RU132179U1 - COMBINED BORE HOLE - Google Patents

Abstract

Комбинированная забойка скважинного заряда, включающая запирающий элемент, который установлен в скважине на глубине интенсивной трещиноватости массива, заряд взрывчатого вещества, отличающаяся тем, что между запирающим элементом и зарядом взрывчатого вещества размещена прослойка из низкоплотного пористого материала, которая отделена от запирающего элемента и заряда взрывчатого вещества воздушными промежутками, а в прослойке из низкоплотного пористого материала выполнена полость, в которой размещена пневматическая камера, и канал, соединяющий полость с воздушным промежутком, расположенным под запирающим элементом, при этом диаметр пневматической камеры соизмерим с диаметром скважины.Combined stemming of the borehole charge, including a locking element that is installed in the well at a depth of intense fracturing of the array, an explosive charge, characterized in that a layer of low-density porous material is placed between the locking element and the explosive charge, which is separated from the locking element and the explosive charge air gaps, and in the interlayer of a low-density porous material, a cavity is made in which a pneumatic chamber and a channel are placed, connecting the cavity with the air gap located under the locking element, while the diameter of the pneumatic chamber is commensurate with the diameter of the well.

Description

Полезная модель относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах 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, to the field of drilling and blasting in rocks and can be used in various industries that use blasting in rock masses, in particular for open-cast mining.

Известна скважинная забойка, представляющая собой запирающий элемент, который установлен на глубину интенсивной трещиноватости массива от предыдущего взрыва (патент РФ №2419063, МПК F42D 1/08, опубл. 20.05.2011 г.) и принятая за прототип. При этом, как следует из описания прототипа, для увеличения сопротивления выбросу скважинной забойки из скважины при взрыве заряда, на верхний торец запирающего элемента насыпают буровую мелочь.Known downhole stemming, which is a locking element that is installed at a depth of intense fracturing of the array from the previous explosion (RF patent No. 2419063, IPC F42D 1/08, published on 05/20/2011) and adopted as a prototype. Moreover, as follows from the description of the prototype, in order to increase the resistance to the ejection of the borehole stemming from the well during the explosion of the charge, drill trifle is poured onto the upper end of the locking element.

Недостатком известной скважинной забойки является трудоемкость установки и приведения забойки в рабочее состояние.A disadvantage of the known borehole stemming is the complexity of installing and bringing the stemming into working condition.

Описанный недостаток заключается в том, что согласно известному изобретению, для надлежащего срабатывания устройства необходимо заполнить пространство между запирающим элементом и устьем скважины буровой мелочью. Учитывая то, что запирающий элемент устанавливается на глубину интенсивной трещиноватости, или на 1,5-2 м, то при диаметре скважины 215,9 мм и известной плотности буровой мелочи необходимо поместить в скважину порядка 100 кг буровой мелочи. Зачастую работа по заполнению пространства между запирающим элементом и устьем скважины, в силу отсутствия средств механизации по забойке скважин, выполняется вручную. Иными словами, для забойки блока из 500 скважин, что на разрезах Кузбасса является средним количеством взрываемых скважин, необходимо вручную переместить около 50000 кг буровой мелочи. Описываемая работа особенно осложняется в зимнее время года из-за смерзания верхней части породного слоя взрываемого блока и буровой мелочи, находящейся на его поверхности и зачастую уплотненной во время передвижения по поверхности блока вспомогательного оборудования. Таким образом, становится весьма трудно, а в ряде случаев практически невозможно, использовать буровую мелочь, находящуюся на поверхности блока, для забойки скважин.The described disadvantage is that according to the known invention, for proper operation of the device, it is necessary to fill the space between the locking element and the wellhead with drill trifle. Considering that the locking element is installed at a depth of intense fracturing, or at 1.5-2 m, then with a well diameter of 215.9 mm and a known density of drill fines, it is necessary to place about 100 kg of drill fines in the well. Often, the work to fill the space between the blocking element and the wellhead, due to the lack of mechanization means for blocking wells, is performed manually. In other words, for clogging a block of 500 wells, which is the average number of blasted wells in Kuzbass sections, it is necessary to manually move about 50,000 kg of drill trifle. The described work is especially complicated in the winter season due to freezing of the upper part of the rock layer of the blasting block and drill trifle located on its surface and often compacted while moving along the surface of the auxiliary equipment block. Thus, it becomes very difficult, and in some cases almost impossible, to use the drill trifle located on the surface of the block for blocking wells.

Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости установки элементов комбинированной забойки скважинного заряда и приведения забойки в рабочее состояние.The technical result of the invention is to reduce the complexity of installing elements of the combined stemming of the borehole charge and bringing the stemming into working condition.

Указанный технический результат достигается тем, что в комбинированной забойке скважинного заряда, включающей запирающий элемент, который установлен в скважине на глубине интенсивной трещиноватости и заряд взрывчатого вещества, согласно заявляемой полезной модели, между запирающим элементом и зарядом взрывчатого вещества размещена прослойка из низкоплотного пористого материала, которая отделена от запирающего элемента и заряда взрывчатого вещества воздушными промежутками, а в прослойке из низкоплотного пористого материала выполнена полость, в которой размещена пневматическая камера, и канал, соединяющий полость с воздушным промежутком расположенным под запирающим элементом, при этом диаметр пневматической камеры соизмерим с диаметром скважины.The specified technical result is achieved by the fact that in the combined stemming of the borehole charge, including a locking element that is installed in the well at a depth of intense fracturing and explosive charge, according to the claimed utility model, a layer of low-density porous material is placed between the locking element and the explosive charge, which separated from the locking element and the explosive charge by air gaps, and in the layer of low-density porous material The cavity in which the pneumatic chamber is located and the channel connecting the cavity with the air gap located under the locking element are provided, the diameter of the pneumatic chamber being comparable with the diameter of the well.

Заявляемая комбинированная забойка скважинного заряда поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема установки комбинированной забойки в скважине; на фиг.2 - прослойка из низкоплотного пористого материала в транспортном положении.The inventive combined stemming of the borehole charge is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram of the installation of combined stemming in the well; figure 2 - a layer of low-density porous material in the transport position.

Комбинированная забойка скважинного заряда, выполнена в виде запирающего элемента 1, который установлен на глубину интенсивной трещиноватости массива, а в промежутке между запирающим элементом 1 и зарядом ВВ 2 установлена прослойка из низкоплотного пористого материала 3, в которой выполнена полость 4 и канал 5, причем в полости 4 расположена пневматическая камера 6, диаметр которой соизмерим с диаметром скважины.The combined stemming of the borehole charge is made in the form of a locking element 1, which is installed at a depth of intense fracturing of the array, and in the interval between the locking element 1 and the explosive charge 2 there is a layer of low-density porous material 3, in which a cavity 4 and channel 5 are made, and cavity 4 is a pneumatic chamber 6, the diameter of which is comparable with the diameter of the well.

Заявляемая комбинированная забойка скважинного заряда работает следующим образом. После обуривания блока производят заряжание скважин ВВ, забойку скважин и монтаж детонирующей сети. При формировании комбинированной забойки пневматическую камеру 6 в сжатом состоянии прикрепляют к пневматической трубке 7 посредством полой иглы 8. Затем через канал 5 пневматическую камеру 6 в сжатом состоянии помещают в полость 4 прослойки из низкоплотного материала 3. После этого прослойку из низкоплотного пористого материала 3 с пневматической камерой 6 в сжатом состоянии при помощи пневматической трубки 7 с полой иглой 8 опускают в скважину с образованием воздушного промежутка между прослойкой 3 зарядом ВВ 2. Пневматическую камеру 6 наполняют газом (например, воздухом) посредством пневматической трубки 7 и полой иглы 8 до полного заполнения. Прослойка из низкоплотного пористого материала 3 закрепляется в скважине. Затем полую иглу 7 при помощи пневматической трубки 8 извлекают из пневматической камеры 6. На глубину интенсивной трещиноватости устанавливают запирающий элемент 1 таким образом, чтобы между ним и прослойкой из низкоплотного пористого материала 3 тоже образовался воздушный промежуток.The inventive combined stemming downhole charge works as follows. After drilling the block, explosive wells are charged, wells are jammed, and a detonating network is installed. When forming a combined stemming, the pneumatic chamber 6 in a compressed state is attached to the pneumatic tube 7 by means of a hollow needle 8. Then, through the channel 5, the pneumatic chamber 6 is compressed into the cavity 4 of the interlayer of low-density material 3. After this, the interlayer of low-density porous material 3 with pneumatic chamber 6 in a compressed state using a pneumatic tube 7 with a hollow needle 8 is lowered into the well with the formation of an air gap between the interlayer 3 charge BB 2. Pneumatic chamber 6 lnyayut gas (e.g., air) through pneumatic tubes 7 and 8 to the hollow needle is full. A layer of low-density porous material 3 is fixed in the well. Then the hollow needle 7 is removed using the pneumatic tube 8 from the pneumatic chamber 6. At the depth of intense fracturing, a locking element 1 is installed so that an air gap is also formed between it and the layer of low-density porous material 3.

При рассмотрении механизма срабатывания заявляемой комбинированной забойки скважинного заряда и причинно-следственных связей между существенными признаками и техническим результатом необходимо особенно акцентировать внимание на трансформацию взрывной волны при взрыве заряда ВВ, распространяющейся в восходящем направлении вдоль скважины. Максимизация полезной работы продуктов детонации обуславливается конструкцией предложенной забойки скважинного заряда. Ниже изложена физическая природа эффекта, обеспечивающего достижение технического результата.When considering the triggering mechanism of the inventive combined stemming of the borehole charge and causal relationships between the essential features and the technical result, it is necessary to especially focus on the transformation of the blast wave during the explosion of an explosive charge propagating in an upward direction along the well. The maximization of the useful work of detonation products is determined by the design of the proposed borehole jamming. The physical nature of the effect that provides the achievement of a technical result is described below.

При инициировании заряда ВВ в скважине ударная волна исходит от верхнего торца заряда ВВ и проходит последовательно три слоя, каждый из которых имеет границу раздела сред "ВВ - воздух - низкоплотный пористый материал - воздух», до запирающего элемента. Как известно, при прохождении границы раздела сред взрывная волна частично отражается в обратном направлении, что способствует снижению массовой скорости и более полному протеканию вторичных реакций в продуктах детонации, а соответственно повышает энергию взрыва современных крупнодисперсных ВВ типа гранулитов и граммонитов. Таким образом, при прохождении взрывной волны по комбинированной забойке скорость ее распространения вдоль скважины, относительно волны напряжения, распространяющейся в массиве, значительно (на порядок) меньше. Описываемая разность скоростей распространения волн в массиве и в скважине, очевидно, приводит к аналогичному соотношению массовых скоростей породного массива и низкоплотного материала, что в свою очередь определяет смещение стенок скважины и сужение ее канала, опережающее восходящее нагружение запирающего элемента забойки, что и обеспечивает эффективность срабатывания последнего. Иными словами происходит защемление запирающего элемента и запирание продуктов детонации во взрывной камере на больший промежуток времени по сравнению с прототипом. При этом, как следует из описания, приведение запирающего элемента в рабочее состояние и его срабатывание происходит без заполнения промежутка между запирающим элементом и дневной поверхностью буровой мелочью, что значительно снижает трудоемкость работы.When initiating the explosive charge in the well, the shock wave emanates from the upper end of the explosive charge and passes through three layers in succession, each of which has an interface between the explosives — air — low-density porous material — air ”to the blocking element. As is known, when passing the interface blast wave is partially reflected in the opposite direction, which contributes to a decrease in mass velocity and a more complete course of secondary reactions in detonation products, and accordingly increases the explosion energy of modern coarse particles Thus, when a blast wave propagates through a combined stemming, its propagation velocity along the well relative to the stress wave propagating in the array is much (an order of magnitude) lower. The described difference in the wave propagation velocities in the array and in the well is obviously , leads to a similar ratio of mass velocities of the rock mass and low-density material, which in turn determines the displacement of the walls of the well and the narrowing of its channel, ahead of the ascending load zhenie locking element stemming, which ensures the effectiveness of the latter. In other words, there is a jamming of the locking element and locking of the detonation products in the explosive chamber for a longer period of time compared with the prototype. Moreover, as follows from the description, bringing the locking element into working condition and its operation occurs without filling the gap between the locking element and the surface with drill trifle, which significantly reduces the complexity of the work.

Claims (1)

Комбинированная забойка скважинного заряда, включающая запирающий элемент, который установлен в скважине на глубине интенсивной трещиноватости массива, заряд взрывчатого вещества, отличающаяся тем, что между запирающим элементом и зарядом взрывчатого вещества размещена прослойка из низкоплотного пористого материала, которая отделена от запирающего элемента и заряда взрывчатого вещества воздушными промежутками, а в прослойке из низкоплотного пористого материала выполнена полость, в которой размещена пневматическая камера, и канал, соединяющий полость с воздушным промежутком, расположенным под запирающим элементом, при этом диаметр пневматической камеры соизмерим с диаметром скважины.

Combined stemming of the borehole charge, including a locking element that is installed in the well at a depth of intense fracturing of the array, an explosive charge, characterized in that a layer of low-density porous material is placed between the locking element and the explosive charge, which is separated from the locking element and the explosive charge air gaps, and in the interlayer of a low-density porous material, a cavity is made in which a pneumatic chamber and a channel are placed, connecting the cavity with the air gap located under the locking element, while the diameter of the pneumatic chamber is commensurate with the diameter of the well.

Images