Пристрій для заряджання висхідних свердловин емульсійними вибуховими речовинами

Реферат: Пристрій для заряджання висхідних свердловин емульсійними вибуховими речовинами, який є циліндричним запірним елементом, вклиненим в устя свердловини, що має подовжні наскрізні канали для подачі вибухової речовини, відведення стиснутого повітря із заповнюваної свердловини і виведення лінійних засобів ініціювання. Запірний елемент додатково оснащений контейнером з розміщеним в ньому ізолюючим полімерним рукавом в гофрованому стані, забезпеченим трубкою подачі стиснутого повітря для розгортання ізолюючого полімерного рукава вивертанням по довжині свердловини, і напірною камерою подачі емульсійної вибухової речовини з кульовим клапаном та відповідним вузлом. UA 75451 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЗАРЯДЖАННЯ ВИСХІДНИХ СВЕРДЛОВИН ЕМУЛЬСІЙНИМИ ВИБУХОВИМИ РЕЧОВИНАМИ UA 75451 U UA 75451 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до вибухових робіт в гірничій промисловості, а саме до заряджання висхідних свердловин емульсійними вибуховими речовинами на підземних гірничих роботах. До теперішнього часу на підземних рудниках країн СНД для відбою гірничої маси широко використовуються тротиловмісні грамоніти [Кутузов Б.Н. Методы ведения взрывных работ. Ч.2 Взрывные работы в горном деле и промышленности. - М.: Горная книга, 2008.-512 с.]. Враховуючи токсичність і канцерогенну дію тротилу, підвищену небезпеку його пневматичного заряджання, виникла необхідність переходу на механізоване заряджання свердловин в підземних умовах емульсійними вибуховими речовинами (ЕВР). Досвід застосування ЕВР на відкритих гірничих роботах показав, що по працездатності, рівню механізації ці вибухові речовини (ВР) не поступаються, а по безпеці, водостійкості і екологічній чистоті - значно перевершують тротиловмісні матеріали. Основною проблемою, що виникає при заряджанні ЕВР у висхідні свердловини, є утримання заряду, особливо в умовах високої обводненості гірничого масиву. Відомий пристрій для заряджання висхідних свердловин наливними вибуховими речовинами, що є трубчастою завантажувальною частиною, щільно сполученою зі свердловиною і обладнаною надувним трубчастим коміром або стискуваним матеріалом, що запобігають зворотному витісненню наливних ВР при заряджанні свердловин, і затискним пристроєм, яким сплющують трубчасту завантажувальну частину після закінчення заряджання свердловин [патент США № 4036100, МПК F42D 1/08, 1/10, опубл. 19.07.1977]. Істотною вадою відомого пристрою є те, що в ньому не передбачено видалення повітря із щільно закупореної свердловини при закачуванні в неї наливних ВР, що приводить до закупорки повітря в межах свердловини, зменшення маси заряду і зниження ефективності заряджання. Відомий пристрій для заряджання текучих вибухових речовин у висхідні свердловини, що є циліндричним запірним елементом, вклиненим в устя свердловини, який має подовжні наскрізні канали для подачі вибухової речовини, відведення стиснутого повітря із заповнюваної свердловини і виведення лінійних засобів ініціювання, описане в патенті США № 4829902 [МПК F42D 3/00, 1/10, опубл. 16.05.1989], що є найбільш близьким з числа відомих до технічного рішення, що заявляється, по технічній суті і досягнутому результату. Даний відомий пристрій дозволяє не лише заряджати висхідні свердловини наливними вибуховими речовинами і утримувати їх в свердловині після заряджання, але і, завдяки каналу відведення стиснутого повітря, забезпечується необхідна довжина і маса заряду. Вадою відомого пристрою є неможливість забезпечення ізоляції заряду від контакту з пластовою водою і агресивними гірськими породами, які містять сульфідні мінерали (пірит, халькопірит і ін.). Крім того, наявність в циліндричному запірному елементі подовжніх наскрізних каналів для пропускання шлангів подачі ВР і відведення повітря приводить з часом до витоків частини заряду ЕВР, що знижує працездатність заряду і ефективність ведення вибухових робіт. Задачею корисної моделі є підвищення ефективності ведення вибухових робіт за рахунок повного ізолювання заряду ЕВР від дії пластових вод і агресивних гірських порід, а також запобігання витоку ЕВР через тріщини в свердловині і отвори в циліндричному запірному елементі, що запирає свердловину. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для заряджання висхідних свердловин емульсійними вибуховими речовинами, що заявляється, який є циліндричним запірним елементом, вклиненим в устя свердловини, що має подовжні наскрізні канали для подачі вибухової речовини, відведення стиснутого повітря із заповнюваної свердловини і виведення лінійних засобів ініціювання, згідно з корисною моделлю, запірний елемент додатково оснащений контейнером з розміщеним в ньому ізолюючим полімерним рукавом в гофрованому стані, забезпеченим трубкою подачі стиснутого повітря для розгортання ізолюючого полімерного рукава вивертанням по довжині свердловини, і напірною камерою подачі емульсійної вибухової речовини з кульовим клапаном та відповідним вузлом для швидкознімного з'єднання із зарядним шлангом подачі емульсійної вибухової речовини. При цьому діаметр контейнера з розміщеним в ньому ізолюючим полімерним рукавом менше діаметра свердловини, а діаметр ізолюючого полімерного рукава на 10-15 % перевищує діаметр свердловини. Крім того, ізолюючий полімерний рукав жорстко зв'язаний з верхньою частиною контейнера, має довжину, що не перевищує довжину заряду емульсійної вибухової речовини, і його кінець, звернений до забою свердловини, перфорований на довжину до 2 м для зниження надлишкового тиску повітря в рукаві. 1 UA 75451 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Суть корисної моделі пояснюється кресленнями: на Фіг. 1 схематично представлений пристрій для заряджання свердловини, що заявляється; на Фіг. 2 - вигляд свердловини, зарядженої за допомогою пристрою, що заявляється, і підготовленої до підривання. Пристрій для заряджання висхідних свердловин емульсійними вибуховими речовинами, що заявляється, є циліндричним запірним елементом 1, що запирає свердловину за допомогою клинів 2, з напірною камерою 3, у верхній частині якої закріплений контейнер 4 з ізолюючим полімерним рукавом 5 в гофрованому стані, забезпечений трубкою 6 для подачі стиснутого повітря, що забезпечує вивертання рукава до забою свердловини. Ізолюючий полімерний рукав 5 жорстко зв'язаний з верхньою частиною контейнера 4 і його кінець, звернений до забою свердловини, перфорований (на рисунку не показано) на довжину до 2 м для зниження надлишкового тиску повітря в рукаві. Нижня частина напірної камери 3 забезпечена кульовим клапаном 7 з обмежувачем ходу 8 і відповідним вузлом 9 для швидкознімного підключення зарядного шланга 10 подачі ЕВР. У запірному елементі 1 є наскрізний отвір для розміщення жорсткої трубки 11 малого діаметра, призначеної для видалення зі свердловини 12 стиснутого повітря, розміщення проміжного детонатора 13 і засобів ініціювання 14. Приклад варіанта використання пристрою, що заявляється (Фіг. 2). На полігоні ПрАТ "Промвибух" м. Запоріжжя були встановлені модельні вертикальні свердловини 12, що є жорсткими пластиковими трубами, діаметром 100 мм, довжиною 25 м, закриті з верхнього торця. Через нижній отвір свердловини 12 за допомогою трубки 11 для відведення повітря встановлюють проміжний детонатор 13 - патрон амоніту № 6ЖВ масою 200 г з електродетонатором і дротами 14. На відстані 5 м від устя свердловини було встановлено пристрій, що заявляється (Фіг. 1). За допомогою стиснутого повітря, тиском 0,2-0,3 МПа, що подається по трубці 6, з контейнера 4 по всій довжині свердловини вивертанням розміщують ізолюючий полімерний рукав 5, що виключає тертя рукава об стінки свердловини. Потім до напірної камери 3 через відповідний вузол 9 швидкознімного пристрою підключають зарядний шланг 10 подачі ЕВР. Як EBP використовували емульсійну вибухову речовину Україніт-ПП-2 (патент України № 74500 С2), яку виготовляли і закачували в свердловину за допомогою змішувально-зарядної машини Україніт-5 (ТУ У 29.5-23647075-009:2006). Після завантаження розрахункової кількості ЕВР зарядний шланг 10 від'єднували від пристрою і сформований в свердловині заряд витримували 48 годин. Спостереження показали, що заряд ЕВР, сформований за допомогою пропонованого пристрою, не піддавався витокам. У той же час за 48 годин втрата маси і, відповідно, зниження працездатності заряду, сформованого пристроєм-прототипом, склала від 7 до 11 %. Заряджені свердловини були підірвані. У всіх випадках детонація була повною, залишків труб і ВР не спостерігалося. Таким чином, пропонований пристрій забезпечує надійне і безпечне формування заряду у висхідних свердловинах, запобігає витокам і витискуванню ЕВР через елемент, що запирає свердловину, запобігає контакту ЕВР з агресивними гірськими породами і пластовими водами, що значно підвищує ефективність ведення вибухових робіт. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Пристрій для заряджання висхідних свердловин емульсійними вибуховими речовинами, який є циліндричним запірним елементом, вклиненим в устя свердловини, що має подовжні наскрізні канали для подачі вибухової речовини, відведення стиснутого повітря із заповнюваної свердловини і виведення лінійних засобів ініціювання, який відрізняється тим, що запірний елемент додатково оснащений контейнером з розміщеним в ньому ізолюючим полімерним рукавом в гофрованому стані, забезпеченим трубкою подачі стиснутого повітря для розгортання ізолюючого полімерного рукава вивертанням по довжині свердловини, і напірною камерою подачі емульсійної вибухової речовини з кульовим клапаном та відповідним вузлом. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що діаметр контейнера з розміщеним в ньому ізолюючим полімерним рукавом менше діаметра свердловини, а діаметр ізолюючого полімерного рукава на 10-15 % перевищує діаметр свердловини. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що ізолюючий полімерний рукав жорстко зв'язаний з верхньою частиною контейнера та має довжину, що не перевищує довжину заряду емульсійної вибухової речовини. 4. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що кінець ізолюючого полімерного рукава, звернений до забою свердловини, перфорований на довжину до 2 м. 2 UA 75451 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3