Спосіб підривання зарядів вибухової речовини

Винахід відноситься до підривних робіт і може бути використаним в гірничодобувній промисловості при руйнуванні міцних скельних порід. Найбільш близьким технічним рішенням вибраним у якості прототипу є спосіб підривання зарядів вибухової речовини, що включає опускання в свердловину раніш виготовленої гірлянди з прикріпленим до її нижнього кінця обважнювачем, заповнення свердловини вибуховою речовиною, створення порожнини у вибуховій речовині і комутацію вибухової сітки. Порожнину у вибуховій речовині створюють в момент детонації заряду шляхом підривання додаткового детонуючого шнура із зменшеною навіскою вибухової речовини, прокладеного по основному заряду вибухової речовини в момент формування заряду, а потім підривають основний заряд. До створення порожнини у вибуховій речовині у вибурену свердловину опускають раніш виготовлену гірлянду із відрізка детонуючого шнура із зменшеною навіскою вибухової речовини з приєднаним електродетонатором (ЕД) або капсуль - детонатором (КД). Прикріплений до нижнього кінця гірлянди обважнювач дає можливість зручно опускати її і орієнтувати у свердловині. При вибуху вибухова речовина у свердловині ущільнюється, створюючи в заряді вибухової речовини поздовжню порожнину. Детонаційний імпульс поширюється по детонаційному шнуру гірлянди, досягає проміжного детонатора, ініціює його, що в свою чергу визиває детонацію заряду вибухової речовини. (СРСР, Авт. свід. № 690908, М. Кл.2 F 42 D 3/04, Е 21 С 37/00, 1979). Недоліком відомого способу є неможливість збереження порожнини у вибуховій речовині при вибусі серії зарядів, підриваємих з уповільненням між ними, недостатня детонаційна чутливість, яка погіршує детонаційні властивості вибухової речовини, великий розхід вибухової речовини, так як заряджання свердловини вибуховою речовиною роблять по усьому її перерізу, що приводить до зростання собівартості ведення вибухових робіт і погіршення екології навколишнього середовища. Збереження порожнини у вибуховій речовині можливе тільки на момент вибуху одиночного заряду. Створення порожнини у вибуховій речовині по довжині заряду неконтролюємого діаметру не забезпечить протікання процесу детонації в оптимальному режимі свердловинного заряду з порожниною, в зв'язку з тим, що порожнина створена в момент детонації заряда може бути зруйнована при проходженні через цей заряд з порожниною дією ударної хвилі суміжного заряду. Процес детонації заряду вибухової речовини з порожниною може протікати в оптимальному режимі тільки при оптимальному співвідношенні діаметрів порожнини і заряду, а при такій технології створення порожнини може бути тільки поодиноким випадком, у зв'язку з тим, що діаметр порожнини визначається початковою щільністю заряду вибухової речовини і його фізико-механічними властивостями. Причинами, що перешкоджають одержанню технічного результату винаходу, що заявляється прототипом, є: - порожнина, створена в момент детонації заряду може бути зруйнована дією ударної хвилі суміжних зарядів при проходженні через цей заряд з порожниною, так як стінки порожнини нічим не захищені від динамічних навантажень і в такому випадку заряд діє, як суцільний, в зв'язку з цим надійність збереження порожнини у вибуховій речовині можлива тільки при вибусі одиночного заряду, але розхід вибухової речовини буде великим, що приведе до зростання собівартості ведення вибухових робіт і погіршення екології навколишнього середовища; - створення порожнини у вибуховій речовині, яка заповнює свердловину по усьому її перерізу в момент детонації приведе до ущільнення заряду при збереженні його маси, а діаметр порожнини буде визначатися початковою щільністю заряду вибухової речовини і його фізико-механічними властивостями, що відповідно не забезпечить оптимальне співвідношення діаметрів порожнини і заряду, що приведе до протікання процесу детонації свердловинного заряду в неоптимальному режимі, а також до великого розходу вибухової речовини, погіршення детонаційних властивостей її із-за недостатньої детонаційної чутливості, а це в свою чергу приведе до зростання собівартості ведення вибухових робіт і погіршення екології навколишнього середовища. Завданням винаходу, що заявляється є розробка способу підривання зарядів вибухової речовини, в якому шляхом забезпечення можливості протікання процесу детонації в оптимальному режимі за рахунок створення порожнини у вибуховій речовині при оптимальному співвідношенні діаметрів порожнини і заряду, достатньої щільності вибухової речовини і стійкості незалежно від часу знаходження заряду у будь-якій свердловині і від впливу ударних хвиль при вибусі суміжних свердловинних зарядів, досягають надійності збереження порожнини у вибуховій речовині, як при вибусі одиночного заряду, так і при вибусі серії зарядів підриваємих з уповільненням між ними, поліпшення детонаційних властивостей вибухової речовини із зниженням її розходу і утилізації відходів і за рахунок цього знижується собівартість ведення вибухових робіт і поліпшується екологія навколишнього середовища. Поставлене завдання вирішується тим, що у відомому способі підривання зарядів вибухової речовини, що включає опускання в свердловину раніш виготовленої гірлянди з прикріпленим до її нижнього кінця обважнювачем, заповнення свердловини вибуховою речовиною, створення порожнини у вибуховій речовині і комутацію вибухової сітки, згідно винаходу порожнину у вибуховій речовині створюють захищеною зовнішньою поверхнею гірлянди в процесі заряджання свердловини шляхом розміщення у свердловині гірлянди виготовленої раніш, або в процесі її опускання у свердловину із побутових, виробничих відходів пустотілих виробів синтетичного полімерного складу, або їх комбінації, наприклад круглого перерізу, або близького до нього, з'єднаних поміж собою з фіксацією по периметру кожного виробу міцним шнуром по довжині гірлянди, наприклад у вигляді герметично закритих посудин-пляшок, вибухової мішкотари, яка скручена у згортки, або їх комбінації з наступним заряджанням свердловини, а комутацію вибухової сітки роблять одним із відомих способів і підривають. Суттєвими ознаками винаходу, що заявляється є: - опускання в свердловину раніш виготовленої гірлянди з прикріпленим до її нижнього кінця обважнювачем; - заповнення свердловини вибуховою речовиною; - створення порожнини у вибуховій речовині; - комутація вибухової сітки; - створення порожнини у вибуховій речовині захищеною зовнішньою поверхнею гірлянди в процесі заряджання свердловини шляхом розміщення у свердловині гірлянди виготовленої раніш, або в процесі її опускання у свердловину із побутових, виробничих відходів пустотілих виробів синтетичного полімерного складу, або їх комбінації, наприклад круглого перерізу або близького до нього, з'єднаних поміж собою з фіксацією по периметру кожного виробу міцним шнуром по довжині гірлянди, наприклад у вигляді герметично закритих посудин-пляшок, вибухової мішкотари, яка скручена у згортки, або їх комбінації; - заряджання свердловини після розміщення в ній гірлянди; - комутація вибухової сітки одним із відомих способів; - підривання. Новими суттєвими ознаками винаходу, що заявляється є: - створення порожнини у вибуховій речовині захищеною зовнішньою поверхнею гірлянди в процесі заряджання свердловини шляхом розміщення у свердловині гірлянди виготовленої раніш, або в процесі її опускання у свердловину із побутових, виробничих відходів пустотілих виробів синтетичного полімерного складу, або їх комбінації, наприклад круглого перерізу або близького до нього, з'єднаних поміж собою з фіксацією по периметру кожного виробу міцним шнуром по довжині гірлянди, наприклад у вигляді герметично закритих посудин-пляшок, вибухової мішкотари, яка скручена у згортки, або їх комбінації; - заряджання свердловини після розміщення в ній гірлянди; - комутація вибухової сітки одним із відомих способів; - підривання. Указані суттєві ознаки необхідні і достатні у всіх випадках здійснення способу. Внаслідок того, що порожнину у вибуховій речовині створюють захищеною зовнішньою поверхнею гірлянди в процесі заряджання свердловини шляхом розміщення в свердловині гірлянди виготовленої раніш, або в процесі її опускання у свердловину із побутових, виробничих відходів пустотілих виробів синтетичного полімерного складу, або їх комбінації, наприклад круглого перерізу, або близького до нього, з'єднаних поміж собою з фіксацією по периметру кожного виробу міцним шнуром по довжині гірлянди, наприклад у вигляді пустотілих геометрично закритих посудин-пляшок, вибухової мішкотари, яка скручена у згортки, або їх комбінації з наступним заряджанням свердловини, в результаті вибуху зарядів з оптимальним співвідношенням діаметрів порожнини і заряду, детонація заряду відбувається в оптимальному режимі з максимально можливим виділенням енергії вибуху, яка іде на руйнування відбиваємого масиву під впливом хвиль напруження, що утворюються при взаємодії канальної і детонаційної хвиль, як з постійною швидкістю, так і пульсуючою в залежності від утворення порожнини гірляндою із різновидності відходів пустотілих виробів та їх комбінації, наприклад із пляшок, вибухової мішкотари скрученої у згортки, та пляшок з вибуховою мішкотарою скрученою у згортки, стінки якої укріплені зовнішньою поверхнею гірлянди, що забезпечить надійність збереження порожнини у вибуховій речовині, як при вибусі одиночного заряду, так і при вибусі серії зарядів підриваємих з уповільненням між ними, поліпшить детонаційні властивості вибухової речовини із зниженням їх розходу і утилізації відходів за рахунок чого знизиться собівартість ведення вибухових робіт і поліпшиться екологія навколишнього середовища. Суттєвість винаходу пояснюється кресленнями, де: - на фіг.1 зображено загальний вид способу, що заявляється в поздовжньому розрізі при створенні порожнини у вибуховій речовині, розміщенням у свердловині гірлянди, виготовленої із побутових, виробничих відходів пустотілих виробів синтетичного полімерного складу круглого перерізу, або близького до нього; - на фіг.2 - розріз по А-А фіг.1; - на фіг.3 - загальний вид способу, що заявляється в поздовжньому розрізі, у випадку, коли порожнина створена у вибуховій речовині, розміщенням у свердловині гірлянди виготовленої із пустотілих герметично закритих посудин-пляшок; - на фіг.4 - теж, коли гірлянда виготовлена із вибухової мішкотари, яка скручена у згортки; - на фіг.5 - розріз по Б-Б фіг.4; - на фіг.6 - теж, що на фіг.4, але гірлянда виготовлена із комбінації пустотілих геометрично закритих посудинпляшок та вибухової мішкотари, яка скручена у згортки. Спосіб здійснюється наступним чином. Для створення в свердловині 1 зарядів вибухової речовини (ВР) 2 з порожниною, в свердловину 1 до її донної частини опускають виготовлену раніш або в процесі опускання гірлянду 3 із побутових, виробничих відходів пустотілих виробів синтетичного полімерного складу або їх комбінації, наприклад круглого перерізу або близького до нього. Вироби гірлянди 3 з'єднані поміж собою з фіксацією по периметру кожного виробу міцним шнуром 4 за допомогою петлі 5 по довжині гірлянди 3. До нижнього кінця гірлянди 3 прикріплений обвантажувач 6, наприклад кусок породи. Міцний шнур 4 закріплюється в усті свердловини 1. Пустотілі вироби гірлянди 3 можуть бути у вигляді герметично закритих посудин-пляшок і вибухової мішкотари, яка скручена у згортки. Потім у верхню частину свердловини 1 опускають детонуючий шнур 7 з проміжним детонатором 8 з розрахунком розміщення його у верхній частині заряду. Детонуючий шнур 7 з проміжним детонатором 8 зкомутований з вибуховою мережею. Після чого свердловину 1 засипають на розрахункову висоту ВР 2. Після створення заряда в свердловину 1 подають матеріал для створення набійки 9. Створена, внаслідок опускання гірлянди 3 в свердловину 1 і засипки кільцевого простору між гірляндою 3 і стінками свердловини 1 до набійки 9 ВР 2, порожнина в заряді ВР 2 при оптимальному співвідношенні їх діаметрів, забезпечує протікання процесу детонації в оптимальному режимі. При вибусі детонація від вибухової сітки через детонуючий шнур 7 передається на проміжний детонатор 8, який збуджує детонацію в ВР 2 заряда. При цьому в ньому виникають два типи хвиль канальна і детонаційна, які розвиваються від устя свердловини 1 до забою. Канальна хвиля розвивається по порожнині, а детонаційна по усій масі ВР 2, причому швидкість канальної хвилі в 1,8-2 рази випереджає швидкість детонаційної. Це приводить до прискорення детонаційної хвилі і підсилення детонаційного імпульсу. Підсиленню детонаційного імпульсу в заряді по його довжині у вигляді пульсуючого сприяє перемінний переріз порожнини, створеної гірляндою із пляшок, з'єднаних між собою попарно звуженими кінцями. У випадку створення порожнини у ВР 2 гірляндою 3 із вибухової мішкотари, яка скручена у згортки, підсиленню детонаційного імпульсу сприяє наявність залишків вибухової речовини в мішкотарі, а при гірлянді 3 із комбінації пляшок і вибухової мішкотари, яка скручена у згортки підсиленню детонаційного імпульсу сприяє, як перемінний переріз порожнини так і наявність залишків вибухової речовини в мішкотарі. Напруження, яке виникає в масиві буде пропорційно швидкості детонації і з її збільшенням зростає величина хвиль напружень, що впливають на масив, а це приводить до покращення дробіння відбиваємого масиву при зниженні розходу ВР і забезпечує протікання процесу детонації в оптимальному режимі. Такий режим детонації забезпечується при вибусі комплекту зарядів тим, що ударна хвиля від вибуху попереднього заряду не може порушити стінки порожнини зарядів, які підриваються в другу, третю і наступні черги, так як вони захищені зовнішніми поверхнями гірлянди 3. Гірлянди 3 для створення порожнини у ВР 2 можна виготовити із пустотілих виробів, що є в наявності побутові і виробничі відходи синтетичного полімерного складу, наприклад круглого перерізу, або близького до нього. Створення порожнини у ВР 2 заряду гірляндою 3 із пустотілих виробів відходів при заряджанні свердловин в різних гірничотехнічних умовах дає можливість не тільки покращити дробіння відбиваємого масиву з мінімально можливим розходом ВР 2, але і утилізувати відходи виробництва. Приклад 1. На залізорудному кар'єрі Криворізького басейну вибурені буровим станком шарошечного буріння типу СБШ 250 свердловини діаметром 250мм. До початку проведення робіт по заряджанню свердловин, в них для створення заряда з порожниною, на міцному шнурі, закріпленому в усті свердловини, опускають до її донної частини гірлянду з прикріпленим до її нижнього кінця обважнювачем у вигляді куска породи. Гірлянду виготовляють завчасно або в процесі її опускання в свердловину. Гірлянда складається із поліетиленових пляшок діаметром 80-120мм, довжиною 300-350мм, які з'єднані поміж собою попарно звуженими кінцями міцним шнуром по периметру кожної пляшки з фіксацією вузлом. Довжина гірлянди складає 10м при глибині свердловини 15м і 12м при глибині свердловини 18м. Потім опускають в свердловину детонуючий шнур з проміжним детонатором (тротилова шашка 1 ¸ 3 в залежності від типу ВР). Проміжний детонатор опускають в свердловину на глибину 6-7м при висоті набійки 5-6м. Потім за допомогою транспортно-зарядної машини МЗ-8 заряджають свердловини гранулотолом і машиною для набійки роблять набійку свердловини. Детонуючий шнур проміжного детонатора з'єднують із вибуховою сіткою і підривають. При вибусі декількох рядів свердловин, порожнина в заряді свердловин, які підриваються із сповільненням в другу, третю і наступні черги, не порушувалася. Розхід ВР в порівнянні з прототипом зменшувався на 15-17% при підриванні зарядів ВР в різних гірничотехнічних умовах з утилізацією побутових і виробничих відходів пустотілих виробів синтетичного полімерного складу. Приклад 2. На тому ж залізорудному кар'єрі при тих же умовах, що і в прикладі 1 для створення заряда з порожниною у ВР, виготовляли і опускали у свердловину гірлянду із відходів виробів - вибухової мішкотари, яку скручували у скрутки діаметром 80-120мм, з'єднаних таким же способом, як і в попередньому прикладі. При вибусі декількох рядів свердловин з уповільненням порожнина в свердловинах, підриваємих між собою з уповільненням, не порушувалася. Переваги в порівнянні з прототипом такі ж самі, як і в попередньому прикладі. Приклад 3. На тому ж залізорудному кар'єрі при тих же умовах, що і в прикладі 1 для створення заряду з порожниною у ВР, виготовляли і опускали у свердловину гірлянду із комбінації пустотілих виробів із відходів - пляшок з вибуховою мішкотарою, яку скручували у згортки. При вибусі декількох рядів свердловин, порожнина в заряді свердловин, які підриваються із сповільненням в другу, третю і наступні черги, не порушувалася. В порівнянні з прототипом переваги такі ж самі, як і в прикладі 1. Використання винаходу, що заявляється дозволить досягти надійності збереження порожнини у вибуховій речовині, як при вибусі одиночного заряду, так і при вибусі серії зарядів підриваємих з уповільненням між ними, поліпшення детонаційних властивостей вибухової речовини із зниженням її розходу і утилізації відходів за рахунок чого знизиться собівартість ведення вибухових робіт і поліпшиться екологія навколишнього середовища. Технічний результат досягається у зв'язку з тим, що порожнину у вибуховій речовині створюють захищеною зовнішньою поверхнею гірлянди в процесі заряджання свердловини. Гірлянду виготовляють раніш, або в процесі її опускання у свердловину із побутових, виробничих відходів пустотілих виробів синтетичного полімерного складу, або їх комбінації, з'єднаних між собою з фіксацією. Після розміщення в свердловині детонуючого шнура з проміжним детонатором під набійкою і гірлянди, заряджають свердловину і підривають.