RU2573660C1 - Charging wells with explosive emulsion - Google Patents

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: claimed process consists in that the explosive emulsion is produced in the charging process by mixing of the emulsion with gas-generating additive prior to mix feed into the well. Note here that said emulsion and gas-generating additive is fed without mixing to the mixer via one charging hose as a coaxial flow. Note here that the outer circular ply is composed of the gas-generating additive and used for reduction of internal resistance of the central emulsion flow in its motion in the charging hose. The emulsion and gas-generating additive mixer is arranged nearby the head of well being charged.

EFFECT: higher efficiency of use owing to dilution of emulsion in its transfer via charging hose.

Description

Изобретение относится к способам заряжания взрывных скважин эмульсионным взрывчатым веществом (ВВ) при ведении подземных горных работ.The invention relates to methods for loading blast holes with emulsion explosive (BB) in underground mining.

В настоящее время разработаны эмульсионные составы различного вида и областей применения, в том числе для подземных взрывных работ. Общими признаками всех ЭВВ и способов их получения являются приготовление при повышенной температуре и механическом перемешивании водной фазы из раствора солей-окислителей и горючей углеводородной фазы, содержащей добавку поверхностно-активного вещества, называемого эмульгатором, в виде индивидуального вещества или сложного состава из нескольких компонентов. Полученную в результате этой процедуры массу называют «матричной эмульсией», предполагая возможность добавления других ингредиентов, например, таких, как водный раствор химических реагентов для сенсибилизации газонасыщением, пористые частицы микросфер или гранулы аммиачной селитры. Все компоненты преимущественно добавляют в процессе заряжания специальными смесительно-зарядными машинами. Данные ЭВВ, изготавливаемые в смесительно-зарядных машинах на заряжаемых блоках карьеров, обычно сенсибилизируют водным раствором нитрита натрия концентрацией 5÷30%, диспергируя его с помощью статических или динамических миксеров, смонтированных вместе с другими агрегатами на шасси зарядных машин.Currently developed emulsion compositions of various types and applications, including for underground blasting. Common features of all emulsion explosives and methods for their preparation are the preparation of an aqueous phase from a solution of oxidizing salts and a combustible hydrocarbon phase containing an additive of a surfactant called an emulsifier at an elevated temperature and mechanically mixing in the form of an individual substance or a complex composition of several components. The mass obtained as a result of this procedure is called a “matrix emulsion”, suggesting the possibility of adding other ingredients, such as, for example, an aqueous solution of gas saturation sensitizing chemicals, porous particles of microspheres or granules of ammonium nitrate. All components are predominantly added during loading by special mixing and charging machines. These emulsion explosives manufactured in mixing-charging machines on charging blocks of quarries are usually sensitized with an aqueous solution of sodium nitrite with a concentration of 5-30%, dispersing it with the help of static or dynamic mixers mounted together with other units on the chassis of charging machines.

Опыт применения ЭВВ на открытых горных работах показал, что по работоспособности эти взрывчатые вещества не уступают, а по уровню механизации, безопасности, водоустойчивости и экологической чистоте - значительно превосходят ТНТ и алюмосодержащие гранулированные ВВ.The experience of using emulsion explosives in open-cast mining has shown that these explosives are not inferior in operability, and in terms of mechanization, safety, water resistance and environmental friendliness, they significantly exceed TNT and aluminum-containing granular explosives.

Основной проблемой, возникающей при заряжании ЭВВ в подземных условиях, является отсутствие мобильного оборудования для доставки заряда ЭВВ в подземные выработки небольшого поперечного сечения (5-10 м²) с использованием вагонеток и электровозной тяги.The main problem that arises when charging emulsion explosives in underground conditions is the lack of mobile equipment for delivering emulsion explosives to underground mine workings of a small cross section (5-10 m ² ) using trolleys and electric traction.

При этом для обеспечения процесса заряжания необходимо транспортировать ЭВВ на относительно большие расстояния (до 200 метров) до скважин или шпуров по зарядному шлангу, диаметр которого составляет до 38 мм. Естественно, что в шланге из-за высокой вязкости ЭВВ развивается высокое давление, которое может привести к разрыву зарядного шланга с травматическими последствиями для обслуживающего персонала. Часто, чтобы снизить давление в зарядных шлангах, через специальные устройства подают воду.At the same time, to ensure the charging process, it is necessary to transport emulsion explosives over relatively large distances (up to 200 meters) to wells or holes through a charging hose, the diameter of which is up to 38 mm. Naturally, because of the high viscosity of the emulsion explosive, high pressure develops in the hose, which can lead to rupture of the charging hose with traumatic consequences for the operating staff. Often, in order to reduce the pressure in the charging hoses, water is supplied through special devices.

Задача заряжания подземных скважин ЭВВ была решена при создании зарядной подземной установки, включающей зарядчик с зарядным шлангом и смесителем и дозатор с насосами компонентов и системой управления, в которой зарядчик и дозатор выполнены на разных разобщенных рамах и функционально связаны между собой посредством двух шлангов - шланга для подачи эмульсии и шланга для подачи газогенерирующей добавки (ГГД). На раме дозатора смонтированы: пневмосистема, насос эмульсии с напорным и всасывающим трубопроводами, система автоматического дозирования компонентов, система подачи воды и система подачи ГГД с формированием коаксиального потока с водным кольцевым слоем и центральным потоком из ГГД (см. описание к патенту РФ №141174, 2014). При этом был реализован способ заряжания скважин при ведении подземных взрывных работ эмульсионным взрывчатым веществом (ЭВВ), изготавливаемым в процессе заряжания, путем смешивания эмульсии с газогенерирующей добавкой (ГГД) непосредственно перед подачей смеси в скважину и подводом эмульсионного состава и ГГД к смесителю по двум раздельным зарядным шлангам.The task of loading the EVV underground wells was solved when creating a charging underground installation, including a charger with a charging hose and mixer and a dispenser with component pumps and a control system in which the charger and dispenser are made on different disconnected frames and are functionally interconnected via two hoses - a hose for emulsion and hose feed for supplying a gas generating additive (GGD). The following are mounted on the dispenser frame: a pneumatic system, an emulsion pump with pressure and suction pipelines, an automatic component dosing system, a water supply system and a GHD supply system with the formation of a coaxial flow with a water annular layer and a central flow from GGD (see the description of the patent of the Russian Federation No. 141174, 2014). At the same time, a method was developed for loading wells during underground blasting with an emulsion explosive (EMB) produced in the course of loading by mixing the emulsion with a gas-generating additive (GGD) immediately before feeding the mixture into the well and supplying the emulsion composition and GGD to the mixer in two separate charging hoses.

Недостаток известного способа заряжания заключается в том, что при доставке компонентов ЭВВ по зарядным шлангам на большие расстояния эмульсионный состав подается к смесителю по одному зарядному шлангу вместе с водой, служащей в качестве смазки. При этом, вследствие значительных расстояний, на которые приходится подавать компоненты ЭВВ, требуется увеличенное количество воды, что ведет к разбавлению эмульсионного состава и, как следствие, к снижению качества ЭВВ.A disadvantage of the known charging method is that when emulsion explosives are delivered over charging hoses over long distances, the emulsion composition is supplied to the mixer through one charging hose along with water, which serves as a lubricant. Moreover, due to the considerable distances over which the components of the emulsion explosives have to be supplied, an increased amount of water is required, which leads to dilution of the emulsion composition and, as a result, to a decrease in the quality of emulsion explosives.

Технической задачей предлагаемого решения является совершенствование способа заряжания взрывных скважин эмульсионным взрывчатым веществом (ВВ) при ведении подземных горных работ.The technical task of the proposed solution is to improve the method of loading blast holes with emulsion explosive (BB) during underground mining.

Реализация указанной задачи достигается тем, что вместо воды, которую в известном способе подают по зарядному шлангу наружным кольцевым потоком в качестве смазки при формировании совместно с эмульсией коаксиального потока, кольцевой поток в зарядном шланге формируют из ГГД, которую вводят в необходимом расчетном соотношении.The implementation of this task is achieved by the fact that instead of water, which in a known method is supplied via an external annular flow through a charging hose as a lubricant when forming a coaxial flow together with the emulsion, the annular flow in the charging hose is formed from GGD, which is introduced in the required design ratio.

Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого способа, заключается в том, что повышается эффективность использования ЭВВ за счет исключения разбавления водой эмульсии в процессе ее транспортирования по горным выработкам к смесителю, кроме того, используется один зарядный шланг вместо двух, используемых в известном способе, и при этом упрощается конструкция зарядной установки за счет исключения одной функции, связанной с использованием лишнего компонента (воды).The technical result obtained by using the proposed method is that the efficiency of using emulsion explosives is increased by eliminating water dilution of the emulsion during its transportation through the mine workings to the mixer, in addition, one charging hose is used instead of two used in the known method, and this simplifies the design of the charging installation by eliminating one function associated with the use of an excess component (water).

Указанный технический результат достигается тем, что в способе заряжания скважин при ведении подземных взрывных работ эмульсионным взрывчатым веществом (ЭВВ), изготавливаемым в процессе заряжания путем смешивания эмульсии с газогенерирующей добавкой (ГГД) перед подачей смеси в скважину, эмульсию и газогенерирующую добавку подают без смешения к смесителю по одному шлангу в виде коаксиального потока, в котором наружный кольцевой слой формируют из газогенерирующей добавки, которую используют для снижения внутреннего сопротивления центрально формируемого потока эмульсии при ее движении по шлангу, при этом смеситель размещают в непосредственной близости от устья заряжаемой скважины.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of loading wells during underground blasting with an emulsion explosive (EMB) produced during loading by mixing the emulsion with a gas-generating additive (GGD) before feeding the mixture into the well, the emulsion and gas-generating additive are fed without mixing to the mixer with one hose in the form of a coaxial stream, in which the outer annular layer is formed from a gas-generating additive, which is used to reduce the internal resistance of the cent cial formed emulsion stream as it moves through the hose, the mixer is placed in the vicinity of the mouth of the borehole to be charged.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

На поверхности эмульсия загружается из доставщика в емкости, установленные на вагонетках из расчета сменной потребности. ГГД загружается в канистры и вагонетки транспортируются к месту ближайшего расположения рельсового пути, ведущего к месту заряжания скважин. Заранее в этом месте у рельсового пути устанавливается дозатор. Емкость с эмульсией, находящаяся на вагонетке, гибким всасывающим рукавом соединяется с патрубком эмульсионного насоса дозатора. ГГД из канистры подается насосом в расходную емкость. Оператор подключает дозатор к магистрали ГГД и воздуха, а в процессе работы контролирует параметры работы устройства по информации, отображаемой на панели пульта управления.On the surface, the emulsion is loaded from the supplier into containers mounted on trolleys based on the shift requirement. GGD is loaded into canisters and trolleys are transported to the place of the closest location of the rail track leading to the place of loading wells. In advance, a dispenser is installed in this place near the rail track. The emulsion container, located on the trolley, is connected by a flexible suction sleeve to the nozzle of the emulsion pump of the dispenser. GGD from the canister is pumped to the supply tank. The operator connects the dispenser to the GGD and air line, and during operation monitors the operation parameters of the device according to the information displayed on the control panel panel.

Система автоматического дозирования управляет работой насосов, установленных на дозаторе, поддерживая заданное соотношение эмульсии и ГГД, а также регулирует подачу ГГД по внутренней поверхности эмульсионного шланга. Система ведет отсчет веса компонентов. Включает насосы дозатора и останавливает их по беспроводной связи оператор, находящийся у зарядчика и контролирующий процесс заряжания скважины.The automatic dosing system controls the operation of pumps installed on the dispenser, maintaining a given ratio of emulsion and GGD, and also regulates the flow of GGD along the inner surface of the emulsion hose. The system counts the weight of the components. Turns on the metering pumps and stops them wirelessly by an operator located at the charger and monitoring the process of loading the well.

От дозатора к зарядчику прокладывается один шланг, по которому подаются одновременно эмульсия и ГГД. В зависимости от расстояния между дозатором и зарядчиком соединяется необходимое количество отрезков эмульсионного шланга, преимущественно по 40 м. Шланг транспортируется бухтами, разматывается и сматывается вручную или механически. При транспортировке шланг размещается в одной вагонетке с зарядчиком. Отрезки соединяются быстроразъемными соединениями. Зарядчик подключается к магистралям воды и энергоносителя.One hose is laid from the dispenser to the charger, along which the emulsion and GGD are fed simultaneously. Depending on the distance between the dispenser and the charger, the required number of segments of the emulsion hose is connected, mainly 40 m each. The hose is transported in bays, unwound and reeled up manually or mechanically. During transportation, the hose is placed in the same trolley with a charger. The segments are connected by quick couplers. The charger is connected to the water and energy lines.

С помощью барабана зарядчика, находящегося непосредственно у скважины, зарядный рукав опускается в скважину. На зарядчике установлен смеситель эмульсии и ГГД. Подача компонентов включается и останавливается оператором зарядчика, имеющим беспроводной пульт управления дозатором. Также возможна остановка по достижении заданного веса заряженного ЭВВ.Using the drum of the charger located directly at the well, the charging sleeve is lowered into the well. An emulsion and GGD mixer is installed on the charger. The component supply is switched on and off by the charger operator, who has a wireless dispenser control panel. It is also possible to stop upon reaching the set weight of the charged emulsion explosive.

Зарядчик может быть установлен на расстоянии до 25 м от скважины. В этом случае подача зарядного шланга в скважину осуществляется через ролик, установленный у устья скважины. Заряжание горизонтальных и наклонных скважин глубиной до 30 м может производиться с ручной подачей шланга.The charger can be installed up to 25 m from the well. In this case, the supply of the charging hose to the well is carried out through a roller installed at the wellhead. Charging horizontal and inclined wells up to 30 m deep can be done with manual hose feed.

С помощью переключателя оператор включает барабан на опускание (размотку) зарядного шланга. При заряжании скважины оператор включает барабан на медленный подъем, скорость подъема устанавливается с помощью дросселя, регулируемого вручную или системой автоматического управления.Using the switch, the operator turns on the drum to lower (unwind) the charging hose. When loading the well, the operator turns the drum on a slow rise, the lifting speed is set using a throttle, manually adjustable or automatic control system.

В процессе работы оператор устройства контролирует наличие эмульсии и ГГД в емкостях и при необходимости останавливает работу устройства для подсоединения следующей транспортной емкости с эмульсией.In the process, the device operator monitors the presence of the emulsion and GGD in the containers and, if necessary, stops the device for connecting the next transport tank with the emulsion.

Таким образом, зарядная установка обеспечивает высокопроизводительную работу по заряжанию горизонтальных и наклонных скважин глубиной до 60 м в подземных условиях.Thus, the charging unit provides high-performance work for loading horizontal and deviated wells up to 60 m deep in underground conditions.

Claims (1)

Способ заряжания скважин при ведении подземных взрывных работ эмульсионным взрывчатым веществом (ЭВВ), изготавливаемым в процессе заряжания путем смешивания эмульсии с газогенерирующей добавкой (ГГД) перед подачей смеси в скважину, отличающийся тем, что эмульсию и газогенерирующую добавку подают без смешения к смесителю по одному зарядному шлангу в виде коаксиального потока, в котором наружный кольцевой слой формируют из газогенерирующей добавки и используют для снижения внутреннего сопротивления центрально формируемого потока эмульсии при ее движении в зарядном шланге, при этом смеситель размещают в непосредственной близости от устья заряжаемой скважины. A method of loading wells during underground blasting with an emulsion explosive (EMB), produced during loading by mixing the emulsion with a gas-generating additive (GGD) before feeding the mixture into the well, characterized in that the emulsion and gas-generating additive are fed to the mixer using one charger a hose in the form of a coaxial stream, in which the outer annular layer is formed from a gas-generating additive and is used to reduce the internal resistance of the centrally formed stream of emulsions only during its movement in the charging hose, while the mixer is placed in the immediate vicinity of the mouth of the charged well.