RU2285899C1 - Spacer tamping bar - Google Patents

Abstract

FIELD: drilling and blasting operations in hard rocks, applicable in various branches using blasting, operations in hard rock masses.

SUBSTANCE: the spacer tamping bar represents a split cylinder with at least three longitudinal slots and a tapered expansion of the cavity down from the bottom, which is connected to the supporting ring through a spacer tube. A hollow spacer plug is inserted in the split cylinder from the bottom, it consists of tapered and cylindrical parts with at least three longitudinal slots, provided with a tubular haulage with a thread on the upper end, freely passing through the holes in the cylinder and supporting ring.

EFFECT: provided locking of blast products in the charge cavity before destruction of products in the charge cavity before destruction of the mass, enhanced efficiency of use of the blast energy for crushing of the rock.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих щадящие, в том числе под укрытием, взрывные работы в скальных массивах горных пород на дневной поверхности.The invention relates to the field of drilling and blasting in strong rocks and can be used in various industries that use sparing, including under cover, blasting in rock formations of rocks on the day surface.

Известен целый ряд конструкций запирающих забоек в виде пластмассовых пробок, деревянных и бетонных клиньев /1/. Основным их недостатком является сложность применения и невозможность повторного использования.Known for a number of designs of locking faces in the form of plastic plugs, wooden and concrete wedges / 1 /. Their main disadvantage is the complexity of the application and the inability to reuse.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности взрывного дробления горных пород за счет длительного запирания продуктов детонации в зарядной полости металлической забойкой до момента полного разрушения окружающей породы.The technical problem to which the invention is directed is to increase the efficiency of explosive crushing of rocks due to the long-term locking of the detonation products in the charging cavity with metal clogging until the surrounding rock is completely destroyed.

Поставленная задача достигается применением распорной забойки, представляющей собой разрезной цилиндр с не менее чем тремя продольными прорезями и коническим расширением полости вниз от днища, которое соединено с опорным кольцом через распорную трубу, снизу в разрезной цилиндр вставлена распорная полая пробка, состоящая из конической и цилиндрической частей с не менее чем тремя продольными прорезями, снабженная трубчатой тягой с резьбой на верхнем конце, свободно проходящей через отверстия в днище разрезного цилиндре и опорном кольце.The task is achieved by the use of a spacer stem, which is a split cylinder with at least three longitudinal slots and a conical expansion of the cavity down from the bottom, which is connected to the support ring through a spacer pipe, a spacer hollow tube consisting of a conical and cylindrical parts is inserted from below into the split cylinder. with at least three longitudinal slots, equipped with a tubular rod with a thread at the upper end, freely passing through the holes in the bottom of the split cylinder and the support ring .

На фиг.1 схематично изображена распорная забойка в рабочем положении в скважине, на фиг.2 - после начала детонации.Figure 1 schematically shows the spacer stem in the working position in the well, figure 2 - after the start of detonation.

Распорная забойка выполняется из металла и включает разрезной цилиндр 1 с днищем 2 в верхней части и коническим расширением полости 3 от днища 2. В стенках разрезного цилиндра 1 параллельно образующей выполнено не менее трех продольных прорезей 4, а с днищем 2 соединена распорная труба 5, на верхнем конце которой закреплено опорное кольцо 6. В разрезной цилиндр 1 вставлена распорная полая пробка 7, состоящая из конической 8 и цилиндрической 9 частей с не менее чем тремя продольными прорезями 10. На днище 11 распорной полой пробки 7 закреплена трубчатая тяга 12, свободно проходящая через отверстие 13 в днище 2 и отверстие 14 опорного кольца 6. Верхняя часть трубчатой тяги 12 снабжена резьбой, на которую накручивается гайка 15.The spacer stem is made of metal and includes a split cylinder 1 with a bottom 2 in the upper part and a conical extension of the cavity 3 from the bottom 2. In the walls of the split cylinder 1, at least three longitudinal slots 4 are made parallel to the generatrix, and a spacer pipe 5 is connected to the bottom 2, the upper end of which is supported by a support ring 6. An expansion hollow plug 7 is inserted in the split cylinder 1, consisting of a conical 8 and a cylindrical 9 parts with at least three longitudinal slots 10. A tube is fixed to the bottom 11 of the expansion hollow plug 7 Single Rod 12 passes freely through a hole 13 in the bottom 2 and the hole 14 of the support ring 6. The upper part of the tubular rod 12 is provided with a thread on which a nut 15 is screwed.

Распорная забойка работает следующим образом. На поверхности блока распорную забойку собирают в конструктивный элемент. Для этого вставляют распорную полую пробку 7 с трубчатой тягой 12 в полость 3 разрезного цилиндра 1, пропускают трубчатую тягу 12 через отверстие 13 в днище 2, распорную трубу 5 и отверстие 14 в опорном кольце 6. После чего на резьбовую часть трубчатой тяги 12 накручивают гайку 15 и с ее помощью подтягивают распорную полую пробку 7 до входа в разрезной цилиндр 1.Spacer stem works as follows. On the surface of the block, the spacer is assembled into a structural element. To do this, insert the spacer hollow tube 7 with the tubular rod 12 into the cavity 3 of the split cylinder 1, pass the tubular rod 12 through the hole 13 in the bottom 2, the spacer pipe 5 and the hole 14 in the support ring 6. Then, the nut is screwed onto the threaded portion of the tubular rod 12 15 and with its help pull the spacer hollow tube 7 to enter the split cylinder 1.

После этого через трубчатую тягу 12 пропускают проводник инициирующего импульса 16 (провода от электродетонатора, волновод неэлектрической системы или детонирующий шнур) и распорную забойку опускают нижней частью в шпур или скважину 17. Наружный диаметр разрезного цилиндра 1 и цилиндрической части 9 распорной полой пробки 7 на 4-6 мм меньше диаметра шпура или скважины, что позволяет распорной забойке свободно входить в шпур или скважину 17 до расположения опорного кольца 6 на поверхности уступа. После этого гайкой 15 втягивают распорную полую пробку 7 в разрезной цилиндр 1, она за счет продольных прорезей 4 распирает разрезной цилиндр 1 в стенки шпура или скважины 17. Распорная забойка готова к работе.After that, the conductor of the initiating pulse 16 (wires from the electric detonator, the waveguide of the non-electric system or the detonating cord) is passed through the tubular rod 12 and the spacer stem is lowered into the hole or bore 17. The outer diameter of the split cylinder 1 and the cylindrical part 9 of the spacer tube 7 by 4 -6 mm less than the diameter of the borehole or well, which allows spacer stemming to freely enter the borehole or well 17 to the location of the support ring 6 on the surface of the ledge. After that, the nut 15 pulls the expansion hollow plug 7 into the split cylinder 1, it bursts the split cylinder 1 into the walls of the borehole or borehole due to the longitudinal slots 4. The expansion stemming is ready for operation.

После детонации заряда ВВ в зарядной полости резко возрастает давление продуктов детонации до величин в несколько десятков тысяч атмосфер и происходит динамический удар газов по большой поверхности внутренней полости конической части 8 распорной полой пробки 7, что приводит к вдавливанию ее в разрезной цилиндр 1 к плотному заклиниванию распорной забойки в шпуре или скважине. Трубчатая тяга 12 при этом свободно проходит через отверстия 13 и 14 в днище 2 и опорном кольце 6, не нарушая положения последнего. Разрезной цилиндр 1 в первый момент после детонации заряда остается неподвижным, поскольку продукты детонации воздействуют лишь на узкое кольцо нижней части конического расширения полости 3, а коническая часть 8 распорной полой пробки 7 за счет большой торцовой поверхности (в десятки раз большей, чем площадь кольца конического расширения полости 3) воспринимает значительные усилия, что приводит к немедленному вдавливанию ее в коническое расширение полости 3 и окончательному заклиниванию разрезного цилиндра 1 в скважине 17. Это положение было проверено экспериментальным взрывом с распорной забойкой аналогичной конструкции (но без цилиндрической части 9) на скважине диаметром 115 мм. Диаметр разрезного цилиндра 1 составил 110 мм, толщина его в нижней части конического расширения полости 3 составила около 1 мм, площадь кольца, воспринимающего давление продуктов детонации, составила 1,7 см², в то время как площадь конической части 8 распорной полой пробки 7 составила около 95 см², т.е. в 56 раз больше. После взрыва следов скольжения по скважине на наружной поверхности цилиндра обнаружено не было, что подтверждает тезис о надежном распоре цилиндра устройства в стенки скважины до начала разрушения пород стенок скважины. Одновременно происходит воздействие давления продуктов детонации и на цилиндрическую часть 9 распорной полой пробки 7, прижимая к стенкам скважины лепестки этой части, образованные продольными прорезями 10, и, тем самым, усиливая за счет их сцепления со стенками скважины расклинивание всей распорной забойки в стенки скважины 17. В случае недостаточности этого прижатия распорная полая пробка 7 продвинется вверх, усиливая распор разрезного цилиндра 1 и сцепление его со стенками скважины 17. В результате передвижение распорной полой пробки 7 прекратится, и распорная забойка будет удерживаться в скважине 17 благодаря заклиниванию разрезного цилиндра 1 и распору цилиндрической части 9 распорной полой пробки 7.After detonation of the explosive charge in the charging cavity, the pressure of the detonation products sharply increases to several tens of thousands of atmospheres and there is a dynamic impact of gases on a large surface of the inner cavity of the conical part 8 of the spacer hollow plug 7, which leads to its indentation into the split cylinder 1 to tightly jam the spacer clogging in a hole or well. The tubular rod 12 thus freely passes through the holes 13 and 14 in the bottom 2 and the support ring 6, without violating the position of the latter. The split cylinder 1 at the first moment after the detonation of the charge remains stationary, since the detonation products act only on the narrow ring of the lower part of the conical expansion of the cavity 3, and the conical part 8 of the expansion hollow plug 7 due to the large end surface (ten times larger than the area of the conical ring the expansion of the cavity 3) takes considerable effort, which leads to its immediate indentation into the conical expansion of the cavity 3 and the final jamming of the split cylinder 1 in the well 17. This position would It was verified by an experimental explosion with a spacer stem of a similar design (but without cylindrical part 9) in a borehole with a diameter of 115 mm. The diameter of the split cylinder 1 was 110 mm, its thickness in the lower part of the conical expansion of the cavity 3 was about 1 mm, the area of the ring perceiving the pressure of the detonation products was 1.7 cm ² , while the area of the conical part 8 of the expansion tube 7 was about 95 cm ² , i.e. 56 times more. After the explosion, there were no traces of sliding along the borehole on the outer surface of the cylinder, which confirms the thesis of a reliable expansion of the device cylinder into the borehole walls before the destruction of the borehole wall rocks. At the same time, the pressure of the detonation products also acts on the cylindrical part 9 of the expansion hollow plug 7, pressing the petals of this part to the walls of the well, formed by longitudinal slots 10, and thereby reinforcing the wedging of the entire expansion stemming into the walls of the well due to their adhesion to the walls of the well 17 . If this pressing is insufficient, the expansion hollow plug 7 moves upward, reinforcing the expansion of the split cylinder 1 and its adhesion to the walls of the well 17. As a result, the expansion hollow plug 7 is moved It is reduced and the spacer stem will be retained in the well 17 due to jamming of the split cylinder 1 and the expansion of the cylindrical part 9 of the spacer hollow plug 7.

Таким положение распорной забойки остается вплоть до прорыва продуктов детонации из зарядной полости в атмосферу через трещины в разрушенном массиве. Обеспечивая длительную замкнутость зарядной полости, распорная забойка способствует более полному протеканию вторичных реакций в продуктах детонации и соответственно повышает энергию взрыва; это особенно важно для современных крупнодисперсных ВВ типа гранулитов и граммонитов, у которых значительная доля энергии выделяется в процессе вторичных реакций.This is the position of the spacer stemming until the detonation products break from the charge cavity into the atmosphere through cracks in the destroyed mass. Providing long-term closure of the charging cavity, spacer stemming contributes to a more complete course of secondary reactions in detonation products and, accordingly, increases the explosion energy; this is especially important for modern coarse-grained explosives such as granulites and grammonites, in which a significant proportion of the energy is released during secondary reactions.

После взрыва распорную забойку извлекают из горной массы, раскручивают гайку 15, выбивают распорную полую пробку 7 из разрезного цилиндра 1, например, ударами молотка по специальному насадку, навинченному на трубчатую тягу 12 вместо гайки 15, или с помощью гидравлического съемника. Цилиндрическую часть 9 распорной полой пробки 7 и разрезной цилиндр 1 калибруют по диаметру шпура или скважины и вновь собирают распорную забойку для повторного использования.After the explosion, the spacer stem is removed from the rock mass, the nut 15 is untwisted, the hollow plug 7 is knocked out of the split cylinder 1, for example, by hammer blows on a special nozzle screwed onto the pipe rod 12 instead of the nut 15, or using a hydraulic puller. The cylindrical part 9 of the spacer hollow plug 7 and the split cylinder 1 are calibrated according to the diameter of the hole or well and the spacer is reassembled for reuse.

Таким образом, заявляемая распорная забойка позволяет длительно запирать продукты взрыва в зарядной полости, вплоть до разрушения массива, и тем самым повысить эффективность использования энергии взрыва на дробление пород.Thus, the claimed spacer stemming allows for a long time to lock the products of the explosion in the charging cavity, up to the destruction of the array, and thereby increase the efficiency of the use of explosion energy for crushing rocks.

Источники информацииInformation sources

1. Миндели Э.О., Демчук П.А., Александров В.Е. Забойка шпуров. - М. "Недра", 1967. - 152 с.1. Mindeli E.O., Demchuk P.A., Aleksandrov V.E. Clogging holes. - M. "Nedra", 1967. - 152 p.

Claims (1)

Распорная забойка, представляющая собой разрезной цилиндр с не менее чем тремя продольными прорезями и коническим расширением полости вниз от днища, которое соединено с опорным кольцом через распорную трубу, снизу в разрезной цилиндр вставлена распорная полая пробка, состоящая из конической и цилиндрической частей с не менее чем тремя продольными прорезями, снабженная трубчатой тягой с резьбой на верхнем конце, свободно проходящей через отверстия в цилиндре и опорном кольце.An expansion stem, which is a split cylinder with at least three longitudinal slots and a conical extension of the cavity down from the bottom, which is connected to the support ring through an expansion pipe, a spacer hollow tube consisting of a conical and cylindrical parts with at least three longitudinal slots, equipped with a tubular rod with thread on the upper end, freely passing through the holes in the cylinder and the support ring.

Images