RU220079U1 - Запорно-фиксирующее устройство для фиксации заряда взрывчатых веществ в зарядной полости - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к горнодобывающей промышлености и строительству, а именно к запорно-фиксирующим устройствам для фиксации заряда взрывчатых веществ. Запорно-фиксирующее устройство для фиксации заряда взрывчатых веществ в зарядной полости состоит из фиксатора в виде цилиндра с двумя раздвижными щеками, расположенными параллельно друг другу, и одного поперечного ребра соединения, расположенного в холостой части. На внутренней стороне щек выполнены зубчатые выступы с возможностью предварительной фиксации с клином. На наружной поверхности щек выполнены ребра жёсткости с зубчатыми выступами, сходящимися на конус, и взаимодействующего с щеками фиксатора клина, представляющего собой две полки, соединенные между собой поперечными ребрами жесткости по всей длине клина под углом наклона от основания клина к вершине с расположением по всей длине на наружной поверхности клина соединительно-звуковых ребер, с выполненными на наружной поверхности фиксатора и клина технологическими каналами для прокладывания проводов. В поперечном сечении форма основания и поперечных рёбер жёсткости клина и основания фиксатора представляет собой эллипс. На наружной поверхности клина выполнен только один технологический канал для прокладывания проводов. Технический результат заключается в снижении возможности выхода взрывных газов из полости шпура. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Полезная модель относится к горнодобывающей промышленности и строительству, а именно к запорно-фиксирующим устройствам для фиксации заряда взрывчатых веществ в зарядной полости, которые могут быть использованы при буровзрывных работах на рудниках, разрезах, тоннельном строительстве и т.д.

Из общего уровня техники известно, что для повышения коэффициента использования шпура - цилиндрической горной выработки, образуемой в результате бурения - при проведении буровзрывных работ подземным способом на рудниках, разрезах, тоннельном строительстве и т.д. применяются помещаемые в шпуры запорно-фиксирующие устройства для фиксации заряда взрывчатых веществ в зарядной полости до полной его детонации. По сути, данные устройства представляют собой вариант забойки из твердых материалов и представляют собой конструкцию, состоящую из двух элементов: клина (цилиндра в виде клина) и фиксатора (цилиндра с двумя раздвижными щеками), помещаемую в шпур направлением клином к взрывчатому веществу. По принципу действия напоминают пробку. При первоначальном воздействии взрывной волны и продуктов взрыва на клин, он под влиянием оказываемого на него давлении в направлении устья шпура, т.е. в сторону фиксатора, еще сильнее расклинивает щеки фиксатора в стенки шпура, тем самым обеспечивая герметизацию зарядной камеры до начала разрушения и сдвижения пород, удерживая на какое-то время продукты взрыва в зарядной полости, что и позволяет увеличить разрушительное действие взрыва.

Среди запатентованных технических решений указанной конструкции можно выделить патенты РФ на полезные модели №№ 163752, 192465, 178921, 175809 на изобретения № 2620113, 2736017, 2301964.

Общим недостатком данных решений является то, что наличие в их конструкции одновременно двух технологических каналов (углублений для прокладывания проводов) вдоль наружной поверхности клина и фиксатора, что снижает рабочую эффективность энергии взрыва и, соответственно, коэффициент использования шпура, поскольку повышает возможность выхода взрывных газов через технологические каналы.

Решение данной проблемы предложно в устройстве по российскому патенту на изобретение № 2695905 «Механическая забойка для осуществления технологии заряжания выработки в виде шпура или скважины при буровзрывных работах (варианты)». В данном решении в качестве варианта технологические каналы, выполненные в наружной втулке и в клиновом элементе, могут быть выполнены по всей длине распорного затвора с одной стороны. Это также повышает рабочую эффективность энергии взрыва и, соответственно, коэффициент использования шпура, поскольку снижает возможность выхода взрывных газов через технологические каналы. Недостатком данного решения является сложность его конструкции (наличие дополнительной втулки, дополнительных клиновых поверхностей, дополнительных щёк втулки, средства дополнительной фиксации клинового элемента, ампулы, заполненной затвердевающей структурой), и, как следствие, повышенная сложность его изготовления и эксплуатации.

В качестве прототипа по совокупности существенных признаков принято техническое решение «КЛИН-ФИКСАТОР ДЛЯ ФИКСАЦИИ ЗАРЯДА ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ В ЗАРЯДНОЙ ПОЛОСТИ» по российскому патенту на полезную модель № 164461. Прототип характеризуется тем, что состоит из фиксатора в виде раздвижных цилиндрических щек и взаимодействующего с ними клина, на наружной поверхности цилиндрических щек и цилиндрического основания клина выполнены канавки для электропроводов, отличающийся тем, что клин представляет собой две поперечные полки, соединенные под углом наклона от основания клина к вершине, продольное ребро, соединяющее поперечные полки по всей длине, на поперечных полках с внешней стороны по всей длине расположены соединительно-звуковые ребра; фиксатор представляет собой две раздвижные щеки, расположенные параллельно друг другу, и одно поперечное ребро соединения, расположенное в холостой части, на противоположной стороне фиксатора на внутренней стороне щек выполнены зубчатые выступы с возможностью предварительной фиксации с клином.

Основным недостатком данного решения, также как и всех других вышеуказанных патентов, является то, что в поперечном сечении форма оснований клина и фиксатора представляет собой круг. В результате этого из-за расширения щёк фиксатора при начальном введении в него клина для монтажа сразу происходит изменение поперечного сечения собранного устройства с круга на эллипс, из-за чего теряется плотность заполнения шпура фиксатором. Также прототипу присущ недостаток конструкции в виде наличия одновременно двух технологических каналов вдоль наружной поверхности клина и фиксатора. Оба недостатка уменьшают плотность заполнения шпура фиксатором, что способствует снижению коэффициента использования шпура и ухудшает эффективность буровзрывных работ.

Целью предлагаемой полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков, а именно предложить конструкцию запорно-фиксирующего устройства для фиксации заряда взрывчатых веществ в зарядной полости, которая увеличивает плотность заполнения шпура фиксатором для повышения коэффициента использования шпура и улучшения эффективности буровзрывных работ.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенном запорно-фиксирующем устройстве для фиксации заряда взрывчатых веществ в зарядной полости форма основания и поперечных рёбер жёсткости клина и основания фиксатора в поперечном сечении представляет собой не круг, а эллипс, при этом наружная часть клина имеет не несколько, а один единственный технологический канал для прокладывания проводов.

Соответственно, технический результат заявляемого технического решения «Запорно-фиксирующее устройстве для фиксации заряда взрывчатых веществ в зарядной полости» состоит в следующем.

Конструкция предложенного устройства позволяет увеличить плотность заполнения шпура запорно-фиксирующим устройством для снижения возможности выхода взрывных газов из полости шпура, запертой устройством, что повышает коэффициент использования шпура и улучшает эффективность буровзрывных работ за счёт выполнения основания и поперечных рёбер жёсткости клина и основания фиксатора в поперечном сечении в форме эллипса и одного технологического канала для прокладывания проводов на наружной части клина. Также предложенное решение в целом расширяет арсенал запорно-фиксирующих устройств для фиксации заряда взрывчатых веществ в зарядной полости.

Технический результат достигается тем, что запорно-фиксирующее устройство для фиксации заряда взрывчатых веществ в зарядной полости характеризуется тем, что состоит из фиксатора в виде цилиндра с двумя раздвижными щеками, расположенными параллельно друг другу, и одного поперечного ребра соединения, расположенного в холостой части, с выполнением на внутренней стороне щек зубчатых выступов с возможностью предварительной фиксации с клином и с выполнением на наружной поверхности щек ребер жёсткости с зубчатыми выступами, сходящимися на конус, и взаимодействующего с щеками фиксатора клина, представляющего собой две полки, соединенные между собой поперечными ребрами жесткости по всей длине клина под углом наклона от основания клина к вершине с расположением по всей длине на наружной поверхности клина соединительно-звуковых ребер, с выполненными на наружной поверхности фиксатора и клина технологическими каналами для прокладывания проводов, отличающееся тем, что в поперечном сечении форма основания и поперечных рёбер жёсткости клина и основания фиксатора представляет собой эллипс, а на наружной поверхности клина выполнен только один технологический канал для прокладывания проводов. Также на наружной поверхности фиксатора могут присутствовать центрирующие усы. Также фиксатор внутри может содержать перегородку между щеками, выполненную с возможностью разрыва при проталкивании.

Заявляемое техническое решение поясняется изображениями конструкции устройства с отдельными фиксатором и клином (фигура 1), устройства в продольном сечении (фигура 2), поперечных сечений оснований фиксатора и клина (фигура 3), примера действий по использованию полезной модели при взрывных работах (фигура 4), где 1 - фиксатор, 2 - раздвижные щеки, 3 - поперечное ребро соединения в холостой части, 4 - зубчатые выступы на внутренней стороне щек, 5 - зубчатые выступы на наружной поверхности щек, 6 - центрирующие усы, 7 - перегородка между щеками, 8 - ребра жесткости фиксатора с внешней стороны, 9 - клин, 10 - полки клина, 11 - поперечные ребра жесткости клина, 12 - соединительно-звуковые ребра клина, 13 - технологические каналы для прокладывания проводов, 14 - основание фиксатора, 15 - основание клина, 16 - горная порода, 17 - шпур, 18 - заряд взрывчатого вещества, 19 - забойник.

Для получения технического результата полезная модель может быть осуществлена следующим предпочтительным образом, не исключающим иные способы осуществления в рамках заявленной формулы.

Полезная модель предназначена для фиксации заряда взрывчатых веществ и детонирующих средств в шпуре. Выполняет функции забойки. Используется забойка для запирания продуктов детонации, повышения коэффициента полезного действия взрыва, снижения радиуса разлета осколков.

Фиксация запорно-фиксирующего устройства в шпуре 17 происходит в результате следующих действий. Сначала клин 9 соединяют с фиксатором 1 на зубчатые выступы на внутренней стороне щек фиксатора 4. Затем вставляют соединенное таким образом запорно-фиксирующее устройство в заряженный взрывчатым веществом шпур 17, заранее выполненный внутри горной породы 16 (фиг. 4).

Взрывник либо проходчик закладывает заряд взрывчатого вещества 18 и детонирующего средства (на изображениях не показан) в шпур 17, после чего соединенное запорно-фиксирующее устройство досылается забойником 19 вглубь шпура 17 и резким толчком там фиксируется (фиг. 4). Расположение устройства в шпуре 17 осуществляется по направлению клином 9 к взрывчатому веществу 18 и фиксатором 1 к устью шпура 17. При детонации патрона боевика (на изображениях не показан) и первоначальном движении взрывчатого вещества 18 по направлению к устью шпура, клин 9 под давлением взрывчатого вещества 18 входит вовнутрь фиксатора 1, расширяя при этом щеки 2 фиксатора 1. Таким образом, общая конструкция запорно-фиксирующего устройства жестко фиксируется о стенки шпура 17 до полной детонации заряда взрывчатого вещества 18.

Особенностью предложенной полезной модели является то, что в поперечном сечении форма основания 15 и поперечных рёбер жёсткости клина 11 и основания фиксатора 14 представляет собой эллипс (см. фиг. 3). Это нужно для того, чтобы при установке клина 9 внутрь фиксатора 1 и расширении щек 2 фиксатора 1 под давлением клина 9 при детонации взрывчатого вещества 18 общая форма соединённого запорно-фиксирующего устройства в поперечном сечении приближалась к цилиндру с круглым основанием - то есть к форме основания шпура 17. В результате этого достигается увеличение плотности заполнения шпура 17 запорно-фиксирующим устройством для снижения возможности выхода взрывных газов из полости шпура 17, запертой устройством, что повышает коэффициент использования шпура 17 и улучшает эффективность буровзрывных работ.

Также особенностью предложенной полезной модели является то, что на наружной части клина 9 выполнен только один технологический канал для прокладывания проводов 13. Это также повышает рабочую эффективность энергии взрыва и, соответственно, коэффициент использования шпура 17, поскольку снижает возможность выхода взрывных газов через технологические каналы 13.

Также со стороны установки клина 9 в фиксатор 1 на наружной поверхности щек фиксатора 2 имеются зубчатые выступы 5, сходящиеся на конус. В поперечном сечении данные зубчатые выступы 5 имеют форму эллипса. Они нужны для лучшего удержания устройства внутри шпура 17 при нагрузке от взрыва.

Зубчатые выступы 5 на ребрах жесткости на наружной поверхности щек 8 необходимы для улучшения сцепления фиксатора с поверхностью стенки шпура.

Также дополнительно на наружной поверхности фиксатора 1 могут быть выполнены специальные центрирующие усы 6. Они нужны при введении запорно-фиксирующего устройства в шпуры большого диаметра с целью лучшего центрирования устройства в шпуре. При монтаже в шпуры малого диаметра данные усы 6 просто складываются/обламываются.

Также дополнительно фиксатор внутри может содержать перегородку 7 между щеками 2, выполненную с возможностью разрыва при проталкивании клина 9. Эта перегородка 7 может представлять собой предохранительный стержень в конструкции запорно-фиксирующего устройства. Таким образом, в случае применения запорно-фиксирующего устройства с патронированным и гранулированным взрывчатым веществом 18 предусмотрено дополнительное сопротивление от преждевременной фиксации в шпуре 17. Перегородка 7 соединяет раздвижные щеки 2 фиксатора.

Таким образом, новизна описанной конструкции запорно-фиксирующего устройства для фиксации заряда взрывчатых веществ в зарядной полости позволяет достичь заявленный технический результат - увеличить плотность заполнения шпура запорно-фиксирующим устройством для снижения возможности выхода взрывных газов из полости шпура, запертой устройством, что повышает коэффициент использования шпура и улучшает эффективность буровзрывных работ.

Claims (3)

1. Запорно-фиксирующее устройство для фиксации заряда взрывчатых веществ в зарядной полости характеризуется тем, что состоит из фиксатора в виде цилиндра с двумя раздвижными щеками, расположенными параллельно друг другу, и одного поперечного ребра соединения, расположенного в холостой части, с выполнением на внутренней стороне щек зубчатых выступов с возможностью предварительной фиксации с клином и с выполнением на наружной поверхности щек ребер жёсткости с зубчатыми выступами, сходящимися на конус, и взаимодействующего с щеками фиксатора клина, представляющего собой две полки, соединенные между собой поперечными ребрами жесткости по всей длине клина под углом наклона от основания клина к вершине с расположением по всей длине на наружной поверхности клина соединительно-звуковых ребер, с выполненными на наружной поверхности фиксатора и клина технологическими каналами для прокладывания проводов, отличающееся тем, что в поперечном сечении форма основания и поперечных рёбер жёсткости клина и основания фиксатора представляет собой эллипс, а на наружной поверхности клина выполнен только один технологический канал для прокладывания проводов.

2. Запорно-фиксирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что на наружной поверхности фиксатора могут присутствовать центрирующие усы.

3. Запорно-фиксирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что фиксатор внутри может содержать перегородку между щеками, выполненную с возможностью разрыва при проталкивании.