UA149112U - Спосіб формування свердловинного заряду - Google Patents

Abstract

Спосіб формування свердловинного заряду включає вибурювання свердловини, розміщення в свердловині засобів ініціювання і заповнення її порожнини аміачною селітрою, ізолювання свердловинного заряду забійкою. Визначають необхідне для свердловинного заряду кількість аміачної селітри, після чого в аміачну селітру вводять і рівномірно розподіляють наповнювач з подрібненого вуглецьводневовмісного полімеру в кількості 4-16 % від маси аміачної селітри, а після приготування вибухової суміші, в свердловині розташовують канальний ініціатор вибуху у вигляді оболонки ініціюючого детонаційного каналу і двох шашок-бойовиків. При цьому довжина ініціюючого детонаційного каналу відповідає висоті свердловинного заряду, а шашки-бойовики закріплюють в торцевих частинах ініціюючого детонаційного каналу, при цьому шашки-бойовики пов'язують з вибуховою мережею, а між собою - одна чи кілька нитками детонуючих шнурів, які прокладають через порожнину оболонки ініціюючого детонаційного каналу, а після розміщення канального ініціатора вибуху, порожнину свердловини заповнюють вибуховою речовиною і ізолюють набійкою з подрібненої гірської маси.

Description

Корисна модель належить до гірничої справи і може бути використана для вибухової відбійки гірського масиву при відкритій розробці рудних і нерудних родовищ.

Корисна модель призначена для підвищення ефективності вибуху і, відповідно, регламентованого руйнування гірничих порід за рахунок зростання енергетичного потенціалу вибухової речовини, як таку використовують аміачну селітру.

Відомий спосіб формування свердловинного заряду з двокомпонентної вибухової речовини - аміачної селітри і нафтопродукту, які регламентовано дозують в заданому співвідношенні, змішують і обробляють стисненим повітрям (АС СРСР Мо 1826695).

Утвореною вибуховою речовиною заповнюють порожнину вибухової свердловини, розміщують засоби ініціювання, ізолюють вибухову речовину забійкою і здійснюють вибух для руйнування гірських порід.

Недоліками відомого способу є те, що приготування вибухової суміші пов'язане зі значними витратами, які призводять до збільшення собівартості буро-вибухових робіт, які виконуються при розробці корисних копалин.

Спосіб вимагає спеціального устаткування, що забезпечує пневматичну обробку аміачної селітри при різних рівнях тиску, для створення зон тріщинуватості в гранулах селітри. При такій обробці складно отримати необхідний регламентований продукт у сировині, яка перед обробкою має різні геометричні параметри і коливання параметрів фізико-механічних властивостей.

Істотним недоліком відомого способу є те, що поверхнева обробка гранул аміачної селітри вуглеводневим паливом через його високу плинність призводить до стікання в нижню частину свердловини. В результаті, при тривалому проміжку часу між моментом заряджання свердловини і здійсненням масового вибуху, гранули аміачної селітри в верхній частині свердловинного заряду будуть позбавлені плівки з вуглеводневого палива, а нижня частина свердловинного заряду перенасичена вуглеводневим паливом. При високій тріщинуватості гірських порід є велика ймовірність повної втрати вуглеводневого палива через тріщини в нижній частині свердловини.

Відомий свердловинний заряд з використання вибухової речовини, утвореної шляхом завантаження в ємність порції гранульованої аміачної селітри, яка піддається сушінню нагрітим

Зо повітрям, яке подається через перфороване днище. Селітра нагрівається і сушиться. При нагріванні селітри відбувається поліморфне перетворення її кристалів, і об'єм гранул збільшується на 8 95. Відповідно в них утворюється багато дрібних сухих пор і тріщин, що збільшує вбираючу здатність гранул і загальну поверхню контакту з дизпаливом. Після цього гранули селітри обприскують вуглеводневим паливом, перемішують і піддають впливу високим

З5 тиском повітря, при якому відбувається додаткове проникнення вуглеводневого палива в гранули аміачної селітри. Після обробки стисненим повітрям отримана вибухова суміш вивантажується з ємності (Патент України Мо 33544 на винахід).

Утвореною вибуховою речовиною заповнюють порожнини вибухових свердловин, розміщують засоби ініціювання, ізолюють вибухову речовину забійкою і здійснюють вибух для руйнування гірських порід.

Недоліком відомого способу приготування вибухової суміші є те, що створення рівних за параметрами тріщин в гранулах складно забезпечити з огляду на те, що вони мають різні геометричні параметри і коливання фізико-механічних властивостей.

Для підготовки гранул для формування на їх поверхні системи тріщин необхідний тривалий процес, пов'язаний з використанням різного роду спеціального обладнання, яке забезпечує завантаження аміачної селітри в ємність, нагрівання повітря і подачу його в ємність, забезпечення високого тиску в герметичній ємності, обробку гранул вуглеводневим паливом, охолодження гранул селітри та її подальшу вивантаження з герметичній ємності.

Істотним недоліком відомого способу є те, що, незважаючи на те, що гранули селітри мають утворені тріщини, це не рятує від того, що істотна частина вуглеводневого палива втрачається через переміщення в нижню частину свердловини і, при наявності тріщин в гірському масиві, видаляється зі свердловини по дією сил гравітації.

Задачею корисної моделі є удосконалення способу формування свердловинного заряду за рахунок: - використання у вибуховій речовині складається з аміачної селітри рівномірно розподіленого наповнювача у вигляді подрібненого вуглецьводневовсного полімеру в кількості 4-16 95 від маси аміачної селітри; розміщення у вибуховій речовині з полімерним вуглецьводневовмісним компонентом канального ініціатора вибуху у вигляді оболонки ініціюючого детонаційного каналу, всередині якої розташовують одну або декілька ниток детонуючих шнурів до яких з торцевих частин оболонки детонаційного каналу закріплюють шашки-бойовики.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що спосіб формування свердловинного заряду включає вибурювання свердловини, розміщення в свердловині засобів ініціювання і заповнення її порожнини аміачною селітрою, ізолювання свердловинного заряду забійкою.

Згідно корисної моделі, визначають необхідну для свердловинного заряду кількість аміачної селітри. У аміачну селітру вводять і рівномірно розподіляють наповнювач з подрібненого вуглецьводневовмісного полімеру в кількості 4-16 905 від маси аміачної селітри. Після приготування вибухової суміші, в свердловину завадять канальний ініціатор вибуху у вигляді оболонки ініціюючого детонаційного каналу і двох шашок-бойовиків. Довжина ініціюючого детонаційного каналу відповідає висоті свердловинного заряду, а шашки-бойовики закріплюють в торцевих частин ініціюючого детонаційного каналу. Шашки-бойовики пов'язують з вибуховою мережею, а між собою - одна чи кілька нитками детонуючих шнурів, які прокладають всередині порожнини оболонки ініціюючого детонаційного каналу. Після розміщення канального ініціатора вибуху, порожнину свердловини заповнюють вибуховою речовиною і ізолюють забійкою з подрібненої гірської маси.

Для здійснення вибуху при наявності обводнених свердловин, заряд вибухової речовини з аміачної селітри і подрібненого вуглецьводневовмісного полімеру, разом з канальним ініціатором вибуху, поміщають в мембранну полімерну оболонку, попередньо розміщену в порожнині свердловини

Технічний результат від використання корисної моделі полягає в тому, що: - забезпечується підвищення енергетичних показників вибухової речовини на основі аміачної селітри; - для формування свердловинного заряду немає необхідності у використанні складного технологічного обладнання; - незалежно від проміжку часу, від формування свердловинного заряду до виконання масового вибуху, вуглецьводневовмісний наповнювач у вигляді подрібненого полімеру не стікає в нижню частину свердловини, тим самим забезпечується проектний енергетичний вплив вибуху на гірський масив по всій довжині вибуховий свердловини;

Зо - бформований свердловинний заряд не збільшує собівартість буровибухових робіт і, відповідно, не впливає на вартісні показники готового товарного продукту; - свердловинний заряд забезпечує якісне дроблення міцних і дуже міцних порід при мінімальному об'ємі негабариту; застосовуваний наповнювач з подрібненого полімерного вуглецьводневовмісного матеріалу дозволяє забезпечити високі енергетичні характеристики масового вибуху при відкритій розробці родовища корисних копалин; - свердловинний заряд може бути реалізований стосовно будь-яких діаметрів свердловин, які застосовуються на відкритих гірничих роботах.

Спосіб реалізується таким чином.

На блоці, який відпрацьовується згідно з паспортом буро-вибухових робіт, здійснюють буріння свердловин.

Перед заряджанням свердловин визначають кількість вибухової речовини необхідного для заряджання свердловини. Як вибухову речовину використовують гранульовану аміачну селітру.

Дослідженнями встановлено, що при взаємодії вибухової речовини З вуглецьводневовмісним наповнювачем, наприклад, подрібненим пластичним полімерним матеріалом, що знаходиться в свердловині, підвищується енергетична ефективність вибуху.

Відомі аналоги, в яких описані спроби утримання рідкого вуглецьводневовмісного наповнювача в тілі заряду вибухової речовини з гранульованої аміачної селітри. Відомі способи недостатньо ефективні і не вирішують проблему підвищення ефективності вибуху свердловинного заряду.

У запропонованій корисні моделі, вибухову речовину отримують шляхом механічного змішування і рівномірного розподілу гранульованої аміачної селітри і подрібненого вуглецьводневовмісного полімерного матеріалу. Механічне змішування твердих частинок аміачної селітри і полімерного наповнювача забезпечує рівномірний розподіл часток між собою.

Дослідження показали, що як вуглецьводневовмісний полімерний матеріал можуть використовуватися відомі подрібнені полімерні матеріали: поліпропілен, поліетилен, поліпропілен, полівінілацетат полівінілхлорид, поліолефіни, полістирол і т.д.

Дослідження і проведені експерименти показали, що стосовно до свердловинних зарядів, які застосовуються для обвалення гірських порід, при видобутку корисних копалин, найбільш оптимальним є наявність наповнювача з вуглецьводневовмісного полімерного матеріалу в кількості 4-16 95 від маси аміачної селітри.

Зменшення кількість наповнювача з вуглецьводневовмісного полімерного матеріалу менше 495 не приводить до приросту енергетичних показників вибуху, а збільшення вуглецьводневовмісного полімерного матеріалу більше 1695 призводить до флегматизації вибуху і погіршує показники дроблення гірських порід.

Перед зарядкою вибухових свердловин на блоці монтують канальний ініціатор вибуху свердловинних зарядів. Для цього вибирають оболонку ініціюючого детонаційного каналу заданої довжини, яку виконують з полімерного матеріалу. Як правило, для повноцінного ініціювання вибухової речовини довжину ініціюючого детонаційного каналу (оболонки) вибирають рівній висоті колонки вибухової речовини в свердловині. До торцевих частин ініціюючого детонаційного каналу закріплюють шашки-бойовики. Шашки-бойовики пов'язують з вибуховою мережею на блоці, а між собою пов'язують однією або декількома нитками детонуючих шнурів. Кількість детонуючих шнурів, які пов'язують шашки-бойовики залежить від щільності зарядки вибухової речовини і необхідних енергетичних показників вибуху. Нитки детонуючих шнурів розташовують всередині оболонку ініціюючого детонаційного каналу.

Після монтажу канального ініціатора вибуху, його разом шашками-бойовиками опускають в свердловину на блоці, який готується до масового вибуху. Порожнину свердловини заповнюють вибуховою речовиною і ізолюють забійкою з подрібненої гірничої маси.

При виробництві масового вибуху, ініціюється детонуючий шнур між верхньою і нижньою шашками-бойовиками. За рахунок цього у вибуховій речовині утворюється вільний детонаційний канал, а при ініціюванні шашок-бойовиків формується фронт високотемпературної плазми, який переміщається зустрічно уздовж осі детонаційного каналу і ініціює вибухову речовину одночасно по всій висоті заряду.

Під час вибуху аміачна селітра взаємодіє з полімерним наповнювачем, тим самим збільшуючи температуру горіння вибухової речовини і збільшуючи об'єм газів руйнівно впливають на гірський масив.

Дослідження показали, що при заряджанні обводнених вибухових свердловин велика ймовірність розчинення аміачної селітри. Для попередження розчинення аміачної селітри її

Зо розміщують в оболонці з полімерної мембрани, яку попередньо поміщають в порожнині свердловини.

Основною вимогою до властивостей оболонки з полімерної мембрани є її здатність пропускати молекули повітря і не пропускати молекули води. Така мембрана дозволяє запобігти вимиванню вибухової речовини зі свердловини і ліквідувати можливість утворення повітряних пробок при подачі вибухової речовини в оболонку, розміщену в свердловині. Виготовлення подібної мембрани може здійснюватись шляхом формування отворів регламентованого діаметру шляхом проколювання полотна заданої площини або пропалювання вказаних отворів за допомогою лазерного випромінювання або іншого термічного впливу.

Дослідження показали високу ефективність способу, реалізація якого, при відкритій розробці рудних і нерудних корисних копалин, забезпечує високу якість дроблення рудного і породного масиву широкого діапазону фізико-механічних властивостей.

Claims (2)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

1. Спосіб формування свердловинного заряду, що включає вибурювання свердловини, розміщення в свердловині засобів ініціювання і заповнення її порожнини аміачною селітрою, ізолювання свердловинного заряду забійкою, який відрізняється тим, що визначають необхідну для свердловинного заряду кількість аміачної селітри, після чого в аміачну селітру вводять і рівномірно розподіляють наповнювач з подрібненого вуглецьводневмісного полімеру в кількості 4-16 95 від маси аміачної селітри, а після приготування вибухової суміші, в свердловині розташовують канальний ініціатор вибуху у вигляді оболонки ініціюючого детонаційного каналу і двох шашок-бойовиків, при цьому довжина ініціюючого детонаційного каналу відповідає висоті свердловинного заряду, а шашки-бойовики закріплюють в торцевих частинах ініціюючого детонаційного каналу, при цьому шашки-бойовики пов'язують з вибуховою мережею, а між собою - одна чи кілька нитками детонуючих шнурів, які прокладають через порожнину оболонки ініціюючого детонаційного каналу, а після розміщення канального ініціатора вибуху, порожнину свердловини заповнюють вибуховою речовиною і ізолюють набійкою з подрібненої гірської маси.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, заряд вибухової речовини з аміачної селітри і подрібненого вуглецьводневмісного полімеру, разом з канальним ініціатором вибуху, поміщають в мембранну полімерну оболонку, попередньо розміщену в порожнині свердловини.