RU2439484C1 - Combined organic plug - Google Patents

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: combined organic plug comprises a spacer part in the form of a cylinder, in the cavity of which a spacer cone is inserted, connected to a cable traction. At the same time the cylinder is made in the form of a jacket from a soft material, for instance, from a dense cloth, the upper part of the jacket is equipped with a split ring from elastic material along well diameter, and the lower one - with a cord, the spacer cone is made of organic material, for instance, from plastic mass or wood, with a bore in the central part, and a filling part, for instance, from bore mud, is placed into the jacket and on top of the spacer part.

EFFECT: increased reliability of detonation productions enclosure in a charging cavity to the moment of complete destruction of adjacent rocks with a combined plug.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах на карьерах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород.The invention relates to the field of drilling and blasting in strong rocks in quarries and can be used in various industries using blasting in rock massifs of rocks.

Известна подвесная забойка взрывных скважин, включающая цилиндр с осевой полостью, имеющей коническое расширение, в котором выполнено не менее трех продольных прорезей, а снизу в осевую полость цилиндра вставлен полый распорный конус, соединенный с канатной тягой, верхним концом закрепленной на рычаге, установленном на опорной плите, при этом канатная тяга проходит сквозь распорную трубу, закрепленную на опорной плите, и сквозь цанговый захват, а верхний конец канатной тяги соединен с серьгой с отверстиями /1/. Такая забойка взрывных скважин позволяет запирать продукты взрыва в зарядной полости до разрушения массива и тем самым повысить эффективность использования энергии взрыва на дробление пород.Known punching of blast holes is known, including a cylinder with an axial cavity having a conical extension, in which at least three longitudinal slots are made, and a hollow spacer cone is connected to the axial cavity of the cylinder from the bottom, connected to a cable rod, the upper end fixed to a lever mounted on a support the plate, while the rope pull passes through the spacer pipe mounted on the base plate and through the collet, and the upper end of the rope pull is connected to the earring with holes / 1 /. Such jamming of blast holes allows you to lock the products of the explosion in the charging cavity until the destruction of the array and thereby increase the efficiency of the use of explosion energy for crushing rocks.

Недостатком такой конструкции является плохое сцепление стенок цилиндра со стенками скважины нарушенной структуры (с вывалами стенок), а также сложность конструкции с цанговым захватом.The disadvantage of this design is the poor adhesion of the cylinder walls to the walls of the well of a disturbed structure (with wall outflows), as well as the complexity of the design with a grip.

Наиболее близким по существу решаемой задачи устройством для запирания продуктов взрыва в зарядной полости скважины является подвесная забойка, представляющая собой разрезной цилиндр с не менее чем тремя продольными прорезями и коническим расширением полости вниз от днища, снизу в полость разрезного цилиндра вставлен полый распорный конус, соединенный с канатной тягой, верхним концом закрепленной на треноге /2/.The closest to the essentially solvable task device for locking the explosion products in the charging cavity of the well is a suspended stemming device, which is a split cylinder with at least three longitudinal slots and a conical extension of the cavity down from the bottom, a hollow expansion cone connected to the cavity of the split cylinder connected to cable traction, the upper end mounted on a tripod / 2 /.

Недостатком этого устройства, принятого за прототип заявляемому изобретению, также является плохое сцепление стенок цилиндра со стенками скважины нарушенной структуры (с вывалами стенок), что вынуждает ставить забойку на большую глубину, а также выполнение забойки из металла, что не приемлемо при погрузке горной массы на дробилку - возможна потеря забойки в горной массе и попадание ее как недробимого тела в дробилку. Кроме того, для закрепления забойки в скважине требуется специальное приспособление, что усложняет технологию производства работ.The disadvantage of this device, taken as a prototype of the claimed invention, is also the poor adhesion of the cylinder walls to the walls of the well of a disturbed structure (with wall outfalls), which forces the stemming to a great depth, as well as the performance of stemming from metal, which is not acceptable when loading rock mass on crusher - it is possible to lose stemming in the rock mass and getting it as an unbreakable body into the crusher. In addition, to fix the stemming in the well, a special device is required, which complicates the technology of work.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение надежности запирания продуктов детонации в зарядной полости до момента полного разрушения окружающей породы комбинированной забойкой, составленной из распорной забойки и засыпной части в ней и над нею.The technical problem to which the invention is directed is to increase the reliability of locking the detonation products in the charging cavity until the surrounding rock is completely destroyed by a combined stemming composed of an expansion stem and a filling part in it and above it.

Поставленная задача достигается тем, что в комбинированной органической забойке, включающей распорную часть в виде цилиндра, в полость которого снизу вставляется распорный конус, соединенный с канатной тягой, согласно изобретению цилиндр выполнен в виде чехла из мягкого материала, например из плотной ткани, верхняя часть чехла снабжена разрезным кольцом из упругого материала по диаметру скважины, а нижняя - шнуром, распорный конус выполнен из органического материала, например из пластической массы или дерева, с проточкой в средней части, а внутрь чехла и сверху над распорной частью размещают засыпную часть, например, из бурового шлама.The problem is achieved in that in a combined organic stemming, including a spacer in the form of a cylinder, into the cavity of which a spacer cone connected to the cable pull is inserted from below, according to the invention, the cylinder is made in the form of a cover made of soft material, for example, from a dense fabric, the upper part of the cover equipped with a split ring of elastic material along the diameter of the well, and the lower one with a cord, the spacer cone is made of organic material, for example plastic material or wood, with a groove in the middle part and inside the cover and on top of the spacer part, a filling part is placed, for example, from drill cuttings.

Распорный конус выполнен биконическим, при этом угол конусности над проточкой меньше, чем под нею.The expansion cone is made biconical, while the angle of taper above the groove is less than under it.

На фиг.1 схематично изображена распорная часть забойки после опускания в скважину на заданную глубину, на фиг.2 - комбинированная органическая забойка в рабочем положении в скважине, на фиг.3 - положение комбинированной органической забойки после детонации заряда взрывчатого вещества.Figure 1 schematically shows the spacer part of the stemming device after lowering into the well to a predetermined depth, figure 2 - combined organic stemming in the working position in the well, figure 3 - position of the combined organic stemming after detonation of the explosive charge.

Распорная часть комбинированной органической забойки включает чехол 1, выполненный, например, из плотной ткани. В верхнюю кромку чехла 1 вставлено разрезное кольцо 2 по диаметру скважины из упругого материала, например пружинной проволоки, а нижняя кромка чехла 1 снабжена шнуром 3. Распорный конус 4 выполнен из органического материала, например пластической массы, дерева и т.п., и снабжен проточкой 5 в средней части. В верхней части распорного конуса 4 закреплено кольцо 6 для присоединения канатной тяги 7.The spacer portion of the combined organic stemming includes a cover 1, made, for example, of dense fabric. A split ring 2 is inserted into the upper edge of the cover 1 according to the diameter of the well of elastic material, such as a spring wire, and the lower edge of the cover 1 is provided with a cord 3. The spacer cone 4 is made of organic material, such as plastic, wood, etc., and is equipped with 5 groove in the middle part. In the upper part of the spacer cone 4, a ring 6 is fixed for attaching the cable rod 7.

Комбинированная органическая забойка работает следующим образом. В скважину 8 опускают боевик 9 на проводнике инициирующего импульса 10, например детонирующем шнуре или волноводе, и размещают заряд взрывчатого вещества (ВВ) 11. После этого на поверхности блока распорную часть комбинированной органической забойки собирают в конструктивный элемент. Для этого канатную тягу 7 присоединяют к кольцу 6 распорного конуса 4 и пропускают ее через чехол 1, надевают нижнюю часть чехла 1 на распорный конус 4 и завязывают шнуром 3 на проточке 5. Затем собранную распорную часть на канатной тяге 7 опускают в скважину 8 на заданную глубину за счет массы распорного конуса 4. При этом верхняя часть чехла 1, прижатая к стенкам скважины 8 упругим разрезным кольцом 2, скользит по ним, копируя неровности стенок скважины и оставаясь раскрытой. В случае зацепов верхней части чехла при опускании можно протолкнуть распорный конус шестом. Затем канатной тягой 7 приподнимают на 0,2-0.3 м распорный конус 4 и начинают понемногу подсыпать в скважину 8 засыпную часть 12, например буровой шлам. Заполняя чехол 1, засыпная часть 12 расправляет его, прижимает к стенкам и, заполняя проточку 5 распорного конуса 4, обеспечивает заклинивание распорной части в скважине 8, создавая таким образом комбинированную органическую забойку. Затем канатную тягу 7 соединяют с поверхностной системой последующего извлечения забойки из взорванной горной массы, например, канатами, автошинами и т.п. (на схеме не показано), а полость скважины 8 над распорной частью до устья заполняется сыпучим материалом засыпной части 12. Комбинированная органическая забойка готова к работе.Combined organic stemming works as follows. An action gun 9 is lowered into the well 8 on the conductor of the initiating pulse 10, for example, a detonating cord or waveguide, and an explosive charge (BB) 11 is placed 11. After that, the spacer part of the combined organic clogging is assembled into the structural element on the block surface. To do this, the cable tie 7 is attached to the ring 6 of the spacer cone 4 and pass it through the cover 1, put the lower part of the cover 1 on the spacer cone 4 and tie a cord 3 on the groove 5. Then the assembled spacer part on the cable tie 7 is lowered into the well 8 for a given depth due to the mass of the spacer cone 4. In this case, the upper part of the cover 1, pressed against the walls of the borehole 8 by an elastic split ring 2, slides along them, copying the irregularities of the borehole walls and remaining open. In the case of hooks on the upper part of the cover during lowering, you can push the spacer cone with a pole. Then, with a cable tie 7, the spacer cone 4 is raised by 0.2-0.3 m and a little bit 12, for example, drill cuttings, is gradually added to the well 8. Filling the cover 1, the filling part 12 spreads it, presses it against the walls and, filling the groove 5 of the spacer cone 4, ensures that the spacer part is jammed in the borehole 8, thus creating a combined organic clogging. Then the cable traction 7 is connected to a surface system for the subsequent extraction of stemming from blasted rock mass, for example, ropes, tires, etc. (not shown in the diagram), and the cavity of the borehole 8 above the spacer portion to the mouth is filled with bulk material in the filling portion 12. The combined organic 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 13 по распорному конусу 4, что приводит к вдавливанию его в засыпную часть 12 чехла 1 на некоторую величину и увеличению, таким образом, распора забойки в стенки скважины. Засыпная часть забойки при этом уплотняется, образуя «пробку» 14, препятствующую дальнейшему смещению распорной части забойки вверх и прорыву газов взрыва через устье скважины. Таким положение распорной части забойки остается вплоть до начала разрушения стенок скважины и прорыва части продуктов детонации из зарядной полости в атмосферу через трещины в разрушенном массиве. В этот момент сцепление чехла 1 с расходящимися стенками скважины 8 нарушается и распорный конус 4 комбинированной органической забойки начинает смещаться под действием еще очень высокого давления продуктов детонации вверх по скважине, создавая вновь «пробку» 14, поскольку вышерасположенная засыпная часть 13 препятствует его вылету. Таким образом обеспечивается длительная замкнутость зарядной полости, что 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. При дальнейшем разрушении массива засыпная часть 13 рассыпается и распорный конус 4 может быть выброшен из скважины 8 на поверхность горной массы или останется в горной массе на небольшой глубине.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 13 on the expansion cone 4, which leads to its indentation into the filling part 12 of the cover 1 by a certain amount and, thus, expansion of stemming into the walls of the well. The filling part of the stemming device is compacted, forming a “plug” 14, which prevents further displacement of the expansion part of the stemming unit upwards and the breakthrough of explosion gases through the wellhead. This position of the spacer part of the stemming remains until the start of the destruction of the walls of the well and the breakthrough of part of the detonation products from the charging cavity into the atmosphere through cracks in the destroyed massif. At this moment, the adhesion of the cover 1 with the diverging walls of the borehole 8 is broken and the expansion cone 4 of the combined organic stemming begins to shift under the influence of still very high pressure of the detonation products up the borehole, again creating a “plug” 14, since the upstream filling part 13 prevents it from flying out. This ensures long-term closure of the charging cavity, which contributes to a more complete course of secondary reactions in detonation products and, accordingly, increases the energy of the explosion; 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. With further destruction of the massif, the filling part 13 crumbles and the spacer cone 4 can be ejected from the well 8 to the surface of the rock mass or remain in the rock mass at a shallow depth.

После взрыва распорный конус извлекают с помощью поверхностной системы извлечения из взорванной горной массы для повторного использования. В случае не обнаружения он может быть отгружен с горной массой, не представляя опасности для дробилок.After the explosion, the expansion cone is removed using a surface extraction system from the blasted rock mass for reuse. If not detected, it can be shipped with the rock mass, without posing a danger to the crushers.

Таким образом, заявляемая комбинированная органическая забойка позволяет надежно запирать продукты взрыва в зарядной полости до разрушения массива и тем самым обеспечить решение поставленной технической задачи.Thus, the inventive combined organic stemming allows you to reliably lock the products of the explosion in the charging cavity until the destruction of the array and thereby provide a solution to the technical problem.

Источники информацииInformation sources

1. Подвесная забойка взрывных скважин: Патент РФ №2285898, МПК F42D 1/08. 2006.1. Suspended stemming of blast holes: RF Patent No. 2285898, IPC F42D 1/08. 2006.

2. Подвесная забойка: патент РФ №2286534, МПК F42D 1/08. 2006 (прототип).2. Suspended stemming: RF patent No. 2286534, IPC F42D 1/08. 2006 (prototype).

Claims (2)

1. Комбинированная органическая забойка, включающая распорную часть в виде цилиндра, в полость которого снизу вставляется распорный конус, соединенный с канатной тягой, отличающаяся тем, что цилиндр выполнен в виде чехла из мягкого материала, например из плотной ткани, верхняя часть чехла снабжена разрезным кольцом из упругого материала по диаметру скважины, а нижняя - шнуром, распорный конус выполнен из органического материала, например из пластической массы или дерева, с проточкой в средней части, а внутрь чехла и сверху над распорной частью размещают засыпную часть, например, из бурового шлама.1. Combined organic stemming, including a spacer in the form of a cylinder, into the cavity of which a spacer cone connected to the cable pull is inserted from below, characterized in that the cylinder is made in the form of a cover made of soft material, for example, from a dense fabric, the upper part of the cover is provided with a split ring from elastic material along the diameter of the well, and the bottom by a cord, the spacer cone is made of organic material, for example from plastic mass or wood, with a groove in the middle part, and inside the cover and above the spacer Tew placed Sediment portion, e.g., from drill cuttings. 2. Комбинированная органическая забойка по п.1, отличающаяся тем, что распорный конус выполнен биконическим, при этом угол конусности над проточкой меньше, чем под нею. 2. The combined organic stemming according to claim 1, characterized in that the expansion cone is made biconical, while the angle of taper above the groove is less than under it.

Images