UA146698U - Спосіб підривання свердловинного заряду - Google Patents

Abstract

Спосіб підривання свердловинного заряду включає вибурювання свердловини на видобувному блоці, розміщення в свердловині засобів ініціювання - шашок-бойовиків і детонуючого шнура, заповнення свердловини до проектного рівня вибуховою речовиною, ізоляцію вибухової речовини забійкою з подрібненої гірської маси, ініціювання шашок-бойовиків і вибухової речовини. Як вибухову речовину використовують емульсійну вибухову речовину, яку попередньо піддають дії негативного тиску, величина якого нижче атмосферного, причому в порожнині свердловини розміщують оболонку з полімерного матеріалу - канальний формувач, довжина якого відповідає довжині свердловинного заряду, при цьому всередині канального формувача попередньо розміщують не менше двох ниток детонуючих шнурів, до яких у верхній і нижній частинах канального формувача закріплюють шашки-бойовики, а після розміщення в порожнині свердловини спорядженого канального формувача її заповнюють емульсійних вибуховою речовиною, яку ізолюють від денної поверхні забійкою з подрібненої гірської маси, а при виконанні вибуху здійснюють ініціювання ниток детонуючих шнурів всередині канального формувача і утворюють порожнину на висоту свердловинного заряду. Після цього у верхній і нижній частинах канального формувача ініціюють шашки-бойовики і утворюють зустрічно-спрямовані високотемпературні детонаційні хвилі, за допомогою яких ініціюють вибухову речовину по всій висоті свердловинного заряду, забезпечуючи динамічний вплив на гірський масив.

Description

Корисна модель належить до гірничої промисловості і може бути використана для руйнування гірських порід при відкритій розробці рудних покладів. Зокрема, корисна модель належить до формування і підривання свердловин, призначених для руйнування гірських порід, що мають високу міцність і вимагають значної енергії для отримання заданого гранулометричного складу.

Корисна модель призначена для забезпечення високих енергетичних характеристик за рахунок високої щільності вибухової речовини і формування високотемпературної плазми, яка утворюється одноразово по всій висоті заряду вибухової речовини в свердловині і дозволяє ініціювати вибухову речовину за більш короткий проміжок часу, в порівнянні з традиційними способами ініціювання вибухової речовини при відкритій розробці рудних покладів.

Відомий спосіб підривання свердловинного заряду, який включає вибурювання свердловини на блоці, що відпрацьовується, розміщення в свердловині вибухової речовини і засобів ініціювання у вигляді шашок-бойовиків з подальшим заповненням порожнини свердловини забійкою з подрібненої гірської маси, ініціювання шашок-бойовиків і вибухової речовини, руйнування масиву гірських порід (В.Ф. Бизов, П.Й. Федоренко, "Вибухові роботи", Т. 10,

Бібліотека гірничого інженера. - Кривий Ріг: Мінерал, 2001. - С. 130-133).

Недоліком відомого способу є те, що джерелом ініціювання вибухової речовини є тільки шашки - бойовики, які, як правило, розташовуються в тілі вибухової речовини. Це призводить до локального формування детонаційної хвилі, яка протягом певного часу поширюється по вертикалі тіла вибухової речовини. Традиційне ініціювання вибухової речовини займає відносно значний період часу, що знижує динамічні характеристики впливу на гірський масив. Крім цього, переміщення детонаційної хвилі вздовж тіла вибухової речовини по її вертикалі, призводить до поступового наростання впливу на масив і, як наслідок, до утворення негабаритних кусків при руйнуванні міцних і особливо міцних гірських порід.

Суттєвим є те, що при реалізації відомого способу використовується гранульована вибухова речовина, яка як насипна маса в порожнині свердловини не має високої питомої щільності, що негативно позначається на енергетичних показниках руйнування гірських порід, особливо при їх високій міцності.

Найбільш близьким аналогом є спосіб підривання свердловинного заряду при відкритих

Зо гірничих роботах. Спосіб включає буріння свердловин на уступі кар'єру, формування свердловинного заряду у вигляді вертикальної колонки вибухової речовини, розміщення у вибуховій речовині засобів ініціювання, виконання забійки свердловинного заряду, ініціювання вибухової речовини.

У свердловині між її стінкою і вертикальною колонкою вибухової речовини формують повітряну порожнину за допомогою ємності. У нижній і верхній частинах повітряної порожнини розташовують бойовики.

Після забійки свердловинного заряду одночасно ініцюють шашки-бойовики і формують по поверхні стінок порожнини зустрічно-спрямовані канальні детонаційні хвилі, за допомогою яких всередині повітряної порожнини утворюють високотемпературну плазму і здійснюють детонацію вибухової речовини по всій площі її контакту з повітряною порожниною (Патент України Мо 112807 на корисну модель).

Так як у відомому способі ініціювання вибухової речовини відбувається по всій висоті заряду, розміщеного в порожнині свердловини, то ініціюється практично одночасно весь заряд вибухової речовини.

Недоліком відомого способу є те, що використання ємності як порожнини для реалізації зустрічно-спрямованих детонаційних хвиль збільшує собівартість вибухових робіт.

Використання патрубків, що мають значну довжину, вимагає додаткових витрат на їх транспортування і для механізації розміщення цих ємностей в порожнині свердловини. Крім цього, розміщення шашок-бойовиків в кінцевих частинах свердловинного заряду, при великій довжині свердловини, призводить до зниження енергетичного впливу детонаційної хвилі на свердловинний заряд.

Істотним недоліком способу є те, що застосовується гранульована або емульсійна вибухова речовина, яка не пройшла попередньої підготовки, в результаті якої повинні ліквідовуватися повітряні проміжки або повітряні бульбашки в тілі вибухової речовини. Це призводить до того, що традиційні вибухові речовини мають недостатню щільність і, як наслідок, знижені їх енергетичні характеристики.

Задачею корисної моделі є удосконалення способу підривання свердловинного заряду за рахунок того, що: як вибухову речовину застосовують емульсійну вибухову речовину;

вибухову речовину дегазують, піддаючи впливу негативного тиску, величина якого нижче атмосферного тиску; у вибуховій речовині розташовують оболонку з полімерного матеріалу - канальний формувач, в якому розміщують не менше двох ниток детонуючих шнурів; до ниток детонуючих шнурів, які розташовані в канальному формувачі, у верхній і нижній частинах свердловинного заряду закріплюють шашки-бойовики.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що спосіб підривання свердловинного заряду при відкритій розробці родовищ корисних копалин включає вибурювання свердловини на видобувному блоці, розміщення в свердловині засобів ініцювання - шашок-бойовиків, заповнення свердловини до проектного рівня вибуховою речовиною, ізоляцію вибухової речовини забійкою, ініціювання шашок-бойовиків і вибухової речовини.

Згідно з корисною моделлю, як вибухову речовину використовують емульсійну вибухову речовину. Вибухову речовину попередньо піддають дії негативного тиску, величина якого нижче атмосферного.

У порожнині свердловини розміщують оболонку з полімерного матеріалу - канальний формувач. Попередньо, у канальному формувачі розташовують не менше двох ниток детонуючих шнурів.

До зазначених ниток детонуючих шнурів, у верхній і нижній частинах свердловинного заряду закріплюють шашки-бойовики.

Після розміщення в порожнині свердловини спорядженого канального формувача її заповнюють емульсійною вибуховою речовиною. Емульсійну вибухову речовину ізолюють від денної поверхні забійкою з подрібненої гірської маси.

При виробництві масового вибуху здійснюють ініціювання ниток детонуючих шнурів всередині канального формувача. За рахунок детонації ниток детонуючого шнура утворюють порожнину на висоту свердловинного заряду.

Після ініціювання ниток детонуючих шнурів і утворення порожнини висотою, рівною висоті свердловинного заряду, у верхній і нижній частинах канального формувача ініціюють шашки- бойовики.

При ініціюванні шашок-бойовиків в утвореній порожнині формують зустрічно-спрямовані

Зо високотемпературні детонаційні хвилі. Детонаційними хвилями одноразово ініціюють вибухову речовину по всій висоті свердловинного заряду і забезпечують динамічний вплив на гірський масив блока, що розробляється.

Технічний результат від використання корисної моделі полягає в 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; підвищується питома щільність вибухової речовини; спосіб може бути реалізований при відкритій розробці родовищ корисних копалин міцних руд, що вимагає формування значної кінетичної енергії для руйнування гірського масиву; спосіб дозволяє ефективно руйнувати гірський масив до заданого гранулометричного складу при мінімальній кількості негабаритних шматків, що потребує додаткових матеріальних та трудових витрат на руйнування; спосіб може здійснюватися при відкритій розробці рудних покладів для ініціювання вибухової речовини як в сухих, так і при обводнених свердловинах; спосіб дозволяє формувати зустрічно-спрямовані детонаційні хвилі, параметри яких забезпечують утворення високотемпературної плазми і її вплив на вибухову речовину; спосіб забезпечує одночасну детонацію всього об'єму вибухової речовини в свердловині, а також високу швидкість детонації, що покращує якісні і кількісні показники масового вибуху при розробці блока; спосіб забезпечує зниження собівартості вибухових робіт в порівнянні з традиційними способами, які застосовуються на відкритих гірничих роботах.

Спосіб реалізується таким чином.

На рудних блоках і блоках порожніх порід вибурюють свердловини відповідно до паспорта буро-підривних робіт.

Після вибурювання свердловин приступають до їх заряджання.

Для заряджання свердловин використовують емульсійну вибухову речовину. Так як емульсійна вибухова речовина в процесі виготовлення є газонаповненою, то попередньо перед заряджанням свердловин здійснюють її дегазацію.

Дегазація може здійснюватися шляхом відстоювання вибухової речовини до моменту видалення газових пухирців з тіла вибухової речовини. Для зниження витрат часу на дегазацію вибухової речовини може застосовуватися перемішування, при якому уникають турбулентних завихрень, в результаті яких може відбутися захоплення атмосферного повітря.

Дослідження показали, що найбільш ефективним способом дегазації емульсійної вибухової речовини є вплив на нього негативного тиску, величина якого менше величини атмосферного тиску. При такій обробці можуть застосовувати різні типи обладнання, що передбачають обробку вибухових речовин в ємностях або проточних судинах. Створення негативного тиску в зоні розміщення або переміщення вибухової речовини дозволяє ефективно і в короткий термін видалити газові бульбашки з тіла вибухової речовини, тим самим підвищувати її питому щільність.

Після підготовки емульсійної вибухової речовини приступають до заряджання свердловин.

Перед заряджанням свердловин визначають висоту свердловинного заряду. Виходячи з отриманої висоти свердловинного заряду, відміряють дві нитки детонуючих шнурів, які поміщають в оболонку з полімерного матеріалу - канальний формувач. У верхній і нижній частинах канального формувача до кінцевих частин детонуючого шнура закріплюють шашки- бойовики.

Дослідження показали, що використання не менше двох ниток детонуючих шнурів с ефективним для формування каналу в тілі вибухової речовини. Використання однієї нитки детонуючого шнура у канальному формувачі не дозволяє ефективно сформувати канал для переміщення зустрічно-спрямованих детонаційних хвиль, утворених ініціюванням шашок- бойовиків.

Дослідження показали, що висока ефективність утворення якісного каналу у тілі вибухової речовини для переміщення зустрічно-спрямованих детонаційних хвиль забезпечується при збільшенні кількості ниток детонуючих шнурів, яких повинно бути не менше двох штук, що обумовлюється використанням емульсійної вибухової високої щільності або виробництвом вибухів в умовах низьких температур навколишнього середовища.

Канальний формувач з нитками детонуючих шнурів і шашками-бойовиками поміщають в свердловину, яку заповнюють емульсійною вибуховою речовиною до проектного рівня. Над

Зо вибуховою речовиною порожнину свердловини заповнюють забійкою з подрібненої гірської маси.

Після забійки свердловин здійснюється комутація вибухової мережі для виконання масового вибуху.

Механізм виробленого вибуху полягає в наступному. Спочатку, за допомого о вибухового ланцюга ініціюють нитки детонуючих шнурів, розміщених до канальний формувач між шашками- бойовиками.

При ініціюванні ниток детонуючих шнурів відбувається миттєвий динамічний вплив на тіло вибухової речовини, при цьому частки вибухової речовини зміщуються від ниток детонуючих шнурів в сторону периферії. При переміщенні частинок вибухової речовини в його тілі утворюється вільний канал, довжина якого відповідає довжині канального формувача.

Після утворення вільного каналу, одночасно ініціюються шашки-бойовики, які були попередньо розташовані по обох кінцях канального формувача. При ініціюванні шашок- детонаторів у створеному каналі формуються і переміщуються назустріч зустрічно-спрямовані детонаційні хвилі.

При зіткненні зустрічно-спрямованих детонаційних хвиль утворюється по висоті каналу високотемпературна плазма, характеристики якої дозволяють в повній мірі ініціювати весь об'єм вибухової речовини одночасно по всій висоті заряду. Суттєвим Є те, що дія високотемпературної плазми здійснюється перпендикулярно осі каналу, тобто перпендикулярно осі заряду емульсійної вибухової речовини. При такому впливі утворена плазмою детонаційна хвиля рухається по короткому шляху, обмеженому діаметром свердловини, в якій знаходиться вибухова речовина.

Дослідження показали, що короткий імпульсний вплив на вибухову речовину призводить до камуфлетного вибуху, при якому практично вся енергія вибуху спрямована в бік гірського масиву при мінімальних викидах в атмосферу подрібнених і пилоподібних частинок.

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

Застосування методу дозволяє знизити собівартість буро-підривних робіт за рахунок високих енергетичних характеристик вибуху. (510)

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

   Спосіб підривання свердловинного заряду, що включає вибурювання свердловини на видобувному блоці, розміщення в свердловині засобів ініціювання - шашок-бойовиків і детонуючого шнура, заповнення свердловини до проектного рівня вибуховою речовиною,

   ізоляцію вибухової речовини забійкою з подрібненої гірської маси, ініціювання шашок-бойовиків і вибухової речовини, який відрізняється тим, що як вибухову речовину використовують емульсійну вибухову речовину, яку попередньо піддають дії негативного тиску, величина якого нижче атмосферного, причому в порожнині свердловини розміщують оболонку з полімерного матеріалу - канальний формувач, довжина якого відповідає довжині свердловинного заряду,

   при цьому всередині канального формувача попередньо розміщують не менше двох ниток детонуючих шнурів, до яких у верхній і нижній частинах канального формувача закріплюють шашки-бойовики, а після розміщення в порожнині свердловини спорядженого канального формувача її заповнюють емульсійних вибуховою речовиною, яку ізолюють від денної поверхні забійкою з подрібненої гірської маси, а при виконанні вибуху здійснюють ініціювання ниток детонуючих шнурів всередині канального формувача і утворюють порожнину на висоту свердловинного заряду, після чого у верхній і нижній частинах канального формувача ініціюють шашки-бойовики і утворюють зустрічно-спрямовані високотемпературні детонаційні хвилі, за допомогою яких ініціюють вибухову речовину по всій висоті свердловинного заряду, забезпечуючи динамічний вплив на гірський масив.