Спосіб формування комбінованого заряду вибухових речовин в сухій або обводненій свердловині

Винахід відноситься до гірничої промисловості, а конкретно до способів підривання сформованими комбінованими зарядами вибухових речовин (ВР) сухи х і обводнених свердловин при проведенні відкритих гірничих робіт. Відомі комбіновані заряди ВР і способи їх формування шляхом подачі безпосередньо в свердловину, зокрема розміщувані в свердловині при проведенні технологічних вибухів. Ці заряди використовуються для підвищення ефективності вибуху в різних умовах і різними способами, наприклад, у зарядах [а.с. №1556262, МПК F42D3/04] для зниження вартості заряджуваної ВР у частково обводнених свердловинах у нижній частині розміщують водостійку ВР, а вгорі - неводостійку. Відомі комбіновані заряди для підвищення ефективності внутрішньосвердловинних процесів хімічного перетворення ВР [патент РФ №2059965, МПК F42D3/04, 1/02], а також для підвищення ефективності внутрішньосвердловинних процесів і механізму навантаження порід шляхом підвищення рівня напруження порід у нижній частині уступу і збільшення тривалості впливу заряду на гірські породи [патент РФ №2043601, МПК F42D1/00]. Ці способи мають технологічні недоліки і економічно неефективні. Застосування різних ВР ускладнює технологію заряджання, особливо при застосуванні засобів механізації, оскільки необхідна організація робіт із двома типами ВР. Це обумовлює необхідність використання ускладненої зарядної машини або двох і більше зарядних машин. Заряджання безпосередньо в свердловину призводить до підвищеної витрати ВР порівняно з зарядами в рукавах із зазором щодо стінок свердловини. Крім того, в обводнених умовах це вимагає використання дорогих водостійких вибухови х речовин. Відомий спосіб формування заряду в рукаві (в обводненій свердловині), у якому використовується один визначений тип сипучої ВР, а в процесі формування здійснюється впускання води в заряд із свердловини через проколи в рукаві після подачі і розміщення вибухової речовини на дні рукава [патент України №24117, МПК F42D3/00 «Набій для обводнених свердловин"]. У цьому способі при малій кількості води може утворюватися заряд із двох частин, що різняться між собою, одна з яких сформована сипучою ВР, а др уга - цією ж сипучою ВР і доданою до неї водою. У цьому способі, прийнятому нами за прототип, порівняно більш високими є технологічні та економічні показники, оскільки формується заряд із зазором з одного типу ВР. Проте, незважаючи на наявність формальних ознак, а саме, двох частин заряду, що відрізняються одна від другої, о триманий цим способом заряд на практиці не може бути використаний як комбінований. Це пов'язано з тим, що параметри цих частин, наприклад розміри і маса ВР, залежать від багатьох факторів, які важко піддаються урахуванню, особливо при масовому застосуванні. Наприклад, фільтраційні властивості масиву порід, обводненість у момент заряджання та у процесі відстою зарядів і т.д. Тому при проектуванні вибуху практично неможливо враховувати і використовувати додаткові властивості ци х зарядів, отримані в результаті комбінації частин зарядів, що різняться між собою. Крім того, формування комбінованого заряду в сухій або обводненій свердловині при великому рівні води в свердловині або при використанні рукава діаметром, більшим за діаметр свердловини, є взагалі неможливим. Додатково в цьому засобі можуть бути застосовані не всі сипучі речовини, а лише речовини окремих типів, тому що вода є неактивною рідиною і сильним флегматизатором. Тому при додаванні води в більшість сипучих ВР губляться вибухові властивості ВР, якщо вони неводостійкі. На практиці можуть бути використані вибухові суміші, що містять у своєму складі значну кількість індивідуальних твердих вибухови х речовин, наприклад тротилу. Такі ВР порівняно дорогі, небезпечні та екологічно шкідливі. Тому обсяг їх застосування знижується. Технічною задачею винаходу є розроблення способу формування комбінованого заряду ВР у сухи х і обводнених свердловинах, який складається з частин із заданими параметрами, що забезпечують підвищення ефективності заряду за рахунок зниження вартості використовуваних ВР і спрощення технології заряджання. Поставлена задача розв'язується тим, що в способі формування комбінованого заряду ВР у сухій або обводненій свердловині, який полягає в розміщенні в свердловині рукава з дном, формуванні в рукаві не менше двох регламентованих частин заряду шля хом подачі одного або більше ВР із додаванням рідкого компонента не менше ніж в одну з частин заряду, принаймні дві частини заряду формують сипучою ВР одного типу, причому при формуванні не менше ніж однієї частини заряду попередньо або під час подачі сипучої ВР в рукав у нього додають активний рідкий компонент, а формування принаймні однієї частини заряду із сипучої ВР виконують без додавання рідкого компонента. При цьому частину заряду, сформовану із сипучої ВР з додаванням до неї рідкого компонента, розташовують на дні свердловини. При цьому частину заряду, сформовану із сипучої ВР без додавання рідкого компонента, розташовують на дні свердловини. При цьому одну або більше частин заряду формують шля хом подачі однієї або більше додаткових ВР. При цьому одну або більше частин заряду, сформованих однією або більше додатковими ВР, розміщають поза рукавом. При цьому одну або більше частин заряду, сформованих однією або більше додатковими ВР, розміщають на дні свердловини. При цьому більше двох частин заряду з одного типу сипучої ВР формують послідовно з чергуванням частин з активним рідким компонентом і без рідкого компонента. Поставлена задача розв'язується також тим, що більше двох частин заряду з одного типу сипучої ВР, включаючи не менше однієї частини з активним рідким компонентом і не менше однієї частини без рідкого компонента і не менше однієї частини з додаткових ВР формують послідовно з чергуванням частин заряду з одного і більше додаткових типів ВР. При цьому процес формування не менше двох частин заряду сипучою речовиною одного типу здійснюють неперервно. При цьому процес формування не менше двох частин заряду сипучою речовиною одного типу здійснюють із перервами. При цьому як рідкий активний компонент використовують індивідуальну рідку ВР, наприклад нітрометан або нітрат монометиламіну або нітрати моно-або ді- або триетаноламінів роздільно по одному кожному з них або в суміші в будь-якому сполученні з однієї або більше добавками або без них. При цьому як рідкий активний компонент використовують рідку сумішеву речовину з одним і більше активними інгредієнтами. При цьому як рідкий компонент використовують воду або воду з однією і більше добавками. При цьому як рідкий компонент використовують рідку сумішеву ВР з однією і більше добавками або без них. При цьому як рідкий компонент використовують водний розчин суміші окиснювача і пального з однією і більше добавками або без них. При цьому як рідкий компонент використовують водний розчин окиснювача з однією і більше добавками або без них. При цьому як рідкий компонент використовують водний розчин пального, наприклад етиленгліколю, з однією і більше добавками або без них. При цьому як добавки використовують поверхнево-активні речовини, або індивідуальні, або сумішеві, або загущуючі речовини. При цьому як додаткову ВР використовують сипучу, або гелеву, або емульсійну ВР. При цьому в обводненій свердловині частина заряду, сформованого із сипучої ВР з додаванням до неї рідкого компонента, розміщують у р укаві на дні рукава, а висоту цієї частини заряду встановлюють не менше Hзж = rВ НВ, [м], rж де r В, r ж - густина відповідно води у свердловині та рідкого компонента в заряді, кг/м 3; НВ - висота стовпа води у свердловині відносно розташування дна рукава, м. Ефективність технічного рішення в порівнянні з прототипом визначається, насамперед, використанням сипучої ВР, що забезпечується додаванням у неї активного рідкого компонента попередньо або під час її подачі в свердловину. Спосіб забезпечує формування частин заряду з регламентованими геометричними параметрами і технічними властивостями, що забезпечує на практиці можливість управління дією вибуху при використанні комбінованих зарядів відповідно до гірничо-геологічних умов для ефективного підривання. У результаті спосіб забезпечує застосування порівняно недорогих сипучих ВР, зменшення витрати ВР, спрощення організації робіт і засобів механізації. На кресленнях подані схеми зарядів, утворених при різних варіантах реалізації способу. Фіг.1. Загальний випадок розташування зарядів в обводненій свердловині. Фіг.2-8 - варіанти розташування зарядів у сухій або обводненій свердловині. Цифрами позначено: 1 - свердловина; 2 - рукав; 3 - сипуча ВР; 4 - сипуча ВР з активним рідким компонентом; 5 - додаткова ВР; 6 — додаткова ВР; 7 - рівень води в свердловині. Додавання рідкого компонента в частину заряду, що розміщається на дні свердловини, забезпечує поліпшення подрібнення порід у нижній частині заряду, оскільки саме там зростає густина енергії, а розташування внизу сипучої речовини, а над нею сипучої речовини з активним рідким компонентом забезпечує підвищення ефективності дії зарядів у специфічних умовах, наприклад у шарувати х породах. Застосування додаткових типів ВР при заряджанні їх у рукавах забезпечує більш гнучке управління дією заряду шля хом використання високопотужних, або, навпаки, низькопотужних ВР. Використання активних рідких компонентів, особливо вибухови х речовин, забезпечує підвищення детонаційної здатності. 1. А.с. №1556262, МПК F42D3/04, 2. Пат. РФ №2059965, МПК F42D3/04, 1/02. 3. Пат. РФ №2043601, МПК F42D1/00. 4. Пат. України №24117, МПК F42D3/00 «Набій для обводнених свердловин".