Спосіб формування свердловинного заряду

Спосіб формування свердловинного заряду, який включає буріння низхідної свердловини з перебуром за лінію підошви уступу, введення проміжного детонатора-бойовика в свердловину вище лінії підошви уступ у, заповнення свердловини гарячевиливною водонаповненою із аміачної селітри і тротилу вибуховою речовиною від нижньої частини свердловини до її устя до рівня забійки і забійку свердловини після затвердіння гарячевиливної вибухової речовини, який відрізняється тим, що введення проміжного детонатора-бойовика в свердловину здійснюють з прикріпленим до нього на шнурі грузом із інертного матеріалу в донну частину перебуру свердловини, потім засипають в перебур свердловини гранульовану вибухову речовину до рівня підошви уступу з наступним заповненням свердловини гарячевиливною вибуховою речовиною від рівня підошви уступу до устя свердловини до рівня забійки і після її затвердіння роблять забійку свердловини. Винахід відноситься до гірничої справи і може бути використаний при відкритій розробці корисних копалин і будівних матеріалів. Найбільш близьким технічним рішенням вибраним у якості прототипу є спосіб формування свердловинного заряду, який включає буріння низхідної свердловини з перебуром за лінію підошви уступу, введення проміжного детонаторабойовика в свердловину вище лінії підошви уступу, заповнення свердловини гарячевиливною водонаповненою із аміачної селітри і тротилу вибуховою речовиною від донної частини перебуру свердловини до її устя до рівня забійки і забійку свердловини після затвердіння гарячевиливної вибухової речовини. (М.Ф. Др укований. Механізація вибухових робіт. М. "Недра", 1984, с. 154) Недоліками відомого способу, є недостатня якість проробки підошви уступу і якість дробіння породи у нижній частині уступу за рахунок недостатньої концентрації мігруючого тротилу над лінією підошви уступ у і надійності його детонації при вибуху заряду, так як основна маса тротилу гарячевиливної вибухової речовини (ГВВР) мігрувала в перебур свердловини нижче рівня підошви уступу і надпідошвена частина заряду стала збідненою від недостатку тротилу, а також у зв'язку з тим, що низхідну свердловину з перебуром за лінію підошви уступу заповнювали гарячевиливною вибуховою речовиною від її дна до рівня забійки в один прийом і після затвердіння гарячевиливної вибухової речовини (ГВВР) здійснювали забійку. Причиною, яка перешкоджає одержанню технічного результату пропонованого винаходу прототипом, є наступна: - заповнення низхідної свердловини з перебуром за лінію підошви уступу гарячевиливною вибуховою речовиною від донної частини свердловини до рівня забійки в один прийом і після її затвердіння здійснення забійки. При цьому відбувалася міграція основної маси тротилу гарячевиливної вибухо вої речовини (ГВВР) в перебур свердловини нижче рівня підошви уступу заряду, що створювало недостатню концентрацію мігруючого тротилу над лінією підошви уступ у, а також призводило до зниження надійності його детонації при вибуху заряду і за рахунок недостатньої концентрації вибухової енергії заряду над підошвою усту (19) UA (11) 37946 (13) A (21) 2000052605 (22) 05.05.2000 (24) 15.05.2001 (33) UA (46) 15.05.2001, Бюл. № 4, 2001 р. (72) Римарчук Борис Іванович, Шварцер Валерій Якович, Дробін Георгій Федорович, Єфремов Ернест Іванович, Мартиненко Володимир Петрович, Сторчак Андрій Сергійович, Прилипенко Вадим Дмитрович, Півень Володимир Олександрович, Лісицін Микола Вікторович, Биков Євген Костянтинович, Козак Леонід Григорович, Кривошеєв Олександр Васильович, Кіковка Олег Вікторович, Кучер Сергій Юрійович (73) Римарчук Борис Іванович, Шварцер Валерій Якович, Дробін Георгій Федорович, Єфремов Ернест Іванович, Мартиненко Володимир Петрович, Сторчак Андрій Сергійович, Прилипенко Вадим Дмитрович, Півень Володимир Олександрович, Лісицін Микола Вікторович, Биков Євген Костянтинович, Козак Леонід Григорович, 37946 пу знижувалася якість її проробки, а також якість дробіння породи в нижній частині уступ у. Внаслідок цього збільшувалися витрати на буропідривні роботи, а також собівартість підірваної гірничої маси. Завданням винаходу є розробка способу формування свердловинного заряду, в якому шляхом забезпечення максимально-можливої концентрації вибухової енергії заряду над лінією підошви уступу за рахунок забезпечення концентрації мігруючого тротилу гарячевиливної вибухової речовини над лінією підошви уступу і надійної його детонації при вибуху заряду, досягають підвищення якості проробки лінії підошви уступу і якості дробіння породи в нижній частині уступу і за рахунок цього знижуються витрати на буропідривні роботи і собівартість підірваної гірничої маси. Поставлене завдання вирішується тим, що у відомому способі формування свердловинного заряду, який включає буріння низхідної свердловини з перебуром за лінію підошви уступу, введення проміжного детонатора-бойовика в свердловину вище лінії підошви уступ у, заповнення свердловини гарячевиливною водонаповненою із аміачної селітри і тротилу вибуховою речовиною від нижньої частини свердловини до її устя до рівня забійки і забійку свердловини після затвердіння гарячевиливної вибухової речовини, відповідно до винаходу введення проміжного детонаторабойовика в свердловину здійснюють з прикріпленим до нього на шнурі грузом із інертного матеріалу в донну частину перебуру свердловини, потім засипають в перебур свердловини гранульовану вибухову речовину до рівня підошви уступ у з наступним заповненням свердловини гарячевиливною вибуховою речовиною до устя свердловини до рівня забійки і після її затвердіння роблять забійку свердловини. Суттєвими ознаками пропонованого винаходу, є: - буріння низхідної свердловини з перебуром за лінію підошви уступ у; - введення проміжного детонатора-бойовика в свердловину вище лінії підошви уступу; - заповнення свердловини гарячевиливною водонаповненою із аміачної селітри і тротилу вибуховою речовиною від нижньої частини свердловини до її устя до рівня забійки; - забійка свердловини після затвердіння гарячевиливної вибухової речовини; - здійснення введення проміжного детонаторабойовика в свердловину з прикріпленим до нього на шнурі вантажем із інертного матеріалу в донну частину перебуру свердловини; - засипка в перебур свердловини гранульованої вибухової речовини до рівня підошви уступу з наступним заповненням свердловини гарячевиливною вибуховою речовиною до устя свердловини до рівня забійки; - здійснення забійки свердловини після затвердіння гарячевиливної вибухової речовини, розміщеної над лінією підошви уступу. Новими суттєвими ознаками запропонованого винаходу є: - здійснення введення проміжного детонаторабойовика в свердловину з прикріпленим до нього на шнурі вантажем із інертного матеріалу в донну частину перебуру свердловини; - засипка в перебур свердловини гранульованої вибухової речовини до рівня підошви уступу з наступним заповненням свердловини гарячевиливною вибуховою речовиною до устя свердловини до рівня забійки; - здійснення забійки свердловини після затвердіння гарячевиливної вибухової речовини, розміщеної над лінією підошви уступу. Указані суттєві ознаки необхідні і достатні у всіх випадках здійснення способу. Внаслідок того, що введення проміжного детонатора-бойовика в свердловину здійснюють з прикріпленим до нього на шнурі вантажем із інертного матеріалу в донну частину перебуру свердловини, відбувається надійна детонація мігруючого тротилу гарячевиливної вибухової речовини над рівнем підошви уступ у при вибуху заряду, що сприяє забезпеченню максимально-можливої концентрації вибухової енергії заряду над лінією підошви уступу за рахунок забезпечення концентрації мігруючого тротилу гарячевиливної вибухової речовини (ГВВР) над лінією підошви уступу і надійної його детонації при вибуху заряду, а це дає можливість досягти підвищення якості проробки підошви уступу і якості дробіння породи в нижній частині уступу і за рахунок цього знизити витрати на буропідривні роботи, а також знизити собівартість підірваної гірничої маси. Внаслідок того, що після введення в донну частину перебуру свердловини проміжного детонатора-бойовика з прикріпленим до нього на шнурі вантажем із інертного матеріалу здійснюють засипку в перебур свердловини гранульованої вибухової речовини до рівня підошви уступ у з наступним заповненням свердловини гарячевиливною вибуховою речовиною (ГВВР) від рівня підошви уступу до устя свердловини до рівня забійки і після її затвердіння роблять забійку свердловини, спочатку відбувається закріплення вантажу із інертного матеріалу гранульованою вибуховою речовиною під рівнем підошви уступу і утримання проміжного детонатора-бойовика над рівнем підошвиуступу. Розміщення гранульованої вибухової речовини в перебурі свердловини при вибуху збільшує довжину максимального тиску вибухови х газів у нижній частині уступ у, що додатково сприяє збільшенню енергії вибуху у нижній частині уступу, а внаслідок заповнення свердловини гарячевиливною вибуховою речовиною (ГВВР) від рівня підошви уступ у до рівня забійки відбувається осадження мігруючого тротилу ГВВР над рівнем підошви уступу, поступова його концентрація по мірі затвердіння ГВВР і концентрація відбувається над рівнем проміжного детонатора-бойовика, що забезпечить його детонацію при вибуху заряду, а це в свою чергу забезпечить максимально-можливу концентрацію вибухової енергії заряду над лінією підошви уступу, що дасть можливість досягти підвищення якості проробки лінії підошви уступ у і якості дробіння породи в нижній частині уступу і за рахунок цього знизити витрати на буропідривні роботи і собівартість підірваної гірничої маси. Завдяки використанню сукупності перелічених вище відомих і нових суттєвих ознак стало можливим здійснення причинно-наслідкового зв'язку між 2 37946 ними, що забезпечує можливість одержання технічного результату пропонованого винаходу - підвищення якості проробки лінії підошви уступ у і якості дробіння породи в нижній частині уступу і за рахунок цього зниження витрат на буропідривні роботи і собівартість підірваної гірничої маси. Здійснення способу ілюструється фіг.1 та фіг.2. З поверхні уступ у пробурюють низхідну свердловину 1 з перебуром 2 за лінію підошви уступу (фіг.1). Потім в свердловину 1 вводять проміжний детонатор-бойовик 3 на детонуючому шнурі 4 на безпечну висоту над лінією підошви уступу з прикріпленим до нього вантажем 5 на шнурі (шпагат і т.п.) із інертного матеріалу в донну частину перебур у 2 свердловини 1 з довжиною, яка забезпечить розміщення вантажу у донній частині свердловини 1. Вантаж 5 виготовлений із інертного матеріалу густиною вище густини ГВВР (рівної 1,41,5 кг/дм3), наприклад, камінь із породи уступ у і т.п. Після установки проміжного детонаторабойовика 3 з вантажем 5 в свердловину 1 засипають гранульовану вибухову речовину 6 (наприклад, гранулотол для обводнених свердловин або грамоніт для сухи х свердловин) в перебур 2 до рівня лінії підошви уступ у. Потім свердловину 1 заповнюють гарячевиливною вибуховою речовиною 7 через зарядний шланг 8. По мірі підйому ГВВР 7 стовп ГВВР 7 упирається в детонатор-бойовик 3, але його витискуванню із свердловини перешкоджає вантаж 5, який затиснений в гранульованій вибуховій речовині 6 в перебурі 2. Таким чином детонатор-бойовик 3 надійно фіксується на заданому безпечному рівні в свердловині 1. Після заповнення свердловини 1 до рівня забійки 9 у процесі знаходження ГВВР 7 у рідкій фазі відбувається міграція тротилу ГВВР 7 у нижню частину 10 свердловини 1 над лінією підошви уступ у, де він концентрується і створюється щільний контакт з детонатором-бойовиком 3, а в верхній частині заряду 11 перед забійкою 12 створюється частина заряду з низьким складом тротилу ГВВР 7. Це забезпечує надійну детонацію тротилу і усього заряду. Крім того, розміщення гранульованої вибухової речовини 6 в перебурі 2 свердловини 1 до рівня лінії підошви уступу при вибуху збільшує довжину максимального тиску вибухо вих газів у нижній частині уступу, що додатково сприяє збільшенню енергії вибуху у нижній частині уступу. Після затвердіння ГВВР 7 здійснюють забійку 12. Приклад. Дослідні промислові дослідження способу формування свердловинного заряду проводилися на кар'єрі державного Інгулецького гірничозбагачувального комбінату на уступі висотою 15 м. Для дослідження брали обводнений породний блок міцністю 15-17 балів з окремими сухими свердловинами, оббурений свердловинами діаметром 250 мм з перебуром 3 м по сітці свердловин 6*6м. Глибина свердловин була 18 м, загальна висота заряду – 12 м, довжина забійки – 6 м. На дослідній частині блоку в свердловини опускали проміжні детонатори-бойовики із детонуючого шнура і двох шашок Т-400 із пресованого тротилу. До детонаторів-бойовиків на міцному шпагаті прив'язували вантаж - камінь, вагою до 1 кг. Довжина детонуючого шнура була такою, що шашки детонатора бойовика були на 1,5 м вище над лінією підошви уступу, що потребує на кар'єрах за правилами безпеки ведення гірничих робіт. Довжина шпагату дорівнювала 4м, що забезпечувало перебування вантажу в перебурі у донній частині свердловини. Потім в обводнену свердловину засипали гранулотол (три мішки по 46 кг), а в суху свердловину засипали грамоніт (три мішки по 46 кг), це забезпечувало заповнення гранулотолом або грамонітом перебуру свердловини до рівня лінії підошви уступу. Потім в свердловину опускали зарядний шланг від зарядної машини і в свердловину подавали гарячевиливну вибухову речовину ГВТ-20, якою заповнювали частину заряду, яка залишалася висотою 9м від рівня підошви уступ у до устя свердловини до рівня забійки. Спостереження показували, що як в дослідній, так і в контрольній частинах блоку гарячевиливна вибухова речовина ГВТ-20 залишалась в рідкому стані 1-2 години до затвердіння. При цьому розплавлений тротил із ГВВР осідав у нижню частину свердловини над рівнем лінії підошви уступу, так як наявність гранульованого тротилу в перебурі не дозволяла розплавленому тротилу ГВВР осісти в перебурі, як це відбувалося в контрольній частині блока. Висота колонки тротилу ГВВР, який осів над рівнем лінії підошви уступ у визначалася за формулою НТР.=1,25*Нгввр* g де Нтр. - висота колонки тротилу, який осів над рівнем підошви уступ у,м; Нгввр - висота частини заряду із ГВВР, м; g - доля тротилу в складі ГВВР, так як висота частини заряду Н гввр у нашому випадку дорівнює 9 м і доля тротилу в ГВВР-0,2 (20%), то Нтр=1,25*9*0,2=2,25 м, тобто проміжний детонатор-бойовик, який опустили на глибину 15 м, вище рівня підошви уступу попадає в колонку тротилу ГВВР, який осів, що забезпечить надійну детонацію тротилу, а також і усього заряду, а також концентрацію тротилу над рівнем підошви уступ у, найбільш навантаженої опором породи частини заряду. Крім того розміщення гранульованої вибухової речовини в перебурі свердловини до рівня лінії підошви уступ у при вибуху збільшує довжину максимального тиску вибухови х газів у нижній частині уступ у, що додатково сприяє збільшенню енергії вибуху у нижній частині уступ у. Після затвердіння ГВВР виконували забійку. Після вибуху визначали якість дробіння і після прибирання гірничої маси екскаватором - ступінь проробки підошви уступу. Результати приведені в таблиці. Як видно, за рахунок концентрації тротилу ГВВР над рівнем підошви уступу, значно підвищилася ефективність заряду, що забезпечило підвищення якості проробки ліній підошви уступу і якості дробіння породи в нижній частині уступ у при однаковій сітці свердловин, що дозволяє при однаковому дробінні збільшити сітку свердловин і тим самим знизити витрати на буропідривні роботи і собівартість підірваної гірничої маси. Застосування способу дозволяє підвищити якість проробки лінії підошви уступ у і підвищи ти 3 37946 якість дробіння породи в нижній частині уступ у за рахунок забезпечення концентрації мігруючого тротилу ГВВР над лінією підошви уступу і надійної його детонації при вибуху заряду при забезпеченні максимальної концентрації вибухової енергії заряду над лінією підошви уступ у. Те хнічний результат досягається, у зв'язку з тим, що введення проміжного детонатора-бойовика в свердловину здійс нюють з прикріпленим до нього на шнурі вантажем із інертного матеріалу в донну частину перебуру свердловини, потім засипають в перебур свердловини гранульовану вибухову речовину до рівня підошви уступ у з наступним заповненням свердловини ГВВР від рівня підошви уступу до устя свердловини до рівня забійки і після її затвердіння роблять забійку свердловини. Таблиця Дільниця уступу Діаметр середнього куска, мм Рівень завищення підошви уступу, ±м контрольна 350 +1,5 дослідна 260 +0,5 4 37946 Фіг.1 5 37946 Фіг.2 6 37946 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ 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 ___________________________________________________________ 7