UA120892C2 - Спосіб підривання свердловинного заряду - Google Patents

Abstract

Спосіб підривання свердловинного заряду, згідно з яким в свердловину опускають на мотузці детонуючий шнур, пов'язаний з підривною мережею, причому довжина детонуючого шнура не більше довжини заряду вибухової речовини у свердловині. Перед опусканням заряду вибухової речовини до його кінцевих частин закріплюють бойовики у вигляді, наприклад, тротилових шашок, які за допомогою сповільнювачів пов'язані з підривною мережею. Свердловину заповнюють у заданому об'ємі вибуховою речовиною, яку ізолюють від денної поверхні забивкою. За допомогою підривної мережі ініціюють детонуючий шнур, що розташовується усередині вибухової речовини, за допомогою якого при ініціюванні здійснюють ущільнення вибухової речовини по осі шнура, що детонує, з наступним утворенням порожнини по довжині заряду вибухової речовини. Після утворення порожнини одночасно ініціюють шашки бойовиків, які розташовані на кінцевих частинах детонуючого шнура, причому ініціюванням бойовиків формують зустрічно-направлені детонаційні хвилі, які формують в утвореній порожнині по всій її висоті імпульс високотемпературної плазми, за допомогою якої ініціюють заряд вибухової речовини в свердловині. Спосіб здійснюється з використанням традиційних засобів механізації, при мінімальній собівартості процесу зарядки та забезпечує можливість формування порожнини в тілі вибухової речовини, що дозволяє підвищити енергетичні характеристики вибуху.

Description

Винахід належить до гірничої промисловості і може бути використаний для руйнування гірських порід при відкритій розробці рудних покладів. Зокрема, винахід призначений для формування і підривання свердловин, призначених для руйнування гірських порід, що мають високу міцність і вимагають значної енергії для руйнування до заданого гранулометричного складу.

Винахід призначений для забезпечення високих енергетичних характеристик за рахунок формування високотемпературної плазми, що утворюється по всій висоті заряду вибухової речовини в свердловині і дозволяє ініціювати вибухову речовину за проміжок часу, величина якого багаторазово менше часу, за який здійснюється детонація вибухової речовини при традиційному підриванні свердловинного заряду на блоці при розробці рудних покладів відкритим способом.

Відомий спосіб підривання свердловинного заряду, що включає вибурювання свердловини на блоці, що відпрацьовується, розміщення в свердловині вибухової речовини і засобів ініціювання у вигляді бойовиків з наступним заповненням порожнини свердловини матеріалом забивки зі здрібненої гірської маси (В.Ф. Бизов, П.Й. Федоренко, "Вибухові роботи", том 10,

Бібліотека гірничого інженера, м. Кривий Ріг, Мінерал, 2001, с 130-133).

Недоліком відомого способу підривання є те, що джерелом ініціювання вибухової речовини є шашки - бойовики. Це призводить до того, що детонаційна хвиля поступово поширюється по тілу вибухової речовини. Тому традиційне ініціювання вибухової речовини займає відносного значний період часу, що зменшує динамічні характеристики впливу на гірський масив для його руйнування.

При традиційному способі підривання невисока якість дроблення гірської маси і імовірне утворення значного об'єму негабаритних кусків, що вимагають значних витрат на вторинне дроблення, яке здійснюють за допомогою підривних робіт або із застосуванням механічних пристроїв.

Найбільш близьким рішенням, вибраним як найближчий аналог, є спосіб підривання свердловинного заряду, який здійснюється за рахунок того, що на блоці, що відпрацьовується в кар'єрі, вибурюють свердловини. У відомому способі в кожну свердловину перед поміщенням вибухової речовини опускають ємність із полімерних матеріалів. У свердловині розташовують

Зо бойовики у вигляді тротилових шашок, що мають детонатори. Після розміщення бойовиків у свердловину подають вибухову речовину, яку ізолюють від денної поверхні забивкою, виконаною зі здрібненої гірської маси.

При виробництві вибуху в першу чергу ініціюють бойовики - тротилові шашки, за допомогою яких формують зустрічно-направлені детонаційні хвилі, які, поширюючись по ємності, формують високотемпературну плазму, завдяки якій за рахунок високої температури і імпульсного поширення відбувається ініціювання вибухової речовини за короткий проміжок часу (патент

України Мо 112807 на корисну модель).

Ініціювання вибухової речовини відбувається по всій висоті заряду, розміщеного в порожнині свердловини, тому ініціюється практично одночасно весь заряд вибухової речовини.

Короткий строк детонації вибухової речовини приводить до того, що збільшується кінетична енергія імпульсу впливу на гірський масив, забезпечується високий ступінь його руйнування й, відповідно, утворення кусків заданого гранулометричного складу.

Недоліком відомого способу є те, що використання ємності як порожнини для формування зустрічно-направлених детонаційних хвиль збільшує собівартість підривних робіт. Використання ємностей вимагає додаткових витрат на їхнє транспортування і додаткових засобів механізації для розміщення цих ємностей у порожнині свердловини.

Істотним недоліком використання ємностей для формування канальних зустрічно- направлених детонаційних хвиль утруднює зарядку вибуховою речовиною свердловин. Після розміщення ємності в свердловині досить складно забезпечити необхідну щільність заряду без застосування додаткових засобів механізації. Це збільшує собівартість підривних робіт і негативно позначається на економічних показниках роботи гірничого підприємства.

Крім того, істотним є те, що ємність повинна бути строго певного діаметра, величина якого визначається параметрами буро-вибухових робіт у кар'єрі, де породи руди мають певні фізико- механічні параметри.

Задачею винаходу є вдосконалення способу підривання свердловинного заряду за рахунок того, що: попередньо, перед підриванням свердловини виготовляють гірлянду, зі зв'язаних між собою детонуючого шнура і шашок-бойовиків, закріплених з його кінцевих частинах; заповнення свердловини сипучою вибуховою речовиною здійснюється після опускання в неї бо гірлянди з детонуючого шнура і шашок-бойовиків;

шашки і детонуючий шнур з'єднують з комутуючою підривною мережею для послідовного роздільного підривання; спочатку підривають детонуючий шнур у тілі вибухової речовини з утворенням порожнини, висота якої відповідає висоті колонки вибухової речовини в свердловині; шашки-бойовики підривають одночасно після утворення порожнини, утвореної при ініціюванні детонуючого шнура; підриванням шашок-бойовиків утворюють зустрічно-направлені детонаційні хвилі, при зіткненні яких формують високотемпературну плазму одночасно по всій висоті порожнини; ініціювання вибухової речовини здійснюється за рахунок впливу на неї високотемпературної плазми, у результаті чого забезпечується ефективний камуфлетний вплив на масив.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що спосіб підривання свердловинного заряду включає вибурювання свердловини, розміщення в ній вибухової речовини і засобів ініціювання у вигляді бойовиків з наступним заповненням порожнини свердловини забивкою зі здрібненої гірської маси.

Згідно з винаходом, перед заповненням свердловини в неї опускають на мотузці детонуючий шнур, пов'язаний з підривною мережею. Довжина детонуючого шнура повинна бути не більше довжини заряду вибухової речовини в свердловині.

Перед опусканням детонуючого шнура до його кінцевих частин закріплюють бойовики у вигляді, наприклад, тротилових шашок. Тротилові шашки за допомогою сповільнювачів зв'язують із підривною мережею.

Після розміщення в свердловині утвореної гірлянди її заповнюють у заданому об'ємі вибуховою речовиною. Для ізоляції вибухової речовини від денної поверхні, порожнину свердловини заповнюють забивкою зі здрібненої гірської маси.

У першу чергу за допомогою підривної мережі ініціюють детонуючий шнур, що розташовується усередині вибухової речовини.

Підриванням детонуючого шнура, здійснюють ущільнення вибухової речовини по осі детонуючого шнура і утворюють порожнину висотою, який близька до висоти заряду вибухової речовини.

Після утворення порожнини у вибуховій речовині, одночасно ініціюють шашки-бойовики, які

Зо розташовані на кінцевих частинах детонуючого шнура.

Ініціюванням бойовиків утворюють зустрічно-направлені детонаційні хвилі, якими формують в утвореній порожнині, по всій її висоті, імпульс високотемпературної плазми.

За допомогою високотемпературної плазми ініціюють весь заряд вибухової речовини в свердловині.

При реалізації способу, коли необхідно попередити механічний вплив і ушкодження мотузки і детонуючого шнура, їх перед опусканням у свердловину поміщують в оболонку, яку виконують із поліпропілену або тканини.

Для попередження негативного впливу вологи на детонуючий шнур, мотузку і детонуючий шнур, перед опусканням у свердловину поміщують в оболонку, яку виконують із водонепроникного полімерного матеріалу.

Технічний результат від використання винаходу полягає у тому, що: зарядка вибуховою речовиною здійснюється з використанням традиційних засобів механізації, при мінімальній собівартості процесу зарядки; забезпечується можливість формування порожнини в тілі вибухової речовини, що дозволяє підвищити енергетичні характеристики вибуху; спосіб може бути реалізований при відкритій розробці родовищ корисних копалин міцних руд, які вимагають формування значної кінетичної енергії для руйнування гірського масиву; спосіб дозволяє ефективно руйнувати гірський масив до заданого гранулометричного складу при мінімальній кількості негабаритних кусків, які вимагають додаткових матеріальних і трудових витрат на руйнування; спосіб може здійснюватися при відкритій розробці рудних покладів при ініціюванні вибухової речовини, як у сухих, так і при обводнених свердловинах; при реалізації способу ефективно утворюється у вибуховій речовині порожнина, висота якої не менше висоти колонки вибухової речовини в свердловині; спосіб дозволяє формувати зустрічно-направлені детонаційні хвилі, параметри яких забезпечують вплив високотемпературної плазми на вибухову речовину; спосіб забезпечує одночасну детонацію всього об'єму вибухової речовини в свердловині, а також високу швидкість детонації, що поліпшує якісні і кількісні показники масового вибуху при розробці блоку;

спосіб забезпечує мінімальну собівартість вибуху в порівнянні із традиційними способами, які застосовуються на відкритих гірських роботах.

Спосіб реалізується таким чином.

При відкритій розробці родовищ міцних руд застосовується підривне руйнування гірської маси. На рудних блоках, що відпрацьовують, і блоках порожніх порід вибурюються свердловини відповідно до паспорта буровибухових робіт.

Після вибурювання всієї сітки свердловин приступають до їхньої зарядки. Для цього перед зарядкою свердловин визначають висоту заряду вибухової речовини. Виходячи з отриманої висоти, відміряють детонуючий шнур. До кінцевих частин детонуючого шнура закріплюють бойовики.

Отримана гірлянда повинна бути поміщена в свердловину. Вага гірлянди значна, тому після її збирання детонуючий шнур з'єднують із міцною мотузкою, виконаною переважно з полімерних матеріалів.

Довжина свердловини, як правило, є значною і при її вибурюванні поверхня стінок є шорсткуватою, тому при опусканні гірлянди може відбутися порушення цілісності оболонки детонуючого шнура, що може порушити процес детонації і погіршити параметри вибуху.

Неякісне виконання вибуху приведе до нерівномірного дроблення гірської маси і значному виходу негабариту, що вимагає додаткових витрат на його руйнування. Для попередження руйнування детонуючого шнура і обриву мотузки, їх перед опусканням у свердловину поміщують у оболонку, яку виконують із поліпропілену або бавовняної тканини.

Крім того, дослідження показали, що в тому випадку, коли свердловини обводнені, то потрібне виконання заходів щодо запобігання вимоканню детонуючого шнура, особливо в тому випадку, коли між періодом заряджання свердловин і виконанням масового вибуху проходить значний період часу. Попередження намокання детонуючого шнура, забезпечується тим, що його поміщують у водонепроникнену оболонку з полімерних матеріалів, яка ізольована з торцевих частин.

Коли гірлянда підготовлена до використання (бойовики і детонуючий шнур з'єднані з підривною мережею), її опускають у підготовлену свердловину.

Особливістю способу підривання свердловинного заряду є те, що розташування порожнини

Зо не грає принципового значення для досягнення необхідної ефективності вибуху.

Після досягнення гірляндою донної частини свердловини, її заповнюють вибуховою речовиною до проектного рівня. Над вибуховою речовиною порожнину свердловини заповнюють забивкою зі здрібненої гірської маси, представленої порожніми породами.

Після забивки свердловини здійснюється комутація підривної мережі для виконання масового вибуху.

Механізм зробленого вибуху полягає в наступному. Спочатку, за допомогою підривного ланцюга з використанням пристроїв, що сповільнюють, ініціюють відрізок детонуючого шнура, розміщеного в свердловині між шашками-бойовиками.

При ініціюванні детонуючого шнура, відбувається миттєвий динамічний вплив на тіло вибухової речовини, при цьому частки вибухової речовини зміщаються від детонуючого шнура у бік периферії. При переміщенні часток вибухової речовини в його тілі утвориться вільний канал, довжина якого відповідає довжині детонуючого шнура.

Після утворення вільного каналу, одночасно ініціюються шашки-бойовики, які були попередньо розташовані по обох кінцях детонуючого шнура. При ініціюванні шашок-детонаторів співвісно вертикальному каналу, формуються і переміщаються назустріч зустрічно-направлені детонаційні хвилі.

При зіткненні зустрічно-нсаправлених детонаційних хвиль утворюється по висоті каналу високотемпературна плазма, характеристики якої дозволяють повною мірою ініціювати весь об'єм вибухової речовини одночасно опо всій висоті заряду. Істотним є те, що дія високотемпературної плазми здійснюється перпендикулярно осі каналу, тобто перпендикулярно осі заряду. При такому впливі утворена плазмою детонаційна хвиля рухається по короткому шляху, обмеженому діаметром свердловини, у якій перебуває вибухова речовина.

Дослідження показали, що короткий імпульсний вплив на вибухову речовину приводить до камуфлетного вибуху, при якому практично вся енергія вибуху спрямована у бік гірського масиву, що руйнує, при мінімальних викидах в атмосферу зруйнованих великих і пилоподібних часток.

Дослідження, проведені стосовно до умов розробки рудних родовищ корисних копалин, показали високу ефективність способу і можливість його застосування в будь-яких гірничо- геологічних і гірничотехнічних умовах.

Застосування способу дозволяє знизити собівартість буро-вибухових робіт за рахунок високих енергетичних характеристик вибуху і за рахунок того, що не застосовуються дорогі вибухові речовини і спеціальні технічні засоби.

Claims (3)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб підривання свердловинного заряду, що включає вибурювання свердловини, розміщення в ній вибухової речовини і засобів ініцювання у вигляді бойовиків з наступним заповненням порожнини свердловини матеріалом забивки зі здрібненої гірської маси, який відрізняється тим, що перед заповненням свердловини в неї опускають на мотузці детонуючий шнур, пов'язаний з підривною мережею, причому довжина детонуючого шнура не більше довжини заряду вибухової речовини у свердловині, причому перед опусканням заряду вибухової речовини до його кінцевих частин закріплюють бойовики у вигляді, наприклад, тротилових шашок, які за допомогою сповільнювачів пов'язані з підривною мережею, після чого свердловину заповнюють у заданому об'ємі вибуховою речовиною, яку ізолюють від денної поверхні забивкою, після цього за допомогою підривної мережі ініціюють детонуючий шнур, що розташовується усередині вибухової речовини, за допомогою якого при ініціюванні здійснюють ущільнення вибухової речовини по осі шнура, що детонує, з наступним утворенням порожнини по довжині заряду вибухової речовини, а після утворення порожнини одночасно ініціюють шашки бойовиків, які розташовані на кінцевих частинах детонуючого шнура, причому ініціюванням бойовиків формують зустрічно-направлені детонаційні хвилі, які формують в утвореній порожнині по всій її висоті імпульс високотемпературної плазми, за допомогою якої ініціюють заряд вибухової речовини в свердловині.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що мотузку і детонуючий шнур перед опусканням у свердловину поміщають в оболонку, яку виконують із поліпропілену або бавовняної тканини.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що мотузку і детонуючий шнур перед опусканням у свердловину поміщають в оболонку, яку виконують із водонепроникного полімерного матеріалу.