими порошкообразных добавками углерода и/или алюминиевой пудры и порошками других металлов или их сплавов. Формирование зарядов сыпучих ПВВ с переменной энергетической насыщенностью и взрывчатыми характеристиками и вязкостью осуществляется путем изменения скорости и объема подачи сенсибилизирующих и энергетических жидких и твердых порошкообразных добавок в виде порошков и/или эмульсий и суспензий, обеспечивающих при необходимости заряжания восстающих скважин -увеличение вязкости заряда ВВ.The formation of explosive explosive charges in wells or boreholes with variable energy saturation and explosive characteristics is carried out by mixing the components of loose and / or pouring ammonium nitrate explosive mixtures with a variable ratio of components, providing a variable energy saturation and sensitivity to initiation means by changing the speed and volume of supply of hollow polymer and/or glass spheres and/or mixtures thereof with liquid and or solid energetic powder additives of carbon and/or aluminum powder and powders of other metals or their alloys. The formation of loose explosive explosive charges with variable energy saturation and explosive characteristics and viscosity is carried out by changing the rate and volume of supply of sensitizing and energetic liquid and solid powder additives in the form of powders and / or emulsions and suspensions, providing, if necessary, loading of rising wells - an increase in the viscosity of the explosive charge.

РТП - функционирующая автономно и автоматически воспроизводящая функции известных смесительно-зарядных машин и двигательные и умственные функции человека, имеющая способность и возможность к обучению и корректировке параметров детонационных систем с учетом пополняемого массива данных о результатах (гранулометрического состава и показателей содержания ядовитых газов и твердых частиц в продуктах детонации) предшествующих взрывов, изменяющихся горно-геологических условий, имеющая программу оперативной обработки данных и функциональные возможности корректировки параметров буро-взрывных работ.RTP - functioning autonomously and automatically reproducing the functions of known mixing-charging machines and motor and mental functions of a person, having the ability and ability to learn and adjust the parameters of detonation systems, taking into account the replenished array of data on the results (granulometric composition and indicators of the content of toxic gases and solid particles in detonation products) of previous explosions, changing mining and geological conditions, having a program for online data processing and functionality for adjusting drilling and blasting parameters.

РТП для формирования скважинных зарядов имеет возможность самостоятельно выполнять необходимые производственные операции по оперативному изменению дозировки компонентов в процессе формирования скважинного заряда и размещению в скважине средств инициирования под контролем оператора, находящегося за пределами опасной зоны. Новая технология обеспечивает, как повышение безопасности работ, так и оптимальную кинетику выделения энергии в различные участки массива с учетом его строения, формируя синергетический эффект энергетического взаимодействия зарядов соседних скважин, выделяемых разрушающую энергию в массив с различной скоростью по высоте скважины и обеспечивающих преимущественно сдвигающие и растягивающие напряжения в разрушаемом взрывом массиве на границах зон с различной кинетикой воздействия.RTP for the formation of downhole charges has the ability to independently perform the necessary production operations for the rapid change in the dosage of components in the process of formation of the downhole charge and the placement of initiation means in the well under the control of an operator located outside the danger zone. The new technology provides both an increase in the safety of work and the optimal kinetics of energy release into various sections of the array, taking into account its structure, forming a synergistic effect of the energy interaction of charges from neighboring wells, which release destructive energy into the array at different rates along the well height and provide mainly shearing and tensile stresses in the massif destroyed by the explosion at the boundaries of zones with different impact kinetics.

Роботизированная технологическая платформа обеспечивает:The robotic technology platform provides:

- повышение безопасности, расширение функциональных возможностей и качество оперативного управления смесительно-зарядными операциями. Оперативный контроль и анализ изменяющихся условий реализации технологических операций информации и анализа данных об характеристиках массива по глубине скважин и в плане в пределах взрываемого блока, отклонений фактических координат скважин от проектных на подготавливаемом к взрыву блоке, контролем оператора за изменением состава и процессами смешения компонентов во времени, оценкой фактических параметров БВР и их отклонений от проектных; обеспечения обратной связи данных о кусковатости взорванных массивов и показателях пылегазового облака для корректировки параметров БВР последующих взрывов.- improving safety, expanding functionality and quality of operational management of mixing and charging operations. Operational control and analysis of changing conditions for the implementation of technological operations of information and analysis of data on the characteristics of the array in depth of wells and in plan within the block being blasted, deviations of the actual coordinates of wells from the design ones on the block being prepared for the explosion, operator control over changes in the composition and mixing processes of components over time , assessment of the actual parameters of drilling and drilling and their deviations from the design ones; providing feedback of data on the lumpiness of the exploded massifs and indicators of the dust and gas cloud to adjust the parameters of the drilling and blasting of subsequent explosions.

- синергию систем передвижения и позиционирования РТП на блоке, положения рабочего органа зарядной системы в трех пространственных координатах и во времени полностью автоматизированной и/или управляемой на расстоянии роботизированной смесительно-зарядной машины.- the synergy of the RTP movement and positioning systems on the block, the positions of the working body of the charging system in three spatial coordinates and in time of a fully automated and / or remotely controlled robotic mixing and charging machine.

- синергию манипуляционной системы с устройством подачи в скважину элементов скважинного заряда с различной кинетикой выделения энергии и средств инициирования детонационной системы с сенсорами оперативного контроля концентрации энергетических и сенсибилизирующих добавок, а также измерения высоты заряда в скважине и расположения средств инициирования.- synergy of the manipulation system with a device for supplying downhole charge elements with different kinetics of energy release and means of initiating the detonation system with sensors for operational control of the concentration of energy and sensitizing additives, as well as measuring the height of the charge in the well and the location of the initiation means.

- синергию устройств управления РТП с контролем оператора и в результате взаимодействия с окружающей средой сенсорной системы сбора и обработки пополняемой статистической информации о гранулометрическом составе взорванной горной массы, параметрах развала, содержании вредных компонентов в пылегазовом облаке и на открытой поверхности, трещиноватости массива вблизи каждой зарядной полости, системой устройств обратной связи и корректировки параметров детонационной системы с учетом пополняемой статистической информацией.- synergy of RTP control devices with operator control and as a result of interaction with the environment of the sensor system for collecting and processing replenished statistical information on the granulometric composition of the blasted rock mass, breakup parameters, the content of harmful components in the dust and gas cloud and on the open surface, the fracturing of the array near each charging cavity , a system of feedback devices and correction of the parameters of the detonation system, taking into account the updated statistical information.

Управляющие устройства роботизированной технологической платформы, в частности, блоки управления приводом передвижения и манипулирования РТП включают в себя каналы связи, по которым передаются непрерывные аналоговые и цифровые дискретные: сигналы могут, содержат генераторы и преобразователи входных и выходных сигналов вычислительных устройствах, в интерфейсных каналах связи. Сбор и преобразование информации о параметрах внешней среды и положении рабочих органов РТП относительно скважин на подготавливаемой к взрыву блоке осуществляет сенсорная система, состоящая из контактных, акустических индукционных датчиков скорости и положения, нагрузки, гидролокаторов, лазерных и ультразвуковых дальномеров, телевизионных и оптико-электронных устройств.The control devices of the robotic technological platform, in particular, the control units for the drive of movement and manipulation of the RTP, include communication channels through which continuous analog and digital discrete signals are transmitted: signals can, contain generators and converters of input and output signals of computing devices, in interface communication channels. The collection and conversion of information about the parameters of the environment and the position of the working bodies of the RTP relative to the wells on the block being prepared for the explosion is carried out by a sensor system consisting of contact, acoustic induction sensors of speed and position, load, sonars, laser and ultrasonic rangefinders, television and optoelectronic devices .

При этом устройства системы управления роботизированной технологической платформы обеспечивают следующие функции:At the same time, the devices of the control system of the robotic technological platform provide the following functions:

- оптимизацию параметров движения во времени и трехмерных координатах пространства блока;- optimization of motion parameters in time and three-dimensional coordinates of the block space;

- распознавания параметров окружающей среды, формирования цифровой модели взрываемого массива, включая границ и рельефа поверхности блока, граничащих с ним горных выработок и имеющегося оборудования, а также формирование проектной и фактической цифровой модели каждого заряда детонационной системы, формируемой на взрываемом блоке;- recognition of environmental parameters, formation of a digital model of the blasted massif, including the boundaries and topography of the surface of the block, adjacent mine workings and available equipment, as well as the formation of a design and actual digital model of each charge of the detonation system formed on the blasted block;

- формирование, программирование и оперативную корректировку управляющих манипуляционной системой сигналов;- formation, programming and operational correction of signals controlling the manipulation system;

- передачу информации оператору и устройствам приводов механической системы передвижения и устройствам регулирования во времени интенсивности подачи компонентов детонационной системы в зарядную полость.- transmission of information to the operator and drive devices of the mechanical movement system and time control devices for the intensity of supply of detonation system components to the charging cavity.

Качество программного и алгоритмического обеспечения функционирования роботизированной технологической платформы определяют возможности ее адаптации к изменяющимся условиям ведения взрывных работ. Скорость и точность преобразования информации и ее воспроизведение о состоянии внешней среды, положения на подготавливаемом к взрыву блоке, взаимоположение зарядного шланга, заряжаемых скважин и расположение изменяющейся во времени поверхности заряда в скважине зависит от качества программного и алгоритмического обеспечения управляющей системы.The quality of the software and algorithmic support for the operation of a robotic technological platform is determined by the possibility of its adaptation to changing conditions for blasting. The speed and accuracy of information conversion and its reproduction about the state of the environment, the position on the block being prepared for the explosion, the relative position of the charging hose, charging wells and the location of the time-varying surface of the charge in the well depends on the quality of the software and algorithmic support of the control system.

Роботизированная технологическая платформа формирования детонационных систем оснащена также системой связи, осуществляющей передачу сигналов между системами РТП и человеком, находящимся за пультом управления которые находятся за пределами опасной рабочей зоны. Устройства связи РТП обеспечивает контроль за работой систем, диагностику неисправностей, отклонение от проектных значений и проверки формирования и выполнения заданий. Управляющие сигналы от человека поступают в приемные устройства управления РТП с применением устройств ввода. В целом информационно-управляющая система РТП обеспечивает выполнение задач связанных с формированием детонационных систем, включая: обработку и передачу информации и управление приводами и механизмами исполнительной системы, которые обеспечивают запрограммированные движение по поверхности блока, воздействия механизмы управления скоростью поступления компонентов ПВВ в устройствах смешения компонентов ПВВ, устройства управления производительностью подачи смеси, устройства регулирующие движение зарядного шланга в трех координатах.The robotic technological platform for the formation of detonation systems is also equipped with a communication system that transmits signals between the RTP systems and the person at the control panel who are outside the hazardous working area. Communication devices RTP provides control over the operation of systems, diagnostics of faults, deviation from design values and verification of the formation and execution of tasks. Control signals from a person enter the RTP receiving control devices using input devices. In general, the RTP information and control system ensures the fulfillment of tasks related to the formation of detonation systems, including: processing and transmission of information and control of actuators and mechanisms of the executive system that provide programmed movement on the surface of the block, impact mechanisms for controlling the rate of entry of EVA components in devices for mixing EVA components , devices for controlling the performance of the mixture supply, devices that regulate the movement of the charging hose in three coordinates.

Исполнительная система РТП включает в себя механическую систему манипуляторов, работающих в сферической системе координат с зарядными шлангами, механическую систему передвижения, приводы этих систем, передаточные устройства, устройства системы передвижения, платформы с шасси и в целом формируют систему передвижения.The RTP executive system includes a mechanical system of manipulators operating in a spherical coordinate system with charging hoses, a mechanical movement system, drives of these systems, transmission devices, movement system devices, platforms with a chassis and, in general, form a movement system.

При проектировании конкретной РТП необходимо сделать с учетом горно-технических условий эксплуатации и параметрами заряжаемых блоков обоснованный выбор типа приводов (электрический и/или гидравлический и/или пневматический), число степеней подвижности, систему координат манипулятора, а также грузоподъемность, параметры рабочей зоны действия манипуляторов и их количество.When designing a specific RTP, it is necessary to make, taking into account the mining and technical operating conditions and the parameters of the charged blocks, a reasonable choice of the type of drives (electric and / or hydraulic and / or pneumatic), the number of degrees of freedom, the coordinate system of the manipulator, as well as the load capacity, parameters of the working area of \u200b\u200bmanipulators and their number.

Транспортная платформа обеспечивает движение по заданному маршруту с обходом препятствий, адаптивное оперативное управление на трех уровнях: динамическом, алгоритмическом и с участием человека. По исполнению узлы и установки РТП выполнены в пылезащитном влагозащитном и взрывобезопасном исполнении. По быстродействию рабочий орган РТП - малого быстродействия, до 0,5 м/с. Точность манипулятора и системы передвижения МРП должна быть - до 1,00 мм. Позиционирование осуществляется при дискретном движении с погрешностью 1,00 мм. Точность позиционирования платформы до 20 мм.The transport platform provides movement along a given route with obstacle avoidance, adaptive operational control at three levels: dynamic, algorithmic and with human participation. By design, the RTP units and installations are made in a dust-proof, moisture-proof and explosion-proof design. In terms of speed, the working body of the RTP is of low speed, up to 0.5 m / s. The accuracy of the manipulator and the MRP movement system must be up to 1.00 mm. Positioning is carried out with a discrete movement with an error of 1.00 mm. Platform positioning accuracy up to 20 mm.

РТП оснащена автоматической контрольно-измерительной системой Сенсорная система РТП обеспечивает определение геометрических параметров заряда и положение зарядных полостей и их расположения на уступе, высоту столба воды и изменение высоты заряда в скважинах, положение зарядного органа в скважине. Рабочие органы РТП оснащены системой контактных, тактильных сенсоров, ультразвуковыми датчиками определения высоты столба воды и заряда в скважине и по отношению к отметке устья и дна скважины. Сенсорная система включает датчики активного (излучающие первичный сигналы) ближнего, дальнего и сверхдальнего действия, включая навигационные приборы и координаторы. Информационно-управляющая система позволяет с использованием алгоритмов и программ обработки и передачу результатов работы на экран оператора, находящемуся за пределами опасной зоны.The RTP is equipped with an automatic control and measuring system. The RTP sensor system determines the geometric parameters of the charge and the position of the charging cavities and their location on the ledge, the height of the water column and the change in the height of the charge in the wells, the position of the charging body in the well. The working bodies of the RTP are equipped with a system of contact, tactile sensors, ultrasonic sensors for determining the height of the water column and charge in the well and in relation to the mark of the mouth and bottom of the well. The sensor system includes sensors of active (radiating primary signals) short-range, long-range and ultra-long range, including navigation devices and coordinators. The information and control system allows using algorithms and processing programs and transferring the results of work to the operator's screen, located outside the danger zone.

РТП представляет собой комплекс разнообразных устройств, работающих как единая кинетическая система и относится к классу манимуляционных роботов с автоматическим движущимся шасси и автоматически управляемым приводом с гусеничным или колесным шасси. РТП состоит из трех систем агрегатов: мобильной, манипуляционной и информационной, которые могут работать как в автоматическом режиме, так и управляться дистанционно. Синергия новых систем агрегатов и устройств РТП дают синергетический эффект и принципиально новое по возможностям оперативного управления и безопасности технологию формирования детонационных систем и средство комплексной механизации взрывных работ. РТП позволяет возможность исключить человека из непосредственного участия в выполнении работ в опасной зоне при заряжании скважин на взрываемом блоке. Позволяет возможность осуществить комплексную механизацию процесса производства на местах применения компонентов зарядов и формирование на заряжаемом блоке детонационных систем.RTP is a complex of various devices operating as a single kinetic system and belongs to the class of manipulative robots with an automatic moving chassis and an automatically controlled drive with a caterpillar or wheeled chassis. RTP consists of three systems of aggregates: mobile, manipulation and information, which can operate both in automatic mode and remotely controlled. Synergy of new systems of aggregates and RTP devices gives a synergistic effect and a fundamentally new technology for the formation of detonation systems in terms of operational control and safety capabilities and a means of complex mechanization of blasting. RTP makes it possible to exclude a person from direct participation in the performance of work in a hazardous area when loading wells on an explosive block. Allows the possibility of complex mechanization of the production process at the places of application of charge components and the formation of detonation systems on the chargeable block.

Роботизированная технологическая платформа формирования детонационных систем решает важнейшую специальную проблему робототехники - автоматизацию одного из процессов геотехнологий и повышение безопасности и производительности труда при добыче полезных ископаемых и строительстве с применением взрывных работ. Позволяет удалить взрывперсонал за пределы опасной зоны и организовать дистанционное наблюдение и контроль над производством опасных работ. Наблюдение ведется посредством передачи сигналов устройств технического зрения и показаний сенсоров на экран оператора, который осуществляет контроль за работой РТП и необходимую корректировку его действий с применением управляющих устройств.The robotic technological platform for the formation of detonation systems solves the most important special problem of robotics - the automation of one of the processes of geotechnology and the increase in safety and productivity in mining and construction using blasting. Allows you to remove explosive personnel from the danger zone and organize remote monitoring and control over the production of hazardous work. Observation is carried out by transmitting signals from vision devices and sensor readings to the operator's screen, which controls the operation of the RTP and the necessary adjustment of its actions using control devices.

Дистанционно управляемая мобильная, роботизированная технологическая платформа производит автоматически основную часть заранее запрограммированных операций смешения компонентов ВВ с различной чувствительностью и энергетической насыщенностью и формирование зарядов с переменными взрывчатыми характеристиками. РТП осуществляет опасные технологические процессы: производство компонентов ВВ на местах применения, их смешение и сенсибилизацию. При этом, оператор может задать программу действий и корректировать управление в критических ситуациях.The remotely controlled mobile, robotic technological platform automatically performs the bulk of the pre-programmed operations of mixing explosive components with different sensitivities and energy saturations and forming charges with variable explosive characteristics. RTP carries out dangerous technological processes: the production of explosive components at the sites of use, their mixing and sensitization. At the same time, the operator can set the program of actions and adjust the control in critical situations.

Для снижения вероятности террористических актов за счет сокращения объемов хранения, транспортировки и перегрузки промышленных взрывчатых веществ предлагается и реализуется способ получения капсюле активного взрывчатой смеси для производства шашек детонаторов и подживляющих промежуточных детонаторов на местах применения, включающий получение невзрывчатой эмульсионной матрицы на основе обратной и/или прямой и/или порошкообразной аммиачной селитры и/или их смесей и заполнение ими оболочек из пластика. Заполненные оболочки боевиков невзрывчатой эмульсионной матрицей транспортируются до мест проведения взрывных работ.To reduce the likelihood of terrorist attacks by reducing the volume of storage, transportation and reloading of industrial explosives, a method is proposed and implemented for obtaining an active explosive mixture in a capsule for the production of detonator cartridges and energizing intermediate detonators at the field of application, including the production of a non-explosive emulsion matrix based on reverse and / or direct and/or powdered ammonium nitrate and/or mixtures thereof and filling plastic shells with them. Filled shells of militants with a non-explosive emulsion matrix are transported to the places of blasting.

Для получения капсюле активной взрывчатой смеси в оболочках на местах их применения в охлажденную эмульсионную матрицу вводятся путем выдавливания из трубки с отверстиями по всей высоте патрона боевика и перемешиваются с использованием лопастей соединенных расположенной по оси вращения трубкой с отверстиями с невзрывчатой эмульсионной матрицей. Таким образом, сенсибилизирующие добавки равномерно смешиваются с эмульсионной матрицей на основе обратной в виде полимерных и/или стеклянных сфер и/или смеси сфер с порошком технического углерода и/или сажи и/или алюминиевой пудрой, молибденом и/или порошки других металлов, кремния или ферросилиция или их смеси, и/или нитрометаном керосином хлорсодержащим органическим сенсибилизатором, с растворителем, таким как спирт, кетоны с короткими алкидными группами, диэтиламином предварительно смешанных до состояния суспензии с применением ультразвука с техническим углеродом и/или сажей - продуктом переработки резинотехнических изделий и/или прямой эмульсии аммиачной селитры с водой и углеводородами. При этом, сенсибилизирующие добавки в виде полимерных и/или стеклянных сфер и/или смеси сфер с порошком технического углерода и/или сажи и/или алюминиевой пудрой, молибденом и/или порошки других металлов, кремния или ферросилиция или их смеси, водной эмульсии тротила и/или жидких сенсибилизирующих добавок нитрометана, керосина предварительно смешанных до состояния суспензии с применением ультразвука с техническим углеродом и/или сажей - продуктом переработки резинотехнических изделий размещают в накопительной емкости аппарата, обеспечивающего порционное размещение смеси сенсибилизирующих добавок в заданном объеме невзрывчатой эмульсионной матрицы в оболочке боевика. Для увеличения стабильности и скорости детонации сенсибилизирующие суспензии технического углерода и/или сажи и/или алюминиевого порошка и/или пудры дополнительно содержит хлорсодержащий органический сенсибилизатор, например, дихлорэтилен, трихлорэтилен, хлорбензол с растворителем, таким как спирт, кетоны с короткими алкидными группами, диэтиламин и(или) нитроалканы.To obtain a capsule of an active explosive mixture in shells at the places of their use, they are introduced into the cooled emulsion matrix by squeezing out from a tube with holes along the entire height of the action cartridge and mixed using blades connected by a tube located along the axis of rotation with holes with a non-explosive emulsion matrix. Thus, the sensitizing additives are uniformly mixed with the inverse emulsion matrix in the form of polymer and/or glass spheres and/or a mixture of spheres with carbon black and/or carbon black and/or aluminum powder, molybdenum and/or powders of other metals, silicon or ferrosilicon or mixtures thereof, and/or nitromethane, kerosene, a chlorine-containing organic sensitizer, with a solvent such as alcohol, ketones with short alkyd groups, diethylamine pre-mixed to a state of suspension using ultrasound with carbon black and/or soot - a product of processing rubber products and/ or direct emulsion of ammonium nitrate with water and hydrocarbons. At the same time, sensitizing additives in the form of polymeric and/or glass spheres and/or mixtures of spheres with carbon black and/or soot powder and/or aluminum powder, molybdenum and/or powders of other metals, silicon or ferrosilicon or mixtures thereof, TNT aqueous emulsion and / or liquid sensitizing additives of nitromethane, kerosene, pre-mixed to a state of suspension with the use of ultrasound with carbon black and / or soot - a product of processing rubber products, are placed in the storage tank of an apparatus that provides portioned placement of a mixture of sensitizing additives in a given volume of a non-explosive emulsion matrix in the shell of a gunman . To increase the stability and speed of detonation, sensitizing suspensions of carbon black and/or soot and/or aluminum powder and/or powder additionally contain a chlorine-containing organic sensitizer, for example, dichloroethylene, trichlorethylene, chlorobenzene with a solvent such as alcohol, ketones with short alkyd groups, diethylamine and/or nitroalkanes.

Перед проведением взрывных работ на блоке в перемешанную в оболочке боевика массу эмульсионной матрицы и смеси сенсибилизирующих добавок погружается капсюль детонатор или беспроводной инициирующий элемент для использования как проводных, так и беспроводных программируемых средств инициирования и ведения взрывных работах с применением традиционной технологии, основанной на ручном труде взрывперсонала и/или роботизированных комплексов формирования детонационных систем.Before blasting on the block, a detonator capsule or a wireless initiating element is immersed in the mass of the emulsion matrix and a mixture of sensitizing additives mixed in the shell of the militant to use both wired and wireless programmable means of initiating and conducting blasting using traditional technology based on the manual labor of explosives and/or robotic complexes for the formation of detonation systems.

ЛитератураLiterature

1. Колганов Е.В., Соснин В.А. Эмульсионные промышленные взрывчатые вещества. -2-я книга (технология и безопасность). - Дзержинск Нижегородской обл., издательство ГосНИИ «Кристалл», 2009. - 336 с.1. Kolganov E.V., Sosnin V.A. Emulsion industrial explosives. -2nd book (technology and security). - Dzerzhinsk, Nizhny Novgorod region, publishing house of the State Research Institute "Kristall", 2009. - 336 p.

2. Колганов Е.В., Соснин В.А. Эмульсионные промышленные взрывчатые вещества. -2-я книга (Технология и безопасность). - Дзержинск Нижегородская обл., Издательство ГосНИИ «Кристалл», 2009. 336 с.2. Kolganov E.V., Sosnin V.A. Emulsion industrial explosives. -2nd book (Technology and security). - Dzerzhinsk, Nizhny Novgorod region, Publishing house of the State Research Institute "Kristall", 2009. 336 p.

3. Машина смесительно-зарядная МС3-ВУ. Технические условия.3. Mixing-charging machine MS3-VU. Specifications.

4. ТУ 3145-055-00187300-2006. Открытое акционерное общество Белгородский завод горного машиностроения ОАО «ГОРМАШ», 2006. - 22 с.4. TU 3145-055-00187300-2006. Open Joint Stock Company Belgorod Mining Machine Building Plant JSC "GORMASH", 2006. - 22 p.

5. Патент на группу изобретений №2595709 от 19.08.2014.5. Patent for a group of inventions No. 2595709 dated August 19, 2014.

Подрисуночные подписи.Figure captions.

Фиг. 1. Машина смесительно-зарядная МС3-ВУFig. 1. Mixing and charging machine MS3-VU

Подрисуночные подписи к фиг. 1.Figure captions for Fig. 1.

1 - установка емкости ВВ (гранулированной аммиачной селитры); 2 - установка масляного бака; 3 - установка топливного бака; 4 - установка выдвижного конвейера; 5 - установка крыльев брызговиков; 6 - шасси УРАЛ; 7 - система подачи дизельного топлива; 8 - установка настилов, перил, лестниц; 9 - установка огнетушителей, цепей, штыря заземления; 10 - зашита топливного бака; 11 - электрооборудование; 12 - гидрооборудование; 13 - задние защитные устройства; 14 - система отвода выхлопных газов; 15 - доработка шасси; 16 - установка насоса1 - installation of an explosive tank (granulated ammonium nitrate); 2 - installation of an oil tank; 3 - fuel tank installation; 4 - installation of a retractable conveyor; 5 - installation of wings of mudguards; 6 - URAL chassis; 7 - diesel fuel supply system; 8 - installation of decking, railings, stairs; 9 - installation of fire extinguishers, chains, ground pin; 10 - fuel tank protection; 11 - electrical equipment; 12 - hydraulic equipment; 13 - rear protective devices; 14 - exhaust system; 15 - refinement of the chassis; 16 - pump installation

Фиг. 2.Fig. 2.

Дополнительные узлы СЗМ:Additional SPM nodes:

17 - бак для хранения и перевозки порошкообразных сенсибилизирующих и энергетических добавок;17 - tank for storage and transportation of powdered sensitizing and energy additives;

18 - установка привода регулируемой подачи порошкообразных продуктов с двигателем, редуктором и регулятором частоты;18 - installation of a drive for controlled supply of powdered products with a motor, a gearbox and a frequency controller;

19 - генератор электроэнергии, соединенный с установкой привода подачи порошков. 19 - power generator connected to the powder supply drive unit.

Фиг. 3.Fig. 3.

Дополнительное навесное оборудование для СЗМ:Additional attachments for SPM:

1 - аппарат для хранения, перевозки и подачи порошкообразных энергетических добавок с баками для порошкообразных сенсибилизаторов, содержащих углерод (сажу и/или дробленую резину).1 - apparatus for storing, transporting and supplying powdered energy supplements with tanks for powdered sensitizers containing carbon (soot and/or crushed rubber).

2 - аппарат для хранения и дозируемой подачи дробленую аммиачную селитру и смесей других сенсибилизирующих и энергетических добавок;2 - apparatus for storage and dosed supply of crushed ammonium nitrate and mixtures of other sensitizing and energy additives;

3 - установка с подогревом для хранения, перевозки и дозированной подачи обратной эмульсий, необходимой для формирования водоустойчивой части зарядов в обводненных скважинах;3 - installation with heating for storage, transportation and metered supply of reverse emulsions, necessary for the formation of a waterproof part of the charges in flooded wells;

4 и 5 баки и устройства для дозированной и регулируемой во времени подачи жидких компонентов топливной смеси с сенсибилизаторами.4 and 5 tanks and devices for dosed and time-controlled supply of liquid components of the fuel mixture with sensitizers.

Claims (9)

1. Смесительно-зарядная машина для изготовления и заряжания взрывчатого вещества на основе прямых и/или обратных эмульсий и топливных смесей, включающая транспортную базу, бункер с выгрузочными окнами для эмульсионной матрицы, насосы-дозаторы для подачи компонентов взрывчатой смеси, гидрооборудование, электрооборудование, системы автоматического управления, автоматизированную электрогидравлическую систему управления, обеспечивающую контроль процессов изготовления взрывчатых смесей, бак для дизельного топлива и систему его подачи, отличающаяся тем, что дополнительно установлен комплект навесного оборудования, состоящего из генератора электроэнергии или гидропривода, герметично закрывающихся емкостей для хранения и перевозки порошкообразных смесей, сенсибилизирующих и энергетических добавок, прямой эмульсии топливной смеси и установки для их регулируемой подачи в шнек для смешения с пористой и/или плотной аммиачной селитрой, состоящей из гидравлических двигателей, насосов для перемешивания топливной смеси и насосов-дозаторов для регулируемой подачи в смеситель шнекового типа эмульсии и/или суспензии топливной смеси, приводов с регулируемой частотой вращения шнеков, редукторов и поворотных гибкого и/или жестких шнеков с разгрузочными устройствами, подающих измельченную аммиачную селитру и/или порошкообразные энергетические и сенсибилизирующие добавки в виде смеси углерода и/или алюминиевого порошка.1. Mixing-charging machine for the manufacture and loading of explosives based on direct and / or reverse emulsions and fuel mixtures, including a transport base, a hopper with unloading windows for the emulsion matrix, dosing pumps for supplying explosive mixture components, hydraulic equipment, electrical equipment, systems automatic control, an automated electro-hydraulic control system that provides control over the processes of manufacturing explosive mixtures, a tank for diesel fuel and a system for supplying it, characterized in that an additional set of attachments is installed, consisting of an electric power generator or hydraulic drive, hermetically sealed containers for storing and transporting powdered mixtures , sensitizing and energy additives, direct emulsion of the fuel mixture and installations for their controlled supply to the screw for mixing with porous and / or dense ammonium nitrate, consisting of hydraulic motors, pumps for mixing fuel mixture and metering pumps for controlled supply of emulsion and / or suspension of the fuel mixture to the screw-type mixer, drives with variable speed screws, gearboxes and rotary flexible and / or rigid screws with unloading devices that supply crushed ammonium nitrate and / or powdered energy and sensitizing additives in the form of a mixture of carbon and/or aluminum powder. 2. Смесительно-зарядная машина по п. 1, отличающаяся тем, что представляет собой передвижную автономную роботизированную технологическую платформу, позволяющую вывести персонал за пределы рабочей зоны, которая дополнительно оснащена системами навигации и автономного передвижения в соответствии с заранее заданной траекторией передвижения по блоку в соответствии с координатами скважин, манипуляционной системой с системой приводов, состоящей из кинетической цепи подвижных звеньев с угловым и/или поступательным движением, оснащенной устройством захвата и устройством подачи зарядных шлангов, регулирующей их положение во времени в трех пространственных координатах, сенсорной системой, обеспечивающей получение и обработку данных о свойствах окружающей среды, взаимоположении зарядных шлангов роботизированной технологической платформы, сенсорной системой определения положения скважин, трещин в массиве горных пород по высоте скважины, сенсорной системой, определяющей положение зарядного шланга в трех координатах относительно устья скважины и высоту заряда, техническим зрением, которое обеспечивает принятие нужного положения на заряжаемом блоке, контроль положения шлангов по высоте скважины и высоты скважинного заряда с обратной связью и формирование заданной конструкции размещаемых в скважинах зарядов, системой оперативного регулирования взрывчатых свойств формируемого заряда путем регулируемой по объему и во времени смеси энергетических и сенсибилизирующих добавок, обеспечивающих изменение по высоте заряда энергетических характеристик, скорости детонации и чувствительности к первичным средствам инициирования в формируемой в скважине или шпуре взрывчатой смеси, в соответствии со строением взрываемого массива горных пород, картой проекта буровзрывных работ и проектной конструкцией зарядов детонационной системы.2. Mixing-charging machine according to claim 1, characterized in that it is a mobile autonomous robotic technological platform that allows you to take personnel outside the working area, which is additionally equipped with navigation and autonomous movement systems in accordance with a predetermined trajectory of movement along the block in accordance with with coordinates of wells, a manipulation system with a drive system consisting of a kinetic chain of moving links with angular and / or translational movement, equipped with a gripping device and a charging hose supply device that regulates their position in time in three spatial coordinates, a sensor system that provides receiving and processing data on the properties of the environment, the mutual position of the charging hoses of the robotic technological platform, a sensor system for determining the position of wells, cracks in the rock mass along the height of the well, a sensor system that determines the position of the charging hose in three coordinates relative to the wellhead and the height of the charge, technical vision, which ensures the adoption of the desired position on the charged block, control of the position of the hoses along the height of the well and the height of the borehole charge with feedback and the formation of a given design of charges placed in the wells, a system for the operational control of the explosive properties of the generated charge by means of a mixture of energy and sensitizing additives regulated in terms of volume and time, providing a change in the height of the charge of energy characteristics, detonation velocity and sensitivity to primary means of initiation in an explosive mixture formed in a well or blasthole, in accordance with the structure of the rock mass to be blasted, the map of the drilling and blasting project works and design design of detonation system charges. 3. Смесительно-зарядная машина по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что для автоматизации процессов заряжания скважин с применением гранулированных и/или льющихся эмульсионных взрывчатых смесей роботизированная передвижная технологическая платформа дополнительно оснащена системой подачи компонентов скважинного заряда и их смешения в скважине, состоящей из двух и более шлангов, по одному из которых, оснащенному на конце устройством смешения, производится подача насыпной или наливной взрывчатой смеси скважинного заряда, а по другому шлангу, внутри которого расположена кассета со средствами инициирования, подаются на нужную глубину и размещаются в заряде проводные и/или беспроводные средства инициирования и устройства для формирования воздушных промежутков, а по третьему шлангу, соединенному с первым шлангом до устройства смешения, подаются дополнительные энергетические и/или сенсибилизирующие добавки в виде смеси полых полимерных или стеклянных сфер и/или их смесей с углеродом, сажей и/или порошками металлов или их сплавов, алюминиевой пудрой, порошкообразного сплава цинка и алюминия, феросилиция, молибдена или других металлов.3. Mixing-charging machine according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that to automate the processes of loading wells using granular and/or flowing emulsion explosive mixtures, the robotic mobile technological platform is additionally equipped with a system for supplying components of the downhole charge and mixing them in the well, consisting of two or more hoses, one of which, equipped with a mixing device at the end, is supplied with a bulk or bulk explosive mixture of a borehole charge, and through another hose, inside which a cassette with initiation means is located, wired and / or wireless means of initiation and devices for forming air gaps, and through the third hose connected to the first hose before the mixing device, additional energy and/or sensitizing additives are supplied in the form of a mixture of hollow polymeric or glass spheres and/or their mixtures with carbon, soot and/or powders of metals or their alloys, aluminum nium powder, powdered zinc-aluminum alloy, ferosilicon, molybdenum or other metals. 4. Способ получения взрывчатого состава и формирования детонационной системы с применением смесительно-зарядной машины по любому из пп. 1-3, включающий смешение компонентов сыпучих и/или льющихся аммиачно-селитренных взрывчатых смесей с переменным соотношением компонентов, обеспечивающих переменную энергетическую насыщенность, скорость детонации и чувствительность к средствам инициирования путем изменения скорости и объема подачи полых полимерных и/или стеклянных сфер и/или их смеси с жидкими и/или твердыми порошкообразными добавками в виде сажи, технического углерода, порошка алюминия и/или ферросилиция, сплава цинка и алюминия, молибдена и/или прямых и/или обратных эмульсий.4. The method of obtaining an explosive composition and the formation of a detonation system using a mixing-charging machine according to any one of paragraphs. 1-3, which includes mixing the components of loose and / or pouring ammonium nitrate explosive mixtures with a variable ratio of components that provide variable energy saturation, detonation velocity and sensitivity to initiation means by changing the speed and volume of supply of hollow polymer and / or glass spheres and / or their mixtures with liquid and/or solid powder additives in the form of carbon black, carbon black, aluminum and/or ferrosilicon powder, zinc and aluminum alloy, molybdenum and/or direct and/or reverse emulsions. 5. Способ получения взрывчатого состава и формирования детонационной системы с применением смесительно-зарядной машины по любому из пп. 1-3, включающий смешение компонентов сыпучих и/или льющихся аммиачно-селитренных взрывчатых смесей с переменным соотношением компонентов, обеспечивающих переменную энергетическую насыщенность, скорость детонации и чувствительность к средствам инициирования, отличающийся тем, что смешение компонентов и заряжание скважин осуществляется с применением нового типа технологического устройства, выполненного в виде передвижной автономной роботизированной технологической платформы, которая дополнительно оснащена системами навигации и автономного передвижения в соответствии с заранее заданной траекторией передвижения по блоку в соответствии с координатами скважин, и/или дистанционным управлением, техническим зрением, которые обеспечивают принятие нужного положения на заряжаемом блоке, и формирование заданной конструкции размещаемых в скважинах зарядов на заряжаемом блоке, системой контроля положения шлангов по высоте скважины и высоте скважинного заряда с обратной связью, системой оперативного регулирования взрывчатых свойств формируемого заряда путем регулируемой по объему во времени смеси энергетических и сенсибилизирующих добавок, обеспечивающих изменение по высоте заряда энергетических характеристик, скорости детонации и чувствительности к первичным средствам инициирования в формируемой в скважине или шпуре взрывчатой смеси, в соответствии со строением взрываемого массива горных пород, картой проекта буровзрывных работ и проектной конструкцией зарядов детонационной системы.5. A method of obtaining an explosive composition and the formation of a detonation system using a mixing and charging machine according to any one of paragraphs. 1-3, which includes mixing the components of loose and / or pouring ammonium nitrate explosive mixtures with a variable ratio of components that provide variable energy saturation, detonation velocity and sensitivity to initiation means, characterized in that the mixing of components and loading of wells is carried out using a new type of technological a device made in the form of a mobile autonomous robotic technological platform, which is additionally equipped with navigation and autonomous movement systems in accordance with a predetermined trajectory of movement along the block in accordance with the coordinates of the wells, and / or remote control, technical vision, which ensure the adoption of the desired position on the charging block, and the formation of a given design of charges placed in wells on a charging block, a system for monitoring the position of hoses along the height of the well and the height of the downhole charge with feedback, a system of operational regulation of the explosive properties of the formed charge by means of a mixture of energy and sensitizing additives regulated in terms of volume over time, providing a change in the height of the charge of energy characteristics, detonation velocity and sensitivity to primary means of initiation in an explosive mixture formed in a well or blasthole, in accordance with the structure of the blasted rock mass , a map of the drilling and blasting project and the design design of the charges of the detonation system. 6. Способ получения взрывчатого состава и формирования детонационной системы с применением смесительно-зарядной машины по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что подача компонентов скважинного заряда сыпучих и/или льющихся компонентов и средств инициирования осуществляется по двум и более шлангам, по одному из которых, оснащенному на его конце устройством смешения, производится подача скважинного заряда сыпучего и/или льющегося промышленного взрывчатого вещества, а по другому, соединенному с первым перед устройством смешения, подаются сенсибилизирующие и/или энергетические добавки, обеспечивая переменную энергетическую насыщенность и чувствительность к средствам инициирования путем изменения скорости и объема подачи полых полимерных и/или стеклянных сфер и/или их смеси с жидкими и/или твердыми порошкообразными добавками в виде порошков и/или прямых и/или обратных эмульсий, а по третьему шлангу подаются проводные средства инициирования, в виде патронов боевиков, или беспроводные - с магнитоиндуктивными электронными взрывателями, реагирующими на электромагнитные волны низкой частоты менее 5000 Гц.6. A method of obtaining an explosive composition and the formation of a detonation system using a mixing-charging machine according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the supply of downhole charge components of loose and / or pouring components and initiation means is carried out through two or more hoses, one of which, equipped with a mixing device at its end, is used to supply a downhole charge of loose and / or pouring industrial explosive, and on the other, connected to the first one before the mixing device, sensitizing and / or energy additives are supplied, providing variable energy saturation and sensitivity to initiation means by changing the speed and volume of supply of hollow polymer and / or glass spheres and / or their mixture with liquid and / or solid powdered additives in the form of powders and / or direct and / or inverse emulsions, and wired initiation means are supplied through the third hose, in the form of militant cartridges, or wireless - with magnetic inductive electronic fuses that respond to electromagnetic waves of low frequency less than 5000 Hz. 7. Способ получения взрывчатого состава для производства шашек детонаторов и промежуточных детонаторов, включающий получение невзрывчатой эмульсионной матрицы на основе обратной и/или прямой эмульсии, гранулированной и/или порошкообразной аммиачной селитры и заполнение ими оболочек, отличающийся тем, что до мест применения транспортируются невзрывчатые и некапсюлеактивные смеси в оболочках шашек детонаторов, заполненные невзрывчатой эмульсионной матрицей, а на местах их применения в охлажденную эмульсионную матрицу вводятся и перемешиваются с невзрывчатой эмульсионной матрицей энергетические и сенсибилизирующие добавки в виде полимерных и/или стеклянных сфер и/или их смесей с порошкообразными и жидкими энергетическими и сенсибилизирующими добавками, такими как алюминиевая пудра, порошки сплавов цинка и алюминия фракции 100 и/или 300 микрон, измельченного кокса фракции 0-15 микрон, пиролизной сажи фракции от 100 нанометров до 70 микрон, измельченной резины фракции 0-1 мм и/или углерода фракции от 0 до 60 микрон, пропитанных под воздействием ультразвука нитрометаном и/или керосином, с хлорсодержащим органическим сенсибилизатором, например дихлорэтиленом, трихлорэтиленом, хлорбензолом с растворителем, таким как спирт, кетоны с короткими алкидными группами, диэтиламин, для получения капсюлеактивной энергонасыщенной взрывчатой смеси в оболочках, для применения в комбинации с проводными или беспроводными средствами инициирования, для ведения взрывных работ с применением ручного труда или формирования детонационных систем с применением роботизированных комплексов.7. A method for producing an explosive composition for the production of detonator cartridges and intermediate detonators, including obtaining a non-explosive emulsion matrix based on an inverse and / or direct emulsion, granular and / or powdered ammonium nitrate and filling shells with them, characterized in that non-explosive and non-capsule-active mixtures in the shells of detonator cartridges filled with a non-explosive emulsion matrix, and at the places of their use, energetic and sensitizing additives in the form of polymer and / or glass spheres and / or their mixtures with powdered and liquid energy additives are introduced and mixed with a non-explosive emulsion matrix and sensitizing additives, such as aluminum powder, powders of zinc and aluminum alloys with a fraction of 100 and / or 300 microns, crushed coke with a fraction of 0-15 microns, pyrolysis carbon black with a fraction from 100 nanometers to 70 microns, crushed rubber with a fraction of 0-1 mm and / or carbon fractions from 0 to 60 microns impregnated under the influence of ultrasound with nitromethane and / or kerosene, with a chlorine-containing organic sensitizer, for example, dichloroethylene, trichlorethylene, chlorobenzene with a solvent, such as alcohol, ketones with short alkyd groups, diethylamine, to obtain a capsule-active energy-saturated explosive mixture in shells, for use in combination with wired or wireless means of initiation, for manual blasting or the formation of detonation systems using robotic systems. 8. Способ получения взрывчатого вещества для производства шашек детонаторов и промежуточных детонаторов по п. 7, отличающийся тем, что в охлажденную эмульсионную матрицу до температуры менее 45°С вводится в виде суспензии, предварительно смешанная с применением ультразвука, смесь сенсибилизирующих и энергетических добавок путем выдавливания из вибрирующей трубки дозатора с отверстиями и лопастями, погруженной предварительно в эмульсионную матрицу по всей высоте оболочки патрона боевика, и перемешивается с невзрывчатой эмульсионной матрицей с использованием лопастей, соединенных с трубкой дозатора.8. A method for producing an explosive for the production of detonator cartridges and intermediate detonators according to claim 7, characterized in that a mixture of sensitizing and energy additives is introduced into the cooled emulsion matrix to a temperature of less than 45 ° C in the form of a suspension, pre-mixed using ultrasound, a mixture of sensitizing and energy additives by extrusion from a vibrating dispenser tube with holes and blades, previously immersed in an emulsion matrix along the entire height of the action cartridge shell, and mixed with a non-explosive emulsion matrix using blades connected to the dispenser tube. 9. Способ получения взрывчатого вещества для производства шашек детонаторов и промежуточных детонаторов по пп. 7 и 8, отличающийся тем, что в равномерно перемешанную в оболочке боевика с применением вибрирующей трубки дозатора с лопастями массу эмульсионной матрицы и смеси сенсибилизирующих добавок погружается непосредственно перед проведением взрывных работ на блоке капсюль-детонатор или беспроводной программируемый магнитоиндуктивный электронный взрыватель, реагирующий на электромагнитные волны низкой частоты менее 5000 Гц.9. A method of obtaining an explosive for the production of checkers detonators and intermediate detonators according to paragraphs. 7 and 8, characterized in that the mass of the emulsion matrix and the mixture of sensitizing additives is immersed into the mass of the emulsion matrix and the mixture of sensitizing additives, which is evenly mixed in the shell of the militant using a vibrating dispenser tube with blades, immediately before blasting on the unit, a blasting cap or a wireless programmable magneto-inductive electronic fuse that responds to electromagnetic waves low frequency less than 5000 Hz.
RU2019123127A 2019-07-22 Mixing-charging machine for robotized technology of creation of well charges with variable energy saturation and methods for formation of detonation systems based on them RU2789093C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123127A RU2789093C2 (en) 2019-07-22 Mixing-charging machine for robotized technology of creation of well charges with variable energy saturation and methods for formation of detonation systems based on them

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123127A RU2789093C2 (en) 2019-07-22 Mixing-charging machine for robotized technology of creation of well charges with variable energy saturation and methods for formation of detonation systems based on them

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2019123127A RU2019123127A (en) 2021-01-22
RU2789093C2 true RU2789093C2 (en) 2023-01-30

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3303738A (en) * 1963-10-14 1967-02-14 Intermountain Res And Engineer Method for mixing and pumping of slurry explosive
RU2211438C1 (en) * 2002-03-21 2003-08-27 ООО Научно-техническая фирма "ВЗРЫВТЕХНОЛОГИЯ" Mixing-charging machine
JP2004232985A (en) * 2003-01-31 2004-08-19 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Device and method for charging powder and granular explosives
RU2304756C1 (en) * 2006-02-20 2007-08-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-техническая фирма "Взрывтехнология" Loading machine (modifications)
RU127448U1 (en) * 2012-12-26 2013-04-27 Закрытое Акционерное Общество "Белгородский завод горного машиностроения" (ЗАО "Гормаш") MIXING-CHARGING MACHINE FOR MANUFACTURING AND CHARGING EXPLOSIVES ON THE BASIS OF WATER-OIL EMULSION
RU166670U1 (en) * 2016-04-11 2016-12-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-техническая фирма "Взрывтехнология" MIXING-CHARGING INSTALLATION OF PRODUCTION OF EXPLOSIVES AND LOADING OF WELLS

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3303738A (en) * 1963-10-14 1967-02-14 Intermountain Res And Engineer Method for mixing and pumping of slurry explosive
RU2211438C1 (en) * 2002-03-21 2003-08-27 ООО Научно-техническая фирма "ВЗРЫВТЕХНОЛОГИЯ" Mixing-charging machine
JP2004232985A (en) * 2003-01-31 2004-08-19 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Device and method for charging powder and granular explosives
RU2304756C1 (en) * 2006-02-20 2007-08-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-техническая фирма "Взрывтехнология" Loading machine (modifications)
RU127448U1 (en) * 2012-12-26 2013-04-27 Закрытое Акционерное Общество "Белгородский завод горного машиностроения" (ЗАО "Гормаш") MIXING-CHARGING MACHINE FOR MANUFACTURING AND CHARGING EXPLOSIVES ON THE BASIS OF WATER-OIL EMULSION
RU166670U1 (en) * 2016-04-11 2016-12-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-техническая фирма "Взрывтехнология" MIXING-CHARGING INSTALLATION OF PRODUCTION OF EXPLOSIVES AND LOADING OF WELLS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103193563B (en) A kind of multifunctional emulsified ammonium nitrate-fuel oil mixture field mixed loading truck
Mahadevan Ammonium nitrate explosives for civil applications: slurries, emulsions and ammonium nitrate fuel oils
CN101968334A (en) Underground in-situ emulsified explosive mixed charging vehicle
US3380333A (en) System for mixing and pumping slurry explosives
CN201746483U (en) Emulsion explosive charging machine
RU2789093C2 (en) Mixing-charging machine for robotized technology of creation of well charges with variable energy saturation and methods for formation of detonation systems based on them
CN202415397U (en) Multifunctional onsite mixing and charging truck for emulsified ammonium nitrate fuel oil explosives
CN103196337B (en) A kind of Multifunctional heavy ANFO mixing loading truck
CN103319288A (en) Multifunctional explosive mixing and loading truck
CN202465555U (en) Multifunctional explosive mixed loading vehicle
CN203602524U (en) Ground and underground sticky porous grain-shaped ammonium nitrate fuel oil explosive field mixed loading vehicle
CN103449941A (en) On-site mixing method and car of ground and underground viscous porous granular ammonium nitrate fuel oil (ANFO) explosive
RU2373172C1 (en) Mobile plant for production of explosives (versions)
Sawmliana et al. An investigation to assess the cause of accident due to flyrock in an opencast coal mine: a case study
CN201497441U (en) Spot mixing granular anfo explosive truck
CN203148322U (en) Field cold-mixed porous granular ammonium nitrate fuel oil explosive truck
RU2304756C1 (en) Loading machine (modifications)
RU2019123127A (en) Mixing and charging machine for robotic technology for creating borehole charges with variable energy saturation and methods of forming detonation systems based on them
CN203210532U (en) Mining concrete transportation mixer truck
RU166670U1 (en) MIXING-CHARGING INSTALLATION OF PRODUCTION OF EXPLOSIVES AND LOADING OF WELLS
CN206127162U (en) Porous granular viscidity safety explosion continuous production equipment
CN104016819B (en) Big bag porous particulated ammonium oil explosive pharmacy in bulk, powder charge all-in-one
CN110407652B (en) Mixed loading equipment for water gel explosive and control method thereof
CN204255941U (en) Mixed explosive scientific research and testing platform
RU164596U1 (en) TRANSPORT AND CHARGING MACHINE