Свердловинний заряд

1.Свердловинний заряд, що містить вибухову речовину, та гірлянду ініціаторів на детонуючому шнурі у ній, розташований на відстаням між ними, граничні значення яких знаходять із співвідношення 0,45 W ³ L ³ 8,6 dз, при цьому, зарядам великого діаметру краще відповідає співвідношення 0,35 W ³ L ³ 2 dз, а зарядам малого 0,3 W ³ L³ 7,5 dз, де W – відстань від центру заряду до вільної поверхні, м ; A (54) СВЕРДЛОВИННИЙ ЗАРЯД 34158 Своєчасність створення більш ефективного СЗ, який пропонується, підтверджується необхідністю економії ВР, яка має високу вартість, а також недостатньою якістю подрібнення гірничих порід вибухом. Задачею винаходу є створення такого СЗ в якому ізоляцією місць контакту ініціаторів із ДШ від свердловинних вод і останнього від ВР, за рахунок розташування ініціаторів разом із ДШ у пустотілій еластичній трубочці, забезпечується підвищення надійності спрацювання СЗ, економія ВР і покращення якості подрібнення гірничих порід. Для вирішення задачі винаходу у відомому свердловинному заряді, що містить вибухову речовину, та гірлянду ініціаторів у ній, розташованих на детонуючому шнурі на відстанях між ними, граничні значення яких знаходять із співвідношення 0,45 W ³ L ³ 8,6 dз, при цьому зарядам великого діаметру краще відповідає співвідношення 0,35 W ³ L ³ 2 dз, а зарядам малого 0,3 W ³ L ³ 7,5 dз, де W-відстань від центру заряду до вільної поверхні, м, L- відстань між ініціаторами, м, dз- діаметр заряду, м, набійку, та зачиняючий заряд у ній, що спрацьовує після спрацювання частини заряду на межі із набійкою, в якому згідно винаходу, ініціатори разом із детонуючим шнуром розташовані у пустотілій еластичній трубочці, при цьому довжина заряду ініціатора, визначена в його діаметрах знаходиться у межах 2 di Li 40 di, а сам діаметр ініціатора - відповідно 1,2 dш di 0,45 dз, де dш - діаметр детонуючого шнура розташованого у пустотілій трубочці, Li і di - відповідно довжина і діаметр заряду ініціатора, м, крім того у випадку використання у свердловинному заряді малочутливої вибухової речовини, на зовнішній поверхні пустотілої еластичної трубочки, у місцях розміщення ініціаторів в ній, розташовані додаткові заряди. Суттєвими ознаками винаходу є: - розміщення у гірничий породі свердловин з зарядами ВР, та набійками у них; - розташування гірлянди ініціаторів в заряді ВР на відстанях один від одного, значення яким встановлюють із співвідношення 0,45 W ³ L ³ 8,6 dз, при цьому зарядам більшого діаметру краще відповідає співвідношення 0,35 W ³ L ³ 2 dз, а зарядам малого діаметру — співвідношення 0,3 W ³ L ³ 7,5 dз; - розташування зачиняючого заряду ВР у набійці і спрацювання його після спрацювання граничної із набійкою частини заряду; - розташування ініціаторів разом із ДШ у пустотілій еластичній трубочці; - довжина заряду ініціатора визначена в його діаметрах знаходиться у межах 2 di Li 40 di; діаметр ініціатора знаходиться у межах 1,2 dш di 0,45 dз, де dш - діаметр ДШ розташованого у пустотілій трубочці; - розташування додаткових зарядів на зовнішній поверхні пустотілої еластичної трубочки у місцях розміщення в ній ініціаторів. Новими суттєвими ознаками є: - розташування ініціаторів разом із ДНІ У пустотілій, еластичній трубочці; - довжина заряду ініціатора визначена в його діаметрах знаходяться у межах 2di Li 40 di; - діаметр ініціатора знаходиться в межах 1,2 dш di 0,45 dз, де dш - діаметр ДШ розташованого у пустотілій трубочці; - розташування додаткових зарядів на зовнішній поверхні пустотілої еластичної трубочки у місцях розміщення в ній ініціаторів; - комплекс ознак, що включає нові і відомі. Таким чином, винахід "Свердловинний заряд" відповідає критерію винаходу "новизна". Порівняння заявленого рішення не тільки з найбільш близьким аналогом, але й також з іншими технічними рішеннями у вибухових роботах, не дозволило виявити в них ознаки, що відрізняють заявлене рішення від найбільш близького аналогу, що дозволяє зробити висновок про відповідність критерію "суттєві ознаки". Завдяки розташуванню ініціаторів у пустотілій, еластичній трубочці, із заданим співвідношенням між діаметром ініціаторів і її довжиною 2 di Li 40 di, a також заданими межами існування діаметра ініціатора 1,2 dш di 0,45 dз, де dш - діаметр ДШ розташованого у трубочці і наявності додаткових зарядів, досягається: а)підвищення надійності спрацювання кожного наступного ініціатора від ДШ, оскільки виключається попадання свердловинної води в місце їх контакту; б)виключення шкідливої дії на СЗ ДШ за рахунок появи між ними оболонки пустотілої, еластичної трубочки. Завдяки новим суттєвим ознакам у комплексі з відомими забезпечується підвищення надійності спрацювання СЗ, зменшення шкідливої дії ДШ на СЗ, економія ВР, покращення якості подрібнення гірничих порід. Суть винаходу пояснюється малюнками. На фіг. 1 зображено варіант подачі початкового імпульсу на гірлянду ініціаторів у СЗ за допомогою системи ініціювання НОНЕЛЬ (Див. Густафон Р. Шведская техника взрывных работ, М., "Недра", 1977, 264с.). На фіг. 2 зображено варіант подачі початкового імпульсу на гірлянду ініціаторів у свердловинному заряді за допомогою детонуючого шнура, наприклад марок ДШ-А, ДШЭ-12 (умовно ДШ). На фіг. З і 4 зображено положення ініціаторів між перерізами А-А, Б-Б, при цьому сам свердловинний заряд умовно не показано. Пояснимо розташування всієї сукупності елементів на прикладі фіг. 1, де на виступі 1 гірничих порід розташована вертикальна свердловина 2, більша частина якої заповнена вибуховою речовиною ВР 3 в якій розташовано гірлянду ініціаторів 4 у пластиковій, еластичній трубочці 5, разом із ДШ 6, яки за малими розмірами на Фіг. 1 умовно не зображено. При цьому, найнижчий із ініціаторів 4 закріплений до проміжного детонатора 7 системи ініціювання НОНЕЛЬ який отримує імпульс по трубочці-хвильоводу 8. Над ВР розташована набійка 2 34158 9 з зачиняючим зарядом 10 у ній, що спрацьовує від ДШ 11 кінець якого заведено у частину заряду, що межує з набійкою 9. Сам зачиняючий заряд 10 фіксують у набійці 9 за допомогою шпагата 12. На фіг. 2 зображено варіант подачі ініціюючого імпульсу на гірлянду ініціаторів 4 за допомогою ДШ 13. На фіг. З зображено розташування у пустотілій, еластичній трубочці 5 ініціаторів 4 разом із ДШ 6, а на фіг. 4, крім цього, зображено розташування додатковий зарядів 14 на зовнішній поверхні еластичної трубочки. Свердловинний заряд спрацьовує таким чином. До свердловини 2, що на виступі гірничих порід 1, а саме його ВР 3, яка спрацьовує від гірлянди ініціаторів 4, імпульс поступає по трубочці-хвильоводу 8 ініціюючої системи НОНЕЛЬ. Цей імпульс викликає спрацювання проміжного детонатора 7, одночасно спрацьовують найнижчий із ініціаторів 4 і частина свердловинного заряду ВР 3 навколо них. Після цього вибухові гази, що утворились від спрацювання найнижчого із ініціаторів 4 і частини свердловинного заряду навколо нього під дуже високим тиском (десятки тисяч атмосфер) розповсюджуються уздовж пустотілої, еластичної трубочки 5, випереджаючи детонацію заряду ВР 3, разом із ДШ 6 наносять удар по наступному ініціатору 4, що викликає його спрацювання і водночас ініціювання частини заряду ВР 3 навколо нього. Після його спрацювання детонація по заряду ВР 3 рухається у двох напрямках: а)униз назустріч детонаційній хвилі, яка виникла під впливом проміжного детонатора 7 системи НОНЕЛЬ і найнижчого із гірлянди ініціаторів 4. В результаті взаємодії цих детонаційних хвиль по гірничій породі виступу 1 наноситься удар. Оскільки наявність пустотілої, еластичної трубочки 5 між суміжними ініціаторами 4 забезпечує додатковий ініціюючий імпульс по наступному ініціатору від канальної хвилі, крім того ізолює ініціатори 4 і ДШ 6, підвищуючи надійність їх спрацювання і знижуючи шкідливу дію ДШ 6 на СЗ то підвищується надійність спрацювання СЗ; б)Вверх, при цьому продукти детонації під високим тиском з випередженням рухаються уздовж пустотілої, еластичної трубочки 5 разом із детонацією по ДШ 6 до наступного у гірлянді ініціатора 4. Далі процес розвивається аналогічно описаному раніше, аж доки не спрацює останній, самий верхній у цій гірлянді ініціатор 4, нижче якого виникає уже відомий нам процес, а вище - детонує частина заряду ВР 3 на межі із набійкою 9, при цьому спрацьовує ДШ 11 від якого через короткий інтервал часу спрацьовує зачиняючий заряд 10, який на деякий час затримує продукти детонації заряду ВР 3 у зарядній порожнині, спонукаючи їх віддати додаткову енергію у гірничу породу виступу 1. Аналогічно спрацьовує заряд ВР 3 у свердловині, якщо ініціюючий імпульс, до гірлянди ініціаторів у пустотілій, еластичній трубочці підводять по ДШ 13, правда у цьому випадку процес розвивається зверху вниз. Його зображено на фіг. 2. Таким чином, більш надійне спрацювання частин свердловинного заряду ВР 3, гірлянди ініціаторів 4 у комплексі із зачиняючим зарядом 10 дозволяє покращити якість подрібнення гірничих порід виступу 1. Перевірку ефективності рекомендованого свердловинного заряду виконували у кар'єрі ІнГЗКу на гор.-240 м. На одній половині вибухового блоку у вертикальних свердловинах розташовували гірлянди ініціаторів 4 у пустотілій еластичній трубочці 5 разом із ДШ 6. Саму гірлянду закріплювали на ДШ 13 від якого повинен отримати імпульс самий верхній із гірлянди ініціаторів 4. Крім цього на шпагаті 12 підвішували зачиняючий заряд 10, від якого вниз опускався, ДШ 11. Після цього свердловини 2 заповнювали ВР З марки акватол Т-20. На другій половині вибухового блоку роботи виконували згідно з відомим технічним рішенням (застосовували також акватол Т-20). Після виконання зарядних робіт і кристалізації суспензійної ВР акватол Т-20 верхню частину свердловин 2 заповнювали набійкою, при цьому на тій частині блоку, де ініціатори 4 були розташовані у пустотілій еластичній трубочці 5 довжину заряду при однакових параметрах розташування свердловин приймали на 0,75 м менше. Після вибуху, на тій половині (експериментальній), де ініціатори 4 разом із ДШ 6 були в пустотілій еластичній трубочці 5, якість подрібнення порід була краще - розмір середнього куска 0,220 м, проти 0,240 м на ділянці де роботи виконували за прототипом, крім того на експериментальній ділянці питома витрата ВР 3 була на 0,05кг/м3 менша. Таким чином, перевагою запропонованого свердловинного заряду є покращення якості подрібнення гірничих порід і економія ВР за рахунок більш надійного спрацювання частин СЗ від гірлянди ініціаторів, а також за рахунок зниження шкідливої дії ДШ на свердловинний заряд. 3 34158 Фіг. 1 Фіг. 2 Фіг. 3 Фіг. 4 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4