Способ рассредоточения заряда в обводненной скважине и устройство для его осуществления

Способ рассредоточения заряда в обводненной скважине и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для заряжания скважин при производстве взрывных работ в горном деле.

При существующем буровом и погрузочно-транспортном оборудовании одним из эффективных методов интенсификации дробления горных пород, снижения удельного расхода взрывчатых веществ (далее по тексту ВВ), снижения трудоемкости заряжания скважин (например, глубоких скважин) является применение рассредоточенных по глубине скважины зарядов с воздушными промежутками.

Известен способ рассредоточения заряда в скважине (патент РФ №2235971, МПК F42D 1/02, F42D 1/08, опубл. 10.09.2004, бюл. №25), включающий создание воздушных промежутков с помощью скважинных затворов, установку боевиков в каждом заряде, монтирование детонирующего шнура, создание воздушных промежутков с помощью пневматического скважинного затвора (далее по тексту ПЗ), диаметр которого превышает диаметр скважины, при этом пневматический скважинный затвор в сжатом виде опускают в скважину на соединительной трубке на заданную глубину, которую регулируют с помощью соединительной трубки, а затем накачивают его воздухом до заданного давления, после чего соединительную трубку отделяют от пневматического скважинного затвора и вынимают ее из скважины, а на затвор помещают боевик и часть заряда, затем на этой же соединительной трубке опускают в сжатом виде следующий пневматический скважинный затвор на заданную глубину и всю последовательность действий повторяют до экономически и технически обоснованного количества пневматических скважинных затворов в скважине.

Недостатком известного способа является, то, что его невозможно использовать в обводненных скважинах с большим столбом воды, т.к. при опускании пневматического скважинного затвора в сжатом виде в скважину, скорость его погружения в воду очень мала, а при наполнении пневматического скважинного затвора воздухом в воде на него действует выталкивающая сила, смещающая пневматический скважинный затвор от заданной глубины установки, что препятствует созданию точных геометрических параметров рассредоточенного заряда.

Известно грузило (Большая энциклопедия: В 62 томах. Т.13. - М.: ТЕРРА, 2006, с.554), включающее груз, закрепленный на соединительной трубке с возможностью свободного перемещения по ней.

Недостатком известного устройства является то, что при использовании известного грузила заполненный воздухом пневматический затвор сложно удержать так, чтобы отверстие, через которое скважинный затвор наполняют сжатым воздухом, находилось вверху, а ПЗ был расположен вертикально, что препятствует созданию точных геометрических параметров рассредоточенного заряда.

Задачей изобретения является облегчение опускания пневматического скважинного затвора в скважину и удержание его после заполнения воздухом на заданной глубине в вертикальном положении.

Технический результат изобретения - снижение удельного расхода водоэмульсионных взрывчатых веществ (далее по тексту ВВ) за счет создания точных геометрических параметров рассредоточенного заряда, расширение области применения пневматических скважинных затворов, а именно в обводненных скважинах с любым столбом воды.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе рассредоточения заряда в обводненной скважине, включающем создание воздушных промежутков с помощью пневматических скважинных затворов, диаметр которых превышает диаметр скважины, при котором пневматический скважинный затвор в сжатом виде опускают в скважину на соединительной трубке на заданную глубину, которую регулируют с помощью соединительной трубки, а затем накачивают его воздухом до заданного давления, после чего соединительную трубку отделяют от пневматического скважинного затвора и вынимают ее из скважины, а на затвор помещают боевик и часть заряда, затем на этой же соединительной трубке опускают в сжатом виде следующий пневматический скважинный затвор на заданную глубину и всю последовательность действий повторяют до экономически и технически обоснованного количества пневматических скважинных затворов в скважине, согласно изобретению, перед опусканием затвора в скважину, на соединительной трубке закрепляют грузило, для чего продевают соединительную трубку через отверстия в куполе и цилиндре грузила, надевают на соединительную трубку хомут, затем к соединительной трубке присоединяют пневматический скважинный затвор в сжатом виде, регулируют длину нижней части соединительной трубки так, чтобы пневматический скважинный затвор был расположен во внутренней полости купола грузила на половину своей длины в сжатом виде, закрепляют грузило на соединительной трубке с помощью хомута, опускают соединительную трубку с насаженным на нее грузилом и присоединенным пневматическим скважинным затвором в скважину на заданную глубину, накачивают пневматический скважинный затвор воздухом до заданного давления, отделяют от него соединительную трубку и вынимают соединительную трубку вместе с грузилом из скважины, после чего к соединительной трубке присоединяют следующий ПЗ в сжатом виде и всю дальнейшую последовательность действий повторяют.

Указанный технический результат достигается также тем, что в грузиле, включающем груз, закрепленный на соединительной трубке с возможностью свободного перемещения по ней, согласно изобретению, груз выполнен в виде сварной конструкции, которая состоит из полого цилиндра с крышкой, обрамленного куполом, выполненным из прутков, в крышке цилиндра выполнено отверстие диаметром, равным 1,1 внешнего диаметра соединительной трубки, при этом нижние концы прутков купола неподвижно прикреплены к нижнему кольцу овальной формы, выполненному из такого же прутка, верхние концы прутков купола неподвижно прикреплены к верхнему кольцу, внутренний диаметр которого также равен 1,1 внешнего диаметра соединительной трубки, нижняя часть цилиндра неподвижно соединена с куполом при помощи перемычек, а крышкой неподвижно соединена с куполом.

Заявляемые способ и устройство поясняются чертежами, где на фиг.1 показан общий вид конструкции грузила в разрезе с расположенным в нем пневматическим зарядом; на фиг.2 показана схема, поясняющая способ рассредоточения заряда в обводненных скважинах; на фиг.3 показано грузило.

Заявляемое грузило представляет собой сварную конструкцию, состоящую из полого цилиндра 1, служащего в качестве утяжелителя всей конструкции, с крышкой 2, обрамленного куполом 3, выполненным из прутков. Купол выполнен из прутков для того, чтобы при возможном обрушении кусков породы с устья или со стенок скважины, куски породы не заклинили грузило в скважине при его извлечении из скважины. В крышке 2 цилиндра 1 выполнено отверстие 4 диаметром, равным 1,1 внешнего диаметра соединительной трубки 5. Размер диаметра отверстия 4, равный 1,1 внешнего диаметра соединительной трубки 5, позволяет заявляемому грузилу свободно перемещаться по соединительной трубке 5. Нижние концы прутков купола 3 приварены к нижнему кольцу 6 овальной формы, выполненному из такого же прутка. Овальная форма нижнего кольца 6 предназначена для удержания пневматического скважинного затвора 7 во внутренней полости купола. Для обеспечения жесткости конструкции верхние концы прутков купола 3 приварены к верхнему кольцу 8, внутренний диаметр которого также равен 1,1 внешнего диаметра соединительной трубки 5, а нижняя часть цилиндра 1 приварена к куполу 3 при помощи перемычек 9.

Способ рассредоточения заряда в обводненной скважине осуществляют и устройство работает следующим образом. Соединительную трубку 5 продевают через отверстие верхнего кольца 8 купола 3 и отверстие 4 в крышке 2 полого цилиндра 1. На соединительную трубку 5 надевают хомут 10, служащий для крепления заявляемого устройства на соединительной трубке 5. Внешний диаметр хомута 10 превышает внутренний диаметр кольца 8 и диаметр отверстия 4. Далее на нижнюю часть соединительной трубки 5 помещают в сжатом виде пневматический скважинный затвор 7 и регулируют длину нижней части соединительной трубки 5 внутри купола 3 таким образом, чтобы ПЗ 7 был размещен внутри купола 3 на половину своей длины в сжатом виде. ПЗ размещают внутри купола грузила на половину его длины в сжатом виде, для того, чтобы ПЗ не заклинило в заявляемом устройстве и не вытолкнуло раньше, чем ПЗ накачают воздухом до заданного давления. Затем затягивают хомут 10

На дно скважины опускают боевик 11 и размещают часть заряда ВВ 12 до глубины Н (фиг.2). В сжатом виде пневматический скважинный затвор 7 при помощи заявляемого грузила опускают в скважину на заданную глубину Н₁, оставляя при этом водный промежуток 13, и наполняют ПЗ воздухом. Грузило удерживает ПЗ в вертикальном положении. После этого соединительную трубку отделяют от ПЗ и вместе с грузилом вынимают из скважины, а на ПЗ опускают следующий боевик 11, размещают следующую часть заряда ВВ 12 и всю последовательность действий повторяют до экономически обоснованного количества пневматических скважинных затворов в скважине.

Пример конкретного выполнения способа.

Зарядка скважин производилась на ОАО разрез Вахрушевский на горном участке №1 при взрыве горных пород, состоящих из песчаников и алевролитов, перемежающихся по глубине крепостью 7-10 по шкале проф. Протодьяконова М.М. Блок был забурен буровым станком 3СБШ-200 №261 с сеткой скважин 5 м на 6 м, глубиной 15 м и диаметром 215.9 мм. Скважины пробурены вертикальные. Высота столба воды составляла от 5 до 12 м. Общее количество взрываемых скважин составляло 220 шт. По паспорту взрыва масса заряда в скважине составила 474,3 кг. Заявляемый способ был опробован на 105 скважинах. В этих скважинах заряд был уменьшен на 102 кг. Общая длина заряда в скважине составила 7,3 м (нижняя часть заряда 5 м или 255 кг, верхняя - 2,3 м или 117,3 кг). Зарядка скважин осуществлялась следующим образом. На дно скважины на детонирующем шнуре опустили шашку ТГ-П850, затем осуществили механизированную зарядку нижней части скважины сибиритом в объеме 255 кг. После этого на высоте 2 м от нижнего заряда (водный промежуток) установили пневматический затвор, для чего опустили закрепленное на соединительной трубке грузило с размещенным в нем в сжатом виде ПЗ в скважину на глубину 8 м (5 м длина нижнего заряда и 2 м - водный промежуток) и наполнили ПЗ воздухом до заданного давления. Отделили ПЗ от соединительной трубки. Затем грузило вытащили вместе с соединительной трубкой из скважины на поверхность, а на ПЗ опустили на детонирующем шнуре следующую шашку ТГ-П850 и при помощи зарядной машины осуществили заряжание верхней части заряда. Таким образом, было заряжено 105 скважин. Несмотря на то, что величина заряда была уменьшена на 21,5%, качество подготовки взорванной горной массы осталось таким же, как в остальных скважинах.

Заявляемый способ рассредоточения зарядов в обводненных скважинах при помощи грузила позволяет:

- расширить область применения пневматических затворов, а именно использовать ПЗ в обводненных скважинах с любым столбом воды,

- за счет создания точных геометрических параметров рассредоточенного заряда снизить удельный расход водоэмульсионных ВВ.

1. Способ рассредоточения заряда в обводненной скважине, включающий создание воздушных промежутков с помощью пневматических скважинных затворов, диаметр которых превышает диаметр скважины, при котором пневматический скважинный затвор в сжатом виде опускают в скважину на соединительной трубке на заданную глубину, которую регулируют с помощью соединительной трубки, а затем накачивают его воздухом до заданного давления, после чего соединительную трубку отделяют от пневматического скважинного затвора и вынимают ее из скважины, а на затвор помещают боевик и часть заряда, затем на этой же соединительной трубке опускают в сжатом виде следующий пневматический скважинный затвор на заданную глубину и всю последовательность действий повторяют до экономически и технически обоснованного количества пневматических скважинных затворов в скважине, отличающийся тем, что перед опусканием затвора в скважину на соединительной трубке закрепляют грузило, для чего продевают соединительную трубку через отверстия в куполе и цилиндре грузила, надевают на соединительную трубку хомут, затем к соединительной трубке присоединяют пневматический скважинный затвор в сжатом виде, регулируют длину нижней части соединительной трубки так, чтобы пневматический скважинный затвор был расположен во внутренней полости купола грузила наполовину своей длины в сжатом виде, закрепляют грузило на соединительной трубке с помощью хомута, опускают соединительную трубку с насаженным на нее грузилом и присоединенным пневматическим скважинным затвором в скважину на заданную глубину, накачивают пневматический скважинный затвор воздухом до заданного давления, отделяют от него соединительную трубку и вынимают соединительную трубку вместе с грузилом из скважины, после чего к соединительной трубке присоединяют следующий ПЗ в сжатом виде и всю дальнейшую последовательность действий повторяют.

2. Грузило, включающее груз, закрепленный на соединительной трубке с возможностью свободного перемещения по ней, отличающееся тем, что груз выполнен в виде сварной конструкции, которая состоит из полого цилиндра с крышкой, обрамленного куполом, выполненным из прутков, в крышке цилиндра выполнено отверстие диаметром, равным 1,1 внешнего диаметра соединительной трубки, при этом нижние концы прутков купола неподвижно прикреплены к нижнему кольцу овальной формы, выполненному из такого же прутка, верхние концы прутков купола неподвижно прикреплены к верхнему кольцу, внутренний диаметр которого также равен 1,1 внешнего диаметра соединительной трубки, нижняя часть цилиндра неподвижно соединена с куполом при помощи перемычек, а крышкой неподвижно соединена с куполом.