RU2736017C1 - Stem - Google Patents
Stem Download PDFInfo
- Publication number
- RU2736017C1 RU2736017C1 RU2020125783A RU2020125783A RU2736017C1 RU 2736017 C1 RU2736017 C1 RU 2736017C1 RU 2020125783 A RU2020125783 A RU 2020125783A RU 2020125783 A RU2020125783 A RU 2020125783A RU 2736017 C1 RU2736017 C1 RU 2736017C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wedge
- jaws
- cheeks
- sliding longitudinal
- stemming
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42D—BLASTING
- F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
- F42D1/08—Tamping methods; Methods for loading boreholes with explosives; Apparatus therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42D—BLASTING
- F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
- F42D1/08—Tamping methods; Methods for loading boreholes with explosives; Apparatus therefor
- F42D1/20—Tamping cartridges, i.e. cartridges containing tamping material
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для разрушения твердых горных пород.The invention relates to a device for the destruction of solid rocks.
Основную массу горных выработок на рудных шахтах в настоящее время проходят буровзрывным способом, поэтому вопросы повышения эффективности взрывных работ приобретают первостепенное значение. Особое внимание должно быть уделено повышению эффективности взрыва при ведении взрывных работ методом скважинных зарядов, который, в сущности, является единственным в практике горнопроходческих работ. Одним из главных факторов, определяющих условия и эффективность взрыва скважинных зарядов взрывчатых веществ является внутренняя забойка скважин. Ее величина и качество в значительной степени определяют коэффициент использования шпура (КИШ) и скважин, равномерность дробления массива, а также количество поступающих в рудничную атмосферу при взрыве пыли и ядовитых газов.The bulk of mine workings at ore mines are currently being drilled and blasted, therefore, the issues of increasing the efficiency of blasting operations are of paramount importance. Particular attention should be paid to increasing the efficiency of the explosion during blasting operations using the borehole charge method, which, in essence, is the only one in the practice of mining operations. One of the main factors that determine the conditions and effectiveness of the explosion of borehole charges of explosives is internal stemming. Its size and quality largely determine the utilization rate of the borehole and boreholes, the uniformity of crushing the massif, as well as the amount of dust and poisonous gases entering the mine atmosphere during an explosion.
Известна расклинивающаяся металлическая забойка, включающая решетчатый цилиндр, образованный проходящими через отверстия по краю диска рифлеными стержнями с головками сверху и фасками снизу. В решетчатый цилиндр снизу вставлен полый распорный конус, который снабжен снизу упругой манжетой, а сверху - гибкой связью, проходящей через центральное отверстие в диске к соединительному элементу. (RU №2329462)Known wedging metal stemming, including a lattice cylinder formed by passing through the holes along the edge of the disc corrugated rods with heads on top and chamfers on the bottom. A hollow spacer cone is inserted into the lattice cylinder from below, which is provided with an elastic collar from below, and from above with a flexible connection passing through the central hole in the disc to the connecting element. (RU No. 2329462)
Забойка технологически сложна, требуется много времени для подготовки взрывания, не предусмотрено использование энергии взрыва для расклинивания забойки.The stemming is technologically complex, it takes a lot of time to prepare the blast, and the use of the energy of the explosion to wedge the stem is not provided.
Наряду с трудоемкостью подготовки к применению недостатком известной забойки является наличие металлических осколков после взрыва в разрушенной породе, повышенная стоимость.Along with the laboriousness of preparation for use, the disadvantage of the known stemming is the presence of metal fragments after the explosion in the destroyed rock, the increased cost.
Известны скважинные забойки из породной мелочи и т.п., увеличивающие время действия расширяющихся газообразных продуктов взрыва на разрушаемый массив (Кутузов Б.Н. Взрывные работы. М., Недра, 1988, с. 223).Known borehole stemming from rock fines, etc., increasing the time of action of expanding gaseous explosion products on the destructible mass (Kutuzov BN Blasting. M., Nedra, 1988, S. 223).
Известна также забойка для скважин большого диаметра, представляющая собой цилиндр с внутренней полостью, имеющей вид полусферы, сопряженной с усеченным конусом, в состав материала для изготовления которой входит соль щелочноземельного металла. Забойка изготовлена из полиэтилена высокого давления в качестве пластификатора. (Патент РФ №2122178)There is also known stemming for large-diameter wells, which is a cylinder with an internal cavity in the form of a hemisphere conjugated with a truncated cone, the material for the manufacture of which includes an alkaline earth metal salt. The stem is made of high pressure polyethylene as a plasticizer. (RF patent №2122178)
Недостатком данной конструкции является достаточно жесткая внешняя поверхность изделия. При наличии у разных горных пород различного коэффициента разбуривания и чистоты внутренней поверхности скважины это приводит к трудностям при размещении забойки внутри скважины. Кроме того, при увеличении диаметра забойки многократно увеличивается количество материала, затрачиваемого на изготовление одного изделия, что ведет к значительному росту его себестоимости, а существующие способы литья и прессовки не позволяют при небольших затратах качественно и быстро изготавливать крупные партии подобных изделий.The disadvantage of this design is the rather hard outer surface of the product. If different rocks have different drilling ratio and cleanliness of the inner surface of the well, this leads to difficulties when placing the stem inside the well. In addition, with an increase in the stemming diameter, the amount of material spent on the manufacture of one product increases many times, which leads to a significant increase in its cost, and the existing methods of casting and pressing do not allow high-quality and fast production of large batches of such products at low costs.
Известно устройство для рассредоточения скважинного заряда ВВ и его забойки, которое включает гидроизолирующую оболочку с обратным клапаном, выполненным виде сходящихся лепестков на одном ее торце, а на противоположном торце гидроизолирующей оболочки закреплен стопор, выполненный в виде подпружиненного витка с усами, концы которых направлены вдоль гидроизолирующей оболочки в сторону торца с обратным клапаном и расстоянием между концами усов больше диаметра скважины, причем подпружиненный виток сверху закрыт эластичной пробкой, соизмеримой с диаметром шланга, при помощи которого гидроизолирующая оболочка устанавливается в скважине. (Патент №182776)A device for dispersing a borehole charge of explosives and its stemming is known, which includes a waterproofing shell with a check valve, made in the form of converging petals at one end thereof, and at the opposite end of the waterproofing shell, a stopper is fixed made in the form of a spring-loaded coil with a mustache, the ends of which are directed along the waterproofing the shell towards the end with a check valve and the distance between the ends of the whiskers is greater than the diameter of the well, and the spring-loaded coil is closed from above with an elastic plug commensurate with the diameter of the hose with which the waterproofing shell is installed in the well. (Patent No. 182776)
Известна скважинная забойка выполнена из пластического полимерного материала, имеет форму цилиндра, внешний диаметр которого соизмерим с диаметром скважины, с осевой внутренней полостью, имеющей вид вытянутой полусферы, сопряженной с усеченным конусом, непосредственно примыкает к заряду взрывчатого вещества, при этом цилиндр выполнен полым и тонкостенным, а упомянутая осевая внутренняя полость выполнена в виде тонкостенной воронки, стенки которой имеют ту же толщину, что и стенки цилиндра, и выполнены из того же материала, причем пространство между воронкой и цилиндром заполнено инертным материалом, причем толщина стенок цилиндра и воронки составляет 2-4 мм. (Патент №2229684).Known borehole stemming is made of plastic polymer material, has the shape of a cylinder, the outer diameter of which is commensurate with the diameter of the well, with an axial internal cavity in the form of an elongated hemisphere conjugated with a truncated cone, directly adjacent to the explosive charge, while the cylinder is hollow and thin-walled , and the mentioned axial inner cavity is made in the form of a thin-walled funnel, the walls of which have the same thickness as the walls of the cylinder, and are made of the same material, and the space between the funnel and the cylinder is filled with an inert material, and the thickness of the walls of the cylinder and the funnel is 2- 4 mm. (Patent No. 2229684).
Известна скважинная забойка выполнена из пластического полимерного материала, имеет форму цилиндра, внешний диаметр которого соизмерим с диаметром скважины, с осевым внутренним диффузором, имеющий вид вытянутой полусферы, сопряженной с усеченным конусом. Стенки диффузора имеют ту же толщину, что и стенки цилиндра, и выполнены из того же материала, а пространство между цилиндром и диффузором заполнено инертным материалом, например песком. В нижней части забойки устанавливается крышка диффузора с отверстием для средств инициирования. (Патент №2451264).Known borehole stemming is made of plastic polymer material, has the shape of a cylinder, the outer diameter of which is commensurate with the diameter of the borehole, with an axial internal diffuser in the form of an elongated hemisphere conjugated with a truncated cone. The walls of the diffuser are of the same thickness as the walls of the cylinder and are made of the same material, and the space between the cylinder and the diffuser is filled with an inert material such as sand. A diffuser cover with a hole for initiation means is installed in the lower part of the dam. (Patent No. 2451264).
Известно устройство для разрушения горных пород и соединения строительных конструкций, включающее силовой цилиндр и рабочий орган, состоящий из раздвижных цилиндрических щек и взаимодействующего с ними клина забойки, выполненного с цилиндрическим основанием, причем раздвижные щеки соединены со штоком силового цилиндра и стержнями клином (Патент №139745).A device for breaking rocks and connecting building structures is known, including a power cylinder and a working body consisting of sliding cylindrical cheeks and a damming wedge interacting with them, made with a cylindrical base, and the sliding cheeks are connected to the rod of the power cylinder and rods with a wedge (Patent No. 139745 ).
Известна забойка, включающая фиксатор, выполненный в виде раздвижных цилиндрических щек с цилиндрическим основанием, при этом, каждая из щек снабжена наружным оребрением с продольным и поперечными ребрами жесткости и одним поперечным ребром на внутренней поверхности, и клин, выполненный с цилиндрическим основанием, кроме того, на наружной поверхности цилиндрических щек и цилиндрического основания клина выполнены канавки для электропроводов, причем основание фиксатора выполнено с вогнутой поверхностью, а наружные продольные ребра жесткости выполнены высотой меньше остроконечных поперечных ребер, кроме того, основание клина выполнено с выпуклой поверхностью на торце, а материал забойки содержит карбонат кальция (3-25)%. (Патент №163752).Known stemming, including a retainer made in the form of sliding cylindrical cheeks with a cylindrical base, while each of the cheeks is equipped with external ribs with longitudinal and transverse stiffening ribs and one transverse rib on the inner surface, and a wedge made with a cylindrical base, in addition, grooves for electric wires are made on the outer surface of the cylindrical cheeks and the cylindrical base of the wedge, and the base of the retainer is made with a concave surface, and the outer longitudinal stiffeners are made with a height less than the pointed transverse ribs, in addition, the base of the wedge is made with a convex surface at the end, and the stemming material contains calcium carbonate (3-25)%. (Patent No. 163752).
Недостатком известных забоек является значительный выход взрывчатых веществ из шпура (скважины) и свободного выхода взрывных газов при срабатывании взрывчатых веществ.The disadvantage of the known bore holes is a significant release of explosives from the borehole (well) and the free release of explosive gases when the explosives are triggered.
Известные забойки оказывает сопротивление продуктам детонации за счет инерции своей массы и сил трения. Сопротивление за счет инерции своей массы незначительно, особенно если забойки изготовлены из пластмассы. В случае забоек для скважин большого диаметра ударная волна на порядок больше, чем при ведении взрывных работ методом шпуровых зарядов. Поэтому сопротивление за счет инерции и трения в этом случае не эффективно. Известные забойки не используют взрывную волну в качестве механизма запирания продуктов детонации, что является недостатком.The well-known damming resists detonation products due to the inertia of its mass and friction forces. The resistance due to the inertia of its mass is negligible, especially if the stems are made of plastic. In the case of boreholes for large-diameter wells, the shock wave is an order of magnitude larger than when blasting by the method of borehole charges. Therefore, resistance due to inertia and friction is not effective in this case. The known damming does not use a blast wave as a mechanism for locking detonation products, which is a disadvantage.
В известных забойках технологические каналы, функционально являющиеся средствами для размещения проводников инициирующего импульса детонатора, подобранные в зависимости от диаметра скважины, параметров заряда и массива играют только роль демпфера, но не служат для рассеивания ударной волны и запирания продуктов детонации.In known stemming, the technological channels, which functionally are means for placing the conductors of the initiating impulse of the detonator, selected depending on the borehole diameter, charge and array parameters, play only the role of a damper, but do not serve to dissipate the shock wave and block the detonation products.
Наиболее близким аналогом является механическая забойка для осуществления технологии заряжания выработки в виде шпура или скважины при буровзрывных работах, выполненная в виде распорного затвора клинового типа, конструктивно включающего две составные части, а именно: наружную втулку с, по меньшей мере, двумя раздвижными структурами в виде продольных щек, пространственно ориентированных вдоль оси распорного затвора, а также размещенный в полости упомянутой втулки клиновой элемент, кинематически связанный с продольными щеками наружной втулки посредством храпового зацепления, организованного посредством профильных зубцов, расположенных на взаимообращенных поверхностях наружной втулки и клинового элемента под углом к продольной оси распорного затвора; причем в упомянутых составных частях распорного затвора конструктивно сформированы технологические каналы, функционально являющиеся средствами для размещения проводников инициирующего импульса детонатора, которые (т.е. технологические каналы) пространственно расположены с возможностью вывода свободных концов упомянутых проводников за пределы распорного затвора в сторону устья выработки; втулка в целом выполнена с обращенной в сторону устья выработки торцевой поверхностью, которая функционально является упорной поверхностью для обеспечения внешнего динамического воздействия на эту упорную торцевую поверхность посредством технологического забойника вдоль оси распорного затвора в процессе предварительного расклинивания раздвижных структур наружной втулки в полости выработки путем ее, наружной втулки, принудительного перемещения относительно упомянутого клинового элемента, причем упомянутые профильные поперечные зубцы храпового зацепления, расположенные на наружных клиновых поверхностях клинового элемента, выполнены на части его длины со стороны его торцевой поверхности большей площади. (Патент №192465) При установке данных забоек за счет заклинивания происходит прижатие только некоторой части раздвижных продольных щек наружной втулки к поверхности скважины. Даже если во время взрыва и происходит перемещение клина, значительная поверхность раздвижных продольных щек остается не прижатой к поверхности скважины.The closest analogue is a mechanical stemming for the implementation of the technology of loading a working in the form of a borehole or a borehole during drilling and blasting operations, made in the form of a wedge-type expansion gate, structurally including two component parts, namely: an outer sleeve with at least two sliding structures in the form longitudinal cheeks spatially oriented along the axis of the spacer shutter, as well as a wedge element located in the cavity of the said sleeve, kinematically connected to the longitudinal cheeks of the outer sleeve by means of ratchet engagement, organized by means of profile teeth located on the reciprocal surfaces of the outer sleeve and the wedge element at an angle to the longitudinal axis spacer shutter; moreover, in the above-mentioned components of the spacer gate structurally formed technological channels, functionally means for placing the conductors of the initiating impulse of the detonator, which (i.e., the technological channels) are spatially located with the possibility of bringing the free ends of the said conductors outside the spacer gate towards the mouth of the mine; the sleeve as a whole is made with an end surface facing towards the mouth of the mine, which is functionally a thrust surface to provide an external dynamic effect on this thrust end surface by means of a technological hammer along the axis of the expansion gate during preliminary wedging of the sliding structures of the outer sleeve into the cavity of the mine by its outer bushings, forcible movement relative to said wedge element, and said profile transverse ratchet teeth located on the outer wedge surfaces of the wedge element are made on a part of its length from the side of its end surface of a larger area. (Patent No. 192465) When installing these boreholes due to jamming, only some part of the sliding longitudinal cheeks of the outer sleeve is pressed against the surface of the well. Even if the wedge moves during the explosion, a significant surface of the sliding longitudinal cheeks remains not pressed against the surface of the well.
При неровностях поверхности скважины, обусловленным как некачественным буровым инструментом, так и грунтом скважины, раздвижные продольные щеки наружной втулки не в состоянии изменить форму и прижаться максимально к поверхности скважины. Уменьшение поверхности прижатия снижает силу трения и сопротивление забойки продуктам детонации, а значит и уменьшает время запирания продукции детонации.With irregularities in the surface of the well, caused by both a poor-quality drilling tool and the soil of the well, the sliding longitudinal cheeks of the outer sleeve are not able to change their shape and press against the surface of the well as much as possible. A decrease in the pressing surface reduces the friction force and the resistance of stemming to detonation products, and therefore reduces the time of blocking of detonation products.
Монолитные раздвижные продольные щеки наружной втулки при ударной волне сдвигаются одномоментно по всей поверхности, возникает трение скольжения, при котором сопротивление продуктам детонации за счет сил трения крайне мало по сравнению с трением покоя. Как следствие, забойка вылетает при этом из скважины без сопротивления продуктам детонации, снижается время силового импульса и время трещинообразования, что приводит к увеличению количества негабаритных кусков породы («негабарита»), требующих дополнительного взрывания для возможности транспортировки из шахты (рудника) на поверхность. В забойке конструктивно не предусмотрены условия для рассеивания ударной волны с целью запирания продуктов детонации.The monolithic sliding longitudinal cheeks of the outer sleeve move simultaneously over the entire surface during the shock wave, sliding friction occurs, in which the resistance to detonation products due to friction forces is extremely small compared to static friction. As a result, stemming flies out of the well without resistance to detonation products, the time of the force pulse and the time of cracking decreases, which leads to an increase in the number of oversized pieces of rock ("oversized") that require additional blasting to be able to be transported from the mine (mine) to the surface. The damming structure does not provide for conditions for the dispersion of the shock wave in order to block the detonation products.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности взрыва при ведении взрывных работ методом скважинных (шпуровых) зарядов путем запирания продуктов детонации в зарядной полости, рассеивания взрывной волны, увеличения времени поршневого давления на разрушаемую породу с целью трещинообразования, а также снижения выхода «негабарита».The technical problem to be solved by the present invention is to increase the efficiency of the explosion during blasting operations by the method of borehole (borehole) charges by locking the detonation products in the charge cavity, dispersing the blast wave, increasing the time of piston pressure on the destructible rock with the aim of cracking, as well as reducing exit "oversized".
Указанный технический результат достигается тем, что в забойке, включающей наружную втулку с двумя раздвижными продольными щеками, выполненную с обращенной в сторону устья выработки торцевой поверхностью, и размещенный в полости втулки клин, связанный с раздвижными продольными щеками посредством храпового зацепления, организованного посредством профильных зубцов, расположенных на наружных поверхностях клина, взаимообращенных к внутренним поверхностям раздвижных продольных щек, кроме того, на наружной поверхности раздвижных продольных щек выполнены поперечные ребра жесткости, причем в клине конструктивно сформированы технологические каналы, функционально являющиеся средствами для размещения проводников инициирующего импульса детонатора, в отличие от ближайшего аналога на внутренней стороне раздвижных продольных щек выполнены прорези под углом к продольной оси наружной втулки, а клин выполнен виде объемных элементов в форме многогранников, у которых поверхности, образующие наружную поверхность клина, выполнены выпуклыми, причем, объемные элементы разделены воздушными промежутками и скреплены соединителями, кроме того, торцевая поверхность наружной втулки выполнена в виде упругой криволинейной пластины, а в объемных элементах выполнены сквозные отверстия.The specified technical result is achieved by the fact that in the stemming, which includes an outer sleeve with two sliding longitudinal cheeks, made with an end surface facing towards the mouth of the mine, and a wedge placed in the cavity of the sleeve, connected to the sliding longitudinal cheeks by means of ratchet engagement organized by means of profile teeth, located on the outer surfaces of the wedge, mutually facing the inner surfaces of the sliding longitudinal cheeks, in addition, transverse stiffeners are made on the outer surface of the sliding longitudinal cheeks, and technological channels are structurally formed in the wedge, which functionally are means for placing the conductors of the initiating impulse of the detonator, in contrast to the nearest analogue on the inner side of the sliding longitudinal cheeks, slots are made at an angle to the longitudinal axis of the outer sleeve, and the wedge is made in the form of volumetric elements in the form of polyhedrons, in which the surfaces forming the outer surface the wedge is made convex, and the volumetric elements are separated by air gaps and fastened with connectors, in addition, the end surface of the outer sleeve is made in the form of an elastic curved plate, and through holes are made in the volumetric elements.
Сущность предполагаемого изобретения заключается в следующем.The essence of the proposed invention is as follows.
На внутренней стороне раздвижных продольных щек выполнены прорези под углом к продольной оси наружной втулки. Клин связан с раздвижными продольными щеками посредством храпового зацепления, организованного посредством профильных зубцов, расположенных на наружных поверхностях клина, взаимообращенных к внутренним поверхностям раздвижных продольных щек, и вышеупомятых прорезей. Кроме того, прорези являются воздушными промежутками, разделяющими раздвижные продольные щеки на цилиндрические сегменты. При этом цилиндрические сегменты соединены перемычками со стороны наружной поверхности продольных раздвижных щек.On the inner side of the sliding longitudinal cheeks, slots are made at an angle to the longitudinal axis of the outer sleeve. The wedge is connected to the sliding longitudinal cheeks by means of a ratchet engagement organized by means of profiled teeth located on the outer surfaces of the wedge, mutually facing the inner surfaces of the sliding longitudinal cheeks, and the aforementioned slots. In addition, the slots are air gaps that divide the sliding longitudinal cheeks into cylindrical segments. In this case, the cylindrical segments are connected by bridges on the side of the outer surface of the longitudinal sliding cheeks.
Известно, при прохождении границы раздела сред различной конфигурации взрывная волна частично отражается в различных направлениях, что способствует снижению массовой скорости в забойке. Именно для рассеивания взрывной волны наружная втулка в виде раздвижных продольных щек и клин выполнены с воздушными промежутками.It is known that when passing through the interface between media of various configurations, the blast wave is partially reflected in different directions, which helps to reduce the mass velocity in the stemming. It is for the dispersion of the blast wave that the outer sleeve in the form of sliding longitudinal cheeks and the wedge are made with air gaps.
В тонком слое ударной волны, примыкающей к поверхности забойки в технологических каналах, функционально являющихся средствами для размещения проводников инициирующего импульса детонатора, образуется ламинарный пограничный слой. Однако наличие воздушных промежутков вызывает разрушение ламинарного течения пограничного слоя ударной волны. При распространении ударной волны по технологическим каналам происходит отрыв пограничного слоя от поверхности отдельных цилиндрических сегментов в окрестности перемычек. При этом образуется турбулентное течение волны как за цилиндрическим сегментом в прорези наружной втулки, так и в технологических каналах. Начало отрыва пограничного слоя и возникновение турбулентного течения ударной волны характеризуется резким возрастанием сопротивления забойки продвижению ударной волны по скважине. Происходит запирание продуктов детонации, а, следовательно, увеличение времени воздействия силового импульса на массив с целью трещинообразования, а также снижения выхода «негабарита».A laminar boundary layer is formed in the thin layer of the shock wave adjacent to the damming surface in the technological channels, which functionally serve as means for placing the conductors of the initiating impulse of the detonator. However, the presence of air gaps causes the destruction of the laminar flow of the boundary layer of the shock wave. When the shock wave propagates through the technological channels, the boundary layer is separated from the surface of individual cylindrical segments in the vicinity of the bridges. In this case, a turbulent wave flow is formed both behind the cylindrical segment in the slot of the outer sleeve and in the technological channels. The beginning of separation of the boundary layer and the occurrence of turbulent flow of the shock wave is characterized by a sharp increase in the resistance of stemming to the movement of the shock wave along the well. Blocking of detonation products occurs, and, consequently, an increase in the time of action of a force pulse on the rock mass with the aim of cracking, as well as reducing the output of "oversized".
При воздействии взрывной волны на забойку и за счет прохождения волны по технологическим каналам, функционально являющимся средствами для размещения проводников инициирующего импульса детонатора, и отверстиям в объемных элементах в форме многогранников, происходит прижатие раздвижных продольных щек наружной втулки к стенке скважины. Воздействие же взрывной волны на торец клина сдвигает ближайшие к заряду объемный элемент клина и цилиндрический сегмент раздвижных продольных щек. При этом разрушаются их перемычки и соединители, цилиндрический сегмент раздвижных продольных щек оказывается в режиме скольжения и, перемещаясь, заклинивает следующий цилиндрический сегмент. При этом он и последующие цилиндрические сегменты находятся в состоянии трения покоя и для их сдвига требуется значительная энергия. Сдвиг поочередно и последовательно цилиндрических сегментов раздвижных продольных щек наружной втулки и объемных элементов клина только увеличивает за счет расклинивания силу прижатия отдельных цилиндрических сегментов раздвижных продольных щек к стенке скважины. Это затрудняет разрушение забойки и выброс ее из скважины, как следствие происходит запирание продуктов детонации в зарядной полости и увеличение времени их воздействия на разрушаемую породу с целью трещинообразования, а также снижения выхода «негабарита».When the blast wave acts on the stemming and due to the passage of the wave through the technological channels, which are functionally means for placing the conductors of the initiating impulse of the detonator, and the holes in the volumetric elements in the form of polyhedrons, the sliding longitudinal cheeks of the outer sleeve are pressed against the borehole wall. The impact of the blast wave on the end of the wedge shifts the bulk element of the wedge closest to the charge and the cylindrical segment of the sliding longitudinal cheeks. At the same time, their bridges and connectors are destroyed, the cylindrical segment of the sliding longitudinal cheeks is in the sliding mode and, moving, wedges the next cylindrical segment. At the same time, he and the subsequent cylindrical segments are in a state of friction at rest and significant energy is required to shift them. Shifting alternately and sequentially of the cylindrical segments of the sliding longitudinal cheeks of the outer sleeve and the volumetric elements of the wedge only increases, due to wedging, the pressing force of the individual cylindrical segments of the sliding longitudinal cheeks to the borehole wall. This complicates the destruction of stemming and its ejection from the well, as a result, the detonation products are locked in the charging cavity and the time of their impact on the destructible rock with the aim of cracking, as well as reducing the yield of "oversized", occurs.
Наличие упругой криволинейной пластины, соединяющей раздвижные продольные щеки наружной втулки, позволяет при установке забойки в скважину деформировать пластину и прижимать раздвижные продольные щеки по всей их длине к поверхности скважины. Это повышает эффективность взрыва при ведении взрывных работ методом шпуровых зарядов путем максимально возможной силы трения забойки об породу для запирания продуктов детонации в зарядной полости и увеличения времени их воздействия на разрушаемую породу, а также снижения выхода «негабарита».The presence of an elastic curved plate connecting the sliding longitudinal cheeks of the outer sleeve allows the plate to be deformed when the stem is installed in the well and press the sliding longitudinal cheeks along their entire length to the surface of the well. This increases the efficiency of the explosion when blasting by the method of borehole charges by the maximum possible force of friction of the stemming against the rock to lock the detonation products in the charge cavity and increase the time of their impact on the destroyed rock, as well as reduce the yield of "oversized".
Объемные элементы клина в форме многогранников, имеют выпуклую наружную поверхность, обеспечивающую возможность упругой деформации, для лучшего сцепления с внутренней поверхностью раздвижных продольных щек, а, следовательно, способствует увеличению силы прижатия внешней поверхности щек к поверхности шпура (скважины). Особенно это важно по мере увеличения поршневого давления продуктов детонации, когда происходит перемещение клина в наружной втулке без пластической деформации, то есть происходит еще большее ее расклинивание. Как следствие, происходит эффективное запирание продуктов детонации, и увеличения времени поршневого давления на разрушаемую породу с целью трещинообразования, а также снижения выхода «негабарита».The volumetric wedge elements in the form of polyhedrons have a convex outer surface that provides the possibility of elastic deformation, for better adhesion to the inner surface of the sliding longitudinal cheeks, and, therefore, contributes to an increase in the pressing force of the outer surface of the cheeks to the surface of the borehole (well). This is especially important as the piston pressure of the detonation products increases, when the wedge moves in the outer sleeve without plastic deformation, that is, its wedging occurs even more. As a result, there is an effective locking of the detonation products, and an increase in the time of piston pressure on the destroyed rock with the aim of cracking, as well as reducing the yield of "oversized".
Сущность предлагаемой забойки поясняется чертежами, гдеThe essence of the proposed stemming is illustrated by drawings, where
на фиг. 1 изображена наружная втулка;in fig. 1 shows the outer sleeve;
на фиг. 2 изображен клин;in fig. 2 shows a wedge;
на фиг. 3 изображена забойка в сборке;in fig. 3 shows the stem assembly;
на фиг. 4 показано размещение забойки в скважине;in fig. 4 shows the placement of stemming in the well;
на фиг. 5а, 5б, 5в показано поочередное смыкание цилиндрических сегментов раздвижных продольных щек и объемных элементов клина в форме многогранников в скважине во время взрыва.in fig. 5a, 5b, 5c show the alternate closing of the cylindrical segments of the sliding longitudinal cheeks and the volumetric wedge elements in the form of polyhedrons in the well during the explosion.
Забойка включает наружную втулку с двумя раздвижными продольными щеками 1 и клин 2. На внутренней поверхности раздвижных продольных щек наружной втулки 1 (фиг. 1) выполнены прорези 3, разделяющие раздвижные продольные щеки на отдельные цилиндрические сегменты 4, соединенные перемычками 5. На наружной поверхности 6 раздвижных продольных щек 1 выполнены поперечные ребра жесткости 7. Прорези 3 выполнены под углом к продольной оси 8 наружной втулки 1. Торцевая поверхность наружной втулки 1 обращена в сторону устья выработки и выполнена в виде упругой криволинейной пластины 9.The stem includes an outer sleeve with two sliding
Клин 2 (фиг. 2) выполнен в виде отдельных объемных элементов в форме многогранников 10, разделенных воздушными промежутками 11 и скрепленных соединителями 12. На наружной поверхности 13 клина 2 расположены профильные зубцы 14 и технологические каналы 15. В объемных элементах 10 выполнены сквозные отверстия 16.Wedge 2 (Fig. 2) is made in the form of separate volumetric elements in the form of
Устройство работает следующим образом. Первоначально (фиг. 3) в наружную втулку с двумя раздвижными продольными щеками 1 с небольшим усилием вставляют клин 2, таким образом, чтобы объемные элементы в форме многогранников 10 клина 2 совпали с отдельными цилиндрическими сегментами 4 раздвижных продольных щек 1. В клине 2 конструктивно сформированы технологические каналы 15, функционально являющиеся средствами для размещения проводников инициирующего импульса детонатора.The device works as follows. Initially (Fig. 3), a
Клин 2 связан с раздвижными продольными щеками 1 посредством храпового зацепления, организованного посредством профильных зубцов 14, расположенных на наружных поверхностях 13 клина 2, взаимообращенных к внутренним поверхностям раздвижных продольных щек 1, и прорезей 3. Для этого профильные зубцы 14 клина 2 располагают в прорезях 3 раздвижных продольных щек 1 таким образом, что воздушные промежутки 11 клина 2 являлись продолжением прорезей 3 раздвижных продольных щек 1.
В пробуренной в горной породе скважину погружают электродетонатор, взрывчатые вещества, затем забойку (фиг. 4) таким образом, что наружная втулка 1 обращена в сторону устья выработки торцевой поверхностью в виде упругой криволинейной пластины 9. Под внешним давлением, например, «забойника» (деревянного стержня, используемого для установки детонатора и пакетированного взрывчатого вещества внутри шпура или скважины), на упругую криволинейную пластину 9 раздвижных продольных щек наружной втулки 1 и при упоре клина 2 плоской торцевой поверхностью во взрывчатые вещества, происходит перемещение клина 2 в наружной втулке 1 до того момента, когда раздвижные продольные щеки наружной втулки 1, деформируясь, зафиксируются наружной поверхностью 6 на стенке скважины по всей длине наружной втулки 1 за счет поперечных ребер жесткости 7.In a well drilled in the rock, an electric detonator, explosives are immersed, then stemming (Fig. 4) in such a way that the
Воздействие взрывной волны на торец клина 2 сдвигает ближайшие к заряду объемный элемент в форме многогранника 10 и цилиндрический сегмент 4 (фиг. 5а). При этом разрушаются перемычки 5 и соединители 12, цилиндрический сегмент 4 раздвижных продольных щек 1 оказывается в режиме скольжения и, перемещаясь, заклинивает следующий цилиндрический сегмент 4 (фиг. 5б). Цилиндрические сегменты 4 находятся в состоянии трения покоя и для их сдвига требуется значительная энергия.The impact of the blast wave on the end of the
Сдвиг поочередно и последовательно цилиндрических сегментов 4 раздвижных продольных щек 1 и объемных элементов 10 клина 2 увеличивает за счет расклинивания силу прижатия раздвижных продольных щек 1 к стенке скважины. Причем деформируются соединители 12 клина 2 и перемычки 5 наружной втулки 1, что позволяет наружной поверхности 6 раздвижных продольных щек 1 принять конфигурацию стенки скважины (фиг. 5в).The shift alternately and sequentially of the
Предлагаемая забойка совместно с бумажной и забойкой-прототипом были испытаны в 7 различных забоях на руднике, добывающем руду, содержащую уран, золото и пр., в одной из среднеазиатских республик. В забоях, где проводились испытания, твердость пород по шкале М.М. Протодиаконова f=16-18. Породы очень твердые, «борьба» горняков ведется за каждый дополнительный сантиметр оторванной породы.The proposed stemming, together with the paper and prototype stemming, were tested in 7 different faces at a mine that extracts ore containing uranium, gold, etc., in one of the Central Asian republics. In the faces where the tests were carried out, the hardness of the rocks on the scale of M.M. Protodiakonova f = 16-18. The breeds are very hard, the miners fight for every additional centimeter of the cut off rock.
Длина шпуров во всех забоях бурилась согласно паспорту ведения буровзрывных работ (БВР). Производилось заряжание шпура детонатором со шнуром, затем закладывалась в пакетах гранулированная взрывчатка местного производства, далее устанавливалась забойка. Первая серия взрывов производился с использованием бумажной забойки (пыжа), которая применяется на руднике согласно утвержденного паспорту ведения буровзрывных работ. Вторая серия взрывов производилась с использованием забойки-прототипа. Третья серия - с применением забойки предлагаемой конструкции. Замеры результатов производились через несколько часов после проведения взрывных работ после проветривания пространства забоев. Замеряли глубину оставшихся в стене выработки «стаканов» - остатков шпуров и зрительно оценивали количество негабаритных кусков породы («негабарита»), требующих дополнительного взрывания для возможности транспортировки на поверхность. Так называемая «уходка за цикл» показывает глубину увеличения выработки в направлении пробуренных шпуров за один цикл (взрыв). Коэффициент использования шпура (КИШ) рассчитывается как отношение «уходки за цикл» к длине пробуренных шпуров. Например, уходка за цикл - 2 метра, длина шпура - 2,5 метра, следовательно, КИШ равен 2,0/2,5=0,8 или 80%. Идеальным считается 98-100%. Проблема заключается в том, что бурить в оставшийся «стакан», экономя буровой инструмент нельзя, т.к. в «стакане» могут находиться остатки взрывчатого вещества (ВВ), что является опасностью. Бурение производят рядом с оставшимся «стаканом», что приводит к перерасходу бурового инструмента, который является дорогостоящей расходной статьей себестоимости.The length of boreholes in all faces was drilled in accordance with the certificate of drilling and blasting operations. The borehole was loaded with a detonator with a cord, then granular explosives of local production were put in bags, then the stemming was installed. The first series of explosions was carried out using paper stemming (wad), which is used at the mine in accordance with the approved certificate of drilling and blasting operations. The second series of explosions was carried out using the prototype stemming. The third series - using the stemming of the proposed design. The results were measured a few hours after the blasting operations after the ventilation of the face space. We measured the depth of the “glasses” remaining in the wall - the remains of holes and visually assessed the number of oversized pieces of rock (“oversized”) that required additional blasting to be able to be transported to the surface. The so-called "cycle maintenance" shows the depth of increase in production in the direction of the drilled holes in one cycle (explosion). The borehole utilization rate (BWR) is calculated as the ratio of “cycle leave” to the length of drilled holes. For example, the cycle maintenance is 2 meters, the borehole length is 2.5 meters, therefore, the KISH is 2.0 / 2.5 = 0.8 or 80%. 98-100% is considered ideal. The problem is that it is impossible to drill into the remaining "glass", saving the drilling tool, because the "glass" may contain explosive remnants (explosives), which is a hazard. Drilling is carried out next to the remaining "glass", which leads to an overrun of the drilling tool, which is an expensive expense item in the cost price.
Результаты сравнительных испытаний забоек: бумажной (применяемой согласно паспорта на проведение БВР), забойки - прототипа, забойки согласно заявки приведены в таблице.The results of comparative tests of pins: paper (used according to the certificate for blasting), stemming - prototype, stemming according to the application are shown in the table.
Из данных таблицы можно сделать вывод об увеличении значения КИШ при осуществлении технологии заряжания выработки в виде шпура или скважины при буровзрывных работах с использованием предлагаемой забойки по сравнению с бумажной забойкой и забойкой-прототипом.From the data in the table, it can be concluded that the value of the KISH increases when implementing the technology of charging a working in the form of a borehole or a well during drilling and blasting operations using the proposed stemming in comparison with paper stemming and prototype stemming.
Оценка выхода «негабарита» количественно не проводилась, но комиссией отмечено его отсутствие при использовании предлагаемой забойки.Evaluation of the output of "oversized" was not carried out quantitatively, but the commission noted its absence when using the proposed stemming.
Использование предлагаемой конструкции забойки позволит повысить эффективность взрыва при ведении взрывных работ методом скважинных (шпуровых) зарядов путем запирания продуктов детонации в зарядной полости, рассеивания взрывной волны, увеличения времени поршневого давления на разрушаемую породу с целью трещинообразования, а также снижения выхода «негабарита».The use of the proposed damming design will increase the efficiency of the explosion when blasting by the method of borehole (borehole) charges by locking the detonation products in the charging cavity, dispersing the blast wave, increasing the piston pressure time on the destroyed rock in order to crack formation, as well as reducing the output of "oversized".
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020125783A RU2736017C1 (en) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | Stem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020125783A RU2736017C1 (en) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | Stem |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2736017C1 true RU2736017C1 (en) | 2020-11-11 |
Family
ID=73460818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020125783A RU2736017C1 (en) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | Stem |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2736017C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2177222Y (en) * | 1993-06-30 | 1994-09-14 | 吴元明 | Blasting hole blocking plug |
| RU163752U1 (en) * | 2015-12-15 | 2016-08-10 | Чернышев Владимир Борисович | STOP |
| CN205808267U (en) * | 2016-07-19 | 2016-12-14 | 河北钢铁集团矿业有限公司 | A kind of plugging device preventing underground mine blast hole projectile filling from falling |
| CN108036685A (en) * | 2017-12-11 | 2018-05-15 | 中铁广州建设有限公司 | A kind of rock multiple-row blasting device and its method for blocking dry ice fracturing rock blasthole |
| RU192465U1 (en) * | 2019-07-05 | 2019-09-17 | Сергей Викторович Лукша | MECHANICAL STOPPING FOR THE IMPLEMENTATION OF THE TECHNOLOGY FOR LOADING PRODUCTION IN THE FORM OF A HOLE OR A WELL WHILE DRILLING AND EXPLOSION WORKS |
-
2020
- 2020-07-30 RU RU2020125783A patent/RU2736017C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2177222Y (en) * | 1993-06-30 | 1994-09-14 | 吴元明 | Blasting hole blocking plug |
| RU163752U1 (en) * | 2015-12-15 | 2016-08-10 | Чернышев Владимир Борисович | STOP |
| CN205808267U (en) * | 2016-07-19 | 2016-12-14 | 河北钢铁集团矿业有限公司 | A kind of plugging device preventing underground mine blast hole projectile filling from falling |
| CN108036685A (en) * | 2017-12-11 | 2018-05-15 | 中铁广州建设有限公司 | A kind of rock multiple-row blasting device and its method for blocking dry ice fracturing rock blasthole |
| RU192465U1 (en) * | 2019-07-05 | 2019-09-17 | Сергей Викторович Лукша | MECHANICAL STOPPING FOR THE IMPLEMENTATION OF THE TECHNOLOGY FOR LOADING PRODUCTION IN THE FORM OF A HOLE OR A WELL WHILE DRILLING AND EXPLOSION WORKS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU163752U1 (en) | STOP | |
| Ortlepp | Grouted rock-studs as rockburst support: A simple design approach and an effective test procedure | |
| RU2699102C1 (en) | Suspended well stem | |
| RU2736017C1 (en) | Stem | |
| CN111207642B (en) | Design method of migration type gun hole blocking structure | |
| RU155612U1 (en) | SLEEVE CHARGER UNIVERSAL | |
| RU2409805C1 (en) | Suspension well stemming | |
| WO2017105279A1 (en) | Stemming plug | |
| RU2419063C1 (en) | Suspended well stem | |
| RU2329462C1 (en) | Wedgeable metal stemming plug | |
| RU2371671C1 (en) | Suspended borehole plug | |
| RU2740967C1 (en) | Suspended well stem | |
| RU2312303C1 (en) | Combined stemming | |
| RU2234673C1 (en) | Method of explosion of ascending wells | |
| RU2804926C1 (en) | Method for installing stopper in well | |
| RU2749218C1 (en) | Suspended borehole tamping | |
| RU2713833C1 (en) | Suspended well stem | |
| RU2813847C1 (en) | Method of stemming installation in well | |
| Bhandari | Studies on rock fragmentation in blasting | |
| RU2709847C1 (en) | Explosive-dynamic stemming method of blastholes | |
| RU132178U1 (en) | EXPLOSIVE WELL CHARGING WITH GAS-DYNAMIC DETONATION STABILIZER | |
| RU117608U1 (en) | EXPLOSIVE DAMAGE OF EXPLOSIVE SUBSTANCE | |
| RU2382327C1 (en) | Method for blasting of rocks in open pits | |
| RU2695904C2 (en) | Mechanical block for the implementation of loading technology in the form of the blade or well in the drilling and explosive works (variants) | |
| RU132179U1 (en) | COMBINED BORE HOLE |