UA145476U

UA145476U - WELL CHARGE

Info

Publication number: UA145476U
Application number: UAU202004553U
Authority: UA
Inventors: Анатолій Леонідович Гапоненко
Original assignee: Анатолій Леонідович Гапоненко
Priority date: 2020-07-20
Filing date: 2020-07-20
Publication date: 2020-12-10

Abstract

Свердловинний заряд містить свердловину, вибурену на блоці, в порожнині якої розміщені засоби ініціювання у вигляді шашок-бойовиків, пов'язаних з комутаційної мережею, а також вибухову речовину з забійкою з подрібненої гірської маси. При цьому в свердловину занурений повітряний активатор у вигляді гірлянди ємностей, заповнених стисненим повітрям, тиск якого становить не менше 0,1 МПа, довжина активатора відповідає довжині колонки заряду вибухової речовини, а уздовж повітряного активатора розміщений детонуючий шнур, пов'язаний з комутуючою вибуховою мережею, і за допомогою піротехнічних реле - з шашками-бойовиками, які закріплені у верхній і нижній частинах повітряного активатора.The downhole charge contains a well drilled on the block, in the cavity of which are placed the means of initiation in the form of action grenades connected to the switching network, as well as an explosive with a hammer of crushed rock mass. The air activator is immersed in the well in the form of a garland of containers filled with compressed air, the pressure of which is not less than 0.1 MPa, the length of the activator corresponds to the length of the explosive charge column, and along the air activator is a detonating cord connected to the switching explosive network. , and with the help of pyrotechnic relays - with action checkers, which are fixed in the upper and lower parts of the air activator.

Description

Корисна модель належить до гірничої промисловості і може бути використана як свердловинний заряд для руйнування гірських порід при відкритій розробці рудних родовищ.The useful model belongs to the mining industry and can be used as a well charge for the destruction of rocks during open-pit development of ore deposits.

Зокрема, корисна модель належить до свердловин, які вибурюють для ведення буро-вибухових робіт, що здійснюються з використанням бурових верстатів великого діаметру.In particular, the useful model belongs to wells that are drilled for drilling and blasting operations, which are carried out using large-diameter drilling machines.

Корисна модель може використовуватися як свердловинний заряд для руйнування гірського масиву середньої і вище середньої міцності.A useful model can be used as a well charge for the destruction of a rock massif of medium and above average strength.

Відомий свердловинний заряд, який містить свердловину, в порожнині якої розміщені засоби ініціації - бойовики і вибухова речовина.Well-known well charge, which contains a well, in the cavity of which means of initiation are placed - warheads and an explosive substance.

Над колонкою вибухової речовини розміщена забійка з подрібненої гірської маси. Бойовики пов'язані між собою в єдину вибухову мережу і з'єднані із засобами, які забезпечують їх ініціаціюAbove the column of explosive substance is placed a mound of crushed rock mass. The fighters are connected to each other in a single explosive network and connected to the means that ensure their initiation

ІБизов В.Ф., Федоренко П.І. Вибухові роботи, Кривий Ріг, "Мінерал", 2001, - С. 130-133.IBizov V.F., Fedorenko P.I. Explosive works, Kryvyi Rih, "Mineral", 2001, - P. 130-133.

Недоліком відомої конструкції свердловинного заряду є те, що в порожнині свердловини, заповненої вибуховою речовиною, міститься мінімальна кількість атмосферного кисню, який є необхідним елементом-окислювачем, що забезпечує необхідне горіння вибухової речовини при її ініціації.The disadvantage of the well-known design of the well charge is that the cavity of the well filled with an explosive contains a minimal amount of atmospheric oxygen, which is a necessary oxidizing element that ensures the necessary combustion of the explosive during its initiation.

Найближчим аналогом є конструкція свердловинного заряду, яка містить свердловину з розміщеними в ній засобами ініціювання в вигляді бойовиків, з'єднаних в мережу. Порожнина свердловини заповнена вибуховою речовиною, розділеною повітряними проміжками. Над вибуховою речовиною розміщена забійка (Патент України Мо 2112207 на винахіді.The closest analogue is the design of a well charge, which contains a well with means of initiation placed in it in the form of warheads connected to a network. The well cavity is filled with an explosive substance separated by air gaps. A hammer is placed above the explosive substance (Patent of Ukraine No. 2112207 on the invention.

Недоліком відомого засобу є те, що повітряні проміжки розосереджені і, практично, не беруть участь у процесі детонації вибухової речовини. Наявність незначного об'єму кисню в розосереджених повітряних проміжках дозволяє в певній мірі вибуху пружно впливати на гірський масив при ініціюванні вибухової речовини. Розосереджених повітряних проміжків недостатньо для їх участі в процесі горіння вибухівки, тому енергія вибуху формується в основному тільки за рахунок її внутрішнього потенціалу.The disadvantage of the known means is that the air gaps are scattered and practically do not participate in the process of detonation of the explosive substance. The presence of a small amount of oxygen in the scattered air spaces allows the explosion to have a certain degree of elastic impact on the rock mass when the explosive is initiated. Dispersed air gaps are not enough for their participation in the explosive combustion process, so the energy of the explosion is formed mainly only at the expense of its internal potential.

Задачею корисної моделі є удосконалення конструкції свердловинного заряду за рахунок розміщення в порожнині свердловини гірлянди ємностей з надлишковим тиском стисненого повітря, уздовж якої розміщений детонуючий шнур, за допомогою якого утворюють порожнину з підвищеним тиском повітря, в якій формуються канальні зустрічно-спрямованіThe task of the useful model is to improve the design of the well charge by placing in the cavity of the well a garland of containers with excess pressure of compressed air, along which a detonating cord is placed, with the help of which a cavity with increased air pressure is formed, in which counter-directed channels are formed

Зо високотемпературні детонаційні хвилі, які ініціюють основний заряд вибухової речовини.З are high-temperature detonation waves that initiate the main charge of the explosive substance.

Поставлена задача вирішується тим, що свердловинний заряд містить свердловину, вибурену на блоці, в порожнині якої розміщені засоби ініціювання у вигляді шашок-бойовиків, пов'язаних з комутаційної мережею, а також вибухову речовину ізольовану забійкою з подрібненої гірської маси, при цьому, згідно з корисною моделлю, в свердловину занурений повітряний активатор у вигляді гірлянди ємностей, заповнених стисненим повітрям, тиск якого становить не менше 0,1 МПа, довжиною, що відповідає довжині колонки заряду вибухової речовини, а уздовж повітряного активатора розміщений детонучий шнур, пов'язаний з комутуючою вибуховою мережею і за допомогою піротехнічних реле -3з шашками-бойовиками, які закріплені у верхній і нижній частині повітряного активатора.The task is solved by the fact that the well charge contains a well drilled on the block, in the cavity of which initiation means are placed in the form of warheads connected to the switching network, as well as an explosive substance isolated by a hammer made of crushed rock mass, while, according to useful model, an air activator is immersed in the well in the form of a garland of containers filled with compressed air, the pressure of which is at least 0.1 MPa, the length of which corresponds to the length of the explosive charge column, and a detonating cord connected to the commutator is placed along the air activator explosive network and with the help of pyrotechnic relays -3 with combat checkers, which are fixed in the upper and lower parts of the air activator.

Технічний результат від використання корисної моделі полягає в тому, що: знижується питома вага вибухової речовини, що витрачається на руйнування гірської маси в блоці при відкритій розробці корисних копалин; конструкція свердловинного заряду може бути використана при різних гірничотехнічних і гірничо-геологічних умовах розробки рудних покладів; забезпечується ефективне руйнування гірських порід за рахунок високого рівня кінетичної енергії продуктів горіння вибухової речовини, що впливають на масив; конструкція свердловинного заряду обумовлює можливість реалізації високого рівня механізації при спорядженні свердловин на блоці; свердловинний заряд знижує собівартість буро-вибухових робіт; свердловинний заряд забезпечує ефективне руйнування міцних і особливо міцних порід, навіть при застосуванні низькоенергетичних вибухових речовин.The technical result of the use of a useful model is that: the specific weight of the explosive substance, which is spent on the destruction of the rock mass in the block during the open mining of minerals, is reduced; the design of the well charge can be used under various mining technical and mining-geological conditions of the development of ore deposits; effective destruction of rocks is ensured due to the high level of kinetic energy of the products of combustion of explosive substances affecting the massif; the design of the well charge makes it possible to implement a high level of mechanization when equipping the wells on the block; well charge reduces the cost of drilling and blasting; a well charge provides effective destruction of strong and especially strong rocks, even when using low-energy explosives.

Корисна модель ілюструється схемою вертикальної проекції конструкції свердловинного заряду.A useful model is illustrated by a diagram of a vertical projection of a well charge structure.

Свердловинний заряд містить свердловину 1, в порожнині якої розміщені засоби ініціювання - бойовики 2, розміщені у верхній і нижній частині гірлянди ємностей З зі стисненим повітрям, тиск в яких становить не менше 0,1 МПа.The well charge contains a well 1, in the cavity of which are placed means of initiation - warheads 2, placed in the upper and lower part of the garland of containers C with compressed air, the pressure of which is at least 0.1 MPa.

Бойовики 2 з'єднані за допомогою піротехнічних реле 4 з детонуючим шнуром 5, пов'язаним з комутаційної мережею, що розташована на блоці (на схемі не показано).Fighters 2 are connected by means of pyrotechnic relays 4 to the detonating cord 5 connected to the switching network located on the unit (not shown in the diagram).

Порожнина свердловини заповнена вибуховою речовиною 6, яка ізольована від денної 60 поверхні забійкою 7.The cavity of the well is filled with an explosive substance 6, which is isolated from the day 60 surface by a wall 7.

Конструкція свердловинного заряду реалізується в такий спосіб.The design of the well charge is realized in the following way.

На блоці вибурюють свердловини відповідно до паспорта буро-вибухових робіт. Після вибурювання свердловин приступають до їх заряджання.Wells are drilled on the block in accordance with the drilling and blasting passport. After drilling the wells, they start charging them.

Перед заряджанням свердловини 1 визначають розрахункову висоту колонки вибухової речовини 6. Виходячи з висоти колонки вибухової речовини, збирають гірлянду з ємностей 3, які попередньо заповнюють стисненим повітрям, тиск якого має становити не менше 0,1 МПа.Before charging well 1, the estimated height of the column of explosive substance 6 is determined. Based on the height of the column of explosive substance, a garland is collected from containers 3, which are pre-filled with compressed air, the pressure of which should be at least 0.1 MPa.

Дослідження показали, що для досягнення поставленої задачі високоенергетичного руйнування гірських порід оптимальний тиск стисненого повітря має становити не менше 0,1Studies have shown that in order to achieve the set task of high-energy destruction of rocks, the optimal pressure of compressed air should be at least 0.1

МПа. Зменшення тиску повітря не призводить до очікуваного результату, так як для досягнення необхідного ефекту не вистачає об'єму повітря для ефективної детонації вибухової речовини 6.MPa A decrease in air pressure does not lead to the expected result, since there is not enough air volume for effective detonation of the explosive substance 6 to achieve the required effect.

Чим більше тиск повітря в ємностях 3, тим більша ефективність детонації вибухової речовини 6 в свердловині 1, але величина тиску повітря обмежена характеристиками міцності, параметрами матеріалу, з якого виготовлені ємності 3. Крім того, тиск в ємності З обмежується вимогами щодо забезпечення безпеки гірничого персоналу при її використанні при виготовленні гірлянд і заряджанні свердловин 1.The greater the air pressure in the containers 3, the greater the efficiency of the detonation of the explosive substance 6 in the well 1, but the amount of air pressure is limited by the strength characteristics, the parameters of the material from which the containers 3 are made. In addition, the pressure in the container C is limited by the requirements for ensuring the safety of mining personnel when using it in the manufacture of garlands and charging wells 1.

Після складання гірлянд в їх нижній і верхній частинах розміщують бойовики 2, а вздовж гірлянд розміщують детонуючий шнур 5. Детонуючий шнур 5 за допомогою піротехнічних реле 4 з'єднують з шашками-бойовиками 2.After assembling the garlands, warheads 2 are placed in their lower and upper parts, and a detonating cord 5 is placed along the garlands. The detonating cord 5 is connected to the warheads 2 using pyrotechnic relays 4.

Сформовану гірлянду опускають в свердловину 1.The formed garland is lowered into well 1.

Після заповнення вільного простору свердловини 1 вибуховою речовиною 6, її заповнюють забійкою 7, яка ізолює вибухову речовину 6 від відкритого простору.After filling the free space of the well 1 with an explosive substance 6, it is filled with a plug 7, which isolates the explosive substance 6 from the open space.

Після заряджання усіх свердловин на блоці здійснюють масовий вибух.After charging all the wells on the block, a mass explosion is carried out.

При здійсненні вибуху в першу чергу ініціюючий імпульс передають детонуючому шнуру 5, розташованому вздовж гірлянди ємностей 3, заповнених стисненим повітрям.When detonating, first of all, the initiating impulse is transmitted to the detonating cord 5, located along the garland of containers 3 filled with compressed air.

При ініціюванні детонуючого шнура 5 відбувається одномоментне руйнування всіх ємностейWhen the detonating cord 5 is initiated, all containers are destroyed at once

З, при якому утворюється єдина порожнина, в якій тиск повітря перевищує атмосферний тиск.C, in which a single cavity is formed in which the air pressure exceeds atmospheric pressure.

Як тільки ємності З будуть зруйновані, ініціюючий імпульс передається через піротехнічне реле 4, поєднане з шашками-бойовиками 2. Ініціювання шашок-бойовиків 2 призводить до формування в утвореній порожнині зустрічно-спрямованих канальних високотемпературнихAs soon as the containers C are destroyed, the initiating pulse is transmitted through the pyrotechnic relay 4, connected to the warheads 2. The initiation of the warheads 2 leads to the formation in the formed cavity of oppositely directed channel high-temperature

Зо детонаційних хвиль, які майже миттєво ініціюють заряд вибухової речовини 6 по всій висоті заряду.From the detonation waves, which almost instantly initiate a charge of explosive substance 6 along the entire height of the charge.

Висока ефективність вибуху досягається за рахунок надлишкового тиску повітря, який забезпечує каталітичну дію на процес горіння вибухової речовини 6. Крім того, ініціювання вибухової речовини 6 здійснюється не по осі заряду, а перпендикулярно його осі, що забезпечує імпульсний вплив на вибухову речовину б, багаторазово прискорюючи процес згоряння вибухової речовини 6 зі значним динамічним впливом на гірський масив. Кінетична енергія вибуху забезпечує ефективне руйнування гірського масиву в порівнянні з традиційними способами здійснення вибуху свердловинних зарядів.The high efficiency of the explosion is achieved due to excess air pressure, which provides a catalytic effect on the combustion process of the explosive substance 6. In addition, the initiation of the explosive substance 6 is carried out not along the axis of the charge, but perpendicular to its axis, which provides a pulse effect on the explosive substance b, repeatedly accelerating the process of combustion of explosive substance 6 with a significant dynamic impact on the mountain massif. The kinetic energy of the explosion provides effective destruction of the rock massif compared to traditional methods of detonating well charges.

Дослідження показали, що конструкція свердловинного заряду ефективно реалізується при відкритій розробці рудних і нерудних корисних копалин для руйнування міцних і особливо міцних гірських порід.Studies have shown that the design of a well charge is effectively implemented in the open development of ore and non-ore minerals for the destruction of strong and especially strong rocks.

Дослідження показали, що свердловинний заряд може бути реалізований щодо всього діапазону параметрів бурових свердловин, які вибурюють сучасними буровими верстатами.Studies have shown that the well charge can be implemented in relation to the entire range of parameters of boreholes drilled by modern drilling machines.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA A borehole charge containing a well drilled on a block, in the cavity of which are placed means of initiation in the form of warheads connected to a switching network, as well as an explosive with a crushed rock mass, which differs in that in an air activator is immersed in the well in the form of a garland of containers filled with compressed air, the pressure of which is at least 0.1 MPa, while the length of the activator corresponds to the length of the explosive charge column, and a detonating cord connected to the switching explosive network is placed along the air activator, and with the help of pyrotechnic relays - with combat checkers, which are fixed in the upper and lower parts of the air activator.