Свердловинний заряд вибухової речовини

1 Свердловинний заряд вибухової речовини, що включає вибухову речовину, у якій розміщений бойок, оснащений детонуючим шнуром, забивку й замикаючий пристрій з еластичного матеріалу, встановлений на межі вибухової речовини, який відрізняється тим, що замикаючий пристрій має донну частину і сполучений з нею меншим діаметром порожнистий конусоподібний елемент і встановлений у свердловинному заряді конусоподібним елементом у бік вибухової речовини 2 Свердловинний заряд за п 1, який відрізняється тим, що вибухова речовина розділена на дві частини інертним проміжком, а замикаючий пристрій установлений між верхньою частиною вибухової речовини й інертним проміжком 3 Свердловинний заряд за п 1, який відрізняється тим, що вибухова речовина розділена на дві частини інертним проміжком, а заряд містить три замикаючих пристрої, один із яких установлений між нижньою частиною вибухової речовини й інертним проміжком, другий - між верхньою частиною вибухової речовини й інертним проміжком, а третій - між верхньою частиною вибухової речовини й забивкою 4 Свердловинний заряд за пп 1 або 2, або 3, який відрізняється тим, що більший діаметр конусоподібного елемента замикаючого пристрою складає 0,7-0,9 діаметра свердловини 5 Свердловинний заряд за пп 1 або 2, або 3, який відрізняється тим, що стінка конусоподібного елемента замикаючого пристрою виконана з подовжніми гофрами 6 Свердловинний заряд за п 5, який відрізняється тим, що більший діаметр конусоподібного елемента замикаючого пристрою складає 0,9-1,2 діаметра свердловини 7 Свердловинний заряд за пп 1 або 2, або 3, який відрізняється тим, що донна частина замикаючого пристрою виконана увігнутою 8 Свердловинний заряд за п 7, який відрізняється тим, що донна частина замикаючого пристрою виконана сферичною, при цьому відношення висоти сферичної увігнутості до діаметра основи донної частини складає h/d=(0,050,15) 9 Свердловинний заряд за п 7, який відрізняється тим, що донна частина замикаючого пристрою виконана конусоподібною, при цьому відношення висоти конічної увігнутості до діаметра основи донної частини складає h/d=(0,2-0,3) 10 Свердловинний заряд за пп 7 або 8, або 9, який відрізняється тим, що простір із зовнішнього боку донної частини замикаючого пристрою заповнений матеріалом із низькою акустичною жорсткістю 11 Свердловинний заряд за пп 1 або 2, або З, який відрізняється тим, що донна частина замикаючого пристрою виконана двошаровою 12 Свердловинний заряд за п 11, який відрізняється тим, що ЗОВНІШНІЙ шар донної частини замикаючого пристрою виконаний з матеріалу з низькою акустичною жорсткістю 13 Свердловинний заряд за п 12, який відрізняється тим, що ЗОВНІШНІЙ шар донної частини замикаючого пристрою має товщину, яка складає 0,1-1,0 діаметра свердловини 14 Свердловинний заряд за п 1 або 2, або 3, який відрізняється тим, що донна частина замикаючого пристрою виконана тришаровою 15 Свердловинний заряд за п 14, який відрізняється тим, що крайній шар донної частини замикаючого пристрою з боку конусоподібного елемента виконаний з матеріалу з низькою акустичною жорсткістю 16 Свердловинний заряд за п 15, який відрізняється тим, що крайній шар донної частини замикаючого пристрою з боку конусоподібного елемента має товщину, яка складає 0,1-0,2 діаметра свердловини 17 Свердловинний заряд за пп 1 або 2, або З, який відрізняється тим, що донна частина замикаючого пристрою виконана у вигляді порожнистого циліндра з перегородкою між ним і конусоподібним елементом 18 Свердловинний заряд за п 17, який відрізняється тим, що висота порожнистого циліндра складає 0,4-3,0 діаметра свердловини О (О 00 00 48860 19 Свердловинний заряд за пп 1 або 2, або З, який відрізняється тим, що донна частина замикаючого пристрою виконана у вигляді порожнистого зрізаного конуса, сполученого з конусоподібним елементом меншим діаметром, і з перегородкою 20 Свердловинний заряд за п 19, який відрізняється тим, що висота порожнистого зрізаного конуса складає 0,4-3,0 діаметра свердловини МІЖ НИМИ Винахід відноситься до гірничої промисловості і може бути використаний при вибуховій руйнації гірничих порід Відомий свердловинний заряд вибухової речовини (див патент України № 2810), що складається з вибухової речовини, розміщеного в неї бойовика, постаченого детонуючим шнуром, забійки й замикаючого пристрою, виконаного з еластичного матеріалу і встановленого на межі вибухової речовини Замикаючий пристрій являє собою плоску круглу прокладку і встановлений між вибуховою речовиною і забійкою Недоліком відомого рішення є те, що така конструкція замикаючого пристрою не забезпечує ефект замикання продуктів детонації і не запобігає проникненню газоподібних продуктів вибуху в пори і пустоти матеріалу забійки, тому що форма замикаючого пристрою сприяє не розпиранню його в свердловині під впливом продуктів вибуху, а навпроти, спричиняє створення вузьких каналів між стінками свердловини й замикаючим пристроєм, у результаті чого гази вилітають із свердловини на більш ранній стадії, що, у кінцевому рахунку, знижує ефективність вибухової руйнації гірничої породи В основу винаходу поставлена задача створити такий свердловинний заряд вибухової речовини, у якому нове конструктивне виконання замикаючого пристрою і його розміщення у свердловині дозволило б забезпечити надійне замикання газоподібних продуктів вибуху, запобігти їхньому виліту із свердловини! проникненню в забійку, тим самим збільшити час перебування продуктів детонації в свердловині і підвищити ефективність вибухової руйнації гірничої породи Поставлена задача вирішується тим, що в свердловинному заряді вибухової речовини, що включає вибухову речовину, у якої розміщений бойовик, постачений детонуючим шнуром, забійку й замикаючий пристрій з еластичного матеріалу, встановлений на межі вибухової речовини, ВІДПОВІДНО до винаходу замикаючий пристрій має донну частину і сполучений із нею меньшим діаметром порожнистий конусоподібний елемент, а встановлений замикаючий пристрій у свердловинному заряді конусоподібним елементом убік вибухової речовини Для забезпечення більш ефективного замикання газоподібних продуктів детонації в свердловині і вибуховій руйнації гірничого масиву в свердловинному заряді вибухова речовина розділена на дві частини інертним проміжком, а замикаючий пристрій установлений між верхньою частиною вибухової речовини і інертним проміжком Для забезпечення більш ефективного замикання газоподібних продуктів детонації в свердловині і вибуховій руйнації гірничого масиву як у нижній, так і у верхній його частині, у свердловинному заряді вибухова речовина розділена на дві частини інертним проміжком, а заряд містить три замикаючих пристрої, один з яких установлений між нижньою частиною вибухової речовини і інертним проміжком, другий - між верхньою частиною вибухової речовини і інертним проміжком, а третій - між верхньою частиною вибухової речовини і забійкою Найбільше оптимальним є виконання більшого діаметра конусоподібного елемента замикаючого пристрою рівним 0,7 - 0,9 діаметра свердловини По другому варіанту стінка конусоподібного елемента замикаючого пристрою виконана з подовжніми гофрами, при цьому більший діаметр конусоподібного елемента складає 0,9 - 1,2 діаметра свердловини Для забезпечення надійності роботи замикаючого пристрою і запобігання його руйнації при впливі ударної хвилі, а також для забезпечення гасіння ударної хвилі і зниження розщільнення матеріалу інертного проміжку або забійки, що також сприяє збільшенню часу перебування продуктів детонації в свердловині, по одному з кращих варіантів конструктивного виконання замикаючого пристрою його донна частина виконана увігнутою сферичною або конусоподібною, при цьому для сферичної увігнутості відношення висоти увігнутості до діаметра основи донної частини складає h/d = (0,05 - 0,15), для конічної увігнутості - h/d = (0,2 0,3) Простір із зовнішнього боку донної частини може бути заповнений матеріалом із низькою акустичною жорсткістю По другому з кращих варіантів конструктивного виконання замикаючого пристрою його донна частина виконана двошаровою, при цьому ЗОВНІШНІЙ шар донної частини замикаючого пристрою виконаний із матеріалу з низькою акустичною жорсткістю і має товщину, що складає 0,1-1,0 діаметра свердловини По третьому з кращих варіантів конструктивного виконання замикаючого пристрою його донна частина виконана тришаровою, при цьому крайній шар донної частини замикаючого пристрою із боку конусоподібного елемента виконаний із матеріалу з низькою акустичною жорсткістю і має товщину, що складає 0,1 - 0,2 діаметра свердловини По четвертому з кращих варіантів конструктивного виконання замикаючого пристрою його донна частина виконана у вигляді порожнистого циліндра з перегородкою між ним і конусоподібним 48860 елементом, при цьому висота порожнистого циліндра складає 0,4 - 3,0 діаметра свердловини По п'ятому з кращих варіантів конструктивного виконання замикаючого пристрою його донна частина виконана у вигляді порожнистого усіченого конуса, сполученого з конусоподібним елементом меншим діаметром, і з перегородкою між ними, при цьому висота порожнистого усіченого конуса складає 0,4 - 3,0 діаметра свердловини Перевага свердловинного заряду, що заявляється, полягає в тому, що завдяки такому конструктивному виконанню замикаючого пристрою і розміщенню його в свердловинному заряді підвищується ефективність руйнації гірничої породи Це пояснюється тим, що продукти детонації, що утворюються при вибуху, діють на стінку конусоподібного елемента замикаючого прострою, розпирають її і притискають до стінок свердловини У цей час сили, що діють на донну частину замикаючого пристрою з протилежного боку, сприяють розпиранню конусоподібного елемента й утриманню його в свердловині Таким чином, проникнення в матеріал забійки (або інертного проміжку) газоподібних продуктів вибуху запобігається, час перебування продуктів детонації в свердловині збільшується і їхній вплив направляється безпосередньо на руйнацію гірничого масиву Суть свердловинного заряду вибухової речовини, що заявляється, пояснюється поданими фігурами креслення На фіг 1 показаний загальний вигляд свердловинного заряду, на фіг 2 - один із варіантів кращого улаштування свердловинного заряду, на фіг 3 - інший із варіантів кращого улаштування свердловинного заряду, на фіг 4 - варіант виконання донної частини замикаючого пристрою зі сферичною увігнутостю, на фіг 5 - варіант виконання донної частини замикаючого пристрою із конусною увігнутостю, на фіг 6 - варіант виконання донної частини замикаючого пристрою двошаровою, на фіг 7 - варіант виконання донної частини замикаючого пристрою тришаровою, на фіг 8 - варіант виконання донної частини замикаючого пристрою у вигляді порожнистого циліндра, на фіг 9 -варіант виконання донної частини замикаючого пристрою з заповненою матеріалом увігнутостю, на фіг 10 - варіант виконання донної частини замикаючого пристрою у вигляді порожнистого усіченого конуса Приклад 1 Свердловинний заряд (фіг 1) містить вибухову речовину 1, наприклад, зерногрануліт, у якому розміщений бойовик 2, наприклад, тротилова шашка, закріплений на детонуючем шнурі 3, забійку 4 і замикаючий пристрій 5, розміщений між вибуховою речовиною 1 і забійкою 4 Замикаючий пристрій 5 виконаний з еластичного матеріалу, наприклад із поліетилену, поліпропілену, полістиролу і т п , і складається з донної частини 6 і сполученого з нею меншим діаметром порожнистого конусоподібного елемента 7 Замикаючий пристрій 5 встановлений у свердловинному заряді конусоподібним елементом 7 убік вибухової речовини 1 Стінка конусоподібного елемента 7 виконана гладкою, при цьому більший діаметр конусоподібного елемента 7 складає 0,7 - 0,9 діаметра свердловини Стінка конусоподібного елемента 7 може бути виконана з подовжніми гофрами (на кресленні не показане), у цьому випадку більший діаметр конусоподібного елемента 7 складає 0,9 - 1,2 діаметра свердловини Донна частина 6 замикаючого пристрою 5 може бути виконана увігнутою у вигляді сфери (фіг 4) або у вигляді конуса (фіг 5) Для сферичної увігнутості відношення висоти увігнутості до діаметра основи донної частини 6 має складати h/d = (0,05 - 0,15), для конічної увігнутості - h/d = (0,2 0,3) При цьому простір із зовнішньої боку донної частини 6 може бути заповнений матеріалом 8 із низькою акустичною жорсткістю, наприклад, пінопластом, поролоном, пористою гумою і т п (фіг 9) Донна частина 6 замикаючого пристрою 5 може бути виконана двошаровою (фіг 6) Внутрішній шар 9 складає еластичний матеріал замикаючого пристрою, а ЗОВНІШНІЙ шар 10 виконаний із матеріалу з низькою акустичною жорсткістю, наприклад, пінопласту, поролону, пористої гуми і т п , при цьому його товщина складає 0,1 - 1,0 діаметра свердловини Донна частина 6 замикаючого пристрою 5 може бути виконана тришаровою (фіг 7), причому проміжний шар 11 складає еластичний матеріал замикаючого пристрою 5, а шар 12, розміщений із боку конусоподібного елемента 7, виконаний із матеріалу з низькою акустичною жорсткістю, наприклад, пінопласту, поролону, пористої гуми і т п , при цьому його товщина складає 0,1 - 0,2 діаметра свердловини Донна частина 6 замикаючого пристрою 5 може бути виконана у вигляді порожнистого циліндра 13 із перегородкою 14 між ним і конусоподібним елементом 7 (фіг 8) Висота порожнистого циліндра 13 складає 0,4 - 3,0 діаметра свердловини Донна частина 6 замикаючого пристрою 5 може бути виконана у вигляді порожнистого усіченого конуса 15, сполученого з конусоподібним елементом 7 меншим діаметром і розділеного з ним перегородкою 16 (фіг 10) Висота порожнистого усіченого конуса 15 складає 0,4 - 3,0 діаметра свердловини Після ініціювання детонуючого шнура 3 і підриву бойовика 2 відбувається детонація вибухові речовини 1 Газоподібні продукти детонації, що утворилися, з одного боку, і маса забійки 4, з другого боку, діють на замикаючий пристрій 5 і розпирають його конусоподібний елемент 7 у радіальних напрямках Стінка конусоподібного елемента 7 замикаючого пристрою 5 надійно притискається до стінок свердловини, перешкоджаючи проникненню продуктів детонації в матеріал забійки 4 За рахунок цього зсув і виліт забійки 4 відбувається на більш ПІЗНІЙ стадії, що сприяє підвищенню ефективності руйнації гірничих порід Приклад 2 Свердловинний заряд (фіг 2) містить вибухову речовину, наприклад, зерногрануліт, розділену на дві частини - нижню 17 і верхню 18 інертним проміжком 19 Матеріалом інертного проміжку 19 може бути щебінь, пісок, гранвідсів У нижній 17 і верхній 18 частинах вибухової речовини розміщені бойовики 20 і 21, наприклад, тротилові шашки, ВІДПОВІДНО, закріплені на детонуючих шнурах 22 і 23 Між інертним проміжком 19 і верх 48860 ньою частиною 18 вибухової речовини розміщений замикаючий пристрій 24 Замикаючий пристрій 24 виконано з еластичного матеріалу, наприклад із поліетилену, поліпропілену, полістиролу і т п , і складається з донної частини 25 і сполученого з нею меньшим діаметром порожнистого конусоподібного елемента 26 Конструкція донної частини 25 і порожнистого конусоподібного елемента 26 може бути будьякою з описаних у прикладі 1 Замикаючий пристрій 24 встановлений у свердловинному заряді конусоподібним елементом 25 убік верхньої частини 18 вибухової речовини Поверх свердловина заповнена забійкою 27 Після ініціювання детонуючих шнурів 22 і 23 і підриву бойовиків 20 і 21 відбувається детонація вибухової речовини Газоподібні продукти детонації верхньої частини 18 вибухової речовини, що утворилися, діють на замикаючий пристрій 24 і розпирають його конусоподібний елемент 25 у радіальних напрямках Стінка конусоподібного елемента 25 замикаючого пристрою 24 надійно притискається до стінок свердловини, перешкоджаючи проникненню продуктів детонації в матеріал інертного проміжку 19 У свою чергу продукти детонації нижньої частини 17 вибухової речовини, вильоту зі свердловини яких перешкоджає замикаючий пристрій 24, діють на інертний проміжок 19 Матеріал інертного проміжку 19 ущільнюється, збільшується його бічний розпір і за рахунок дії сили тертя між стінками свердловини і матеріалом інертного проміжку збільшується час утримання останнього в свердловині Таким чином, витікання продуктів детонації з основного (нижнього) заряду відбувається на більш ПІЗНІЙ стадії, що сприяє підвищенню ефективності руйнації гірничих порід Приклад 3 Свердловинний заряд (фіг 3) містить вибухову речовину, наприклад, зерногрануліт, розділену на дві частини - нижню 28 і верхню 29 інертним проміжком ЗО Матеріалом інертного проміжку ЗО може бути щебінь, пісок, гранвідсів У нижній 28 і верхній 29 частинах вибухової речовини розміщені бойовики 31 і 32, наприклад, тротилові шашки, ВІДПОВІДНО, закріплені на детонуючих шнурах 33 і 34 Поверх свердловина заповнена забійкою 35 8 Між інертним проміжком ЗО і нижньою частиною 28 вибухової речовини розміщений замикаючий пристрій 36 Між інертним проміжком ЗО і верхньою частиною 29 вибухової речовини розміщений замикаючий пристрій 37 Між верхньою частиною 29 вибухової речовини і забійкою 35 розміщений замикаючий пристрій 38 Кожний замикаючий пристрій 36 - 38 виконаний з еластичного матеріалу, наприклад із поліетилену, поліпропілену, полістиролу і т п , і складається з донної частини 39 і сполученого з нею меньшим діаметром порожнистого конусоподібного елемента 40 Конструкція донної частини 39 і порожнистого конусоподібного елемента 40 може бути будь-якою з описаних у прикладі 1 Замикаючий пристрій 36 встановлений у свердловинному заряді конусоподібним елементом 40 убік нижньої частини 28 вибухової речовини Кожний з замикаючих пристроїв 37, 38 встановлений у свердловинному заряді конусоподібним елементом 40 убік верхньої частини 29 вибухової речовини Після ініціювання детонуючих шнурів 33 і 34 і підриву бойовиків 31 і 32 відбувається детонація вибухової речовини Газоподібні продукти детонації верхньої частини 29 вибухової речовини, що утворилися, діють на замикаючі пристрої 37 і 38 і розпирають їхні конусоподібні елементи 40 у радіальних напрямках Стінки конусоподібних елементів 40 замикаючих пристроїв 37 і 38 надійно притискаються до стінок свердловини, перешкоджаючи проникненню продуктів детонації в матеріал інертного проміжку ЗО і матеріал забійки 35 Продукти детонації нижній частини 28 вибухової речовини діють на замикаючий пристрій 36 і розпирають його конусоподібний елемент 40 у радіальних напрямках Стінка конусоподібного елемента 40 замикаючого пристрою 36 надійно притискається до стінок свердловини, перешкоджаючи проникненню продуктів детонації в матеріал інертного проміжку ЗО Таким чином, витікання продуктів детонації з нижнього 28 і верхнього 29 зарядів відбувається на більш ПІЗНІЙ стадії, що сприяє ефективній і рівномірній руйнації гірничих порід як у нижній, так і у верхній частинах масиву 48860 ftг./ 10 11 48860 12 к ,Л А s *\ t I t *v r *д1 і * / • > • • Фіг А 13 48860 14 ft't.f 15 48860 16