RU163752U1 - STOP - Google Patents

Abstract

Забойка, включающая фиксатор, выполненный в виде раздвижных цилиндрических щек с цилиндрическим основанием, при этом каждая из щек снабжена наружным оребрением с продольным и поперечными ребрами жесткости, и клин, выполненный с цилиндрическим основанием, кроме того, на наружной поверхности цилиндрических щек и цилиндрического основания клина выполнены канавки для электропроводов, отличающаяся тем, что основание фиксатора выполнено с вогнутой поверхностью, а наружные продольные ребра жесткости выполнены высотой меньше остроконечных поперечных ребер, кроме того, основание клина выполнено с выпуклой поверхностью на торце, а материал забойки содержит карбонат кальция 3-25%.A stem including a clamp made in the form of sliding cylindrical cheeks with a cylindrical base, with each of the cheeks provided with an external ribbing with longitudinal and transverse stiffeners, and a wedge made with a cylindrical base, in addition, on the outer surface of the cylindrical cheeks and the cylindrical base of the wedge grooves for electrical wires are made, characterized in that the base of the latch is made with a concave surface, and the outer longitudinal stiffeners are made with a height less than pointed operechnyh ribs, moreover, the base of the wedge formed with a convex surface on the end face, and tamping material contains 3-25% calcium carbonate.

Description

Полезная модель относится к устройствам для разрушения твердых горных пород.The utility model relates to devices for the destruction of solid rocks.

Основную массу горных выработок на угольных и рудных шахтах в настоящее время проходят буровзрывным способом, поэтому вопросы повышения эффективности взрывных работ приобретают первостепенное значение. Особое внимание должно быть уделено повышению эффективности взрыва при ведении взрывных работ методом шпуровых зарядов, который, в сущности, является единственным в практике горнопроходческих работ. Одним из факторов, определяющим условия и эффективность взрыва шпуровых и скважинных зарядов взрывчатых веществ является внутренняя забойка шпуров. Ее величина и качество в значительной степени определяют коэффициент использования шпуров (КИШ), равномерность дробления массива, а также количество поступающих в рудничную атмосферу при взрыве пыли и ядовитых газов.The bulk of the mine workings in coal and ore mines are currently being drilled and blasted, so questions of improving the efficiency of blasting are of paramount importance. Particular attention should be paid to increasing the efficiency of the blast during blasting using the method of hole charges, which, in essence, is the only one in the practice of mining operations. One of the factors determining the conditions and efficiency of the explosion of drill holes and borehole charges of explosives is the internal stemming of holes. Its size and quality to a large extent determine the hole utilization coefficient (KIS), the uniformity of the fragmentation of the massif, as well as the amount of dust and poisonous gases entering the mine atmosphere.

Известна расклинивающаяся металлическая забойка (1) для длительного запирания продуктов детонации в зарядной полости и повторного использования, при котором калибруют цилиндр, заменяют упругую манжету. (патент RU №2329462).Known wedging metal stemming (1) for long-term locking of the detonation products in the charging cavity and reuse, in which the cylinder is calibrated, replace the elastic cuff. (patent RU No. 232,462).

Наряду с трудоемкостью подготовки к применению недостатком известной забойки является наличие металлических осколков после взрыва в разрушенной породе, повышенная стоимость. Забойка технологически сложна, требует много времени для подготовки взрывания, не предусматривает поглощения токсичных газов взрыва.Along with the complexity of preparation for use, the disadvantage of the known clogging is the presence of metal fragments after the explosion in the destroyed rock, increased cost. Jamming is technologically complicated, requires a lot of time to prepare the blast, does not provide for the absorption of toxic explosion gases.

Известно устройство для разрушения горных пород и соединения строительных конструкций, включающее силовой цилиндр и рабочий орган, состоящий из раздвижных цилиндрических щек (фиксатора забойки) и взаимодействующего с ними клина забойки, причем фиксатор забойки соединен со штоком силового цилиндра (патент RU №139745).A device for the destruction of rocks and connection of building structures, including a power cylinder and a working body, consisting of sliding cylindrical cheeks (clasp lock) and interacting wedge clogs, and the clasp lock is connected to the rod of the power cylinder (patent RU No. 139745).

Наиболее близким аналогом является забойка «клин-фиксатор», включающая фиксатор, выполненный в виде раздвижных цилиндрических щек с цилиндрическим основанием, при этом, каждая из щек снабжена наружным оребрением с продольным и поперечными ребрами жесткости и одним поперечным ребром на внутренней поверхности, и клин, выполненный с цилиндрическим основанием, кроме того, на наружной поверхности цилиндрических щек и цилиндрического основания клина выполнены канавки для электропроводов. (http://www.minetech53.ru/).The closest analogue is the wedge-fixer, including a latch made in the form of sliding cylindrical cheeks with a cylindrical base, while each of the cheeks is equipped with an external finning with longitudinal and transverse stiffeners and one transverse rib on the inner surface, and a wedge, made with a cylindrical base, in addition, grooves for electrical wires are made on the outer surface of the cylindrical cheeks and the cylindrical base of the wedge. (http://www.minetech53.ru/).

Недостатком известных забоек является плоская поверхность цилиндрического основания клина, то есть плоская граница раздела среды взрывания, при наличии которой волна в малой степени отражается в боковом и обратном направлении. Это не способствует снижению массовой скорости и более полному протеканию вторичных реакций в продуктах детонации, а соответственно повышению энергии взрыва. Известные забойки оказывают сопротивление продуктам детонации за счет инерции своей массы и сил трения. Недостатком также является малая сила трения за счет незначительной наружной поверхности раздвижных цилиндрических щек, соприкасающихся с массивом за счет имеющих полукруглых поперечных и продольных ребер жесткости одинаковой высоты. Однако как только происходит сдвиг забойки, трение покоя уступает трению скольжения, сила трения уменьшается и забойка не может удерживать продукты взрыва в зарядной камере шпура и скважины для сдвижения и разрушения массива. Сопротивление забойки за счет инерции своей массы незначительно, так как забойка изготовлена из пластмассы. Свободный выход взрывных газов через канавки для электропроводов и отсутствие ингибиторов не защищает призабойное пространство от взрывов газа и пыли.A disadvantage of the known blockages is the flat surface of the cylindrical base of the wedge, that is, the flat interface of the blasting medium, in the presence of which the wave is reflected to a small extent in the lateral and reverse directions. This does not contribute to a decrease in the mass velocity and a more complete occurrence of secondary reactions in detonation products, and, accordingly, to an increase in the explosion energy. Known stemming resist resistance to detonation products due to the inertia of its mass and friction forces. The disadvantage is the low friction force due to the insignificant outer surface of the sliding cylindrical cheeks in contact with the array due to having semicircular transverse and longitudinal stiffening ribs of the same height. However, as soon as the stemming shift occurs, the resting friction yields to sliding friction, the friction force decreases and the stemming cannot retain the explosion products in the charging chamber of the hole and the borehole to move and destroy the array. The stemming resistance due to the inertia of its mass is negligible, since the stemming is made of plastic. The free exit of explosive gases through grooves for electrical wires and the absence of inhibitors does not protect the bottom hole from gas explosions and dust.

Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение эффективности взрыва при ведении взрывных работ методом шпуровых зарядов путем запирания продуктов детонации в зарядной полости и увеличения времени их воздействия на разрушаемую породу с одновременным снижением выброса количества ядовитых газов, образующихся при взрывах и поступающих в рудничную атмосферу.The technical problem to which the proposed utility model is aimed is to increase the explosion efficiency when blasting using the blast hole method by locking the detonation products in the charge cavity and increase the time of their impact on the rock being destroyed, while reducing the amount of toxic gases generated during explosions and entering into the mine atmosphere.

Указанный технический результат достигается тем, что в забойке, включающей фиксатор, выполненный в виде раздвижных цилиндрических щек с цилиндрическим основанием, при этом, каждая из щек снабжена наружным оребрением с продольным и поперечными ребрами жесткости и одним поперечным ребром на внутренней поверхности, и клин, выполненный с цилиндрическим основанием, кроме того, на наружной поверхности цилиндрических щек и цилиндрического основания клина выполнены канавки для электропроводов, в отличие от ближайшего аналога, основание фиксатора выполнено с вогнутой поверхностью, а наружные продольные ребра жесткости выполнены высотой меньше остроконечных поперечных ребер, кроме того, основание клина выполнено с выпуклой поверхностью на торце, а материал забойки содержит карбонат кальция (3-25)%.The specified technical result is achieved by the fact that in the stem, including the latch, made in the form of sliding cylindrical cheeks with a cylindrical base, each of the cheeks is equipped with an external ribbing with longitudinal and transverse stiffeners and one transverse rib on the inner surface, and a wedge made with a cylindrical base, in addition, on the outer surface of the cylindrical cheeks and the cylindrical base of the wedge, grooves for electrical wires are made, in contrast to the closest analogue, the fix base the torus is made with a concave surface, and the outer longitudinal stiffening ribs are made with a height less than the pointed transverse ribs, in addition, the wedge base is made with a convex surface at the end, and the stemming material contains calcium carbonate (3-25)%.

Сущность предлагаемой забойки шпура поясняется чертежами, гдеThe essence of the proposed stemming holes is illustrated by drawings, where

на фиг. 1 показан общий вид устройства в изометрии,in FIG. 1 shows a general view of the device in isometry,

на фиг. 2 показано размещение устройства в шпуре или скважине.in FIG. 2 shows the placement of the device in a hole or well.

Забойка шпура включает фиксатор забойки 1, выполненный в виде раздвижных цилиндрических щек, и взаимодействующий с ними клин забойки 2. Основание фиксатора забойки 1 выполнено с вогнутой поверхностью 3, На наружной поверхности раздвижных цилиндрических щек выполнены поперечные остроконечные ребра жесткости 4 и меньшей высоты продольные ребра жесткости 5. Цилиндрическое основание клина забойки 2 выполнено с выпуклой поверхностью на торце 6. На наружной поверхности цилиндрических щек и цилиндрического основания клина выполнены канавки для электропроводов 7. Фиксатор и клин выполнены из материала, содержащего ингибитор в количестве (3-25)% карбоната кальция.The bore hole includes a bushing clamp 1, made in the form of sliding cylindrical cheeks, and a bogie wedge 2 interacting with them. The base of the bore clamp 1 is made with a concave surface 3, On the outer surface of the sliding cylindrical cheeks there are transverse pointed stiffeners 4 and lower longitudinal stiffeners 5. The cylindrical base of the wedge of the stemmer 2 is made with a convex surface at the end 6. On the outer surface of the cylindrical cheeks and the cylindrical base of the wedge, grooves are made for electrical wires 7. The retainer and wedge are made of a material containing an inhibitor in the amount of (3-25)% calcium carbonate.

Устройство работает следующим образом. Первоначально в фиксатор забойки 1 с небольшим усилием вставляют клин забойки 2. В пробуренный в горной породе шпур или скважину погружают электродетонатор, взрывчатые вещества, затем забойку. Под внешним давлением, например стержня, установленным в торец с вогнутой поверхностью 3 фиксатора забойки 1 и упоре клина забойки 2 выпуклой поверхностью на торце 6 во взрывчатые вещества происходит перемещение клина забойки 2 в фиксаторе забойки 1 до того момента, когда раздвижные цилиндрические щеки фиксатора забойки 1, деформируясь, зафиксируются на стенке шпура или скважины за счет остроконечных поперечных ребер жесткости 4 и продольных ребер жесткости 5. Для исключения повреждения электропроводов или других детонирующих средств на наружной поверхности всех элементов комбинированной забойки шпура выполнено отверстие 7.The device operates as follows. Initially, a wedge of a hammer 2. is inserted into the retainer of the stemmer 1 with little effort. An electric detonator, explosives, and then the stemmer are immersed in a hole drilled in the rock or borehole. Under external pressure, for example, of a rod installed in the end face with a concave surface 3 of the stemming clamp 1 and the stop of the stemming wedge 2 with a convex surface at the end 6, explosives move the stemming wedge 2 in the stemming clamp 1 until the sliding cylindrical cheeks of the stemming lock 1 being deformed, they will be fixed on the wall of the hole or well due to pointed transverse stiffeners 4 and longitudinal stiffeners 5. To prevent damage to electrical wires or other detonating means on hole 7 is made on the surface of all elements of the combined borehole drilling.

Запирание продуктов взрыва из зарядной камеры шпура определяется подбором диаметра канавок для электропроводов и сопротивлением истечению газов за счет расширения их в призабойном пространстве с завихрением с помощью торца с вогнутой поверхностью 3 фиксатора забойки 1. Струя истечения из канавок для электропроводов создает область низкого давления в вогнутой поверхности, куда устремляются газы высокого давление, возникает завихрение и запирание газов истечения.The locking of the explosion products from the borehole charging chamber is determined by the selection of the diameter of the grooves for the electrical wires and the resistance to the outflow of gases by expanding them in the bottomhole space with swirling using the end face with the concave surface 3 of the clasp lock 1. The outflow from the grooves for the electrical wires creates a low pressure region in the concave surface where high-pressure gases rush, turbulence and blocking of the exhaust gases occur.

Известно, при прохождении границы раздела сред различной конфигурации взрывная волна частично отражается в различных направлениях, что способствует снижению массовой скорости в забойке. Именно для рассеивания взрывной волны клин забойки выполнен с выпуклостью на торце. Канавки для электропроводов 7 на наружной поверхности цилиндрических щек и цилиндрического основания клина 2, подобранные в зависимости от диаметра шпура или скважины, параметров заряда и массива, наряду с выпуклостью на торце, играют роль демпфера, цель которого как можно дольше удержать продукты взрыва в зарядной камере шпура или скважины.It is known that when passing the interface of media of various configurations, the blast wave is partially reflected in various directions, which helps to reduce the mass velocity in the bottomhole. It is for dispersion of the blast wave that the wedge of the stemmer is made with a bulge at the end. The grooves for the electrical wires 7 on the outer surface of the cylindrical cheeks and the cylindrical base of the wedge 2, selected depending on the diameter of the hole or well, charge and array parameters, along with the bulge at the end, play the role of a damper, the purpose of which is to keep the explosion products in the charging chamber for as long as possible hole or borehole.

Чтобы как можно дольше удерживать продукты взрыва в зарядной камере шпура и скважины использован фиксатор забойки 1 в виде раздвижных цилиндрических щек с наружной цилиндрической поверхностью, которая содержит остроконечные поперечные ребра жесткости 4 и меньшей высоты продольные ребра жесткости 5. Остроконечные поперечные ребра жесткости 4 имеют возможность упруго деформироваться и сцепляться с неровной поверхностью массива. Это позволяет увеличить поверхность сцепления со стенкой шпура или скважины. При этом, если происходит сдвиг фиксатора забойки 1 во время взрыва, то остроконечные поперечные ребра жесткости 4 претерпевают упругую деформацию и находятся в зацепление со стенкой в режиме трения покоя, а не скольжения, что увеличивает время запирания продуктов детонации. Наличие меньшей высоты у продольных ребер жесткости 5, чем у поперечных остроконечных ребер жесткости 4 позволяет им не участвовать в режиме скольжения фиксатора пробки 1 по массиву во время взрыва. Эффективности запиранию способствует наличие у фиксатора забойки 1 продольных ребер жесткости 5, которые препятствуют разрушению фиксатора забойки 1 при расклинивания, повышают жесткость при изгибе раздвижных цилиндрических щек и силу прижатия их к массиву. Особенно это важно по мере увеличения поршневого давления продуктов детонации, когда происходит перемещение клина пробки 2 в фиксаторе пробки 1, то есть происходит еще большее его расклинивание.In order to hold the explosion products in the borehole and borehole charging chamber as long as possible, a stemming lock 1 is used in the form of sliding cylindrical cheeks with an outer cylindrical surface, which contains peaked transverse stiffeners 4 and a lower height longitudinal stiffeners 5. The peaked transverse stiffeners 4 are elastically deform and adhere to the uneven surface of the array. This allows you to increase the surface adhesion to the wall of the hole or well. In this case, if the stopper of the stemming device 1 during the explosion occurs, then the pointed transverse stiffening ribs 4 undergo elastic deformation and mesh with the wall in the mode of rest friction rather than sliding, which increases the time for locking detonation products. The presence of a lower height in the longitudinal stiffening ribs 5 than in the transverse pointed stiffening ribs 4 allows them not to participate in the sliding mode of the stopper of the plug 1 over the array during the explosion. Efficiency of locking is facilitated by the presence of longitudinal stiffening ribs 5 at the stemming clamp 1, which prevent the breakdown of the locking stem 1 clamp during wedging, increase the bending stiffness of the sliding cylindrical cheeks and the force of pressing them to the array. This is especially important as the piston pressure of the detonation products increases, when the wedge of the plug 2 moves in the retainer of the plug 1, that is, its wedging occurs even more.

Наличие в фиксаторе забойки 1 и клине забойки 2 материала, содержащего ингибитор в количестве (3-25)% карбоната кальция позволяет использовать забойку шпура или скважины при ведении взрывных работ в угольных шахтах, опасных по газу и по взрывам пыли. При этом установлено, что 3% карбоната кальция в материале забойки достаточно при ведении взрывных работ открытым способом. При ведении взрывных работ в шахтах верхним пределом использования карбоната кальция в материале забойки является 25%. Повышение ингибитора в материале забойки более 25% карбоната кальция увеличивает ее вес и вызывает снижение прочности забойки, а значит уменьшает время запирания продуктов детонации. Использование карбоната кальция в материалах забойки позволяет значительно увеличить технико-экономические показатели ведения взрывных работ.The presence in the fixer of the clogging unit 1 and the wedge of the clogging unit 2 of a material containing an inhibitor in the amount of (3-25)% calcium carbonate allows the use of clogging a hole or a well during blasting in coal mines, which are dangerous for gas and dust explosions. At the same time, it was found that 3% of calcium carbonate in the clogging material is sufficient for blasting in an open way. In blasting operations in mines, the upper limit for the use of calcium carbonate in the material for stemming is 25%. An increase in the inhibitor in the clogging material of more than 25% calcium carbonate increases its weight and causes a decrease in the clogging strength, which means that it reduces the time it takes for the detonation products to lock. The use of calcium carbonate in stemming materials can significantly increase the technical and economic indicators of blasting.

Наличие ингибиторного материала в виде карбоната кальция в материалах забойки позволяет значительно уменьшить продукты взрыва, вследствие чего в призабойном пространстве не образуется задымление от сгорания забойки шпура.The presence of inhibitory material in the form of calcium carbonate in the bottomhole materials significantly reduces the products of explosion, as a result of which smoke does not form in the bottomhole from combustion of the bottom hole.

Использование предлагаемой конструкции забойки для шпура позволит повысить эффективность взрыва при ведении взрывных работ методом шпуровых зарядов путем запирания продуктов детонации в зарядной полости и увеличения времени их воздействия на разрушаемую породу с одновременным снижением выброса количества ядовитых газов, образующихся при взрывах и поступающих в рудничную атмосферу.Using the proposed design for drilling holes for blasting will increase the efficiency of blasting during blasting by blasting by locking detonation products in the charging cavity and increasing the time they are exposed to the rock being destroyed, while reducing the amount of toxic gases generated during explosions and entering the mine atmosphere.

Claims (1)

Забойка, включающая фиксатор, выполненный в виде раздвижных цилиндрических щек с цилиндрическим основанием, при этом каждая из щек снабжена наружным оребрением с продольным и поперечными ребрами жесткости, и клин, выполненный с цилиндрическим основанием, кроме того, на наружной поверхности цилиндрических щек и цилиндрического основания клина выполнены канавки для электропроводов, отличающаяся тем, что основание фиксатора выполнено с вогнутой поверхностью, а наружные продольные ребра жесткости выполнены высотой меньше остроконечных поперечных ребер, кроме того, основание клина выполнено с выпуклой поверхностью на торце, а материал забойки содержит карбонат кальция 3-25%.

A stem including a clamp made in the form of sliding cylindrical cheeks with a cylindrical base, with each of the cheeks provided with an external ribbing with longitudinal and transverse stiffeners, and a wedge made with a cylindrical base, in addition, on the outer surface of the cylindrical cheeks and the cylindrical base of the wedge grooves for electrical wires are made, characterized in that the base of the latch is made with a concave surface, and the outer longitudinal stiffeners are made with a height less than pointed operechnyh ribs, moreover, the base of the wedge formed with a convex surface on the end face, and tamping material contains 3-25% calcium carbonate.

Images