Модульний комплекс для заряджання підземних свердловин емульсійною вибуховою речовиною

Реферат: Модульний комплекс для заряджання підземних свердловин емульсійною вибуховою речовиною включає розміщений на окремій рамі дозуючий модуль, що складається з систем подачі емульсії, води і газогенеруючої добавки з дозуючими насосами, всмоктувальними і напірними трубопроводами, системи автоматичного управління, та переносний зарядник, з'єднаний з дозуючим модулем шлангом подачі емульсії, що містить шланговий барабан з пневмоприводом, зарядний шланг, змішувач емульсії і газогенеруючої добавки. Додатково дозуючий модуль обладнаний витратним баком емульсії, сполученим з пересувною транспортною ємністю за допомогою підкачувального насоса і гнучкого шланга. На напірному трубопроводі подачі емульсії встановлено змащувальний пристрій з тангенціально розташованим штуцером, поєднаний з напірним трубопроводом подачі води і з напірним трубопроводом подачі газогенеруючої добавки. Змішувач емульсії і газогенеруючої добавки встановлений на кінці зарядного шланга і виконаний у вигляді форсунки, що включає циліндричний вкладиш, на поверхні якого розташовані гвинтові канавки, конічну вставку з вершиною, спрямованою назустріч потоку емульсії, і камеру змішування. Дозуючі насоси емульсії, води і газогенеруючої добавки обладнані гідромоторами, з'єднаними з маслонасосом через гідророзподільник, керований системою автоматичного управління, і маслонасос з'єднаний з електродвигуном, підключеним до внутрішньошахтної мережі електропостачання, або дозуючі насоси емульсії, води і газогенеруючої добавки обладнані електродвигунами. UA 120416 U (54) МОДУЛЬНИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ЗАРЯДЖАННЯ ПІДЗЕМНИХ СВЕРДЛОВИН ЕМУЛЬСІЙНОЮ ВИБУХОВОЮ РЕЧОВИНОЮ UA 120416 U UA 120416 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до конструкції підземних зарядних машин, що використовують для механізованого заряджання як висхідних, так і низхідних свердловин емульсійною вибуховою речовиною в підземних гірничих виробках. Основною проблемою, що виникає при заряджанні свердловин емульсійною вибуховою речовиною (ЕВР) у підземних умовах на виробках з залізничною відкаткою, не пристосованих під рух самохідної підземної техніки, є те, що свердловини, котрі заряджаються, як правило, віддалені від залізничних ліній на досить велику відстань - до 200 м і більше. У зв'язку з цим виникає необхідність в наявності мобільного обладнання, здатного виготовити ЕВР і здійснити його заряджання в свердловини, що знаходяться на відстані до 200 м від місця розташування зарядного обладнання. Найбільш близькою до корисної моделі, що заявляється, є установка зарядна підземна для заряджання свердловин ЕВР, виготовленим у процесі заряджання при веденні підземних гірничих робіт [патент РФ № 141174 U1, МПК F42D1/08, опубл. 27.05.2014 p.], що включає розміщений на окремій рамі дозатор, який складається з систем подачі емульсії, води і газогенеруючої добавки з витратними ємностями, дозуючими насосами, всмоктувальними і напірними трубопроводами, пневмосистем і системи автоматичного управління, та розміщений на колісній рамі зарядник, що містить шланговий барабан з пневмоприводом, зарядним шлангом, змішувачем емульсії та газогенеруючої добавки, і системою кільцевої подачі води в зарядний шланг. Відома установка має наступні недоліки: 1. Емульсія (ЕМ) до дозатора підвозиться в пересувних транспортних ємностях, котрі підключають до всмоктувального трубопроводу насоса емульсії. При зарядці в шахтних умовах з залізничною відкаткою дозатор і пересувні ємності з емульсією не можуть розташовуватися впритул один до одного, вони побудовані на одній залізничній лінії один за одним. При такій компоновці довжина всмоктуючого трубопроводу насоса емульсії виходить досить великою (мінімум 2 м). В підземних умовах використовується емульсія, що має температуру навколишнього середовища, яка має досить високу в'язкість, тому робота дозувального насоса емульсії дозатора, який живиться безпосередньо від поруч розташованих вагонів або пересувних ємностей з емульсією, практично неможлива. Для можливості нормальної роботи дозувального насоса емульсії необхідна максимально коротка всмоктувальна лінія довжиною не більше 1 м й діаметром не менше 75 мм. 2. Дозатор і зарядник функціонально пов'язані за допомогою двох шлангів: шланга ЕМ і шланга ГГД. Подача ГГД за окремим шлангом нераціональна, оскільки вимагає зайвих трудовитрат на його прокладку, місце при транспортуванні, додатковий час на заповнення та промивання шланга ГГД. Крім того, при промиванні 200 м шланга ГГД, навіть з урахуванням його невеликого внутрішнього діаметру (8-10 мм), додатково витрачається не менше 10 л ГГД. 3. Змішувач емульсії з ГГД встановлений на рамі зарядника. Така система не дозволяє заряджати висхідні і вертикальні свердловини без дорогих спеціалізованих запірних пристроїв. 4. Насоси дозатора приводять в дію за допомогою пневмосистеми, котра живиться від шахтної мережі стисненого повітря. Для отримання ЕВР з потрібними характеристиками необхідне точне дозування компонентів ЕВР, оскільки від цього залежить щільність і вибухові характеристики одержуваного ЕВР. Дозування компонентів ЕВР здійснюється насосами, продуктивність яких безпосередньо залежить від їхньої частоти обертання. Використання пневмодвигунів для приводу насосів дозатора не дозволяє досягти точного дозування компонентів, внаслідок того, що повітря є стисним середовищем і коливання тиску в шахтній мережі, які часто мають місце в шахтних умовах, будуть впливати на швидкість обертання пневмодвигунів й порушувати режим роботи дозувального обладнання. Крім того, як показує практика, в шахтній мережі стисненого повітря часто присутні конденсат і тверді включення, котрі виводять з ладу пневмодвигуни і засмічують ввідні фільтри, що може призводити до аварійної зупинки обладнання в момент заряджання. Задача, на вирішення якої спрямована корисна модель, що заявляється, полягає у створенні мобільного обладнання, яке можна транспортувати по шахтних виробках, зокрема по виробках з залізничною відкаткою, котре дозволяє здійснювати приготування ЕВР із заданими характеристиками й проводити заряджання свердловин ЕВР, розташованих під будь-яким кутом, аж до вертикальних, та перебуваючих на відстані до 200 м від місця розташування обладнання по дозуванню компонентів ЕВР. Поставлена задача вирішується тим, що в модульному комплексі для заряджання підземних свердловин емульсійною вибуховою речовиною, яка включає розміщений на окремій рамі дозуючий модуль, що складається з систем подачі емульсії, води і газогенеруючої добавки з дозуючими насосами, всмоктувальними і напірними трубопроводами, системи автоматичного 1 UA 120416 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 управління, та переносний зарядник, з'єднаний з дозуючим модулем шлангом подачі емульсії, що містить шланговий барабан з пневмоприводом, зарядний шланг, змішувач емульсії і газогенеруючої добавки, згідно корисної моделі, дозуючий модуль обладнаний витратним баком емульсії, сполученим з пересувною транспортною ємністю за допомогою підкачувального насоса і гнучкого шланга, на напірному трубопроводу подачі емульсії встановлено змащувальний пристрій з тангенціально розташованим штуцером, поєднаний з напірним трубопроводом подачі води і з напірним трубопроводом подачі газогенеруючої добавки, змішувач емульсії і газогенеруючої добавки встановлений на кінці зарядного шланга і виконаний у вигляді форсунки, що включає циліндричний вкладиш, на поверхні якого розташовані гвинтові канавки, конічну вставку з вершиною, спрямованою назустріч потоку емульсії, і камеру змішування, при цьому дозуючі насоси емульсії, води і газогенеруючої добавки обладнані гідромоторами, з'єднаними з маслонасосом через гідророзподільник, керований системою автоматичного управління, і маслонасос з'єднаний з електродвигуном, підключеним до внутрішньошахтної мережі електропостачання, або дозуючі насоси емульсії, води і газогенеруючої добавки обладнані електродвигунами. Завдяки оснащенню дозуючого модуля витратним баком емульсії, сполученим з пересувною транспортною ємністю за допомогою підкачувального насоса і гнучкого шланга, утворена максимально коротка всмоктувальна лінія, що дозволяє використовувати емульсію з необхідною для роботи установки в'язкістю. На напірному трубопроводі подачі емульсії встановлено змащувальний пристрій з тангенціально розташованим штуцером, поєднаний з напірним трубопроводом подачі води і з напірним трубопроводом подачі газогенеруючої добавки, для можливості одночасної подачі ГГД і води в змащувальний пристрій дозуючого модуля. Одночасна подача ГГД і води в змащувальний пристрій дозуючого модуля дозволяє відмовитися від шланга ГГД і дає можливість, при необхідності, скорегувати кількість змащувальної рідини тільки за рахунок зміни витрати води, що подається на вхід змащувального пристрою, не змінюючи при цьому співвідношення емульсії до ГГД, яке чітко регламентується залежно від необхідних кінцевих характеристик ЕВР. Тангенціально розташований штуцер введення змащувальної рідини на змащувальному пристрої дозволяє формувати рівномірний кільцевий шар з ГГД і води, для зниження внутрішнього опору центрально формованого потоку емульсії при її русі по шлангу. При цьому не відбувається змішання емульсії з змащувальною рідиною, яка містить ГГД. Використання змішувача емульсії і газогенеруючої добавки, встановленого в кінці зарядного шланга і виконаного у вигляді форсунки з циліндричним вкладишем, на поверхні якого розташовані гвинтові канавки, конічної вставки з вершиною, спрямованою назустріч потоку емульсії, і камерою змішування, забезпечує якісне змішування ЕМ з ГГД й утворення на виході з сопла форсунки сталого факела ЕВР, що дозволяє зробити зарядку свердловин під будь-яким кутом від 0 до 360°. Дозуючі насоси емульсії, води і газогенеруючої добавки обладнані гідромоторами, з'єднаними з маслонасосом через гідророзподільник, керований системою автоматичного управління, і маслонасос з'єднаний з електродвигуном, підключеним до внутрішньошахтної мережі електропостачання, або дозуючі насоси емульсії, води і газогенеруючої добавки обладнані електродвигунами. Використання для приводу насосів дозуючого модуля гідромоторів або електродвигунів дозволяє забезпечити стабільні задані оберти насосів і, як наслідок, точне дозування компонентів ЕВР і води. Точне дозування компонентів EBP і води дозволяє отримувати ЕВР з необхідними характеристиками. Суть заявленої корисної моделі пояснюється кресленнями: на фіг. 1 представлена технологічна схема модульного комплексу для заряджання підземних свердловин ЕВР, що заявляється; на фіг. 2 - розріз змащувального пристрою (вид А-А на фіг 1); на фіг. 3 - змішувач, поперечний розріз. Модульний комплекс (фіг. 1) для заряджання підземних свердловин ЕВР включає: I - дозуючий модуль; II - переносний зарядник; III - підкачуючий насос емульсії 23 з гнучким шлангом 24. Дозуючий модуль І розміщений на окремій рамі і включає в себе: систему подачі ЕМ, що складається з витратного бака емульсії 1 з дозуючим насосом 2, фільтра емульсії 3, сполученого напірним трубопроводом 4 зі змащувальним пристроєм 5; систему подачі води, що складається з витратного бака води 7, всмоктувального трубопроводу 8, дозуючого насоса води 9, фільтра 10, сполученого напірним трубопроводом 11 зі змащувальним пристроєм 5, через тангенціально розташований штуцер 6; 2 UA 120416 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 систему подачі ГГД, що складається з витратного бака ГГД 12, всмоктувального трубопроводу 13, дозуючого насоса ГГД 14, фільтра ГГД 15, сполученого напірним трубопроводом 16 зі змащувальним пристроєм 5, через тангенціально розташований штуцер 6. Переносний зарядник (II) включає в себе шланговий барабан 18 з пневмоприводом 19, зарядний шланг 20 і змішувач емульсії з газогенеруючою добавкою 21. Змішувач емульсії з ГГД 21 встановлений в кінці зарядного шланга 20 і виконаний у вигляді форсунки з циліндричним вкладишем 25, конічною вставкою 26 і камерою змішування 27. Дозуючий модуль І та переносний зарядник II з'єднані між собою шлангом подачі емульсії 17. Модульний комплекс для заряджання підземних свердловин ЕВР, що заявляється, працює наступним чином. Дозуючий модуль І встановлюють поруч з пересувними ємностями з емульсією 22. Підкачуючий насос емульсії 23 встановлюють безпосередньо під зливним штуцером однієї з пересувних ємностей з емульсією 22 і з'єднують гнучким шлангом 24 з витратним баком емульсії 1 дозуючого модуля І. Дозуючий модуль І підключають до системи електропостачання та до внутрішньошахтної лінії подачі води. У витратну ємність ГГД 12 з переносних ємностей завантажують необхідну кількість ГГД. Переносний зарядник II встановлюють у безпосередній близькості від свердловин, що заряджають, під'єднують до внутрішньошахтної мережі подачі стисненого повітря та з'єднують з дозуючим модулем І за допомогою шланга подачі емульсії 17. Зарядний шланг 20 із змішувачем 21 подають у свердловину, що заряджають, до забою. За допомогою підкачуючого насоса емульсії 23 по гнучкому шлангу 24 ЕМ подають у видатковий бак 1 до його заповнення. ЕМ з витратного бака 1, через фільтр 3 і напірний трубопровід 4, подають дозуючим насосом 2 в змащувальний пристрій 5. Для змащення емульсії в змащувальний пристрій 5 через тангенціально розташований на змащувальному пристрої 5 штуцер 6 одночасно подають воду і ГГД, в результаті чого утворюється концентрична стійка плівка розведеної ГГД, яка зменшує втрати тиску при проходженні емульсії через шланг. Подачу води здійснюють з витратного бака води 7, по всмоктувальному трубопроводу 8, дозуючим насосом води 9, через фільтр 10 і напірний трубопровід 11 в штуцер 6 змащувального пристрою 5. Подачу ГГД здійснюють з витратного бака ГГД 12, по всмоктувальному трубопроводу 13, дозуючим насосом ГГД 14, через фільтр ГГД 15 і напірний трубопровід 16 в штуцер 6 змащувального пристрою 5. Емульсія, що виходить зі змащувального пристрою 5, оточена рівномірною плівкою суміші води і ГГД, проходить шланг 17 і, через шланговий барабан 18, надходить в зарядний шланг 20, пройшовши який надходить в змішувач 21 емульсії з ГГД. В камері змішування 27 змішувача емульсії з ГГД 21 (фіг. 3) відбувається інтенсивне змішування ЕМ з ГГД і значне збільшення в'язкості емульсії за рахунок високого зсувного зусилля, створюваного на виході з форсунки. Вершина конуса конічної вставки 26, спрямована назустріч потоку емульсії, дозволяє зменшити гідравлічний опір змішувача 21, а гвинтові канавки, виконані на циліндричній поверхні вкладиша 25, дозволяють якісно змішати емульсію з ГГД і утворити на виході з сопла змішувача 21 стійкий факел високов'язкого ЕВР. Отримане в свердловині ЕВР високої в'язкості не розтікається по тріщинах, та дозволяє здійснювати зарядку як низхідних, так і висхідних під будь-яким кутом нахилу свердловин. Відразу після початку процесу приготування і подачі ЕВР у свердловину включають плавне витягання зарядного шланга 20 з свердловини для формування колонки заряду. Зарядний шланг 20 витягають шляхом обертання шлангового барабана 18, регулювання швидкості обертання якого здійснюється шляхом зміни витрати повітря на пневмопривод 19. Конструкція пневмосистеми переносного зарядника II передбачає можливість перемикання напрямку обертання шлангового барабана 18. Модульний комплекс, що заявляється, обладнаний стаціонарним і дистанційним пультом управління. Дистанційний пульт управління дозволяє здійснювати запуск і зупинку процесу зарядки оператором, що знаходиться біля свердловин, що заряджаються. Зв'язок між оператором, що знаходиться біля дозуючого модуля, і оператором, що знаходиться біля переносного зарядника, здійснюється по гучномовному зв'язку. Таким чином, модульний комплекс для заряджання підземних свердловин ЕВР, що заявляється, дозволяє отримати якісне ЕВР з заданими показниками, рівномірно розподілити ЕВР по всьому перерізу свердловини, зробити зарядку свердловин під будь-яким кутом від 0 до 3 UA 120416 U 360°, з можливістю доставки компонентів ЕВР на відстань не менше 200 м від місця розташування дозувального обладнання до свердловин, котрі заряджаються. 5 10 15 20 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Модульний комплекс для заряджання підземних свердловин емульсійною вибуховою речовиною, що включає розміщений на окремій рамі дозуючий модуль, що складається з систем подачі емульсії, води і газогенеруючої добавки з дозуючими насосами, всмоктувальними і напірними трубопроводами, системи автоматичного управління, та переносний зарядник, з'єднаний з дозуючим модулем шлангом подачі емульсії, що містить шланговий барабан з пневмоприводом, зарядний шланг, змішувач емульсії і газогенеруючої добавки, який відрізняється тим, що дозуючий модуль обладнаний витратним баком емульсії, сполученим з пересувною транспортною ємністю за допомогою підкачувального насоса і гнучкого шланга, на напірному трубопроводі подачі емульсії встановлено змащувальний пристрій з тангенціально розташованим штуцером, поєднаний з напірним трубопроводом подачі води і з напірним трубопроводом подачі газогенеруючої добавки, змішувач емульсії і газогенеруючої добавки встановлений на кінці зарядного шланга і виконаний у вигляді форсунки, що включає циліндричний вкладиш, на поверхні якого розташовані гвинтові канавки, конічну вставку з вершиною, спрямованою назустріч потоку емульсії, і камеру змішування, при цьому дозуючі насоси емульсії, води і газогенеруючої добавки обладнані гідромоторами, з'єднаними з маслонасосом через гідророзподільник, керований системою автоматичного управління, і маслонасос з'єднаний з електродвигуном, підключеним до внутрішньошахтної мережі електропостачання, або дозуючі насоси емульсії, води і газогенеруючої добавки обладнані електродвигунами. 4 UA 120416 U 5 UA 120416 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6