Спосіб заряджання емульсійних вибухових речовин у свердловини

1. Спосіб заряджання емульсійних вибухових речовин у свердловини, що включає встановлення в нижній кінець еластичної водонепроникної оболонки жорсткої труби, формування зворотного клапана між внутрішньою поверхнею оболонки та зовнішньою поверхнею труби, опускання в свердловину еластичної водонепроникної оболонки, установку засобів ініціювання, формування заряду емульсійної вибухової речовини і забивки, який відрізняється тим, що як еластичну водонепроникну оболонку застосовують подвійний відкритий рукав, формують зворотний клапан введенням в U 2 (19) 1 3 Найбільш близьким за технічною сутністю до корисної моделі, що заявляється, є спосіб заряджання емульсійних вибухових речовин у свердловини, що включає встановлення в нижній кінець еластичної водонепроникної оболонки жорсткої труби, формування зворотного клапана між внутрішньою поверхнею оболонки та зовнішньою поверхнею труби, опускання в свердловину еластичної водонепроникної оболонки, установку засобів ініціювання, формування заряду емульсійної вибухової речовини і забивки [патент України № 33602U, МПК F42D 3/00, опубл.25.06.2008, бюл. № 12], вибраний як прототип. В цьому способі формують зворотний клапан розміщуванням на зовнішній поверхні труби у діаметрально протилежних напрямках зігнутого прямокутного елемента з такого матеріалу, що й еластична водонепроникна оболонка. Відомий спосіб забезпечує безперешкодне занурення еластичної водонепроникної оболонки в обводнену свердловину, оскільки при її зануренні зворотний клапан відкрито і гідростатичний тиск на стінку оболонки з внутрішньої і зовнішньої сторони скомпенсований. При заряджанні ЕВР в оболонку забезпечується її самогерметизація за рахунок перекриття отвору труби еластичним зворотним клапаном, що дозволяє сформувати заряд вибухової речовини без лінз та прошарків води, оскільки щільність ЕВР перевершує щільність пластової води. Вадами відомого способу є: - недостатня надійність розміщення вибухової речовини в еластичній водонепроникній оболонці, яка пов'язана з порушенням цілісності рукава при переміщенні в свердловині, обумовленій стиранням і поривами рукава, котрий при переміщенні заповнюється ЕВР, яке розширює рукав і додає йому жорсткість, при цьому збільшується тертя об стінки свердловини, що приводить до підвищеної можливості стирання, порізів гострими виступами поверхні свердловини; - складність формування зворотного клапана через використання додаткового прямокутного елемента; - використання еластичної водонепроникної оболонки діаметром, більшим за діаметр свердловини, тобто між зарядом ЕВР та стінкою свердловини не відбувається створення водневого або повітряного зазору, що не дозволяє регулювати ступінь подрібнення гірської породи і питомі витрати ЕВР та не забезпечує підвищення коефіцієнта корисної дії вибуху. Задачею, на рішення якої направлена корисна модель, що заявляється, є удосконалення способу заряджання ЕВР в повністю або частково обводнені свердловини шляхом підвищення надійності розміщення заряду ЕВР в захисній оболонці, спрощення формування зворотного клапана та створення водневого або повітряного зазору між зарядом і стінкою свердловини, за рахунок чого підвищується ефективність способу заряджання та дії вибуху і знижуються питомі витрати ЕВР. Поставлена задача досягається тим, що в способі заряджання емульсійних вибухових речовин у свердловини, що включає встановлення в 53760 4 нижній кінець еластичної водонепроникної оболонки жорсткої труби, формування зворотного клапана між внутрішньою поверхнею оболонки та зовнішньою поверхнею труби, опускання в свердловину еластичної водонепроникної оболонки, установку засобів ініціювання, формування заряду емульсійної вибухової речовини і забивки, відповідно до корисної моделі, як еластичну водонепроникну оболонку застосовують подвійний відкритий рукав, формують зворотний клапан введенням в отвір труби нижньої частини подвійного відкритого рукава, після формування заряду емульсійної вибухової речовини у свердловину над сформованим зарядом встановлюють запірний клин і формують забивку. У переважному варіанті внутрішню частину подвійного відкритого рукава виконують з поліетиленової плівки, а зовнішню - з плетеного полімерного рукава і діаметр подвійного відкритого рукава складає 0,7 0,8 діаметра свердловини. При формуванні зворотного клапана край нижньої частини подвійного відкритого рукава розташовують на відстані 0,4-0,5 м від верхнього краю труби. Як запірний клин у свердловину над оболонкою встановлюють поліетиленовий мішок, заповнений інертним матеріалом. Застосовування як еластичної водонепроникної оболонки подвійного відкритого рукава, із внутрішньою частиною з водонепроникної поліетиленової плівки, а зовнішньою - з плетеного полімерного рукава, наприклад поліпропіленового, дозволяє підвищити надійність розміщення заряду ЕВР в захисній оболонці за рахунок використання зовнішньої частини, що має більшу міцність та зберігає цілісність внутрішнього рукава при переміщенні в свердловині й забезпечує постійний діаметр колонки заряду. Використання нижньої частини відкритого подвійного рукава значно спрощує формування зворотного клапану. Нижню частину подвійного відкритого рукава просто вводять в отвір труби, витягують на 0,4-0,5 м від верхнього краю труби в середину подвійного-відкритого рукава та фіксують по периметру труби. Ця частина рукава спочатку врівноважує тиск води в подвійному відкритому рукаві і в свердловині, а при формуванні заряду ЕВР виконує функції зворотного клапана, що герметизує заряд. Завдяки тому, що діаметр рукава менше діаметру свердловини (складає 0,7 0,8 діаметра свердловини) і його нижня частина відкрита, занурення рукава у обводнену свердловину здійснюється без перешкод. При формуванні заряду ЕВР подають в верхню частину внутрішнього поліетиленового рукава і під дією сили тяжіння (щільність ЕВР р 1,3 г/см3 і значно перевищує щільність пластової води) ЕВР заповнює оболонку, витискуючи воду з її нижньої частини. Поступове наповнення оболонки ЕВР призводить до закриття нижнього отвору, утвореного нижньою частиною рукава, яка виконує функцію зворотного клапана. Заповнення оболонки вибуховою речовиною призводить до підйому води в свердловині поза рукава і формування кільцевого зазору між зарядом ЕВР і стінкою свердловини. 5 53760 Встановлення у свердловину після формування заряду ЕВР запірного клину над сформованим зарядом забезпечує збереження зазору між зарядом ЕВР і стінками свердловини. Сутність корисної моделі пояснюється кресленнями: на фіг. 1 наведена схема виконання способу при зануренні еластичної оболонки у свердловину; на фіг. 2 представлений сформований заряд ЕВР. Спосіб, що заявляється, здійснюють наступним чином. Біля пробуреної свердловини 1 в нижній кінець подвійного відкритого рукава 2 встановлюють жорстку трубу 3, нижню частину подвійного відкритого рукава 2 вводять в отвір труби 3, витягують на 0,4-0,5 м від верхнього краю труби 2 в середину подвійного відкритого рукава 2 та фіксують по периметру труби 3, тим самим формують зворотний клапан 4 між внутрішньою поверхнею подвійного відкритого рукава 2 та зовнішньою поверхнею труби 3. Опускають в свердловину 1 з водою 5 подвійний відкритий рукав 2 до вибою 6, установлюють засоби ініціювання 7, на хвильоводі 8, формують заряд 9 ЕВР, після формування заряду 9 у свердловину 1 над сформованим зарядом 9 встановлюють запірний клин 10 - поліетиленовий мішок, заповнений інертним матеріалом, і формують забивку 11. Подвійний рукав необхідного діаметру жорсткою трубою зі сформованим клапаном може бути підготовлений заздалегідь. Промислові випробування способу, що заявляється, здійснювали на кар'єрах ЗАТ «Промвибух» м. Запоріжжя. Емульсійну вибухову речовину Україніт-ПП-2Б (ТУ У 24.6-00190934-005:2006) заряджали у свердловини діаметром 250 мм, глибиною 17 м і висотою стовпа води 8-10 м. Міцність гірських порід f = 12-14. Біля пробурених свердловин в нижній кінець подвійних відкритих рукавів 2 різних діаметрів (див. табл.) встановлювали жорсткі труби 3 із піс 6 коцементу, що мали наступні параметри: вага труби - 3,5-4 кг, висота -200 мм, зовнішній діаметр 160 мм, внутрішній діаметр - 60 мм. Нижню частину подвійних відкритих рукавів 2 вводять в отвори труб 3, витягують на 0,4-0,5 м від верхнього краю труби 3 в середину подвійного відкритого рукава 2 та фіксують по периметру труби, формуючи зворотні клапани 4 між внутрішньою поверхнею подвійних відкритих рукавів 2 та зовнішньою поверхнею труб 3. Опускають в кожну свердловину з водою подвійний відкритий рукав 2 до її вибою 6. Занурення подвійних рукавів 2 у свердловини здійснюється під дією ваги труби 3. Установлюють засоби неелектричної системи ініціювання - шашку-детонатор 7, яка з'єднана з хвильоводом 8. У верхній кінець подвійних рукавів 2 на глибину 3-4 метра, незалежно від початкового рівня води у свердловині 1, опускають зарядний шланг від змішувально-зарядної машини (на фіг. не показано). Заряд формують з продуктивністю 150-250 кг/хвилину. ЕВР завдяки високій щільності і плинності потрапляє до нижньої частини подвійних рукавів 2 і поступово їх наповнює, що призводить до закриття нижнього отвору подвійних рукавів нижньою частиною рукавів. Подальше заповнення подвійних рукавів ЕВР призводить до підйому води в свердловині поза рукавів і формуванню кільцевого зазору між зарядом і стінками свердловини. При такому способі зарядження немає потреби опускати зарядний шланг до вибою свердловини, а потім автоматично його підіймати по мірі зростання активної частини заряду. Після підйому заряду до висоти 12 м над сформованим зарядом 9 встановлюють запірний клин 10 - поліетиленовий мішок, заповнений відсівом, і формують забивку 11 з інертного матеріалу. Результати промислових випробувань наведені в таблиці. Експериментально встановлено: спосіб, що заявляється, дозволяє підвищити коефіцієнт корисної дії вибуху, знизити вихід надмірно подрібнених фракцій і зменшити питомі витрати ЕВР. Таблиця Результати промислових випробувань ( діаметр свердловин 250 мм) № п/п Діаметр рукавів, мм Питомі витрати ЕВР, кг/м3 1 2 3 4 5 267 (прототип) 225 200 175 160 1,35 1,10 0,86 0,68 0,55 З наведених прикладів видно, що застосування подвійних рукавів зменшеного діаметра по відношенню до діаметра свердловини супроводжується зниженням питомих витрат ЕВР і зменшенням виходу надмірно подрібненої гірської породи (0-5 мм). Оптимальних результатів дося Гранулометричний склад, % 0-5 мм Понад 500 мм 38 од 32 0,2 18 0,5 12 2,0 10 11,0 гають при застосуванні рукавів діаметром 200 мм та 175 мм (приклади 3,4), що складає 0,8-0,7 діаметра свердловини. Подальше зменшення діаметра рукавів (приклад 5) призводить до підвищеного виходу фракції понад 500 мм (негабариту) і є недоцільним. 7 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 53760 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601