RU124382U1 - DEVICE FOR WELL-HYDRO-BREAKING WELLS - Google Patents

Abstract

1. Устройство для гидрозабойки скважин, включающее изоляцию его от заряда, отличающееся тем, что изоляция выполнена из соосно установленных внешнего и внутреннего рукавов, превышающих диаметр скважины, причем внешний рукав является защитой для внутреннего рукава, а внутренний рукав имеет колпак, одетый на его нижний конец, и фиксатор, при этом внешний рукав снабжен карманом, заполненным инертным материалом.2. Устройство для гидрозабойки скважин по п.1, отличающееся тем, что внутренний рукав и колпак заполнены водой с добавкой смачивателя-пылеподавителя типа «Заслон», изготовлены из водонепроницаемого материала, например полиэтилена.3. Устройство гидрозабойки скважин по п.1, отличающееся тем, что внешний рукав и карман изготовлены, например, из полипропилена, причем карман заполнен инертным материалом типа песок, штыб, грунт и т.д.1. A device for water shut-in of wells, including isolating it from a charge, characterized in that the insulation is made of coaxially mounted external and internal arms that are larger than the diameter of the well, the outer arm being a protection for the inner arm and the inner arm having a cap that is dressed on its lower the end and the clamp, while the outer sleeve is provided with a pocket filled with inert material. 2. A device for water shut-in of wells according to claim 1, characterized in that the inner sleeve and cap are filled with water with the addition of a screening-type wetting-dust suppressor made of a waterproof material, such as polyethylene. The device for hydraulic shut-off of wells according to claim 1, characterized in that the outer sleeve and pocket are made, for example, of polypropylene, and the pocket is filled with an inert material such as sand, bayonet, soil, etc.

Description

Полезная модель относится к горному делу, а именно к области буровзрывных работ и может быть использована в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых.The utility model relates to mining, namely to the field of drilling and blasting and can be used in various industries that use blasting in rock massifs, in particular for opencast mining.

Известна гидрозабойка, состоящая из одной или двух водонапорных ампул, размещенных непосредственно за взрывчатым веществом, и запирающего пыжа из пластичного материала, размещаемого в устьевой части шпура (скважины) после водонаполненных ампул (П.И.Кушнеров «Безопасность взрывных работ при электровзрывании на угольных и сланцевых щахтах. Кемерово, Кузбассвузиздат, 2005, с.302). Недостатком известной гидрозабойки является то, что водонаполненные ампулы имеют диаметр меньше, чем диаметр шпура и, вследствие этого, между стенками шпура и ампул образуется воздушный радиальный зазор. При взрыве заряда образующаяся мощная ударная волна, имея высокую скорость движения, успевает пройти через воздушный зазор прежде, чем будут разрушены ампулы и снижаемая водяная масса сможет перекрыть все сечение шпура. В этом случае не исключена возможность преждевременного выталкивания запирающего пыжа из устья шпура и максимального рапора водяной массы в шпуре не произойдет, что не будет препятствовать свободному выходу высокотемпературных продуктов взрыва в призабойное пространство горной выработки. В подобной ситуации формируемое давление распора водяной массы в шпуре и длительность его воздействия на стенки шпура не достигнут максимального значения, что не обеспечит полноты использования энергии ВВ на разрушение горного массива, т.е. не обеспечивается одновременное максимальное давление распора водяной массы и длительность его действия в шпуре.Known hydraulic shutdown, consisting of one or two water ampoules placed directly behind the explosive, and a locking wad of plastic material placed in the wellhead of the hole (well) after water-filled ampoules (P.I. Kushnerov “Blasting safety during electric blasting on coal and shale miners. Kemerovo, Kuzbassvuzizdat, 2005, p.302). A disadvantage of the known water shutter is that the water-filled ampoules have a diameter smaller than the diameter of the borehole and, as a result, an air radial clearance is formed between the walls of the borehole and ampoule. During a charge explosion, a powerful shock wave, having a high speed of movement, manages to pass through the air gap before the ampoules are destroyed and the reduced water mass can block the entire cross section of the borehole. In this case, the possibility of premature expulsion of the locking wad from the mouth of the borehole and the maximum water mass in the borehole does not occur, which will not impede the free exit of high-temperature explosion products into the bottomhole of the mine. In such a situation, the generated pressure of the water mass in the hole and the duration of its impact on the walls of the hole will not reach its maximum value, which will not ensure the full use of the explosive energy to destroy the rock mass, i.e. the simultaneous maximum pressure of the spread of the water mass and the duration of its action in the hole are not provided.

В качестве прототипа принято устройство для гидрозабойки скважины, содержащее две или более водонаполненных ампулы и включающее запирающий пыж из пластичных материалов в устье шпура, а между водонаполненными ампулами размещен промежуточный запорный пыж (патент на полезную модель №83129 кл.F42D 1/08, опубликованный 20.05.2009 г.). Данная конструкция обеспечивает увеличение времени задержки забойки в шпуре, повышение полноты энергии взрыва на разрушение горного массива, снижение температуры выбрасываемых из шпура газообразных продуктов взрыва и повышение безопасности ведения горных работ. К недостаткам устройства скважинной гидрозабойки следует отнести:As a prototype, a device has been adopted for water shut-in of a well containing two or more water-filled ampoules and including a locking wad made of plastic materials at the mouth of the hole, and an intermediate locking wad is placed between the water-filled ampoules (utility model patent No. 83129 class F42D 1/08, published on 20.05 .2009). This design provides an increase in the delay time of stalling in a hole, an increase in the completeness of the explosion energy to destroy the rock mass, a decrease in the temperature of the gaseous explosion products ejected from the hole, and an increase in the safety of mining operations. The disadvantages of the device for borehole hydraulic shutdown include:

- наличие водонаполненных ампул не снижает выделение пыли и не обеспечивает сокращение времени на проветривание участка;- the presence of water-filled ampoules does not reduce the emission of dust and does not reduce the time for airing the site;

- водонаполненные ампулы имеют диаметр меньше, чем диаметр скважины, в связи с чем образуется радиальный зазор до 12 мм;- water-filled ampoules have a diameter less than the diameter of the well, in connection with which a radial clearance of up to 12 mm is formed;

- прорыв раскаленных газообразных продуктов детонации из зарядной камеры по зазору между ампулами и стенками шпура к запирающему пыжу связан со всеми отрицательными последствиями.- the breakthrough of hot gaseous detonation products from the charging chamber along the gap between the ampoules and the walls of the hole to the locking wad is associated with all negative consequences.

Техническим результатом использования изобретения является увеличение полезного действия взрыва за счет более продолжительного воздействия газообразных продуктов взрыва на горный массив и снижение уровня выбросов газа и пыли в связи с более плотным запиранием устья скважины.The technical result of the use of the invention is to increase the useful effect of the explosion due to the longer exposure of the gaseous products of the explosion to the rock mass and to reduce the level of gas and dust emissions due to a denser blocking of the wellhead.

Предложено устройство скважинной гидрозабойки, включающее изоляцию его от заряда, выполненное из эластичного материала. Отличием является то, что изоляция выполнена из соосно установленных внешнего и внутреннего рукавов, больше диаметра скважины причем внешний рукав является защитой для внутреннего рукава, а внутренний рукав имеет колпак, одетый на его нижний конец, и фиксатор, при этом внешний рукав снабжен карманом, заполненным инертным материалом.A device for borehole hydraulic shut-off, including isolating it from a charge, is made of an elastic material. The difference is that the insulation is made of coaxially mounted external and internal sleeves, larger than the diameter of the well, the outer sleeve being a protection for the inner sleeve, and the inner sleeve has a cap, dressed on its lower end, and a latch, while the outer sleeve is equipped with a pocket filled inert material.

Отличем является также то, что внутренний рукав с колпаком заполнены водой с добавкой смачивателя - пылеподавителя типа «Заслон» и может быть изготовлен из полиэтилена.It is also distinguished that the inner sleeve with a cap is filled with water with the addition of a wetting agent - a dust suppressor of the “Screen” type and can be made of polyethylene.

Отличием является и то, что внешний рукав и карман изготовлены из полипропилена, причем карман заполнен инертным материалом типа песок, штыб, грунт и т.д.The difference is that the outer sleeve and pocket are made of polypropylene, and the pocket is filled with an inert material such as sand, bayonet, soil, etc.

При использовании данного устройства увеличивается коэффициент полезного действия взрыва за счет более продолжительного воздействия газообразных продуктов взрыва на горный массив и в несколько раз снижается уровень выбросов газа и пыли за счет более плотного запирания устья скважины.When using this device, the efficiency of the explosion increases due to the longer exposure of the gaseous products of the explosion to the rock mass and the level of gas and dust emissions is reduced several times due to a more tight shut-off of the wellhead.

Конструкция устройства показана на фиг., где приведен его принципиальный вид.The design of the device is shown in Fig., Which shows its principal view.

Устройство состоит из двух рукавов, изготовленных из разных материалов. Внешний рукав 1 является защитным и изготовлен, например, из полипропилена, обеспечивающего защиту внутреннему рукаву 2 от внешних воздействий бортов скважины 3. Внешний рукав 1 в нижней части имеет карман 4 для обеспечения установки устройства в скважину и придания жесткости нижней части устройства карман заполняется любым инертным материалом типа песок, штыб, грунт и др. Внешний рукав выполнен из более жесткого материала, чем внутренний. Внутренний рукав 2 выполнен из эластичного материала (например полиэтилена) для обеспечения герметичности и снабжен колпаком и фиксатором. Оба рукава с одной стороны открыты - имеется горловина, а с другой стороны закрыты: внешний рукав прошит, внутренний рукав из вероятности потери герметичности заделан нетермоусадочными способами, например, механическим стягивающим фиксатором 5. Для распределения давления водного состава, усиления нижней самой нагруженной части рукава на внутренний рукав 2 надевают колпак 6. Конструкция устройства обеспечивает надежную гидроизоляцию в течение 72-х часов при размещении заполненного водным раствором устройства в скважине. Наибольший эффект обнаруживается при работе рукава 2 наполненного смачивателем-пылеподавителем «Заслон», изготавливаемым ООО «Промышленная Компания Кузбасса». «Заслон» представляет собой водный раствор сбалансированной смеси анионных и неионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ). Выпуск состава осуществляют в соответствии с ТУ 2480-003-69992707(орган по сертификации рег.№РОСС RU.0001.11МТ42. ООО «СервисТехноПром. 127015. г.Москва, Бумажный пр. д.14).The device consists of two sleeves made of different materials. The outer sleeve 1 is protective and is made, for example, of polypropylene, which protects the inner sleeve 2 from external influences of the sides of the well 3. The outer sleeve 1 in the lower part has a pocket 4 to ensure the installation of the device in the well and stiffen the lower part of the device, the pocket is filled with any inert material such as sand, bayonet, soil, etc. The outer sleeve is made of a more rigid material than the inner one. The inner sleeve 2 is made of an elastic material (eg polyethylene) to ensure tightness and is equipped with a cap and a latch. Both sleeves are open on one side - there is a neck, and on the other hand they are closed: the outer sleeve is stitched, the inner sleeve is sealed by non-heat shrinkage methods, for example, by mechanical tightening clamp 5. To distribute the pressure of the aqueous composition, reinforce the lower most loaded part of the sleeve the inner sleeve 2 is put on the cap 6. The design of the device provides reliable waterproofing for 72 hours when placing the device filled with an aqueous solution in the well. The greatest effect is found when the sleeve 2 is filled with a Zaslon wetting and dust suppressor manufactured by Industrial Kuzbass LLC. The Barrier is an aqueous solution of a balanced mixture of anionic and nonionic surfactants. The release of the composition is carried out in accordance with TU 2480-003-69992707 (certification body reg. No. РОСС RU.0001.11МТ42. ServiceTechnoProm LLC. 127015. Moscow, Bumazhny pr. 14).

Принцип работы устройства.The principle of operation of the device.

В карман, расположенный в нижней части устройства, насыпается песок, штыб, материал оставшийся после бурения скважины и устройство опускают на дно скважины, в свободную от заряда часть скважины. Устройство (внутренний рукав 2) наполняют водой с добавкой смачивателя-пылеподавителя «Заслон». Расширяясь, устройство дополнительно герметизирует скважину и повышает силу взрывной волны. В ходе взрыва устройство разрушается и вода с добавкой смачивателя-пылеподавителя образует аэрозольное облако над местом взрыва вступает во взаимодействие с частицами пыли(мелкими частицами взорванной породы) - обводакивая их и осаждает на поверхность взорванного участка. Устройство обеспечивает уменьшение образование пыли, быстрое осаждение пыли на поверхность, что способствует улучшению экологической ситуации в районе взрывных работ.In the pocket located at the bottom of the device, sand, a bayonet are poured, the material remaining after drilling the well and the device is lowered to the bottom of the well, in the charge-free part of the well. The device (inner sleeve 2) is filled with water with the addition of a screening wetting and dust suppressor. Expanding, the device additionally seals the well and increases the strength of the blast wave. During the explosion, the device is destroyed and water with the addition of a wetting agent, a dust suppressor forms an aerosol cloud above the explosion site, interacts with dust particles (small particles of blasted rock) - encircling them and precipitating to the surface of the blasted area. The device provides a reduction in dust formation, rapid deposition of dust on the surface, which helps to improve the environmental situation in the area of blasting.

Устройство изготовлено без применения токсичных материалов и использование его в нормальных атмосферных условиях не требует мер предосторожности. Колпак из эластичного материала равномерно распределяет давление водяного столба и увеличивает надежность фиксатора от протечек и нарушений герметичности устройства в самой нагруженной нижней части.The device is manufactured without the use of toxic materials and its use in normal atmospheric conditions does not require safety measures. A cap made of elastic material evenly distributes the pressure of the water column and increases the reliability of the retainer against leakage and leakage of the device in the most loaded lower part.

Claims (3)

1. Устройство для гидрозабойки скважин, включающее изоляцию его от заряда, отличающееся тем, что изоляция выполнена из соосно установленных внешнего и внутреннего рукавов, превышающих диаметр скважины, причем внешний рукав является защитой для внутреннего рукава, а внутренний рукав имеет колпак, одетый на его нижний конец, и фиксатор, при этом внешний рукав снабжен карманом, заполненным инертным материалом.1. A device for water shut-in of wells, including isolating it from a charge, characterized in that the insulation is made of coaxially mounted outer and inner arms that are larger than the diameter of the well, the outer arm being protection for the inner arm and the inner arm having a cap that is dressed on its lower the end and the latch, while the outer sleeve is provided with a pocket filled with inert material. 2. Устройство для гидрозабойки скважин по п.1, отличающееся тем, что внутренний рукав и колпак заполнены водой с добавкой смачивателя-пылеподавителя типа «Заслон», изготовлены из водонепроницаемого материала, например полиэтилена.2. The device for water shut-in of wells according to claim 1, characterized in that the inner sleeve and cap are filled with water with the addition of a screening-type wetting-dust suppressor made of a waterproof material, such as polyethylene. 3. Устройство гидрозабойки скважин по п.1, отличающееся тем, что внешний рукав и карман изготовлены, например, из полипропилена, причем карман заполнен инертным материалом типа песок, штыб, грунт и т.д.

3. The device for hydraulic shut-off of wells according to claim 1, characterized in that the outer sleeve and pocket are made, for example, of polypropylene, and the pocket is filled with an inert material such as sand, bayonet, soil, etc.

Images