Спосіб заряджання обводнених свердловин вибуховою речовиною

Спосіб заряджання обводнених свердловин вибуховою речовиною (ВР), що включає опускання в свердловину з водою до її вибою еластичної водонепроникної оболонки, установку засобів ініціювання, формування заряду ВР і забивки, який відрізняє ться тим, що залишають відкритим нижній кінець еластичної водонепроникної оболонки, в якій попередньо, починаючи від її нижнього кінця, споруджують ділянку твердої оболонки, на яку за допомогою труби надівають згаданий кінець еластичної водонепроникної оболонки із наступною герметичною фіксацією, опускання еластичної водонепроникної оболонки в обводнену свердловину здійснюють під дією ваги труби до впровадження її торцевої поверхні в пульпу вибою свердловини, воду, поміщену в еластичну оболонку, використовують як компонент ВР і забивки, яку формують одночасно із формуванням заряду ВР, при цьому на параметри труби, еластичної оболонки і свердловини накладають обмеження: 0,5R £ R3 £ 0,9R , Корисна модель відноситься до галузі гірничої справи і може бути використаний при виробництві буровибухови х робіт в обводнених гірничих породах. Відомий спосіб заряджання обводнених свердловин по [а. с. СРСР, №1422775, МКВ4 F42D3/00, ДСВ, 1971р.], що включає опускання в свердловину з водою до її вибою еластичної водонепроникної оболонки, установку засобів ініціювання, формування заряду вибухової речовини (ВР) і забойки. На відміну від заявленого способу заряджання обводнених свердловин, нижній кінець еластичної водонепроникної оболонки попередньо герметизують. Опускання еластичної водонепроникної оболонки в обводнену свердловину здійснюють під дією ваги вантажу, який прив'язують до її нижнього кінця. В якості вантажу використовують шматок породи. Формування заряду ВР роблять з одночасним витисненням води зі свердловини. Найбільш близьким за технічною сутністю і прийнятий за прототип є спосіб по [патенту України, №95125561, МКВ5 Е21С41/26, F42D3/00, офіційний бюлетень "Промислова власність" №3, 1977p.], який включає опускання в свердловину з водою до її вибою еластичної водонепроникної де R - радіус свердловини, м, R3 - зовнішній радіус труби, м; (( ) ) (13) (19) UA (11) 1000 £ R2 - r 2 Hrг / R3 £ 3500 , З 0 де 1000, 3500 - емпіричні коефіцієнти. 25175 де R0 - радіус внутрішнього перерізу водонепроникної еластичної оболонки, м; ρг≥1500 кг/м 3, де ρг - щільність матеріалу, з якого виготовлена труба, кг/м 3; 150 мкн≤t≤500 мкн, де t - товщина водонепроникної еластичної оболонки, мкн; 1000 кг/м 3≤ρв≤1100 кг/м 3, де ρв - щільність води в свердловині, кг/м 3, а їхнє співвідношення визначається емпіричною залежністю: U 0,2R £ r £ 0,65R , де r - радіус центрального отвору труби, м; 2,5R £ H £ 7,5R , де H - довжина труби, м; 0,8R £ R0 £ 1,1 , R 3 25175 оболонки, установку засобів ініціювання, формування заряду ВР і забойки. На відміну від заявленого, нижній кінець еластичної водонепроникної оболонки попередньо герметизують, потім еластичну оболонку, під дією ваги ВР, опускають в обводнену свердловину. Формування заряду ВР роблять з одночасним витисненням води зі свердловини. Транспортування гранул ВР в еластичн у водонепроникну оболонку здійснюють у вигляді суспензії. Загальним недоліком приведених способів є те, що ви хідний стан еластичної водонепроникної оболонки до формування заряду знаходиться в нерозкритому вигляді. Розкриття еластичної водонепроникної оболонки здійснюється в процесі формування заряду під впливом маси вибухової речовини. При цьому, частина еластичної водонепроникної оболонки, незаповненої вибуховою речовиною, знаходиться в закритому стані через постійну дію на неї гідростатичного тиску стовпа води в свердловині, яка витісняється ВР. Це обумовлює формування заряду з різним перетином за довжиною свердловини, що приводить до зниження маси заряду в свердловині, ефективності заряджання та погіршенню якості дроблення гірничої породи енергією вибуху. Крім того, при опусканні в свердловину з водою еластичної водонепроникної оболонки з вантажем, у вигляді шматка породи з лінійними розмірами менше ніж її діаметр, на її нижньому кінці, відбувається різке обтиснення вантажу гідростатичним тиском води, що приводить до зсуву вантажу щодо осі симетрії згаданої оболонки. Поступальний рух еластичної водонепроникної оболонки з центром ваги вантажу, зміщеним від вертикальної осі симетрії свердловини і еластичної оболонки, а також різниця в гідростатичних опорах, які виникають у результаті їх впливу на різні ділянки еластичної оболонки, призводить до виникнення в оболонці крутного моменту і прокручування її навколо осі симетрії. Прокручування нерозкритої еластичної водонепроникної оболонки в обводненій свердловині і її затиснення стовпом витиснутої води, в процесі формування заряду, приводить до неповного розкриття порожнини оболонки зарядженою ВР і не дозволяє сформувати заряд ВР необхідної маси, що погіршує ефективність свердловинного заряду і якість дроблення гірничої породи енергією вибуху. Також при зануренні еластичної оболонки в свердловину можливі її пориви з проникненням проточної води в заряд, що приведе до вимивання і розчинення розчинних компонентів ВР, зокрема грамоніта, аміачної селітри, що викликає відмову вибуху заряду. Для усунення вищенаведених недоліків, перед заряджанням воду зі свердловини відкачують. Однак цей прийом ускладнює процес заряджання свердловини ВР і є малоефективним. В основу корисної моделі поставлена задача, удосконалити спосіб заряджання обводнених свердловин ВР, шляхом компенсації гідростатичного тиску і рівномірного розподілу гідравлічних опорів, що впливають на еластичну оболонку в обводненій свердловині, забезпечити повне розкриття порожнини еластичної оболонки в свердловині та 4 герметичність, безперешкодне її занурення в свердловину і, за рахунок цього, значно підвищити ефективність заряджання, спростити й здешевіти спосіб. Поставлена задача досягається тим, що в способі заряджання обводнених свердловин вибуховою речовиною, який включає опускання в свердловину з водою до її вибою еластичної водонепроникної оболонки, установку засобів ініціювання, формування заряду ВР і забойки, згідно корисної моделі, нижній кінець еластичної водонепроникної оболонки залишають відкритим, в якій попередньо, починаючи від її нижнього кінця, споруджують ділянку твердої оболонки, за допомогою труби на яку надягають згаданий кінець еластичної водонепроникної оболонки із наступною герметичною фіксацією, опускання еластичної водонепроникної оболонки в обводнену свердловину здійснюють під дією ваги труби до впровадження її торцевої поверхні в пульпу вибою свердловини, воду, ув'язнену в еластичну оболонку, використовують як компонент ВР і забойки, яку формують одночасно із формуванням заряду ВР, при цьому на параметри труби, еластичної оболонки і свердловини накладають обмеження: 0,5R≤R3≤0,9R, де R - радіус свердловини, м, R3 - зовнішній радіус труби, м; 0,2R£r£0,65R, де r - радіус центрального отвору труби, м; 2,5R£H£7,5R, де Н - довжина труби, м; 0,8R£R0£1,1R, де R0 - радіус внутрішнього перетину водонепроникної еластичної оболонки, м; r г³1500кг/м 3, де r г- щільність матеріалу, з якого виготовлена труба, кг/м 3; 150мкн£t£500мкн, де t - товщина водонепроникної еластичної оболонки, мкн; 1000кг/м 3£r в£1100кг/м 3, де r в - щільність води в свердловині, кг/м 3, а їхнє співвідношення визначається емпіричною залежністю: 1000£((Rз2-r2)Нr г)/R03£3500, де 1000, 3500 - емпіричні коефіцієнти. Завдяки тому, що в способі заряджання обводнених свердловин ВР нижній кінець еластичної водонепроникної оболонки залишають відкритим, у якій попередньо споруджують ділянку з твердою оболонкою, за допомогою труби на яку надягають згаданий кінець еластичної водонепроникної оболонки, її опускання в обводнену свердловину під дією ваги тр уби до вибою свердловини, використання води, ув'язненої в оболонці, в якості компонента ВР і забойки, і визначення параметрів у визначеній емпіричній залежності, досягнуте безперешкодне занурення згаданої оболонки в обводнену свердловину, що дозволило виключити її прокручування в процесі занурення в обводнену свердловину і сформувати заряд необхідної маси, і, за рахунок цього, значно підвищити ефективність заряджання, спростити й здешевіти спосіб. 5 25175 Безперешкодне занурення еластичної водонепроникної оболонки в обводнену свердловину пояснюється тим, що при її зануренні з відкритим нижнім кінцем, гідростатичний тиск на стінку згаданої оболонки з внутрішньої і зовнішньої сторони скомпенсований, і центр ваги, під дією якого опускається еластична оболонка, зорієнтований щодо осі симетрії. Рух еластичної оболонки з трубою в нижній частині забезпечує рівність гідравлічних опорів, які надаються потоком води на ділянки нижнього торця оболонки, що не викликає виникнення деформації крутіння оболонки. Вода зі свердловини, через відкритий нижній кінець еластичної водонепроникної оболонки, надходить у неї, і, в міру її занурення в свердловину, заповнює її внутрішній простір і розкриває її. Досягши вибою свердловини, труба своєю торцевою поверхнею, впроваджується в пульпу вибою свердловини і замулюється. Таким чином, забезпечується самогерметизація еластичної водонепроникної оболонки від свердловинної води з боку її нижнього кінця. Це дозволило використовува ти воду, ув'язнену в еластичну водонепроникну оболонку, в якості компонента ВР і забойки, і створити менш трудомісткий спосіб. Стало можливим формування заряду ВР різними типами ВР, зокрема сухим, гранульованим, пластичним чи рідким. Сутність корисної моделі пояснюється кресленням. Спосіб заряджання обводнених свердловин включає опускання в свердловину 1 з водою 2 до вибою 3 свердловини еластичної водонепроникної оболонки 4, установку засобів ініціювання 5, виконаних із детонуючого шн ура 6 і тротилових шашок 7, формування заряду ВР 8 і забойки 9. Нижній кінець еластичної водонепроникної оболонки 4 виконаний відкритим. У самій оболонці 4, попередньо споруджують ділянку із твердою оболонкою за допомогою труби 10, на яку надягають згаданий кінець еластичної водонепроникної оболонки 4 із наступною його фіксацією. Як матеріал, для виготовлення труби 10 використовують піскобетон, азбоцемент, піскоцемент і т.п. матеріали, які не дають іскри і мають щільність не менш 2,5г/см 3. Для кращого впровадження труби 10 у пульпу 11 вибою 3 свердловини 1, її вільну торцеву поверхню 12 виконують, наприклад, клиноподібної форми або обробляють фасками під кутом 30-40°. Приклад конкретного виконання способу. Роблять зарядження ВР свердловини 1 діаметром 250мм, глибиною 18м і висотою стовпа води в свердловині 8м. У якості ВР використовують емульсійні вибухо ві речовини (ЕВР) Емоніт або Україніт ПП-2. До початку заряджання в обводнену свердловину 1 опускають нерозкриту, еластичну водонепроникну оболонку 4 довжиною 19м, діаметром 250-260мм, товщиною 400-450мкн, нижній кінець якої натягнутий на відрізок труби 10 із азбоцементу з зовнішнім діаметром 180мм і висотою 350мм. Вільна торцева поверхня труби 12 має клиноподібну форму. Маса труби 10 узята 10,0кг. Занурення еластичної водонепроникної оболонки 4 у свердловину 1 здійснюють під дією ваги тр уби 10 зі 6 швидкістю 1м/с до упровадження вільної торцевої поверхні 12 згаданої труби 10 у пульпу 11 вибою 3 свердловини 1. Після впровадження труби 10 у пульпу 11, вільний кінець труби замулюється, і герметично перекриває нижній кінець водонепроникної оболонки, у якій ув'язнена свердловинна вода, з рівнем фактичного гідростатичного рівня води в свердловині. Після завершення процесу занурення еластичної водонепроникної оболонки 4, її верхню частину, що ви ще рівня свердловинної води, розкривають вручну і в усередину оболонки вводять засоби ініціювання 5, виконані із воловодів чи детонуючого шнура 6 і шашок-детонаторів 7. Потім, в усередину еластичної водонепроникної оболонки 4 опускають зарядний шланг від доставочно-зарядної машини «Емоніт-1» (на кресленні не показано) і роблять формування заряду 8 з ЕВР. При цьому, воду ув'язнену в еластичну водонепроникну оболонку 4, яка знаходиться над зарядом ЕВР використовують в якості гідрозабивки. Після формування заряду ЕВР зарядний шланг витягують із еластичної оболонки 4. Достоїнством заряджання ЕВР в еластичну оболонку є те, що вода є охолоджувачем ВР, що вводиться в оболонку при температурі до 95°С, і таким чином перешкоджає розм'якшенню рукава і його розриву на природних тріщинах усередині свердловин. Формування заряду ЕВР в рукаві приводить до його більш якісної сенсибілізації, та усовує вплив проточної води на властивості ВР, що дозволяє зберегти без погіршення вибухові характеристики, такі як щільність і швидкість детонації. Одночасно з формуванням заряду ЕВР, формують забивку 9, у якості якої використовують стовп води, витиснутої з водонепроникної оболонки вибуховою речовиною. Експериментально встановлено, що стабільне і надійне заповнення внутрішнього простору еластичної водонепроникної оболонки, її розкриття, а також надійне замулювання торцевої поверхні труби, відбувається при зануренні оболонки під дією ваги труби в обводнену свердловину зі швидкістю від 0,5 до 2м/с. Враховуючи те, що швидкість занурення еластичної оболонки прямопропорційна масі труби, а маса труби визначена конструктивними параметрами і щільністю матеріалу, з якого виготовлена труба, то для забезпечення швидкості занурення оболонки в межах від 0,5 до 2м/с, на параметри труби, еластичної оболонки і свердловини накладають обмеження: 0,5R£R3£0,9R, де, R - радіус свердловини, м, R3 - зовнішній радіус труби, м; 0,2R£r£0,65R, де r - радіус центрального отвору труби, м; 2,5R£H£7,5R, де Н - довжина труби, м; 0,8R£R0£1,1R, де R0 - радіус внутрішнього перетину водонепроникної еластичної оболонки, м; r г³1500кг/м 3, де r г- щільність матеріалу, з якого виготовлена труба, кг/м 3; 150мкн£t£500мкн, 7 25175 де t - товщина водонепроникної еластичної оболонки, мкн; 1000кг/м 3£r в£1100кг/м 3, де r в - щільність води в свердловині, кг/м 3, Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 8 а їхнє співвідношення визначається емпіричною залежністю: 1000£((Rз2-r2)Hr г)/R03£3500, де 1000, 3500 - емпіричні коефіцієнти. Підписне Тираж 26 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