RU2740967C1 - Suspended well stem - Google Patents

Abstract

FIELD: mining.SUBSTANCE: invention relates to mining, in particular to the field of drilling and blasting operations in rocks, and can be used in various industries, using blasting operations in rock massifs, in particular, when mining minerals by open method. Suspension well stem is made in the form of a cylinder attached by a constant flexible link to a crossbeam located above the well mouth. Upper end face of cylinder is skewed, and diameter is comparable to diameter of well. Cylinder is composite and consists of flexible resilient plates, length, width and height of which are proportionate and connected by constant flexible link at lower end.EFFECT: design of suspended stemming makes it possible to increase efficiency of locking expanding gaseous products of detonation in charging cavity of the well, to improve quality of rock mass crushing.1 cl, 3 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 разработке полезных ископаемых открытым способом.The invention relates to mining, to the field of drilling and blasting operations in rocks and can be used in various industries that use blasting operations in rock massifs, in particular in the development of minerals by an open method.

Наиболее близким известным техническим решением, принятым в качестве прототипа, является подвесная скважинная забойка, выполненная в виде цилиндра, прикрепленного постоянной гибкой связью к перекладине, расположенной над устьем скважины, верхний торец цилиндра выполнен скошенным, а диаметр соизмерим с диаметром скважины, (патент РФ RU №2401416, МПК F42D 1/08(2006.01), опубл. 10.10.2010).The closest known technical solution, adopted as a prototype, is a suspended borehole stemming made in the form of a cylinder attached with a permanent flexible connection to a crossbar located above the wellhead, the upper end of the cylinder is beveled, and the diameter is commensurate with the diameter of the well, (RF patent RU No. 2401416, IPC F42D 1/08 (2006.01), publ. 10.10.2010).

Недостатком прототипа является низкая эффективность запирания расширяющихся газообразных продуктов детонации в зарядной полости скважины, низкое качество дробления горной массы.The disadvantage of the prototype is the low efficiency of blocking the expanding gaseous detonation products in the charging cavity of the well, the low quality of crushing the rock mass.

Данные недостатки подвесной скважинной забойки, выполненной в виде цилиндра, прикрепленного постоянной гибкой связью к перекладине, расположенной над устьем скважины, верхний торец которого выполнен скошенным, а диаметр соизмерим с диаметром скважины, объясняются тем, что данная скважинная забойка, установленная в рабочем положении, имеет только две точки контакта со стенками скважины - это точки контактов верхнего и нижнего края скошенного торца цилиндра. В силу геометрической формы данный цилиндр не обеспечивает равномерного и полного соприкосновения торцов со стенками скважины, что приводит к ограниченной площади взаимодействия поверхностей цилиндра со стенками скважины, соответственно возникающая сила трения в точках контакта торцов цилиндра со стенками скважины, во время восходящего движения расширяющихся газообразных продуктов детонации является малоэффективной для запирания расширяющихся газообразных продуктов детонации в зарядной полости скважины, что напрямую снижает качество дробления горной массы.These disadvantages of suspended wellbore stemming, made in the form of a cylinder, attached by a permanent flexible connection to a crossbar located above the wellhead, the upper end of which is beveled, and the diameter is commensurate with the diameter of the well, are explained by the fact that this wellbore stem, installed in the working position, has only two points of contact with the borehole walls are the contact points of the upper and lower edges of the beveled end of the cylinder. Due to its geometric shape, this cylinder does not provide uniform and complete contact of the ends with the borehole walls, which leads to a limited area of interaction of the cylinder surfaces with the borehole walls, respectively, the resulting friction force at the points of contact of the cylinder ends with the borehole walls, during the upward movement of expanding gaseous detonation products is ineffective for blocking the expanding gaseous detonation products in the charging cavity of the well, which directly reduces the quality of crushing of the rock mass.

Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение эффективности запирания расширяющихся газообразных продуктов детонации в зарядной полости скважины, повышение качества дробления горной массы.The technical result of the claimed invention is to increase the efficiency of locking the expanding gaseous detonation products in the charging cavity of the well, to improve the quality of crushing the rock mass.

Указанный технический результат достигается тем, что в подвесной скважинной забойке, выполненной в виде цилиндра, прикрепленного постоянной гибкой связью к перекладине, расположенной над устьем скважины, верхний торец которого выполнен скошенным, а диаметр соизмерим с диаметром скважины, согласно заявляемому изобретению, цилиндр является составным и состоит из гибких упругих пластин, длина, ширина и высота которых соразмерны, и соединены постоянной гибкой связью на нижнем торце.The specified technical result is achieved by the fact that in a suspended borehole stemming made in the form of a cylinder attached by a permanent flexible connection to a crossbar located above the wellhead, the upper end of which is beveled, and the diameter is commensurate with the diameter of the well, according to the claimed invention, the cylinder is composite and consists of flexible elastic plates, the length, width and height of which are commensurate, and are connected by a permanent flexible connection at the bottom end.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 - устройство, сечение А-А; на фиг. 3 - заявляемое устройство, установленное в рабочем положении в скважине.The claimed invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a general view of the device; in fig. 2 - device, section A-A; in fig. 3 - the inventive device installed in a working position in the well.

Заявляемая подвесная скважинная забойка выполнена в виде цилиндра 1, прикрепленного постоянной гибкой связью 2 к перекладине 3, расположенной над устьем скважины, верхний торец которого выполнен скошенным, а диаметр соизмерим с диаметром скважины. Цилиндр 1 является составным и состоит из гибких упругих пластин 4, длина, ширина и высота которых соразмерны, и соединены постоянной гибкой связью 5 на нижнем торце.The inventive suspended borehole stemming is made in the form of a cylinder 1, attached with a permanent flexible connection 2 to a crossbar 3 located above the wellhead, the upper end of which is beveled, and the diameter is commensurate with the diameter of the well. The cylinder 1 is composite and consists of flexible elastic plates 4, the length, width and height of which are commensurate, and are connected by a permanent flexible link 5 at the bottom end.

Заявляемое подвесная скважинная забойка работает следующим образом.The inventive suspended borehole stemming works as follows.

После обуривания блока производят зарядку скважин, монтаж детонирующей цепи, затем составной цилиндр 1, составленный из гибких упругих пластин 4, например, из изношенных автомобильных шин путем резания, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины, прикрепленный постоянной гибкой связью 2, например, веревкой, к перекладине 3, расположенной над устьем скважины, придерживая за постоянную гибкую связь 2' (веревка), опускают скошенным торцом вверх в скважину, параллельно стенкам скважины, на требуемую глубину массива с интенсивной трещиноватостью (вторичная трещиноватость, образовавшаяся от воздействия предыдущего взрыва - 1,5-2,5 метра). Далее за свободный конец веревки 2' подтягивают вверх до заклинивания составного цилиндра в скважине, приводя тем самым устройство в рабочее положение, обеспечивая более плотное и устойчивое сцепление гибких упругих пластин со стенками скважины, затем фиксируют свободный конец гибкой упругой связи 2' на перекладине 3. Длина отрезков веревки соответствует требуемой для установки устройства глубине.After drilling the block, the wells are charged, the detonating circuit is installed, then a composite cylinder 1 made up of flexible elastic plates 4, for example, from worn-out car tires, by cutting, the diameter of which is commensurate with the diameter of the well, attached by a permanent flexible connection 2, for example, a rope, to crossbar 3, located above the wellhead, holding on to a constant flexible connection 2 '(rope), is lowered with a beveled end up into the well, parallel to the well walls, to the required depth of the massif with intense fracturing (secondary fracturing formed from the impact of the previous explosion - 1.5 -2.5 meters). Then, by the free end of the rope 2 ', they pull upwards until the composite cylinder is jammed in the well, thereby bringing the device into the working position, providing a tighter and more stable adhesion of flexible elastic plates to the walls of the well, then fix the free end of the flexible elastic connection 2' on the crossbar 3. The length of the rope lengths corresponds to the depth required to install the device

Далее оставшуюся часть пространства скважины, от составного цилиндра До устья скважины, заполняют буровой мелочью 6, например, штыбой, которая в свою очередь, проникает между гибкими упругими пластинами, заполняет свободные промежутки, способствуя уплотнению и расширению составного цилиндра, а именно гибкие упругие пластины по действием сил тяжести буровой мелочи расширяются, в горизонтальном направлении, плотно прижимаясь к стенкам скважины, увеличивая площадь контакта гибких упругих пластин со стенками скважины, создавая устойчивый и равномерный по всей окружности скважины очаг напряжения.Further, the remaining part of the borehole space, from the composite cylinder to the wellhead, is filled with drilling fines 6, for example, a rod, which in turn penetrates between flexible elastic plates, fills free gaps, contributing to the compaction and expansion of the composite cylinder, namely flexible elastic plates along the action of the gravity forces of the drilling fines expands in the horizontal direction, tightly pressing against the borehole walls, increasing the contact area of flexible elastic plates with the borehole walls, creating a stable and uniform stress zone around the entire circumference of the borehole.

В момент взрыва расширяющие газообразные продукты детонации при восходящем движении заполняют пространство до установленного в рабочем положении составного цилиндра, составленного из гибких упругих пластин, воздействуют с ними, оказывая на них давление, вовлекают гибкие упругие пластины в восходящее движение. При этом в силу того, что составные части цилиндра являются упругими, гибкие упругие пластины взаимодействуют с буровой мелочью, которая в свою очередь, проникает глубже между ними, уплотняется, заставляет раздвигаться гибкие упругие пластины, и упираться в стенки скважины, что увеличивает площадь взаимодействия гибких упругих пластин со стенками скважины и силу трения между гибкими упругими пластинами, буровой мелочью и стенками скважины, тем самым увеличивает способность сопротивления составного цилиндра восходящему движению расширяющихся газообразных продуктов детонации, создавая долговременное равномерно прочное взаимодействие всех частей составного цилиндра со стенками скважины, предотвращая выброс расширяющихся газообразных продуктов детонации из зарядной полости скважины.At the moment of explosion, expanding gaseous products of detonation during an upward movement fill the space up to a composite cylinder set in the operating position, made up of flexible elastic plates, act on them, exerting pressure on them, involve flexible elastic plates in an upward movement. At the same time, due to the fact that the constituent parts of the cylinder are elastic, flexible elastic plates interact with drill bits, which in turn penetrates deeper between them, compresses, forces the flexible elastic plates to move apart, and abuts against the borehole walls, which increases the interaction area of the flexible elastic plates with the borehole walls and the friction force between flexible elastic plates, drill bits and borehole walls, thereby increasing the ability of the composite cylinder to resist the upward movement of expanding gaseous detonation products, creating a long-term uniformly strong interaction of all parts of the composite cylinder with the borehole walls, preventing the release of expanding gaseous detonation products from the well charging cavity.

Совокупность заявленных признаков, а именно составной цилиндр, и гибкость и упругость пластин, приводит к устойчивому и надежному запиранию расширяющихся газообразных продуктов детонации в зарядной полости скважины.The combination of the claimed features, namely, the composite cylinder, and the flexibility and elasticity of the plates, leads to stable and reliable locking of the expanding gaseous detonation products in the charging cavity of the well.

Тем самым заявляемая подвесная скважинная забойка позволяет увеличить эффективность запирания газообразных продуктов детонации в зарядной полости скважины и повысить качество дробления горной массы.Thus, the inventive suspended borehole stemming makes it possible to increase the efficiency of locking the gaseous detonation products in the charging cavity of the well and to improve the quality of crushing the rock mass.

Claims (1)

Подвесная скважинная забойка, выполненная в виде цилиндра, прикрепленного постоянной гибкой связью к перекладине, расположенной над устьем скважины, верхний торец которого выполнен скошенным, а диаметр соизмерим с диаметром скважины, отличающаяся тем, что цилиндр является составным и состоит из гибких упругих пластин, длина, ширина и высота которых соразмерны и соединенных постоянной гибкой связью на нижнем торце.Suspended borehole stemming made in the form of a cylinder attached with a permanent flexible connection to a crossbar located above the wellhead, the upper end of which is beveled, and the diameter is commensurate with the diameter of the well, characterized in that the cylinder is composite and consists of flexible elastic plates, the length is the width and height of which are commensurate and connected by a permanent flexible connection at the bottom end.

Images