Суміш та спосіб виготовлення передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху у шпурі та спосіб видобування блочного каменю
Номер патенту: 85774
Опубліковано: 25.02.2009
Автори: Куратьова Тетяна Анатоліївна, Захарчук Михайло Володимирович, Кібзун Сергій Степанович
Формула / Реферат
1. Суміш для виготовлення передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху у шпурі, в якій як передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху використовують невибухову речовину, розташовану між вибуховою речовиною з високою швидкістю детонації та стінками шпура, яка відрізняється тим, що містить водорозчинний загусник у кількості від 20 % до 29 % по масі та скляні порожнисті мікросфери діаметром від 5 до 100 мкм у кількості від 80 % до 71 % по масі.
2. Суміш за п. 1, яка відрізняється тим, що як водорозчинний загусник використовують метиловий ефір целюлози.
3. Суміш за п. 1, яка відрізняється тим, що як водорозчинний загусник використовують гідроксіетилцелюлозу.
4. Суміш за п. 1, яка відрізняється тим, що як водорозчинний загусник використовують крос-співполімер акрилової кислоти.
5. Спосіб виготовлення передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху у шпурі, в якому використовують як передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху для закладення у шпур невибухову речовину з підвищеною в'язкістю, розведену водою, який відрізняється тим, що при активному перемішуванні розводять суху суміш передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху, яка містить водорозчинний загусник у кількості від 20 % до 29 % по масі та скляні порожнисті мікросфери діаметром від 5 до 100 мкм у кількості від 80 % до 71 % по масі, у співвідношенні 1 частина сухої суміші до 35-55 частин води по масі, виконують заміри водневого показника та умовної в'язкості розведеного передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху, добавляють компонент, що коригує водневий показник, доводять водневий показник до рН 6 - рН 8 і сумісно з розведенням водою досягають заданої умовної в'язкості.
6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що спочатку розводять передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху у співвідношенні 1 частина сухої суміші та 20 частин води по масі, як лужний компонент, що коригує водневий показник, використовують аміачну воду, добавляють аміачну воду, виконують заміри умовної в'язкості віскозиметром з соплом 6 мм по стандарту колишнього СРСР (ГОСТ) 9070, добавляють воду в межах співвідношення 1 частина сухої суміші та 55 частин води по масі, досягають умовної в'язкості в межах від 8 до 20 секунд, в залежності від міцності гірської породи.
7. Спосіб за п. 5 та п. 6, який відрізняється тим, що кожне перемішування виконують протягом 5-10 хвилин.
8. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що використовують воду технічну згідно зі стандартом колишнього СРСР (ГОСТ) 2874.
9. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що використовують воду з місцевих джерел, для чого перевіряють її водневий показник і доводять до рН 4 - рН 7 до початку виготовлення передавача та послаблювача енергії вибуху.
10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що для зниження водневого показника використовують оцет.
11. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що в розведений передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху додатково добавляють антифриз.
12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що як антифризну добавку використовують моноетиленгліколь або діетиленгліколь в кількості від 0,42 % до 7,56 % по масі від загальної маси розведеної суміші.
13. Спосіб видобування блочного каменю, в якому виконують буріння шпурів у гірській породі, виконують заходи щодо підготовки зарядів, встановлюють заряди у шпури, з'єднують засоби ініціювання з обладнанням для приводу в дію зарядів, заповнюють шпур сполукою, яка не містить вибухового матеріалу, проводять підрив заряду, який відрізняється тим, що проводять буріння рядів шпурів по межах блока у гірській породі з постійним кроком, встановлюють в шпури шнури, що детонують, об'єднують шпурові шнури, що детонують, у загальну сітку, виготовляють передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху, заповнюють шпури сумішшю розведеного передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху, далі споряджають засобом ініціювання загальну сітку, проводять підрив.
14. Спосіб видобування блочного каменю за п. 13, який відрізняється тим, що діаметр шпурів в 5-10 раз перевищує поперечний переріз шнурів, що детонують.
15. Спосіб видобування блочного каменю за п. 13, який відрізняється тим, що шпури діаметром від 25 до 40 мм висвердлюють по межах блока у гірській породі з кроком 150-250 мм, а недобур шпурів по глибині встановлює 80-150 мм до габаритів блока.
16. Спосіб видобування блочного каменю за п. 13, який відрізняється тим, що одночасно з бурінням шпурів одну грань блока гірської породи відокремлюють від масиву гірської породи гідророзмивом або відпилюванням.
Текст
1. Суміш для виготовлення передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху у шпурі, в якій як передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху використовують невибухову речовину, розташовану між вибуховою речовиною з високою швидкістю детонації та стінками шпура, яка відрізняється тим, що містить водорозчинний загусник у кількості від 20% до 29% по масі та скляні порожнисті мікросфери діаметром від 5 до 100мкм у кількості від 80% до 71% по масі. 2. Суміш за п. 1, яка відрізняється тим, що як водорозчинний загусник використовують метиловий ефір целюлози. 3. Суміш за п. 1, яка відрізняється тим, що як водорозчинний загусник використовують гідроксіетилцелюлозу. 4. Суміш за п. 1, яка відрізняється тим, що як водорозчинний загусник використовують кросспівполімер акрилової кислоти. 2 (19) 1 3 85774 4 4 - рН 7 до початку виго товлення передавача та послаблювача енергії вибуху. 10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що для зниження водневого показника використовують оцет. 11. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що в розведений передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху додатково добавляють антифриз. 12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що як антифризну добавку використовують моноетиленгліколь або діетиленгліколь в кількості від 0,42% до 7,56% по масі від загальної маси розведеної суміші. 13. Спосіб видобування блочного каменю, в якому виконують буріння шпурів у гірській породі, виконують заходи щодо підготовки зарядів, встановлюють заряди у шпури, з'єднують засоби ініціювання з обладнанням для приводу в дію зарядів, заповнюють шпур сполукою, яка не містить вибухового матеріалу, проводять підрив заряду, який відрізняє ться тим, що проводять буріння рядів шпурів по межах блока у гірській породі з постій ним кроком, встановлюють в шпури шнури, що детонують, об'єдн ують шпурові шнури, що де тонують, у загальну сітку, вигото вляють передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху, заповнюють шпури сумішшю розведеного передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху, далі споряджають засобом ініціювання загальну сітку, проводять підрив. 14. Спосіб видобування блочного каменю за п. 13, який відрізняється тим, що діаметр шпурів в 5-10 раз перевищує поперечний переріз шнурів, що детонують. 15. Спосіб видобування блочного каменю за п. 13, який відрізняється тим, що шп ури діаметром від 25 до 40мм висвердлюють по межах блока у гірській породі з кроком 150-250мм, а недобур шп урів по глибині встановлює 80-150мм до габаритів блока. 16. Спосіб видобування блочного каменю за п. 13, який відрізняється тим, що одночасно з бурінням шпурів одну грань блока гірської породи відокремлюють від масиву гірської породи гідророзмивом або відпилюванням. Спосіб видобування блочного каменю та суміш для виготовлення передавача та послаблювана детонаційного імпульсу вибуху відносяться до видобування блочного каменю з гірських порід у кар'єрах з використанням буровибухови х робіт. Відомий заряд для відколу гірської породи описаний у [патенті України №45276, що був опублікований 15.03.2002р. у Бюл. №3, індекси МПК С06В23/00; С06В47/00; Е21В7/00; Е21В43/263; Е21С27/00; F42B3/02; F42C19/00; F42D1/08; F42D3/04.] Заряд містить корпус, закритий з обох боків кришками, та хімічну сполуку або суміш, яка здатна до швидкого саморозповсюджуваного хімічного перетворення з утворюванням газів, що можуть мати високу температуру та тиск. У зазначеній хімічній сполуці або суміші виконані гнізда для встановлення засобів ініціювання запалювання. Для забезпечення підвищення технічних характеристик заряду як хімічну сполуку або суміш, яка здатна до швидкого саморозповсюджуваного хімічного перетворення з утворюванням газів, що мають високу температуру та тиск, використовують композиційну суміш неорганічного генератора кристалічної будови та продукту дистиляції нафти в рідкому вигляді та інших синтетичних добавок. Корпус виконують правильної циліндричної або будь-якої іншої подовженої геометричної форми з полімерного або іншого матеріалів. Засіб ініціювання запалювання композиційної суміші виконано встановленим у гнізда усередині зазначеного корпуса з можливістю безпосереднього контакту із зазначеною композиційною сумішшю. Кришки виконано з можливістю герметизації внутрішньої порожнини корпуса. Загальними суттєвими ознаками є те, що заряд призначений для відколу гірської породи. Недоліками відомого заряду є, те що він повинен бути упакований у корпус з твердих полімерів і має підвищений зовнішній діаметр, що не дозволяє використовува ти його для шп урівдіаметром 40мм і менше, а також заряд значно коротше шпуру, радіальний зазор між корпусом заряду та стінками отвору шп ура буде неоднаковий, і таке з перервами розташування кількох зарядів створює нерівномірність тиску від вибуху і не забезпечить рівний розкол блоку гірської породи по ряду шпурів без пошкоджень блоку. Найбільш близьким рішенням є відомий лінійний заряд зі зниженим бічним впливом за заявкою на винахід, що подана в [Російській Федерації за №2002128876 і опублікована в офіційному бюлетені 27.04.2004р., індекс МПК F42B3/087]. По відомому винаходу лінійний заряд зі зниженим бічним впливом, складається із серцевини з вибухової речовини, покритою оболонкою, оболонка виконана з матеріалу, що послаблює детонаційний імпульс, наприклад, зі спіненого поліетилену. Вибухова речовина, поміщена в оболонку є стандартним шнуром, що детонує, з високою швидкістю детонації, оболонка послаблює та змінює детонаційний імпульс шнура, що детонує. В іншому варіанті лінійний заряд зі зниженим бічним впливом, складається з вибухової речовини, поміщеної в оболонку в який заряд сформований із двох і більше паралельно розташованих стандартних шн урів, що детонують, укладених у загальну оболонку, що послаблює, та змінює детонаційний імпульс. В іншому варіанті лінійний заряд зі зниженим бічним впливом, складається з вибухової речовини, поміщеної в оболонку, причому під додатковою оболонкою, що послаблює, уздовж утворюючої 5 85774 заряду постачений направляючою ниткою, що забезпечує розкриття оболонки. Загальними суттєвими ознаками є те, що в якості передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху у шп урі використовують невибухову речовину, розташовану між вибуховою речовиною та стінками шпура. Недоліками відомого лінійного заряду є те, що оболонка виготовляється заздалегідь тому не можливо врахувати реальний розмір шпура, та відхилення перетину шпура на різних ділянках довжини шпура і тому не забезпечується щільність прилягання до стінок шпура, необхідна рівномірність навантаження при вибухах, відсутня можливість регулювання передаточної сили і, відповідно, якісне без пошкоджень відбивання та розколювання блоків каменю гірської породи всіх категорій міцності по лінії ряду шпурів. Метою винаходу є створення суміші тривалого збереження з якої виготовляється невибуховий передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху з можливістю регулювання передаточної сили, та забезпечення рівномірної послабленої енергії імпульсу вибуху від детонаційного шнура, для забезпечення якісного, без пошкоджень, розколювання блоків каменю гірської породи різних категорій міцності та при різних умовах зовнішнього середовища. Згідно винаходу передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху у шпурі - невибухова речовина, розташована між вибуховою речовиною з високою швидкістю детонації та стінками шпура, що має можливість послаблювати детонаційний імпульс, суха суміш якого, містить водорозчинний загусник, похідну речовину целюлози або акрилової кислоти, метиловий ефір целюлози або гідроксіетилцелюлози, або кросс-сополімер акрилової кислоти у кількості від 20% до 29% по масі, та скляні порожнисті мікросфери діаметром від 5 до 100мкм у кількості від 80% до 71% по масі. Зазначена суха суміш герметично розфасована в поліетиленових пакетах або діжках, для довгого зберігання і швидко в необхідній кількості може розводитись водою, до консистенції при якій забезпечується через нього передача імпульсу вибуху детонаційного шнура необхідної сили на стінки шпура. На відміну від прототипу суттєвими ознаками достатніми для всіх випадків є те, що суха суміш містить водорозчинний загусник, у кількості від 20% до 29% по масі, та скляні порожнисті мікросфери діаметром від 5 до 100мкм у кількості від 80% до 71% по масі. Суттєвими ознаками достатніми в окремих випадках є те, що в якості водорозчинного загусника використовують метиловий ефір целюлози або гідроксіетилцелюлоза, або кросс-сополімер акрилової кислоти. Зазначена суміш розфасована по вазі герметично і в упакованому вигляді має необмежений строк збереження і дозволяє, при розведенні водою різної в'язкості та з різною кількістю добавок, одержати передавач та регульований послаблювач детонаційного імпульсу вибуху у шп урі, який має консистенцію, що дозволяє заповнити шпур в 6 якому закладений детонаційний шнур, але не заходить у невеличкі тріщини, передає та рівномірно розподіляє зменшене навантаження на стінки шпура від вибуху шн ура і забезпечує якісний розкол по ряду шпурів без пошкодження блоку з гірської породи. Для виготовлення передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху в шпурі в суху суміш вкладають компоненти в межах указаних у формулі винаходу. Для цього в суміш включають, наприклад для виготовлення 1кг суміші, кросссополімер на основі акрилової кислоти, що поставляється фірмою Новеон Інк. США (Noveon Inc. USA) в кількості 0,25кг, або гідроксіетилцелюлозу виробництва ТОВ "Кубань Полімер" (ООО "Кубань полимер"), м. Краснодар, Російська Федерація та скляні порожнисті мікросфери діаметром 30мкм, що виго товляються ВАТ "Склозавод "Неман"(ОАО "Стеклозавод "Неман"), місто Березовка, Республіка Біларусь, в кількості 0,75кг. Зазначена суха суміш зберігається герметично запаяною в поліетиленовому пакеті, більші обсяги суміші зберігають в діжках Довге зберігання забезпечується відсутністю речовин які в сухому вигляді руйн уються, а при необхідності, суміш швидко в необхідній кількості може розводитись водою, що й описане в способі виготовлення. Відомий склад донно-гірлової забійки [по заявці №96103232, що була подана в Російській Федерації 27.02.1996р. і опублікована в офіційному бюлетені, індекси МПК \ Е21С37/00, F42D1/24]. Склад донно-гірлової забійки, що містить воду, розчинні у воді полум'ягасники хлориди металів і структуроутворювачі, що підвищують в'язкість системи, яка являє собою емульсію типу "вода в оліі" при наступному компонентному складі (мас): полум'ягасники 10-20 нафтопродукти з температурою кипіння не нижче 230°С, емульгатори і їхні суміші, що утворюють зворотні емульсії, 1,5-2,5, наприклад, ефіри жирних кислот і багатоатомних спиртів і інше вода. Загальними суттєвими ознаками є виготовлення передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху у шп урі в якості якого виготовляють для закладення у шпур невибухову речовину з підвищеною в'язкістю розведену водою. Недоліками донно-гірлової забійки є те, що вона непридатна для видобування якісних блоків, так як така емульсія все одне має консистенцію та структур у що дозволяє воді просочуватися у щілини та пори гірської породи, до того ж, така суміш не передає рівномірно детонаційний імпульс і може використовува тись тільки для забійки. Метою винаходу є спосіб створення передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху з можливістю регулювання передаточної сили, та забезпечення рівномірної послабленої енергії імпульсу вибуху від бризантної вибухової речовини з великою швидкістю детонації, для забезпечення якісного, без пошкоджень, розколювання блоків каменю гірської породи різних категорій міцності та при різних умовах зовнішнього середовища. Спосіб виготовлення передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху у шп урі в 7 85774 якості якого використовують невибухову речовину, розташовану між вибуховою речовиною та стінками шпура, суха суміш якого містить водорозчинний загусник, похідну речовину целюлози або акрилової кислоти, метиловий ефір целюлози або гідроксіетилцелюлози, або кросс-сополімер акрилової кислоти у кількості від 20% до 29% по масі, та скляні порожнисті мікросфери діаметром від 5 до 100мкм у кількості від 80% до 71% по масі. При активному перемішуванні розводять суху суміш передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху у співвідношенні 1 частина сухої суміші до 20 частин води по масі, в якості лужного компоненту що коригує водневий показник використовують аміачну воду, добавляють аміачну воду, доводять водневий показник до рН 6-рН 8, виконують заміри умовної в'язкості віскозиметром з соплом 6мм по ГОСТ 9070, добавляють воду в межах співвідношення 1 частина сухої суміші до 35-55 частин води по масі, досягають умовної в'язкості в межах від 8 до 20 секунд в залежності від міцності гірської породи з якої треба видобувати блоки. Для розведення використовують воду технічну згідно стандарту колишнього СРСР (ГОСТ) 2874, або воду з місцевих джерел, для чого перевіряють її водневий показник і доводять до рН4рН7 до початку виготовлення передавача та послаблювача енергії вибуху. Для зниження водневого показника використовують оцет. В морозну погоду в розведений передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху додатково добавляють рідкий антифризмоноетиленгліколь або діетиленгліколь, в кількості від 0,42% до 7,56% по масі від загальної маси розведеної суміші в залежності від температури. Відмітними суттєвими ознаками достатніми у всіх випадках, є те що при активному перемішуванні розводять суху суміш передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху, яка містить водорозчинний загусник у кількості від 20% до 29% по масі, та скляні порожнисті мікросфери діаметром від 5 до 100мкм у кількості від 80% до 71% по масі, у співвідношенні, 1 частина сухої суміші до 35-55 частин води по масі, виконують заміри водневого показника та умовної в'язкості розведеного передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху, добавляють компонент що коригує водневий показник, доводять водневий показник до рН 6-рН 8 і сумісно з розведенням водою досягають заданої умовної в'язкості. Відмітними суттєвими ознаками достатніми в окремих випадках, є те що спочатку розводять передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху у співвідношенні 1 частина сухої суміші до 20 частин води по масі, в якості лужного коригуючого компоненту використовують аміачну воду, добавляють аміачну воду, виконують заміри умовної в'язкості віскозиметром з соплом 6 мм по стандарту колишнього СРСР (ГОСТ) 9070, добавляють воду в межах співвідношення 1 частина сухої суміші до 55 частин води по масі, досягають умовної в'язкості в межах від 8 до 20 секунд, в залежності від міцності гірської породи. Кожне перемішування виконують протягом 510 хвилин. Використовують воду технічн у згідно 8 стандарту колишнього СРСР (ГОСТ) 2874, або використовують воду з місцевих джерел, для чого перевіряють її водневий показник і доводять до рН4-рН7 до початку виготовлення передавача та послаблювача енергії вибуху. Для зниження водневого показника використовують оцет. В розведений передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху додатково добавляють рідкий антифриз. В якості антифризної добавки використовують моноетиленгліколь або діетиленгліколь, в кількості від 0,42% до 7,56% по масі від загальної маси розведеної суміші. Для виконання способу суху суміш передавача та послаблювана детонаційного імпульсу вибуху, яка містить 0,25кг по масі кросс-сополімеру на основі акрилової кислоти, що поставляється фірмою Новеон (Noveon), та скляні порожнисті мікросфери діаметром 50мкм, що виготовляються ВАТ "Склозавод "Неман", місто Березовка, Республіка Біларусь в кількості 0,75кг за 0,5 години до вибуху розводять при активному перемішуванні протягом 5 хвилин в 20-25 літрах (вода вимірюється у літрах у зв'язку з незначними відхиленнями маси від об'ємного її вимірювання) води технічної з доведенням водневого показника до рН 7, для чого добавляють аміак водний технічний у кількості 0,12кг. Для добування блоків з породи габро, добавляють технічну воду до 50 літрів, досягають необхідної в'язкості - 14 секунд по віскозиметру з соплом 6мм по стандарту колишнього СРСР (ГОСТ) 9070. Суміш готова для заповнення шпурів. При спробі зробити суміш в який загусник, наприклад, кросс-сополімер на основі акрилової кислоти, закладений в кількості більше 30%, а скляні порожнисті мікросфери у кількості менше 70%, то розведений передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху втрачає текучість і його складно загрузити в шпур, передача енергії вибуху нерівномірна. Якщо кросс-сополімер закладений у кількості менше 20%, а скляні порожнисті мікросфери у кількості більше 80%, то після виготовлення підвищена текучість рідини створює їй можливість заповнити щілини у гірський породі, порожнисті мікросфери спливають, або осідають на дні і створюється нерівномірність передачі енергії вибуху по довжині шпура, після вибуху утворюються сколи і інші пошкодження блоку, а в горизонтальних шпурах рідина витікає і необхідно свердлення виконувати з більшим уклоном відносно горизонту. Скляні порожнисті мікросфери діаметром менше 5мкм промислово не виготовляються і не дають стабільних результатів у зв'язку зі злипанням між собою, а порожнисті мікросфери діаметром більше 100мкм не розподіляються рівномірно при розведенні передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху і призводять до нерівномірної передачі енергії вибуху. При розведенні водою до різної в'язкості та з різною кількістю добавок, передавач та регульований послаблювач детонаційного імпульсу вибуху у шпурі, має консистенцію, що дозволяє заповнити шпур в якому закладений детонаційний шнур, але не заходить у невеличкі тріщини, передає та рівномірно розподіляє зменшене регульоване на 9 85774 вантаження на стінки шпурів від вибуху шн ура і забезпечує якісний розкол по ряду шпурів без пошкодження блоку з гірської породи. Розведений з антифризними добавками передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху дозволяє добувати блоки каменю в морозні погоди, без пошкодження блоків каменю. Зниження водневого показника лужної води з місцевих джерелдозволяє досягнути необхідної в'язкості і розвести, а не розчинити загусник. Випробування проводились при використанні способу видобування блочного каменю гірської породи. Варіанти виготовлення та використання передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху приводяться сумісно з описанням видобування блочного каменю, для відбиванні блоків необхідної категорії міцності гірської породи. Відомий спосіб формування свердловинного заряду описаний в [патенті України №39913, опублікованому 16.07.2001р. в бюл. №6, індекс МПК С06В23/00, F42B3/00, F42B3/087, F42D3/00] по якому спосіб формування свердловинного заряду виконується заповненням свердловини або еластичного рукава вибухо вою речовиною, яка складається з одного або кількох компонентів, розміщенням засобів ініціювання, причому заряд формують зі стискної вибухової речовини або вибухо вої речовини яка вміщує, принаймні один компонент, здатний змінювати свій об'єм під дією стовпа вибухової речовини, розташованої вище, а в склад вибухової речовини додатково вводять вату кордного воловна. Загальними суттєвими ознаками є те, що спосіб включає заповнення висвердленого отвору вибуховою речовиною, розміщення засобів ініціювання, та містить невибухо ву речовину. Недоліками відомого способу є те, що вата кордного воловна не забезпечує рівномірність густини закладених матеріалів, тому не забезпечуються якісний розкол по ряду шпурів без пошкодження відбиваємого блоку гірської породи. Найбільш близьким способом видобування блочного каменю є [описаний у патенті України №45275, що був опублікований 15.03.2002 у Бюл. №3, індекс МПК С06В23/00, Е21В7/00, Е21В43/263, Е21С27/00, F42B3/02, F42D1/08, F42D5/04,] спосіб видобування блочного каменю, при якому проводять буріння шпурів у гірській породі, виконують заходи щодо підготовки зарядів, споряджають заряди засобами ініціювання запалювання, встановлюють споряджені заряди у шпури, з'єднують засоби ініціювання запалювання з обладнанням для приведення в дію заряду, проводять підрив засобів ініціювання запалювання з наступним спрацьовуванням заряду, а відбійку гірського масиву проводять шляхом виділення газів при згорянні хімічної сполуки заряду в замкнутому об'ємі шпуру, який відрізняється тим, що як заряд використовують газоутворювачі шп урові, хімічна сполука яких не містить вибухового матеріалу, шля хом визначеного розміщення газотгворювачів шпурових при відбійці гірського масиву здійснюють одночасне його підкидання та зміщення по ніжній площині, проводять заходи щодо обстеження відбитого гірського масиву на тріщинува 10 тість, при якому проводять візуальний контроль гірського масиву та виявляють структуру каменю и наявність тріщин у зазначеному гірському масиві, за висновками обстеження та виявленням наявності тріщин визначають місця буріння додаткових шпурів у відбитому гірському масиві, проводять заходи щодо підготовки рядка з урахуванням виявлених тріщин, споряджають заряди ініціаторами запалювання, вставляють заряди у підготовлені додаткові шпури і з'єднують між собою з утворенням електричного кола, забивають зазначений шпур після встановлення газоутворювачів шп урових в отвір шпур у, проводять підрив засобів ініціювання запалювання з наступним спрацьовуванням газоугворювачів шпурових, виділенням газів при згорянні хімічної сполуки газоутворювачів шп урових та безпосередньою відбійкою товарного блока каменю зазначеними газами, при цьому місця буріння додаткових шпурів у відбитому гірському масиві визначають в інших місцях відносно площини тріщини, а як режим виділення газів застосовують режим недетонаційного згоряння хімічної сполуки газоутворювачів шп урових. Загальними суттєвими ознаками є те, що спосіб видобування блочного каменю в якому виконують буріння шпурів у гірський породі, виконують заходи щодо підготовки зарядів, встановлюють заряди у шпури, з'єднують засоби ініціювання з обладнанням для приводу в дію зарядів, заповнюють шпур сполукою яка не містить вибухового матеріалу, проводять підрив заряду. Недоліками відомого способу видобування блочного та штучного каменю є те, що використовується фугасний заряд, який із-за великого об'єму виділяємого газу підіймає велику кількість шкідливих речовин, а блок каменю може бути пошкодженим по причині високого підкидання, також відоме рішення не можливо використовувати для шп урів діаметром 40мм і менше, так як використовуються сполуки для яких такого перерізу недостатньо для створення заряду необхідної потужності. Метою винаходу є створення способу видобування блочного каменю та штучного каменю з гірських порід без пошкодження блоків з мінімальними витратами вибухового матеріалу, з можливістю регулювання передаточної сили, з мінімальним шкідливим впливом на екологію. Згідно винаходу проводять буріння рядів шпурів діаметром від 25 до 4мм по межам блоку у гірський породі з кроком 150-250мм недобур шпурів встановлює 80-150мм до габаритів блоку, встановлюють заряди - шнури що детон ують з високою швидкістю детонації, об'єднують заряди шнурами що детонують загальною сіткою. Діаметр шпурів в 5-10 раз перевищує поперечний переріз шнурів що детонують. Заповнюють шпури розведеною сумішшю передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху. Споряджають загальну сітку засобом ініціювання. Одночасно з бурінням шпурів одну грань блоку гірської породи відокремлюють від масиву гірської породи гідроразмивом, або відпилюванням. Передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху виготовляється з сухої суміші, яка містить розчинний у воді загусник, наприклад, ме 11 85774 тиловий ефір целюлози або гідроксіетилцелюлозу, або кросс-сополімер акрилової кислоти у кількості від 20% до 29% по масі, та послаблювач, наприклад, скляні мікросфери діаметром 5-100мкм у кількості від 80% до 71% по масі, яка розводиться при активному перемішуванні протягом 5-10 хвилин у співвідношенні 1 частина сухої суміші до 3555 частин води, наприклад водою технічною згідно стандарту колишнього СРСР (ГОСТ) 2874 по масі з доведенням водневого показника до рН6 - рН8, для чого добавляють аміачну воду. Або використовують воду з підвищеною лужністю, перевіряють її водневий показник і доводять його до рН4-рН7 за допомогою оцету, вугільної кислоти, лимонної кислоти. Розведенням водою в указаних межах, доводять передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху до умовної в'язкості до 4-8 секунд по стандартному кухолю ВМС ГОСТ 18992, в залежності від міцності гірської породи що добувають, або заміри умовної в'язкості виконують віскозиметром і доводять до умовної в'язкості 8-20 секунд по віскозиметру з соплом 6 мм по ГОСТ 9070, в залежності від міцності гірської породи. Далі з'єднують засоби ініціювання обладнанням для приводу в дію заряду. Проводять підрив засобів ініціювання з наступним спрацьовуванням заряду. На відміну від прототипу проводять буріння рядів шпурів по межам блоку у гірський породі з постійним кроком, встановлюють в шпури шнури, що детонують, об'єднують шпурові шнури, що детонують, у загальну сітку, розводять суху суміш передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху у шп урі при активному перемішуванні в співвідношенні 1 частина сухої суміші до 35-55 частин води по масі, добавляють коригуючий компонент, доводять водневий показник до рН 6 - рН 8 і одержують необхідну в'язкість, заповнюють шпури сумішшю розведеного передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху, далі споряджають засобом ініціювання загальну сітку, проводять підрив. Шпури діаметром від 25 до 40мм висвердлюють по межам блоку у гірський породі з кроком 150-250мм, а недобур шпурів по глибині встановлює 80-150мм до габаритів блоку. В якості лужного компоненту що коригує використовують аміачну воду, умовна в'язкість передавача та послаблювана детонаційного імпульсу вибуху в залежності від міцності гірської породи вибирається в межах від 8 до 20 секунд по віскозиметру з соплом 6мм по ГОСТ 9070, по принципу чим міцніша гірська порода, тим нижчої в'язкості виготовляють передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху. Для підвищення морозостійкості розводять суміш передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху з доповненням антифризною добавкою в кількості від 0,42% до 7,56% по масі від загальної маси розведеної суміші. Анти фризною добавкою являється - моноетиленгліколь або діетиленгліколь. Відмітними суттєвими ознаками достатніми у всіх випадках є те, що проводять буріння рядів шпурів по межам блоку у гірський породі з постійним кроком, встановлюють в шпури шнури, що детонують, об'єдн ують шпурові шнури, що де то 12 нують, у загальну сітку, вигото вляють передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху, заповнюють шпури сумішшю розведеного передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху, далі споряджають засобом ініціювання загальну сітку, проводять підрив Відмітними суттєвими ознаками достатніми в окремих випадках є те, що діаметр шпурів в 5-10 раз перевищує поперечний переріз шнурів що детонують. Шпури діаметром від 25 до 40мм висвердлюють по межам блоку у гірський породі з кроком 150-250мм, а недобур шпурів по глибині свердлення встановлює 80-150мм до габаритів блоку. Одночасно з бурінням шпурів одну грань блоку гірської породи відокремлюють від масиву гірської породи гідроразмивом, або відпилюванням. Описане рішення дозволяє видобувати блочний камінь з гірських порід без пошкодження блоків з мінімальними витратами вибухового матеріалу, та мінімальним шкідливим впливом на екологію, так як зарядами являються самі детонаційні шнури, в яких закладено вибухової речовини усього 9-12 грамів на погонний метр, а передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху передає та розподіляє послаблену енергію вибуху, при вибуху не виділяє токсичних речовин, про що є висновки офіційної експертизи. Шпури для виконання відколу блоків мають діаметр перерізу мінімально можливий для виконання свердлення на глибину до 5 метрів, тому при невеликих тр удовитрата х на свердлення шпурів, та малих витратах матеріалів добуваються блоки розміром порядку 8000 х 2000 х 4500 міліметрів. Відокремлення меншої, найбільш доступної грані блоку каменя гідроразмивом або відпилюванням, дозволяє уникнути можливості пошкодження блоку завдяки виключенню сили перпендикулярної двом другим напрямкам дії вибуху. На Фіг.1 показаний основний вид на блок каменю гірської породи з просвердленими в гірському масиві шпурами; На Фіг.2 показаний вид зверху на блок каменю в гірській породі; На Фіг.3 показаний розріз А-А по шп ур у; На Фіг.4 показана таблиця 1 категорій міцності породи та рекомендації вибору умовної в'язкості передавача та послаблювана детонаційного імпульсу вибуху, На Фіг.5 показана таблиця 2 залежності умовної в'язкості передавача та послаблювана детонаційного імпульсу вибуху від вмісту аміачної води. Використання способу видобування блочного каменю та виготовлення передавача та послаблювана детонаційного імпульсу вибуху виконується так, проводять буріння рядів вертикальних шпурів 1 та горизонтальних шпурів 2 діаметром 32мм по межам блоку 3 розмірами: довжина 8000мм, ширина 1800мм, висота 4500мм у гірський породі 4 з постійним кроком 180мм, недобур шпурів по глибині свердлення встановлює 80мм до габаритів блоку 3. Горизонтальні шпури 2 висвердлюють з уклоном 2 градуси для спрощення заповнення. Найбільш доступну, меншого розміру грань блоку відокремлюють відпилюванням 5. 13 85774 Встановлюють шнури 6, що детонують з високою швидкістю, типу ДША по стандарту колишнього СРСР (ГОСТ) 6196-68 з необхідною кількістю вибухової речовини в залежності від міцності гірської породи, наприклад, 9 грам на погонний метр, для добування блоків з породи габро, об'єднують заряди шнурами 7, що детонують, типу ДТП у загальну сітку. Суху суміш передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху, яка містить 0,25кг кросс-сополімеру на основі акрилової кислоти EZ-2, що поставляється фірмою Новеон (Noveon), та скляні порожнисті мікросфери діаметром 30мкм, що виготовляються ВАТ "Склозавод "Неман", місто Березовка, Республіка Біларусь в кількості 0,75кг розводять при активному перемішуванні протягом 5 хвилин в 20 частинах по масі води технічної з доведенням водневого показника до рН 7, для чого добавляють коригуючий компонент - аміачну воду 0,072кг (концентрація 25%) і доводять розведенням з доведенням частки води до 1 до 50 відносно маси сухої суміші, до необхідної в'язкості в залежності від міцності гірської породи, наприклад, для добування блоків з породи габро, в'язкість доводять до 14 секунд по віскозиметру з соплом 6 мм по ГОСТ 9070, з одночасною добавкою ще 0,108кг аміачної технічної води (концентрація 25%), перемішують в міксері не менше 5 хвилин. Цієї кількості передавача та послаблювана детонаційного імпульсу вибуху достатньо для відбивання цього блоку. Шпури заповнюють розведеною сумішшю поглинача та розподільника енергії вибуху 8 протягом години після виготовлення, споряджають детонатором загальну сітку, проводять підрив. При використанні способу та виготовленні передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху проводились експерименти. Для наочності оцінювання, кількісні характеристики приводяться у відсотках: 1) при пророботці підошви уступа в гірській породі габро міцністю 1 категорії по ЄНіР-36 (Єдині норми і розцінки -36) використовувався шнур , що детонує з високою швидкістю, ДТПА по стандарту колишнього СРСР (ГОСТ) 6196-68 (далі шнур що детонує) з 9 грамами вибухо вої речовини гексогену на метр при діаметрі шпурів 32мм, довжині шпурів 4420мм та 1720мм, з кроком між шпурами 150мм і в'язкістю передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху 14 секунд по віскозиметру В3-246 ГОСТ9070, який виготовлявся розведенням сухої суміші з 22% по масі Карбополу EZ-3, та 78% по масі скляних порожнистих мікросфер діаметром 40мкм у 50 частинах води по масі відносно однієї частини по масі сухої суміші, та коригуванням до рН7 додаванням 0,35% по масі 25% розчину аміаку водного технічного від об'єму розведеної суміші при перемішуванні протягом 9 хвилин. В горизонтальних шпурах використовується легка забійка з поролону. В результаті був одержаний блок довжиною 8000мм, шириною 1800мм, висотою 4500мм. При зовнішньому огляді зафіксовано, що відсутні сколи, пориви, тріщини та мікротріщини; 2) при відбиванні блока від масиву габро міцністю 1 категорії по ЄНіР-36 використовувався 14 шнур що детонує з 9 грамами вибухової речовини на метр при діаметрі шпура 40мм, довжині шпурів 1720мм, та 4420мм з кроком між шпурами 150мм, який виготовлявся розведенням при перемішуванні протягом 8 хвилин сухої суміші з 28% по масі гідроксіетилцелюлози, та 72% по масі скляних порожнистих мікросфер діаметром 80мкм у 45 частинах води відносно однієї частини по масі сухої суміші, та коригуванням до рН7 додаванням 0,35% по масі 25% розчину аміака водного технічного від об'єму розведеної суміші і в'язкістю передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху 13 секунд по віскозиметру В3-246 ГОСТ 9070 . Одержаний блок довжиною 8000мм, шириною 1800мм, висотою 4500мм. При зовнішньому огляді зафіксовано, що відсутні сколи, пориви, тріщини та мікротріщини. 3) при відбиванні блока від масиву габро міцністю 1 категорії по ЄНіР-36 використовувався шнур що детонує з 9 грамами вибухової речовини на метр при діаметрі шпура 45мм, довжині шпурів 1720мм, та 4420мм з кроком між шпурами 150мм і в'язкістю передавача та послаблювана детонаційного імпульсу вибуху 22 секунд по віскозиметру ВЗ-246 ГОСТ 9070, який виготовлявся розведенням при перемішуванні протягом 4 хвилин сухої суміші з 19% по масі Карбополу ΕΖ-3, та 81% по масі скляних порожнистих мікросфер діаметром 120мкм для чого суху суміш передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху розводили у 30 частинах води по масі, з коригуванням 0,65% по масі 25% розчину аміаку водного технічного від об'єму розведеної суміші. В результаті було складно заповнити шпури, при вибуху між деякими шпурами блок не відділився від масиву, довелось дорізати гідроразмивом контур блока, одержаний блок довжиною 8000мм, шириною 1800мм, висотою 4500мм мав сколи. 4) при відбиванні блока від масиву габро міцністю 1 категорії по ЄНіР-36 використовувався шнур що детонує з 12 грамами вибухової речовини на метр при діаметрі шпура 40мм, довжині шпурів 1720мм, та 4520мм з кроком між шпурами 280мм і в'язкістю передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху 13 секунд по віскозиметру В3-246 ГОСТ 9070, який виготовлявся розведенням при перемішуванні протягом 20 хвилин сухої суміші з 19% по масі гідроксіетилцелюлози виробництва ТОВ "Кубань Полімер", та 81% по масі скляних порожнистих мікросфер діаметром 120мкм у 60 частинах води відносно однієї частини по масі сухої суміші, та коригуванням до рН7 додаванням 0,35% по масі 25% розчину аміаку водного технічного від об'єму розведеної суміші. Одержаний блок довжиною 8000мм, шириною 1800мм, висотою 4500мм. При зовнішньому огляді зафіксовано, що відсутні пориви, тріщини та мікротріщини, але є сколи в тіло блока між шпурами нижньої горизонтальної межі блока. Шпури з кроком меншим 150мм не свердлили, так як трудомісткість такої роботи вже близька до відпилювання блока механічними засобами і це нераціонально використовувати, суттєвої різниці між результатами висвердлювання шпурів діаметром 25мм або 40мм немає, але шпури для сверд 15 85774 лення на глибину більше 3 метрів діаметра меншого 32мм в гірничому ділі не використовуються, а при діаметрі більшому 40мм трудомісткість роботи підвищена і це використовувати не раціонально. 5) при відбиванні блока від масиву габро міцністю 1 категорії по ЄНіР-36 використовувався шнур що детонує з 9 грамами вибухової речовини на метр при діаметрі шпура 32мм, довжині шпурів 1720мм, та 4400мм з кроком між шпурами 150мм і в'язкістю передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху 7 секунд по віскозиметру ВЗ246 ГОСТ 9070, який виготовлявся розведенням при перемішуванні протягом 4 хвилин сухої суміші з 18% по масі Карбополу EZ-3, та 82% по масі скляних порожнистих мікросфер діаметром 10мкм у 58 частинах води відносно однієї частини по масі сухої суміші, та коригуванням до рН7 додаванням 0,23% по масі 25% розчину аміаку водного технічного від об'єму розведеної суміші. В результаті передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху був дуже рідкий витікав з горизонтальних шпурів і був одержаний блок довжиною 8000мм, шириною 1800мм, висотою 4500мм. При зовнішньому огляді зафіксовано, що є сколи, пориви, тріщини, товарна цінність блока знижена. 6) при відбиванні блока від масиву мармуру міцністю II категорії по ЄНіР-36 використовувався шнур ДІЛ що детонує з вибухової речовини 9 грамів на метр при діаметрі шпура 25мм, довжині шпурів 1700мм, та 4400мм з кроком між шпурами 160мм і в'язкістю передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху 17 секунд по віскозиметру В3-246 ГОСТ 9070, який виготовлявся розведенням при перемішуванні протягом 6 хвилин сухої суміші з гідроксіетилцелюлози виробництва ТОВ "Кубань Полімер" 29% по масі, та 71% по масі скляних порожнистих мікросфер діаметром 60мкм у 38 частинах води відносно однієї частини по масі сухої суміші, та коригуванням до рН7 додаванням 0,42% по масі 25% розчину аміаку водного від об'єму розведеної суміші. Був одержаний блок довжиною 8000мм, шириною 1800мм, висотою 4500мм. При зовнішньому огляді зафіксовано, що відсутні сколи, пориви, тріщини та мікротріщини 7) при відбиванні блока від масиву червоного граніту міцністю 1 категорії по ЄНіР-36 використовувався шн ур що детонує з 12 грамами вибухової речовини на метр при діаметрі шпура 32мм, довжині шпурів 1720мм, та 4420мм з шагом між шпурами 160мм і в'язкістю передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху 11 секунд по віскозиметру ВЗ-246 ГОСТ 9070, який виготовлявся розведенням при перемішуванні протягом 7 хвилин сухої суміші з 22% по масі Карбополу EZ-3, та 78% по масі скляних порожнистих мікросфер діаметром 50мкм у 53 частинах води, відносно однієї частини по масі сухої суміші Воду брали з місцевого джерела Вода 16 мала водневий показник рН 12, для досягнення рН7 додавали оцет, а потім виконували виготовлення передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху. В результаті був одержаний блок довжиною 8000мм, шириною 1800мм, висотою 4500мм. При зовнішньому огляді зафіксовано, що відсутні сколи, пориви, тріщини та мікротріщини в блоці. 8) при відбиванні блока від масиву мармуру міцністю II категорії по ЄНіР-36 в морозну погоду при морозі 10°С використовувався шн ур ДШ що детонує з 9 грамами вибухової речовини на метр при діаметрі шпура 32мм, довжині шпурів 1700мм, та 4400мм з кроком між шпурами 150мм і в'язкістю передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху 17 секунд по віскозиметру В3-246 ГОСТ 9070, який виготовлявся розведенням при перемішуванні протягом 8 хвилин сухої суміші з 29% по масі Карбополу EZ-3, та 71% по масі скляних порожнистих мікросфер діаметром 36мкм у 46 частинах води та 2,5 (5,3% від загальної маси ) частинах діетиленгліколю відносно однієї частини по масі сухої суміші, та коригуванням до рН7 додаванням 0,42% по масі 25% розчину аміаку водного від об'єму розведеної суміші. Кількість діетиленгліколю пов'язана безпосередньо з температурою у кар'єрі. Готовий передавач та послаблювач детонаційного імпульсу вибуху не застив на морозі, без проблем були заповнені шпури і вставлені шнури що детонують, був одержаний блок довжиною 8000мм, шириною 1800мм, висотою 4500мм. При зовнішньому огляді зафіксовано, що відсутні сколи, пориви, тріщини та мікротріщини. По результатам серії експериментів були составлені - таблиця 1 категорій міцності породи та рекомендації вибору умовної в'язкості передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху (див.Фіг.4), та таблиця 2 залежності умовної в'язкості передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху від вмісту аміачної води (див Фіг.5), а також встановлено, що розведення водою передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху повинно виконуватися в межах від 35 до 55 частин по масі води на 1 частину по масі сухої суміші передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху. В якості лужного коригуючого компоненту допускається використовувати соду кальциновану, або гідроокис натрію, але при передозуванні такі компоненти призводять до деполімерізації загусника і неможливості забезпечити необхідну в'язкість. Використання скляних порожнистих мікросфер забезпечує найбільш стабільні результати, але можливо використання і інших речовин, тирса деревини, полімерні частки довільної форми, мінеральний порошок. 17 85774 18 19 Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 85774 Підписне 20 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMix and method for production of emitter and reducer of blast detonation pulse in blast-hole and method for production of block stone
Автори англійськоюKibzun Serhii Stepanovych, Kuratiova Tetiana Anatoliivna, Zakharchuk Mykhailo Volodymyrovych
Назва патенту російськоюСмесь и способ изготовления передатчика и ослабителя детонационного импульса взрыва в шпуре и способ добычи блочного камня
Автори російськоюКибзун Сергей Степанович, Куратева Татьяна Анатольевна, Захарчук Михаил Владимирович
МПК / Мітки
МПК: F42B 3/22, E21C 41/26, F42B 3/24, F42D 1/24, F42D 3/00
Мітки: видобування, послаблювача, шпурі, детонаційного, передавача, суміш, імпульсу, спосіб, каменю, виготовлення, вибуху, блочного
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/10-85774-sumish-ta-sposib-vigotovlennya-peredavacha-ta-poslablyuvacha-detonacijjnogo-impulsu-vibukhu-u-shpuri-ta-sposib-vidobuvannya-blochnogo-kamenyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Суміш та спосіб виготовлення передавача та послаблювача детонаційного імпульсу вибуху у шпурі та спосіб видобування блочного каменю</a>
Попередній патент: Адсорбційний акумулятор природного газу
Наступний патент: Спосіб розвідки і здобування метану з природних родовищ
Випадковий патент: Спосіб виготовлення керамічного сенсора вологості на основі zno