Свердловинний заряд вибухової речовини

Изобретение относится к области буровзрывных работ и может быть использовано для уступной отбойки горных пород. Известны скважинные заряды для уступной отбойки горных пород, содержащие взрывчатое вещество (ВВ) в виде колонки постоянного сечения, средства инициирования (детонирующий шн ур, боевик), забойку [1]. Недостатком известных скважинных зарядов является то, что при подрыве детонирующего шн ура (ДШ) вокруг него образуется "канал", способствующий усиленному выносу на большую высоту пылегазовых продуктов, загрязняя атмосферу, а также снижению запирающего эффекта забойки, что приводит к ухудшению качества дробления горных пород. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа скважинный заряд, включающий забойку и ВВ с установленным в нем боевиком, связанным с ДШ [2]. Последний на участке забойник уложен по высоте в виде Z-образной линии. После инициирования ДШ в забойке образуется Z-образный уплотненный "канал", соединяющий ВВ с атмосферой. От срабатывания боевика в скважине образуются газообразные продукты детонации, которые, устремляясь в атмосферу, снимают Zобразную часть "канала". При этом плотность запирания продуктов детонации в скважине повышается. К недостаткам указаного технического решения можно отнести следующее: 1) Согласно "Единым правилам безопасности" [3] при глубине скважины более 15 м обязательно дублирование взрывной сети (основная и резервная магистрали), что в значительной степени сужает область применения прототипа, не предусматривающего дублирования; 2) В прототипе невозможно осуществить контроль расположения ДШ в забойке, что может привести к изменению углов его изгиба до предельных (> 90°), а следовательно, к отказам. Если изгиб ДШ при его укладке меньший, то есть его расположение близко к прямолинейному, то указанные в прототипе эффекты, связанные с повышением плотности запирания продуктов детонации, отсутствуют, и более того, технологически весьма трудно создать Z-образную форму ДШ по всей высоте забойки, что не позволяет реализовать указанные в прототипе эффекты; 3) Наличие непосредственно контакта "канала" ДШ, образуемого при его подрыве, с ВВ способствует свободному, мгновенному проникновению в "канал" паропродуктов детонации из зарядной полости, что, вопервых, не предотвращает их выброс в атмосферу и, во-вторых, приводит к снижению запирающего эффекта забойки, а следовательно, к уменьшению времени воздействия взрывных нагрузок на разрушаемый массив, что отрицательно влияет на качество дробления горных пород. В основу изобретения поставлена задача снижения выбросов в атмосферу пыли и газов, а также повышения эффективности действий заряда путем создания условий предотвращения выноса мелкодисперсных частиц из скважины и рационального нагружения массива при производстве массовых взрывов на карьерах. Решение поставленной задачи достигается созданием новой конструкции скважинного заряда, включающего взрывчатое вещество, боевик с детонирующим шнуром и забойку, согласно изобретению, заряд снабжен круглой запирающей прокладкой с двумя отверстиями, диаметрально расположенными по ее краям, размещенной между ВВ и забойкой, а также дополнительным боевиком с детонирующим шнуром, причем каждый детонирующий шнур пропущен через одно отверстие и расположен на половине внешней боковой стороны забойки по винтовой линии. Наклонное пересечение детонирующи х шн уров в забойке, достигаемое за счет их расположения на внешней стороне забойки по винтовой линии и перемещения в горизонтальной плоскости на 180°, образует пересекающиеся "каналы", которые вследствие наложения ударных волн в различные моменты времени взаимно уничтожаются. Этим достигается повышение запирающего действия забойки и уменьшение выброса в атмосферу мелкодисперсных частиц. При перемещении ДШ ''в горизонтальной плоскости на угол величиной менее 180° не достигается условие пересечения "каналов", образующи хся в процессе прохождения по детонирующим шн урам детонационной волны с последующим их ("каналов") взаимным погашением в момент взрыва. В этом случае не обеспечивается эффект запирания продуктов детонации и не предотвращается свободный вынос газообразных продуктов взрыва и пылевых фракций забоечного материала по непересекающимся "каналам" из взрывной скважины на дневную поверхность, как это имеет место при обычном расположении ДШ параллельно скважине. При перемещении ДШ в горизонтальной плоскости на угол величиной более 180° практически исчезают эффекты, связанные с пространственным расположением ДШ в забойке. Роль круглой запирающей прокладки, находящейся в непосредственном контакте с ВВ, сводится также к тому, чтобы снизить ударное воздействие продуктов детонации на забойку, что обеспечивает снижение ее насыщения газообразными продуктами взрыва и, как следствие, уменьшение выброса в атмосферу вредных газов. Предлагаемое расположение ДШ в забойке предотвращает их растяжение при уплотнении ВВ под действием силы тяжести верхней его части и забойки, что может привести к изменению углов, под которыми соединяются нити ДШ, прокладываемые от боевиков к секционным, основной и резервной магистрали взрывной сети, и следовательно, к подбою зарядов и их отказам. На чертеже представлена конструкция скважинного заряда, содержащего взрывчатое вещество 1 с боевиками 2, инициируемыми детонирующими шнурами 3, забойку 4, а также круглую запирающую прокладку 5 с двумя отверстиями в ней 6, диаметрально расположенными по ее краям. Нити ДШ пропущены по одной через отверстия в запирающей прокладке, выполненной, например из транспортерной ленты. Скважинный заряд формируется любым известным способом (механизированным или ручным). Во взрывную скважину помещают взрывчатое вещество , например, граммонит 79/2, а также два боевика, например тротиловые шашки Т-400, а концевые отрезки детонирующего шнура марки, например, ДШЭ-12 пропускают через отверстия в круглой запирающей прокладке и выводят на поверхность. Круглую запирающую прокладку опускают на поверхность взрывчатого вещества и частично пригружают материалом забойки. В процессе дальнейшего заполнения верхней части скважины забоечным материалом нити детонирующи х шн уров укладывают по винтовой линии с одновременным их перемещением в горизонтальной плоскости на 180°. Устройство работает следующим образом. При инициировании взрывчатого вещества 1 боевиками 2 с передачей детонации по детонирующим шнурам 3 вокруг последних образуются "каналы", которые из-за расположения по винтовой линии и перемещения в горизонтальной плоскости на 180° "охлопываются", препятствуя разгерметизации взрывной камеры и выносу забоечного материала 4 на дневную поверхность. При этом круглая запирающая прокладка 5 с двумя отверстиями 6 для пропуска детонирующих шн уров 3 снижает ударное воздействие газообразных продуктов детонации, а также препятствует их прорыву и насыщению ими забоечного материала 4, что способствует дискретному (одномоментному) и уменьшенному выбросу в атмосферу пыли и газа. Использование предлагаемой конструкции скважинного заряда позволяет по сравнению с прототипом: а) снизить интенсивность проникновения продуктов детонации в забойку и ее насыщение ядовитыми газами за счет наличия круглой запирающей прокладки; б) увеличить время воздействия взрывных нагрузок на разрушаемый массив за счет повышения запирающего эффекта забойки при расположении ДШ по винтовой линии и их перемещении в горизонтальной плоскости на 180°; в) повысить надежность инициирования скважинного заряда или его частей; г) уменьшить пылегазовыделение за счет дискретного (одномоментного) выброса в атмосферу забоечного материала в ненасыщенном ядовитыми газами состоянии; д) снизить затраты на взрывную отбойку горных пород при проведении массовых взрывов на карьерах. Экспериментальные исследования заявляемого скважинного заряда в условиях железорудных карьеров Кривбасса показали, что по сравнению с прототипом применение заявляемого скважинного заряда взрывчатого вещества обеспечивает в зависимости от крепости горных пород и условий взрывания сокращение расхода забоечного материала в 2 раза без ухудшения качества дробления пород и увеличения разлета кусков горной массы. Это способствует повышению уровня охраны окружающей среды при общем снижении затрат на проведение массовых взрывов на карьерах. Таким образом, реализация заявляемого скважинного заряда взрывчатого вещества при проведении массовых взрывов на карьерах обеспечивает экономический и социальный эффект.