Свердловинний заряд
Формула / Реферат
1. Свердловинний заряд, що включає порожнину свердловини, у якій розміщена вибухова речовина, ізольована від денної поверхні забивкою зі здрібненої гірської маси, який відрізняється тим, що в порожнині свердловини розміщена пластмасова ємність, заповнена стисненим повітрям під тиском не менше 0,2 мПа, в середній частині якої закріплена вибухова речовина у вигляді бойовика, при цьому простір свердловини між пластмасовою ємністю і стінками свердловини заповнено водою.
2. Свердловинний заряд за п. 1, який відрізняється тим, що в свердловині розміщена співвісно з пластмасовою ємністю, заповненою стисненим повітрям, додаткова пластмасова ємність зі стисненим повітрям під тиском не менше 0,2 мПа, у середній частині якої закріплена вибухова речовина у вигляді бойовика.
3. Свердловинний заряд за п. 1, який відрізняється тим, що в свердловині розміщено співвісно з пластмасовою ємністю, заповненою стисненим повітрям, не менше двох додаткових пластмасових ємностей зі стисненим повітрям під тиском не менше 0,2 мПа, у середній частині кожної з яких закріплена вибухова речовина у вигляді бойовика.
4. Свердловинний заряд за п. 1, який відрізняється тим, що ємності заповнені стисненим повітрям не менше ніж за 5 діб перед розміщенням у порожнині свердловини.
Текст
Реферат: Свердловинний заряд включає порожнину свердловини, у якій розміщена вибухова речовина, ізольована від денної поверхні забивкою зі здрібненої гірської маси. В порожнині свердловини розміщена пластмасова ємність, заповнена стисненим повітрям під тиском не менше 0,2 мПа, в середній частині якої закріплена вибухова речовина у вигляді бойовика. Простір свердловини між пластмасовою ємністю і стінками свердловини заповнено водою. UA 111957 U (54) СВЕРДЛОВИННИЙ ЗАРЯД UA 111957 U UA 111957 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої промисловості і може бути використана для руйнування масиву гірських порід переважно при відкритій розробці рудних копалин, видобуток яких здійснюється із застосуванням буровибухових робіт. Зокрема, корисна модель використовується для спорядження підривних свердловин, які забезпечують при ініціюванні вибухових речовин руйнування гірського масиву середньої і вище середньої міцності. Корисна модель може бути використана при спорядженні підривних свердловин будь-якого діаметра і будь-якої глибини. Відома конструкція свердловинного заряду, що включає свердловину, у порожнині якої розташовані засоби ініціювання - бойовики, що зв'язані між собою шнуром, який детонує. Порожнину свердловини заповнюють вибуховою речовиною, кількість якої забезпечує необхідну кількість енергії вибуху при руйнуванні породного масиву в контурах уступу, який відпрацьовується [Бизов В.Ф., Федоренко П.Й. Бібліотека гірничого інженера. Вибухові роботи, том 10. - Кривий Ріг: Мінерал, 2001. - с. 130-133]. Над колонкою вибухової речовини розташована забивка зі здрібненої гірської маси для попередження прориву утворених газів і забезпечення вектора напрямку енергії вибуху перпендикулярно осі свердловини. Детонуючий шнур, виведений на поверхню і зв'язаний зі спеціальними засобами, які забезпечують їх ініціювання. Недоліком відомої конструкції є те, що у свердловині вибухова речовина при ініціюванні вибухає в умовах дефіциту вільного кисню, який утримується в атмосферному повітрі. Необхідність кисню, який виконує роль окислювача, приводить до того, що при детонації вибухової речовини відбувається окисний процес, швидкість якого недостатня для ефективного руйнування гірничого масиву. У цілому, дотримання кисневого балансу забезпечує високу швидкість окислювання вибухової речовини при вибуху з утворенням надлишкового об'єму газів, що впливають на масив. При ізоляції вибухової речовини від атмосферного повітря сповільнюється процес горіння (окислювання). Погіршення швидкості згоряння вибухової речовини зменшує кінетичну енергію вибуху і зменшує енергію впливу на гірський масив. Брак окисного процесу приводить до необхідності збільшення питомого об'єму вибухової речовини і значною мірою збільшує вартість буровибухових робіт і собівартість видобутку корисної копалини. Відома конструкція свердловинного заряду, яка включає підривну свердловину, в якій розташовані засоби ініціювання у вигляді тротилових бойовиків. Порожнина свердловини заповнена вибуховою речовиною, об'єм якої розділений повітряними проміжками. Над вибуховою речовиною розташована забивка зі здрібненої гірської маси [Лещинский А.В. Шевкун Е.Б. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал) Выпуск № 12 / том 4/2010, http://cyberleninka.ru/article/n/sredstva-i-sposoby-rassredotocheniyaskvazhinnyh-zaryadov-1 #ixzz4AWB5OThu]. При ініціюванні вибухової речовини енергія вибуху забезпечує утворення газів, які за рахунок герметизації свердловини забивкою впливають на гірський масив, руйнуючи його до прогнозованого гранулометричного складу. Відповідно до результатів досліджень Мельникова М.В., прийнято вважати, що наявність повітряних проміжків обґрунтовано тим, що в них енергія вибухової речовини не витрачається на перездрібнювання гірської маси, а передається пружному при стиску повітряному проміжку і використовується для дроблення гірської породи між проміжками вибухової речовини [Мельников Н.В. Использование энергии взрывчатых веществ и кусковатость пород при взрывных работах. Открытая разработка, 1985]. Недоліком відомої конструкції є те, що повітряний проміжок використовується як пружне тіло, що певною мірою забезпечує підвищення ефективності буровибухових робіт. Прийнятий об'єм повітряного проміжку сприяє здрібнюванню гірської маси, але, практично, не бере участь в окисному процесі при детонації вибухової речовини, забезпечуючи прискорення процесу згоряння. Наявність повітряного проміжку недостатня для участіповітря в процесі горіння вибухівки, тому енергія вибуху формується в основному тільки за рахунок потенціалу вибухової речовини. Використання енергії вибухової речовини тільки за її рахунок збільшує собівартість буровибухових робіт і негативно позначається на вартості готового продукту, наприклад, обваленої руди або залізорудного концентрату. Використання вибухової речовини в умовах дефіциту кисню, який міститься в повітрі, приводить до неефективного згоряння вибухової речовини при її детонації. Задачею корисної моделі є вдосконалення конструкції свердловинного заряду за рахунок того, що у якості вибухової речовини використовуються тротилові бойовики, які розташовані в середній частині пластмасових ємностей, заповнених повітрям під тиском не менш 0,2 мПа. Кількість ємностей у свердловині залежить від довжини цих ємностей і корисної довжини 1 UA 111957 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 свердловини від її донної частини до рівня забивки. Простір свердловини між її стінками і пластмасовими ємностями заповнено водою. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що свердловинний заряд включає порожнину свердловини, у якій розміщена вибухова речовина, яка ізольована від денної поверхні забивкою зі здрібненої гірської маси. Відповідно до корисної моделі, у порожнині свердловини розміщена пластмасова ємність, яка заповнена стисненим повітрям під тиском не менш 0,2 мПа, в середній частині якої закріплена вибухова речовина у вигляді бойовика, при цьому простір свердловини між пластмасовими ємностями і стінками свердловини заповнено водою. Для підвищення ефективності свердловинного заряду при руйнуванні гірського масиву, у свердловині співвісно з пластмасовою ємністю, заповненою стисненим повітрям, розміщена додаткова пластмасова ємність зі стисненим повітрям під тиском не менше 0,2 мПа, у середній частині якої закріплена вибухова речовина у вигляді бойовика. Для підвищення ефективності свердловинного заряду при руйнуванні гірського масиву, у свердловині співвісно з пластмасовою ємністю, заповненою стисненим повітрям, розміщено не менш двох додаткових пластмасових ємностей зі стисненим повітрям під тиском не менше 0,2 мПа, у середній частині яких закріплена вибухова речовина у вигляді бойовиків. Для підвищення ефективності свердловинного заряду, ємності заповнені стисненим повітрям не менше ніж за 5 днів перед розміщенням у порожнині свердловині. Технічний результат від використання корисної моделі полягає у тому, що: знижується питома вага вибухової речовини, що витрачається на руйнування гірської маси у блоці при відкритій розробці корисних копалин; конструкція свердловини може бути використана при різних гірничотехнічних і гірничогеологічних умовах відпрацьовування рудних покладів; - спорядження свердловини займає мінімальну кількість часу в порівнянні із традиційними конструкціями зарядів, які застосовуються при відкритій розробці рудних покладів; - свердловинний заряд має високий ступінь безпеки при реалізації в промислових умовах, що дозволяє здійснювати його монтаж у цехових умовах, обмежуючи роботи в кар'єрі тільки розміщенням у свердловині ємностей з бойовиками; - свердловинний заряд має високу ефективність за рахунок формування детонаційної хвилі в центральній частині ємності, а також активації процесу горіння вибухової речовини за рахунок надлишкової кількості повітря, яка містить необхідні окислювачі; - конструкція свердловинного заряду визначає можливість високого рівня механізації при спорядженні свердловини; - свердловинний заряд, який не містить значний об'єм вибухової речовини, знижує шкідливі викиди в атмосферу, чим поліпшує санітарно-гігієнічні умови роботи гірського персоналу і поліпшує екологію промислового регіону; - заявлена конструкція знижує собівартість буровибухових робіт і, відповідно, вартість рудного концентрату або продукції з нього для металургійних підприємств. Заявлена конструкція свердловинного заряду ілюструється схемами, де на фіг. 1 показана вертикальна проекція свердловинного заряду з однією ємністю; на фіг. 2 - вертикальна проекція свердловинного заряду з однією додатковою ємністю; на фіг. 3 - показана вертикальна проекція свердловинного заряду із двома додатковими ємностями. Свердловинний заряд включає порожнину свердловини 1, яка вибурена на уступі кар'єру. Усередині порожнини свердловини 1 розташована пластмасова ємність 2, що заповнена стисненим повітрям, у середній частині якої закріплений бойовик 3. Простір між пластмасовою ємністю 2 і стінками свердловини 1 заповнено водою 4. Свердловина ізольована від денної поверхні забивкою 5 зі здрібненої гірської маси. У свердловині 1 може бути розміщена додаткова пластмасова ємність 2, заповнена стисненим повітрям. У свердловині 1 можуть бути розміщені більше двох пластмасових ємностей 2 (як приклад, може бути три додаткових ємності 2). Свердловинний заряд реалізується в такий спосіб. При відкритій розробці рудних родовищ на поверхні блоків, що відпрацьовують, вибурюють підривні свердловини, при відповідному спорядженні яких здійснюється руйнування гірського масиву. На відміну від традиційних конструкцій свердловинних зарядів, де для виробництва вибухів порожнину свердловини заповнюють різного роду вибуховою речовиною, у заявленому рішенні основним зарядом є бойовики, наприклад тротилові або інші шашки, які використовуються для ініціювання вибухової речовини. 2 UA 111957 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Для виробництва вибуху у вибурену свердловину 1 опускають пластмасову ємність 2 заповнену стисненим повітрям, тиск якого становить не менш 0,2 мПа. У центральній частині ємності закріплюють бойовик 3. Ідея виконання вибуху свердловини 1 при ініціювання бойовика полягає в тім, що надлишкова кількість стисненого повітря, що знаходиться в пластмасовій ємності 2, забезпечує високоефективне протікання окисного процесу, у якому бере участь кисень і інші газоподібні продукти, що перебувають у повітрі. Співвідношення вибухової речовини при її ініціюванні і кількості стисненого повітря, що перебуває в пластмасових ємностях 2, забезпечують утворення газоподібних продуктів, кількість яких є достатньою для динамічного впливу на гірський масив для його регламентованого дроблення. Дослідження показали, що тиск повітря не менш 0,2 мПа є достатнім для виробництва підривних робіт, який забезпечує руйнування гірського масиву до необхідного гранулометричного складу. Зменшення тиску повітря приводить до значного виходу негабариту, руйнування якого збільшує витрати на буровибухові роботи й, відповідно, збільшує собівартість продукції гірничо-збагачувальних комбінатів. Збільшення тиску повітря залежить від міцнісних параметрів пластмасової ємності 2 і поліпшує показники дроблення гірського масиву при відпрацьовуванні рудного покладу. Залежно від гірничотехнічних умов, свердловина 1 може мати різну глибину. Крім того, довжина ємності 2 має обмежену довжину обумовлену зручністю транспортування і безпекою експлуатації. Виходячи з конструктивних міркувань, ємність 2 може виготовлятися розміром, виходячи із кратності розміщення в порожнині свердловини 1. При невеликій довжині свердловини 1 в ній може бути розташована одна ємність 2 зі стисненим повітрям. При збільшенні довжини свердловини 1 в ній може розташовуватися дві і більше послідовно з'єднані додаткові ємності 2 зі стисненим повітрям, до середньої частини яких закріплені бойовики 3. Особливістю спорядження підривних свердловин 1 є те, що бойовики 3 розташовують у середній частині ємностей 2. Це обумовлено тим, що в ємності 2, заповненій повітрям, відбувається дезінтеграція його компонентів і при розташуванні ємності 2 у вертикальному положенні, ініціювання вибухової речовини бойовика 3 в центральній частині ємності 2, як показали дослідження, приводить до максимального ефекту вибуху в свердловині. Свердловину ізолюють від денної поверхні забивкою 5 зі здрібненої гірської маси. Дослідження показали, що висока ефективність вибуху, обумовлена високою якістю дроблення, забезпечується за рахунок того, що свердловину 1 перед виробництвом вибуху заповнюють водою 4. У цьому випадку вибухова хвиля забезпечує за рахунок водяної сорочки 4, розподілити гідродинамічний тиск на масив по всій довжині свердловини 1. Дослідження показали, що ємності 2, наповнені стисненим повітрям, можуть бути виконані з різного матеріалу, що забезпечує безпеку робіт при транспортуванні і наступному розміщенні в свердловині при виробництві підривних робіт. Отримані результати виконання експериментальних досліджень показали, що якість обвалення гірничого масиву підвищується, якщо у порожнині свердловини розміщують ємності, які були заповнені стисненим повітрям не менше ніж за 5 діб перед розміщенням у свердловині. Це пояснюється процесом розділення компонентів повітря у замкнутому просторі ємності. Термін менше 5 діб не дозволяє отримати бажаний результат обвалення гірничого масиву. Дослідно-промислові дослідження показали високу ефективність зарядів з ємностей зі стиснутим повітрям, з'єднаних у центральній частині з бойовиками, застосування яких у різних гірничотехнічних і гірничо-геологічних умовах дозволяє забезпечити необхідний ступінь дроблення гірського масиву свердловинами, які мають різну довжину. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Свердловинний заряд, що включає порожнину свердловини, у якій розміщена вибухова речовина, ізольована від денної поверхні забивкою зі здрібненої гірської маси, який відрізняється тим, що в порожнині свердловини розміщена пластмасова ємність, заповнена стисненим повітрям під тиском не менше 0,2 мПа, в середній частині якої закріплена вибухова речовина у вигляді бойовика, при цьому простір свердловини між пластмасовою ємністю і стінками свердловини заповнено водою. 2. Свердловинний заряд за п. 1, який відрізняється тим, що в свердловині розміщена співвісно з пластмасовою ємністю, заповненою стисненим повітрям, додаткова пластмасова ємність зі 3 UA 111957 U 5 стисненим повітрям під тиском не менше 0,2 мПа, у середній частині якої закріплена вибухова речовина у вигляді бойовика. 3. Свердловинний заряд за п. 1, який відрізняється тим, що в свердловині розміщено співвісно з пластмасовою ємністю, заповненою стисненим повітрям, не менше двох додаткових пластмасових ємностей зі стисненим повітрям під тиском не менше 0,2 мПа, у середній частині кожної з яких закріплена вибухова речовина у вигляді бойовика. 4. Свердловинний заряд за п. 1, який відрізняється тим, що ємності заповнені стисненим повітрям не менше ніж за 5 діб перед розміщенням у порожнині свердловини. 4 UA 111957 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5
ДивитисяДодаткова інформація
МПК / Мітки
Мітки: заряд, свердловинний
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-111957-sverdlovinnijj-zaryad.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Свердловинний заряд</a>
Попередній патент: Спосіб лікування артеріальної гіпертензії, поєднаної з аліментарним ожирінням
Наступний патент: Сплав на основі міді кольору золота
Випадковий патент: Спосіб одержання покриття на твердій основі, тверда основа з покриттям та композиція для покриття