Спосіб створення біологічної моделі

Корисна модель відноситься до гірничої промисловості і може бути використана при веденні відкритих гірничих робіт для вибухового дробіння гірських порід.

Найбільш близьким технічним рішенням вибраним у якості прототипу є свердловинний заряд вибухової речовини з інертним проміжком, що має основний заряд, розосереджений інертним проміжком, проміжний детонатор з детонуючим шнуром та забивку. Кількість і форма інертних проміжків може бути різною. Співвідношення частин проміжку заряду розосередженого на секції інертним проміжком, а також довжина кожної секції може бути різною в залежності від необхідного перерозподілення енергії вибуху по усій довжині уступу. Інертні проміжки виконані із циліндричної і східчасто-конічної частин. Циліндрична частина проміжку заповнена дрібняком пінополістиролу або тирсою, а східчаста частина сформована із пінопласту або пластику відповідної форми. Причому звуження східчастої частини направлено в сторону устя секції заряду, де розміщений детонатор. За рахунок східчастості частини проміжку утворюється енергія вибуху у виді широкого пучка, яка проходить через проміжок із деякою затримкою і після цього ініціює заряд наступної секції. Заряд цієї секції робить більше руйнування, чим заряд секції у устя свердловини. Потім частина енергії вибуху другої секції переходить в енергію вибуху заряду наступної секції і так до забою. Енергія вибуху послідовно збільшується від секції у устя до секції у забою, що поліпшить ступінь дробіння гірської породи. [Авт. свід. СРСР № 1362213, МПК 4 F42 D1/02, 3/04, 1987].

Недоліком прототипу є складність конструкції свердловинного заряду вибухової речовини з інертним проміжком при забезпеченні нерівномірного дробіння підірваної гірської породи по довжині уступу. Крім того трудоємкість виготовлення конструкції заряду і витрати на її виготовлення визвані тим, що інертний проміжок заряду потребує спеціального виготовлення по формі з використанням спеціального матеріалу. Інертний проміжок, що складається із циліндричної і східчасто-конічної частин, розосереджений в заряді і детонатор з детонуючим шнуром, розміщений у верхній секції заряду, а також забивка із бурового дрібняка при роботі свердловинного заряду створять можливість послідовного збільшення енергії вибуху від секції заряду у устя до секції заряду у забою, що приведе до нерівномірного дробіння підірваної гірської породи по довжині уступу з викидом бурового пилу в атмосферу у устя свердловини, хоч забивка і буде виконувати функцію запирання продуктів вибуху у устя.

Причиною, що перешкоджає одержанню технічного результату корисної моделі, що заявляється, прототипом є:

- виконання інертного проміжку із циліндричної і східчасто-конічної частин, де циліндрична частина заповнена дрібняком пінополістиролу або тирсою, а інша частина проміжку сформована із пінопласту або пластику відповідної форми, і розосередженого в заряді, в верхній секції якого розміщений детонатор з детонуючим шнуром, а виконання забивки із бурового дрібняка, при роботі свердловинного заряду приведе до послідовного збільшення енергії вибуху від секції у устя до секції заряду у забою, при цьому частина енергії вибуху в верхній секції заряду буде направлена на забивку, запирання її відбудеться в забивці, але утворений буровий пил із устя свердловини викинеться у навколишнє середовище, що приведе до ускладнення конструкції заряду із нерівномірним дробінням підірваної гірської породи по довжині уступу, крім того виготовлення її буде трудоємким і потребує витрат, що збільшить собівартість виготовлення і погіршиться екологія навколишнього середовища.

Завданням корисної моделі, що заявляється є удосконалення конструкції свердловинного заряду вибухової речовини з інертним проміжком, в якому шляхом послідовного рівномірного розподілення енергії вибуху по довжині заряду від устя до забою свердловини за рахунок рівномірного розосередження по довжині заряду інертного проміжку із відходів вибухової мішкотари і проміжного детонатора у вибуховій речовині при оптимальному співвідношенні діаметра та довжини проміжку і забивки відносно діаметра свердловини, досягають спрощення конструкції свердловинного заряду вибухової речовини з інертним проміжком із забезпеченням рівномірного якісного дробіння підірваної гірської породи по довжині уступу і утилізації відходів, і за рахунок цього знижується трудоємкість і собівартість виготовлення конструкції свердловинного заряду і поліпшується екологія навколишнього середовища.

Поставлене завдання вирішується тим, що у відомій конструкції свердловинного заряду вибухової речовини з інертним проміжком, що має основний заряд, розосереджений інертним проміжком, проміжний детонатор з детонуючим шнуром та забивку, згідно корисної моделі в залежності від міцності гірських порід і гранулометричного складу відбитої гірничої маси основний заряд рівномірно розосереджений на частини одним або декількома інертними проміжками, виконаними із відходів вибухової мішкотари, щільно згорнутої в циліндричні рулони, діаметром рівним 0,8діаметра свердловини і довжиною рівною 4 діаметрам свердловини, при цьому в частинах його розміщені проміжні детонатори з'єднані детонуючим шнуром, а забивка виконана подібно інертному проміжку однакової довжини, діаметром рівним діаметру свердловини і розміщена над основним зарядом.

Суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є:

- основний заряд;

- інертний проміжок;

- розосередження основного заряда інертним проміжком;

- проміжний детонатор;

- детонуючий шнур;

- рівномірне розосередження основного заряду одним або декількома інертними проміжками в залежності від міцності гірських порід і гранулометричного складу відбитої гірничої маси;

- виконання інертного проміжку із відходів вибухової мішкотари, щільно згорнутої в циліндричні рулони, діаметром рівним 0,8діаметра свердловини і довжиною рівною 4 діаметрам свердловини;

- розміщення в частинах основного заряду проміжних детонаторів, з'єднаних детонуючим шнуром;

- виконання забивки подібно інертному проміжку однакової довжини і діаметром рівним діаметру свердловини;

- розміщення забивки над основним зарядом.

Новими суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є:

- рівномірне розосередження основного заряду одним або декількома інертними проміжками в залежності від міцності гірських порід і гранулометричного складу відбитої гірничої маси;

- виконання інертного проміжку із відходів вибухової мішкотари, щільно згорнутої в циліндричні рулони, діаметром рівним 0,8 діаметра свердловини і довжиною рівною 4 діаметрам свердловини;

- розміщення в частинах основного заряду проміжних детонаторів, з'єднаних детонуючим шнуром;

- виконання забивки подібно інертному проміжку однакової довжини і діаметром рівним діаметру свердловини;

- розміщення забивки над основним зарядом.

Указані суттєві ознаки необхідні і достатні у всіх випадках використання свердловинного заряду вибухової речовини з інертним проміжком.

Внаслідок того, що в залежності від міцності гірських порід і гранулометричного складу відбитої гірничої маси основний заряд рівномірно розосереджений на частини одним або декількома інертними проміжками, виконаними із відходів вибухової мішкотари, щільно згорнутої в циліндричні рулони, діаметром рівним 0,8 діаметра свердловини ідовжиною рівною 4 діаметрам свердловини, при цьому в частинах його розміщені проміжні детонатори з'єднані детонуючим шнуром, то при поданні детонуючого імпульсу по детонуючому шнуру до проміжного детонатора відбудеться вибух вибухової речовини у верхній частині основного заряду, енергія вибуху при проходженні через інертний проміжок спалює його і продукти вибуху заповнюють його об'єм, при цьому детонаційні властивості їх підсилюються продуктами вибуху вибухової речовини, розміщеної між інертним проміжком і стінками свердловини. У верхній частині заряду відбувається рівномірне розподілення енергії вибуху. При цьому в міру вибухового розкладу вибухової речовини детонація передається наступній частині заряду вибухової речовини, дублюючи передачу ініціюючого імпульсу по детонуючому шнуру цій частині заряду від проміжного детонатора, розміщеного в ній, підриваючи її "одночасно"-послідовно до нижньої частини заряду. За рахунок оптимального співвідношення діаметра і довжини інертного проміжку із відходів вибухової мішкотари відносно діаметра свердловини, а також розміщення проміжного детонатора в кожній частині основного заряду забезпечується автономність передачі детонації "одночасно"-послідовно від верхньої до нижньої частини заряду з незалежним тимчасовим ініціюванням в кожній окремій частині заряду, де проміжний детонатор здетонує майже одночасно, при цьому кожна частина заряду одержить однаковий імпульс і в кожній частині його буде виділятися однакова кількість енергії вибуху, яка буде "одночасно"-рівномірно діяти на стінки свердловини по усій довжині заряду від устя свердловини до забою і відповідно на масив по усій довжині уступу, що буде сприяти спрощенню конструкції свердловинного заряду вибухової речовини з інертним проміжком із забезпеченням рівномірного якісного дробіння підірваної гірської породи по довжині уступу і утилізації відходів, а це знизить трудоємкість і собівартість виготовлення конструкції свердловинного заряду, і поліпшить екологію навколишнього середовища.

У випадку, якщо діаметр інертного проміжку буде меншим 0,8 діаметра свердловини, а довжина його буде меншою 4 діаметрів свердловини, то за рахунок збільшення маси вибухової речовини в основному заряді, при вибусі її енергія вибуху при рівномірному розподіленні її по довжині заряду і тиску на стінки свердловини буде настільки великою, що дія її на масив по усій довжині уступу приведе до переподрібнення підірваної гірської породи по довжині уступу і нераціонального розходу вибухової речовини, що не дасть можливості забезпечити рівномірне якісне дробіння підірваної гірської породи по довжині уступу і збільшить собівартість виготовлення свердловинного заряду.

У випадку, якщо діаметр інертного проміжку буде більшим 0,8 діаметра свердловини, а довжина його буде більшою 4 діаметрів свердловини, то за рахунок зменшення маси вибухової речовини в основному заряді, при вибусі її, в міру вибухового розкладу вибухової речовини буде недостатньою передача детонації наступній частині основного заряду, що може привести до затухання її, або зовсім припиниться і енергія вибуху буде недостатньою для забезпечення рівномірного якісного дробіння підірваної гірської породи по довжині уступу.

Внаслідок того, що забивка виконана подібно інертному проміжку однакової довжини, діаметром рівним діаметру свердловини і розміщена над основним зарядом, то при вибусі вибухової речовини у верхній частині основного заряду енергія вибуху, крім того, що буде направлена на інертний проміжок також буде направлена і на забивку і при проходженні через неї, спалює її, а продукти вибуху, за рахунок оптимального співвідношення параметрів забивки відносно діаметра свердловини, заповнять утворений об'єм забивки з максимальним запиранням устя свердловини і направленням енергії вибуху на руйнування частини масиву у верхній частині уступу у устя, що буде сприяти забезпеченню рівномірного якісного дробіння підірваної гірської породи по довжині уступу. При цьому таке запирання не дасть можливості виходу продуктів вибуху із устя і уся енергія вибуху буде максимально використана по прямому її призначенню, що значно поліпшить екологію навколишнього середовища, що буде сприяти спрощенню конструкції свердловинного заряду вибухової речовини з інертним проміжком із забезпеченням рівномірного якісного дробіння підірваної гірської породи по довжині уступу і утилізації відходів.

У випадку, якщо забивка буде виконана діаметром меншим діаметра свердловини, то не відбудеться максимального запирання устя свердловини і продукти вибуху потраплять у повітря, що приведе до доцільної втрати енергії вибуху, а це порушить можливість забезпечення рівномірного і якісного дробіння підірваної гірської породи по довжині уступу.

У випадку, якщо забивка буде виконана діаметром більшим діаметра свердловини, то її неможливо буде розмістити в свердловині і відповідно така забивка буде непрацездатною, що порушить можливість забезпечення рівномірного якісного дробіння підірваної гірської породи по довжині уступу.

У випадку, якщо забивка буде виконана довжиною меншою 4 діаметрів свердловини, то таке порушення оптимальних відповідних параметрів приведе до того, що після вибуху вибухової речовини у верхній частині основного заряду продукти вибуху заповнять утворений об'єм забивки після її спалювання, а енергія вибуху у цьому об'ємі буде настільки перенасичена, що при дії її на стінки свердловини у верхній частині свердловинного заряду відбудеться відколювання підірваної гірської породи і викид її у верхній частині уступу, а це не дасть можливості досягти технічний результат корисної моделі, що заявляється.

У випадку, якщо забивка буде виконана довжиною більшою 4 діаметрів свердловини, то об'єм забивки, утворений після спалювання її енергією вибуху вибухової речовини у верхній частині основного заряду, заповнюється продуктами вибуху і енергія вибуху, яка буде тиснути на стінки свердловини буде недостатньою для рівномірного якісного дробіння підірваної гірської породи у верхній частині уступу, так при цьому порода при її руйнуванні буде крупнокусковою, що не дасть можливості одержати рівномірне якісне дробіння підірваної гірської породи по довжині уступу від устя свердловини до забою.

Суттєвість корисної моделі пояснюється кресленнями, де:

- на фіг. 1 зображений загальний вигляд корисної моделі, що заявляється в поздовжньому розрізі з одним інертним проміжком;

- на фіг. 2 - теж з декількома інертними проміжками;

- на фіг. 3 - розріз по А-А фіг. 1;

- на фіг. 4 - розріз по Б-Б фіг. 1.

Свердловинний заряд вибухової речовини з інертним проміжком, що має основний заряд 1 заданої довжини і маси рівномірно розосереджений на частини одним або декількома інертними проміжками 2, проміжні детонатори 3, розміщені в його частинах у вибуховій речовині і з'єднані поміж собою детонуючим шнуром 4, забивку 5. Інертні проміжки 2 виконані із відходів вибухової мішкотари, щільно згорнутої в циліндричні рулони, діаметром рівним 0,8 діаметра свердловини і довжиною рівною 4 діаметрам свердловини. Забивка 5 виконана подібно інертному проміжку 2 однакової довжини, діаметром рівним діаметру свердловини і розміщена над основним зарядом.

Свердловинний заряд вибухової речовини з інертним проміжком працює наступним чином.

При поданні детонуючого імпульсу по детонуючому шнуру (ДШ) 4 до проміжного детонатора 3, розміщеного у вибуховій речовині (ВР) верхньої частини основного заряду 1 відбудеться вибух ВР і передача детонації по ДШ 4 до наступного проміжного детонатора 3, розміщеного у ВР наступної частини основного заряду 1 і вибуховій речовині, розміщеній в зазорі між інертним проміжком 2 і стінкою свердловини. Енергія вибуху при проходженні через інертний проміжок 2, виконаний із відходів вибухової мішкотари, щільно згорнутої в циліндричний рулон, що розміщений із зазором відносно стінок свердловини, заповненим вибуховою речовиною, спалює інертний проміжок 2, продукти вибуху заповнюють об'єм інертного проміжку 2, при цьому детонаційні властивості їх підсилюються продуктами вибуху вибухової речовини, розміщеної між інертним проміжком 2 і стінками свердловини. Енергія вибуху рівномірно розподіляється у верхній частині основного заряду 1. В міру вибухового розкладу вибухової речовини детонація "одночасно"-послідовно передається наступній частині основного заряду 1 вибухової речовини, дублюючи передачу ініціюючого імпульсу по детонуючому шнуру 4 цій частині заряду від проміжного детонатора З, розміщеного в ній, підриваючи її з рівномірним розподіленням енергії вибуху у цій частині заряду, що може бути нижньою частиною його, або проміжною при декількох інертних проміжках 2 і так до нижньої частини заряду в залежності від кількості рівномірно розміщених частин основного заряду 1 при оптимальному співвідношенні параметрів інертного проміжку 2 і забивки 5 відносно діаметра свердловини залежно від міцності гірських порід і гранулометричного складу відбитої гірничої маси. Забезпечується автономність передачі детонації від верхньої до нижньої частини заряду з незалежним тимчасовим ініціюванням в кожній окремій частині заряду. При цьому, так як забивка 5 виконана подібно інертному проміжку 2 однакової довжини, розміщена над основним зарядом 1 з діаметром рівним діаметру свердловини, то при вибусі ВР у верхній частині основного заряду 1, енергія вибуху, що буде направлена на забивку 5 спалить її, заповнюючи її об'єм продуктами вибуху, відбудеться максимально можливе запирання продуктів вибуху у устя свердловини без викиду продукту забивки в атмосферу і уся енергія вибуху буде направлена на стінки свердловини, що дасть можливість у цій частині заряду забезпечити рівномірне якісне дробіння підірваної гірської породи. Завдяки тому, що у кожній частині заряду "одночасно"-послідовно відбувається рівномірне якісне дробіння підірваної гірської породи, то це спростить конструкцію свердловинного заряду з забезпеченням рівномірного якісного дробіння підірваної гірської породи по довжині уступу і утилізує відходи, а за рахунок цього знизиться трудоємкість і собівартість виготовлення конструкції свердловинного заряду, і поліпшиться екологія навколишнього середовища.

Використання корисної моделі, що заявляється дозволить досягти спрощення конструкції свердловинного заряду вибухової речовини з інертним проміжком із забезпеченням рівномірного якісного дробіння підірваної гірської породи по довжині уступу і утилізації відходів і за рахунок цього знизиться трудоємкість і собівартість виготовлення конструкції свердловинного заряду і поліпшиться екологія навколишнього середовища завдяки рівномірному розосередженню по довжині заряду інертного проміжку, або декількох виконаних із відходів вибухової мішкотари і проміжного детонатора, або детонаторів, розміщених у вибуховій речовині при оптимальному співвідношенні діаметра і довжини проміжку відносно діаметра свердловини, а також забивки виконаної подібно інертному проміжку однакової довжини, діаметром рівним діаметру свердловини і розміщеної над основним зарядом, шляхом "одночасно"-послідовного рівномірного розподілення енергії вибуху по довжині заряду від устя до забою свердловини. Технічний результат досягається у зв'язку з тим, що інертний проміжок і забивка, які виконані із відходів вибухової мішкотари мають однакову довжину рівну 4 діаметрам свердловини, при цьому діаметр інертного проміжку складає 0,8 діаметра свердловини, а діаметр забивки рівний діаметру свердловини.