Спосіб формування свердловинного заряду і вибухова речовина для його здійснення

1.Спосіб формування свердловинного заряду, що вміщує заповнення свердловини або еластичного рукава вибуховою речовиною, яка складається з одного або кількох компонентів, розміщення засобів ініціювання, який відрізняється тим, що заряд формують зі стискної вибухової речовини або вибухової речовини, яка вміщує принаймні один компонент, здатний стискатися під дією ваги стовпа вибухової речовини, розташованої вище, а міцність на стиск згаданої вибухової речовини або її стискного компонента менший за величину 2 UA 1 3 39913 4 масиву порід у міру їх заглиблення. 4 % порошку залізняку, 6 % вати кордного волокна), Відома вибухова речовина грануліт КС-1, яка 2 — вибухова суміш 2 (4 % ДП, 4 % порошку залізмістить 2-3 % нафтопродуктів, порошок залізняку в няку, 2 % вати кордного волокна), 3 — грануліт КСкількості 4-5 % і аміачну селітру — решта (прото1, 4 -грамоніт 79/21. На фіг. 2 наведена порівняльна тип) [З]. характеристика заявлюваного ВР з різним вмістом Відомо, що зі збільшенням глибини зростає вати кордного волокна (1 — вибухова суміш 1; 2 — навантаження на заряд ВР, розміщений у свердвибухова суміш 2) і відомих ВР (3 — грануліт КС-1, ловині. Це вимагає адекватних заходів (прийомів) 4 — грамоніт 79/21), що відображає залежність пидля одержання рівномірного дроблення порід при томої об'ємної теплоти вибуху від висоти заряду мінімальних затратах енергії. Грануліт КС-1 не ВР. На фіг. З наведено залежність відносної стисзабезпечує необхідного збільшення концентрації ливості експериментальних зразків ВР від вмісту енергії в свердловині по глибині, оскільки практичвати кордного волокна при стискальному напруно не змінює свій первинний питомий об'єм під женні s = 0,1 МПа. дією ваги стовпа ВР. Як вже відзначалося [1], зі збільшенням глиЗавданням винаходу є підвищення ефективбини зростає навантаження на заряд ВР, розміності вибуху заряду ВР в свердловині за рахунок щений у свердловині. Це вимагає застосування підвищення енергоозброєності заряду в міру зросадекватних прийомів для отримання рівномірного тання опору породи руйнуванню при збільшенні дроблення порід при мінімальних затратах енергії. глибини шляхом стискання ВР за умови постійносПитома об'ємна теплота вибуху Qv в кожній точці ті її компонентного складу по всій довжині заряду, свердловинного заряду дорівнює а також розроблення вибухової речовини, здатної змінювати свій питомий об'єм під вагою стовпа ВР в свердловині — стискної ВР. де Q — теплота вибуху, Дж/кг; r — щільність Поставлене завдання вирішується тим, що в ВР, кг/м3; V- питомий об'єм ВР, м3 /кг; V0 — способі формування свердловинного заряду, що V0 вміщує заповнення свердловини або еластичного — первинний питомий об'єм ВР, м3 /кг; Kv = рукава вибуховою речовиною, яка складається з V одного або кількох компонентів, розміщення засокоефіцієнт стиснення ВР. бів ініціювання, заряд формують зі стискної ВР або Експериментами встановлено, що при викориз ВР, яка вміщує принаймні один компонент, здатстанні ВР, здатних стискатися, або ВР з компоненний стискатися під дією стовпа вибухової речовитами, здатними стискатися, з первинним питомим ни, розташованої вище, а міцність на стиск згадаоб'ємом (1,25... 1,50) 10-3 м3 /кг при висоті свердної ВР або її стискного компонента повинна бути ловинного заряду більше трьох метрів коефіцієнт менша, ніж величина, що визначається залежнісстиснення ВР під дією вище розташованого стовпа тю ВР може досягати 1,3 і більших значень (див. фіг. 1). Цей коефіцієнт зростає, якщо ВР знаходиться в еластичному з гладкого матеріалу рукаві, де mBP - маса ВР в заряді, кг; g - прискорення що прилягає до стінок свердловини, і різко зросвільного падіння, м/с2; Sвр площа поперечного петає, якщо ВР знаходиться в рукаві, діаметр якого рерізу заряду в свердловині, м2. менший від діаметра свердловини. Це пояснюєтьКрім того, як один із стискних компонентів вися зменшенням сил зчеплення стовпа ВР з поверкористовують горючу речовину в кількості до хнею свердловини. 75 мас.%, або інертну речовину в кількості до Таким чином, в свердловині при достатній її 15 мас.%, або дрібнодисперсну чи пиловидну реглибині і при достатній стисливості ВР створюютьчовину, або речовину у вигляді вати, або речовину ся умови, які забезпечують підвищення енергоу вигляді кулеподібних тіл. Крім того, ВР розміщуозброєності заряду по глибині, що компенсує збіють в еластичному рукаві, діаметр якого дорівнює льшення навантаження на заряд з боку масиву діаметру свердловини або більший від нього, або порід. Це приводить до підвищення рівномірності в еластичному рукаві, діаметр якого менший від діруйнування порід при порівняно низьких енергозааметра свердловини. При цьому засоби ініціювантратах і вартості. ня розміщують внизу свердловини. Введення горючих наповнювачів також заПоставлене завдання вирішується також тим, безпечує збереження вибухових властивостей що в склад вибухової речовини, що вміщує аміачсуміші, і, як правило, при відносно низькій вартону селітру, рідкий нафтопродукт, порошок залізнясті суміші. Згідно з даними [2] і результатами ку — концентрат, агломерат, додатково вводять проведених експериментів (див. фіг. 2), при умові вату кордного волокна-продукт утилізації автомозастосування дрібнодисперсних речовин, сенсибільних шин з розмірами жмутів до 0,015 м при білізованих тротилом, вибухові властивості сумітакому співвідношенні компонентів, мас. %: ші зберігаються при введенні горючого компоненрідкий нафтопродукт — 1-4; та до 75 мас %. порошок залізняку — 3-8; Введення інертних речовин, наприклад, міневата кордного волокна — 1-8; ральної вати, до складу вибухової суміші може аміачна селітра — решта. забезпечувати їй, крім стисливості, необхідні техВинахід пояснюється графічними матеріалами, нологічні властивості. де на фіг. 1 наведено експериментальні залежності Використання вати, зокрема вати кордного вовідносної стисливості зразків ВР від напружень, де локна як компонента ВР забезпечує рівномірне 1 - вибухова суміш 1 (2% дизельного пального (ДП), стиснення ВР по глибині. 2 5 39913 Внаслідок того, що у верхній частині заряд складається з менш щільного ВР, він має меншу швидкість детонації. У цьому випадку порівняно велике негативне значення мають процеси, пов'язані з розгерметизацією зарядної камери свердловини, а саме: виліт набійки, поширення продуктів детонації по тріщинах, руйнування порід. Тому при використанні способу доцільно застосовувати зворотне ініціювання заряду з розташуванням засобів ініціювання внизу свердловини. Заявлюваний спосіб здійснюється з використанням стискної вибухової речовини, в якому як стискний елемент використана вата кордного волокна. Технологічний процес приготування вибухових сумішей полягає в тому, що спочатку аміачну селітру просочують рідким нафтопродуктом і опудрюють порошком залізняку. Потім додають вату кордного волокна і змішують до рівномірного розподілу компонентів у суміші. По цій технології були виготовлені суміші з різним вмістом компонентів. Суміші завантажувалися в поліетиленові циліндри діаметром 120 мм і висотою 300 мм. Ініціювання проводилося від проміжного детонатора. Як проміжний детонатор використовувався амоніт № 6 ЖВ масою 200 г, який розміщався у верхній частині заряду. За показник ефективності заряду приймалася величина вм'ятини ґрунтової основи. Результати випробувань наведені в табл. 1, звідки випливає, що добавка порошку залізняку, а саме залізорудного концентрату Полтавського ГОКу в межах 3-8 % підвищує ефективність вибуху. Максимальні значення показника ефективності отримано при підриванні речовин, що містять 4 % ДП, 4 % порошку залізняку і 2 % вати кордного волокна. Для цієї вибухової суміші (суміш 2), а також суміші, що містить 2 % ДП, 4 % порошку залізняку, 6 % вати кордного волокна (суміш 1), досліджувалися критичний діаметр детонації і відносна роботоздатність. Проведені випробування свідчать про те, що критичний діаметр детонації в сумішах 1 і 2 дорівнює 110 і 90 мм відповідно. Випробування роботоздатності вибухових сумішей 1 і 2 проводилися методом воронкоутворення шляхом підривання зарядів висотою 1,5 м в свердловинах діаметром 250 мм, висотою 3 м. Результати випробувань, наведені в табл. 2, свідчать про те, що роботоздатність вибухових сумішей 1 і 2 на 20-30 % вища, ніж роботоздатність грамоніту 79/21. 6 Фіг. 1 3 7 39913 8 Фіг. 2 Фіг. 3 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 456-20-90 __________________________________________________________ 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