RU2542792C1 - Suspension well safety bridge - Google Patents

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: suspension well safety bridge consists of a supporting structure and a suspended part fixed on the supporting structure. The suspended part is made in the form of a composite cylinder made of two semi-cylinders connected with a temporary link, on the inner surfaces of each of which in its upper part facing to a well head there attached is a half cylinder of a smaller diameter perpendicular to the cylinder generatrix. A wedge is inserted between two semi-cylinders of the composite cylinder, and a disc is attached to its base, the diameter of which is compatible with well diameter. Height of the wedge to the disc is bigger than height of the composite cylinder, and width of the wedge together with two halves of the cylinder of smaller diameter and semi-cylinders of the composite cylinder is bigger or equal to 1.1-1.2 of the well diameter.

EFFECT: invention allows improving crushing efficiency of mine rocks.

2 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых.The invention relates to mining, to the field of drilling and blasting in rocks and can be used in various industries that use blasting in massifs of rocks, in particular in open pit mining.

Известна подвесная скважинная забойка (Патент РФ №2371671, МПК F42D 1/08, опубл. 27.10.2009), принятая за прототип, содержащая опорную конструкцию, превосходящую габаритами диаметр устья скважины и закрепленную на опорной конструкции подвешиваемую часть, диаметр которой соизмерим с диаметром скважины, установленную в скважину на глубину массива с интенсивной трещиноватостью, а пространство скважины от подвешиваемой части до дневной поверхности заполнено буровой мелочью, при этом между зарядом и забойкой имеется воздушный промежуток.Known suspended borehole stemming (RF Patent No. 2371671, IPC F42D 1/08, published on October 27, 2009), adopted as a prototype, comprising a supporting structure that is larger than the diameter of the wellhead and a suspended part mounted on the supporting structure, the diameter of which is comparable with the diameter of the well installed in the well to the depth of the massif with intense fracturing, and the space of the well from the suspended part to the day surface is filled with drill trifle, while there is an air gap between the charge and the bottomhole.

Недостатками известной забойки является ее низкая запирающая способность, обусловленная малой площадью поверхности контакта цилиндра со стенками скважины, т.к. контакт происходит по узкой дуге вдоль кромки нижнего скошенного и верхнего торцов цилиндра. Имеет место неравномерный характер нагружения забойки, что снижает эффективность забойки в ходе буровзрывной подготовки слабых горных пород, например песчаников на глинистом цементе. При этом расклинивание, как средство удержания забойки и продуктов детонации в массиве, реализованное в известном изобретении, представляет собой скручивание запирающего элемента, что изначально предопределяет распределение всей энергии, приводящей его в движение на две, противоположно расположенные, точки. Такой недостаток в геометрии рабочей поверхности является первопричиной низкой запирающей способности известной скважинной забойки.The disadvantages of the known stemming is its low locking ability, due to the small surface area of the contact of the cylinder with the walls of the well, because contact occurs along a narrow arc along the edge of the lower beveled and upper ends of the cylinder. There is an uneven nature of the loading of the bottom hole, which reduces the efficiency of the bottom hole during drilling and blasting preparation of weak rocks, such as sandstones on clay cement. At the same time, wedging, as a means of retaining stemming and detonation products in the array, implemented in the known invention, is the twisting of the locking element, which initially determines the distribution of all energy, which drives it into two opposite points. Such a disadvantage in the geometry of the working surface is the root cause of the low locking ability of the known borehole stemming.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности взрывного дробления горных пород за счет увеличения запирающей способности забойки.The technical result, the achievement of which the invention is directed, is to increase the efficiency of explosive crushing of rocks by increasing the locking ability of the clogging.

Заявляемый технический результат в подвесной скважинной забойке, содержащей опорную конструкцию, превосходящую габаритами диаметр устья скважины, и подвешиваемую часть, закрепленную на опорной конструкции, достигается тем, что подвешиваемая часть выполнена в виде соединенных временной связью составного цилиндра, выполненного из двух полуцилиндров, на внутренних поверхностях каждого из которых в верхней его части, обращенной к устью скважины, перпендикулярно образующей цилиндра прикреплена половина цилиндра меньшего диаметра, и клина, вставленного между двумя полуцилиндрами составного цилиндра, при этом к основанию клина прикреплен диск, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины, причем высота клина до диска больше высоты составного цилиндра, а ширина клина в сумме с двумя половинами цилиндра меньшего диаметра и полуцилиндрами составного цилиндра больше либо равна 1.1-1.2 диаметра скважины.The claimed technical result in a suspended borehole stemming block containing a support structure that exceeds the diameter of the wellhead and a suspended part mounted on a support structure is achieved by the fact that the suspended part is made in the form of a temporary cylinder connected by a temporary connection, made of two half-cylinders, on the inner surfaces each of which in its upper part, facing the wellhead, perpendicular to the cylinder’s cylinder, is attached half of the cylinder of a smaller diameter, and a, inserted between two half-cylinders of the composite cylinder, with a disk attached to the base of the wedge whose diameter is comparable with the diameter of the well, the height of the wedge to the disk is greater than the height of the composite cylinder, and the width of the wedge in total with two halves of a cylinder of smaller diameter and half-cylinders of the composite cylinder is larger or equal to 1.1-1.2 of the diameter of the well.

Заявляемая подвесная скважинная забойка поясняется чертежами, где на фиг.1 показана подвесная скважинная забойка в собранном состоянии; на фиг.2 показана подвесная скважинная забойка в скважине в момент взрыва.The inventive suspended borehole stemming is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a suspended borehole stemming in an assembled state; figure 2 shows the suspended borehole stemming in the well at the time of the explosion.

Заявляемая подвесная скважинная забойка (далее забойка) состоит из двух полуцилиндров 1 составного цилиндра, на каждой из внутренних поверхностей которых перпендикулярно образующей составного цилиндра прочно прикреплена половина цилиндра 2 меньшего диаметра, и клина 3, размещенного между полуцилиндрами 1 составного цилиндра и подвешиваемого на опорной конструкции 4.The inventive suspended downhole stemming (hereinafter referred to as the stemming) consists of two half cylinders 1 of a composite cylinder, on each of the inner surfaces of which a half cylinder 2 of a smaller diameter is firmly attached perpendicular to the forming cylinder, and a wedge 3 placed between the half cylinders 1 of the composite cylinder and suspended on the supporting structure 4 .

Забойка работает следующим образом. Для установки забойки в рабочее положение ее заранее собирают в конструктивный элемент (фиг.1). Для этого на каждый полуцилиндр 1 в верхней его части, обращенной к устью скважины, перпендикулярно образующей цилиндра надежно прикрепляют половину цилиндра меньшего диаметра 2, размер которой равен половине ширины клина, т.е. диаметр цилиндра 2 равен ширине клина. Между двумя полуцилиндрами 1 размещают клин 3, высота которого больше высоты составного цилиндра, а к основанию клина 3 прикреплен диск 5, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины и с суммой диаметра составного цилиндра и ширины клина. Оба полуцилиндра 1 образуют составной цилиндр, диаметр которого в сумме с шириной клина соизмерим с диаметром скважины. Все элементы конструкции соединяют между собой временной связью (например, резинкой или веревкой или обвязывают скотчем) 6. К клину 3 прикреплена, например, веревка (шпагат или шнур), пропущенная между полуцилиндрами 1, на которой забойку опускают в скважину, на глубину интенсивной трещиноватости. Пространство скважины от подвешиваемой части до дневной поверхности заполнено буровой мелочью, а между зарядом и забойкой имеется воздушный промежуток. В момент взрыва клин 3 под действием восходящего движения газообразных продуктов взрыва внедряется между полуцилиндрами 1, что приводит к разнонаправленному горизонтальному движению последних в теле скважины и обеспечивает надежное запирание продуктов взрыва во взрывной камере.Clogging works as follows. To install the stemming in the working position it is pre-assembled in a structural element (figure 1). For this purpose, half cylinder of smaller diameter 2, the size of which is equal to half the width of the wedge, is reliably attached to each half cylinder 1 in its upper part facing the wellhead, perpendicular to the cylinder; the diameter of the cylinder 2 is equal to the width of the wedge. A wedge 3 is placed between two half-cylinders 1, the height of which is greater than the height of the composite cylinder, and a disk 5 is attached to the base of the wedge 3, the diameter of which is comparable with the diameter of the well and with the sum of the diameter of the composite cylinder and the width of the wedge. Both half cylinders 1 form a composite cylinder, the diameter of which in total with the width of the wedge is commensurate with the diameter of the well. All structural elements are interconnected by a temporary connection (for example, with an elastic band or a rope or tied with tape) 6. To the wedge 3 is attached, for example, a rope (twine or cord), passed between the half-cylinders 1, on which the stemming is lowered into the well, to a depth of intense fracturing . The well space from the suspended part to the day surface is filled with drill trifle, and there is an air gap between the charge and the stemming. At the time of the explosion, the wedge 3 under the action of the upward movement of the gaseous products of the explosion is introduced between the half-cylinders 1, which leads to multidirectional horizontal movement of the latter in the body of the well and provides reliable locking of the explosion products in the explosive chamber.

Выполнение на внутренних поверхностях полуцилиндров 1 половинок цилиндров меньшего диаметра, как отличительный признак заявляемого изобретения, обеспечивает при срабатывании устройства равномерность прилегания забойки к стенкам скважины. А то, что ширина клина в сумме с двумя половинами цилиндра меньшего диаметра и полуцилиндрами составного цилиндра больше либо равна 1.1-1.2 диаметра скважины, позволяет увеличить запирающую способность забойки. Природа описываемого эффекта, приводящего к достижению технического результата, заключается в изменении геометрии рабочей поверхности подвесной скважинной забойки по сравнению с известным изобретением. Иными словами, обеспечение в момент взрыва одновременного равномерного прилегания частей цилиндра к боковым стенкам скважины позволяет вовлечь в совершение полезной работы, помимо граней цилиндра, всю его боковую поверхность (фиг.2). Такое изменение геометрии увеличивает запирающую способность заявляемой подвесной скважинной забойки за счет увеличения силы трения, сопротивляющейся восходящему движению забойки.The execution on the inner surfaces of the half-cylinders 1 halves of cylinders of a smaller diameter, as a hallmark of the claimed invention, provides when the device is triggered, the uniformity of the fit of the stemming to the walls of the well. And the fact that the width of the wedge in total with two halves of a cylinder of smaller diameter and half-cylinders of the composite cylinder is greater than or equal to 1.1-1.2 of the diameter of the borehole, allows to increase the locking ability of the bottom hole. The nature of the described effect, leading to the achievement of a technical result, is to change the geometry of the working surface of the suspended borehole stemming in comparison with the known invention. In other words, the provision at the time of the explosion of the simultaneous uniform fit of the cylinder parts to the side walls of the well allows us to engage in the completion of useful work, in addition to the faces of the cylinder, its entire side surface (figure 2). Such a change in geometry increases the locking ability of the inventive suspended borehole stemming due to an increase in the friction force that resists the upward movement of the stemmer.

Таким образом, заявляемая подвесная скважинная забойка позволяет запирать продукты взрыва в зарядной полости до разрушения массива. В результате применения такой забойки эффективность использования энергии взрыва на дробление пород существенно повышается, что позволяет решить поставленную техническую задачу.Thus, the inventive suspended borehole stemming allows you to lock the products of the explosion in the charging cavity until the destruction of the array. As a result of the use of such stemming, the efficiency of the use of explosion energy for crushing rocks is significantly increased, which allows us to solve the technical problem.

Claims (1)

Подвесная скважинная забойка, содержащая опорную конструкцию, превосходящую габаритами диаметр устья скважины, и подвешиваемую часть, закрепленную на опорной конструкции, отличающаяся тем, что подвешиваемая часть выполнена в виде соединенных временной связью составного цилиндра, выполненного из двух полуцилиндров, на внутренних поверхностях каждого из которых в верхней его части, обращенной к устью скважины, перпендикулярно образующей цилиндра прикреплена половина цилиндра меньшего диаметра, и клина, вставленного между двумя полуцилиндрами составного цилиндра, при этом к основанию клина прикреплен диск, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины, причем высота клина до диска больше высоты составного цилиндра, а ширина клина в сумме с двумя половинами цилиндра меньшего диаметра и полуцилиндрами составного цилиндра больше либо равна 1.1-1.2 диаметра скважины. Suspended borehole stemming containing a supporting structure that exceeds the diameter of the wellhead and a suspended part mounted on a supporting structure, characterized in that the suspended part is made in the form of a temporary cylinder connected by a temporary connection, made of two half-cylinders, on the inner surfaces of each of which its upper part, facing the wellhead, perpendicular to the cylinder generatrix, is attached to a cylinder of a smaller diameter, and a wedge inserted between two half with the cylinders of the composite cylinder, and a disk is attached to the base of the wedge, the diameter of which is comparable with the diameter of the well, the height of the wedge to the disk is greater than the height of the composite cylinder, and the width of the wedge in total with two halves of a smaller diameter and half-cylinders of the composite cylinder is greater than or equal to 1.1-1.2 borehole diameter.

Images