UA123057C2 - Спосіб ініціювання вибухової речовини в свердловинному заряді - Google Patents

Abstract

Винахід належить до гірничої промисловості і може бути використаний при розробці рудних покладів із застосуванням підривного руйнування масиву гірських порід незалежно від його міцності і діаметра свердловини. Спосіб включає виготовлення патрубка довжиною, що відповідає довжині заряду вибухової речовини, закріплення до торцевих частин патрубка шашок-детонаторів з наступним розміщенням зазначеного комплекту разом з вибуховою речовиною в свердловині, виконання забивки вибухової речовини, ініціювання шашок-бойовиків, формування зустрічно-направлених канальних детонаційних хвиль, утворення високотемпературної плазми, ініціювання вибухової речовини в свердловинному заряді. Після виготовлення патрубка на його внутрішню поверхню наносять клейовий шар, на якому формують шар дрібнодисперсного металевого порошку, після чого порожнину патрубка заповнюють газом, а торцеві частини патрубка ізолюють. При формуванні зустрічно-направлених детонаційних хвиль відокремлюють металевий порошок від внутрішньої поверхні патрубка і заповнюють ним у зваженому стані внутрішню порожнину патрубка, де металевий порошок взаємодіє з високотемпературною плазмою, за допомогою якої ініціюють вибухову речовину в свердловині. Досягається підвищення ефективності вибуху при руйнуванні міцних гірських порід; знижується собівартість підривних робіт при відкритій розробці рудних покладів;

Description

Винахід належить до гірської промисловості і може бути використаний при розробці рудних покладів із застосуванням підривного руйнування масиву гірських порід незалежно від його міцності і діаметра свердловини.

Винахід може бути використаний для ініціювання вибухової речовини як у мінералізованому, так і у рідкому стані.

Винахід може бути використано для підвищення енергетичної ефективності вибухової речовини, особливо в тому випадку, коли поклад представлений міцними і особливо міцними рудами і породами.

Відомий спосіб ініціювання вибухової речовини в свердловинному заряді, що включає розміщення у вибуховій речовині тротилової шашки-бойовика, пов'язаного з комутаційною мережею, що монтується на блоці. При масовому вибусі в першу чергу ініціюється за допомогою детонатора або детонаційного шнура шашка-бойовик, яка у свою чергу ініціює весь об'єм вибухової речовини.

Недоліком відомого способу є те, що при ініціюванні шашки-бойовика детонаційна хвиля поширюється від точкового джерела в різні напрямки залежно від просторового розташування шашок-бойовиків в свердловині.

Точкове розташування бойовика приводить до наростаючого послідовного ініціювання всього об'єму вибухової речовини. При протіканні зазначеного процесу на гірські породи впливають продукти вибуху відносно тривалий період часу, а не імпульсно - одночасно по всьому об'єму вибухової речовини.

Збільшення швидкості детонації вибухової речовини частково досягається за рахунок розміщення в свердловині декількох шашок-бойовиків зазначеної конструкції для ініціювання вибухової речовини. Це в певній мері скорочує час ініціювання вибухової речовини.

Як показують дослідження, застосування окремих точкових джерел ініціювання не дозволяє максимально використати енергетичні можливості вибухової речовини. Збільшення кількості шашок-бойовиків відбивається на вартості всього свердловинного заряду і, відповідно, збільшує собівартість підривних робіт, що негативно позначається на економічних показниках роботи підприємства.

Найбільш близьким рішенням, вибраним як найближчий аналог, є спосіб ініціювання

Зо вибухової речовини в свердловинному заряді, що включає виготовлення патрубка довжиною, що відповідає довжині заряду вибухової речовини, закріплення до торцевих частин патрубка шашок-детонаторів з наступним розміщенням зазначеного комплекту разом з вибуховою речовиною в свердловині.

Після заряджання свердловини і виконання забивки роблять вибух. У цьому випадку в першу чергу ініцюють за допомогою детонаторів (детонуючих шнурів) шашки-бойовики.

Патрубок забезпечує наявність вільного простору у вибуховій речовині, тому детонаційні хвилі і створена вибухом бойовиків високотемпературна плазма кожного бойовика рухаються назустріч один одному.

У результаті зіткнення зустрічно-направлених детонаційних хвиль, високотемпературна плазма по всій висоті патрубка ініціює вибухову речовину перпендикулярно вектору напрямку руху по всій висоті заряду, розташованого в свердловині.

Фактично, заряд вибухової речовини ініціюється по всій довжині одноразово. При цьому ініціювання відбувається по короткому шляху, рівному діаметру підривної свердловини.

Спосіб забезпечує високу ефективність ініціювання вибухової речовини в свердловині, але разом з тим має деякі недоліки.

При великій довжині колонки вибухової речовини детонаційні хвилі, сформовані шашками- бойовиками, частково загасають, що зменшує енергетику вибуху і, відповідно, знижує динамічний вплив на гірську породу. Особливо негативний результат виходить при застосуванні відомого способу в тому випадку, коли свердловинний заряд має більшу довжину, а сама свердловина вибурена в міцних або особливо міцних породах.

Зниження енергії зустрічно-направлених детонаційних хвиль приводить до великоблочного дроблення масиву, що приводить до необхідності виконання вторинного дроблення, що збільшує собівартість гірських робіт і відпрацьовування, що збільшують час, родовища. задачею винаходу є вдосконалення способу для ініціювання вибухової речовини в свердловинному заряді за рахунок того, що у внутрішній частині патрубка, розташованого усередині вибухової речовини, формують середовище, що передає детонаційну хвилю і високотемпературну плазму. Формування передавального середовища здійснюють за рахунок попереднього нанесення на поверхню патрубка шару металевого дрібнодисперсного порошку.

Утримання металевого порошку забезпечується за рахунок того, що на внутрішню поверхню бо патрубка наносять шар, що клеїть.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що спосіб ініціювання вибухової речовини в свердловинному заряді, що включає виготовлення патрубка довжиною, що відповідає довжині заряду вибухової речовини, закріплення до торцевих частин патрубка шашок-детонаторів з наступним розміщенням зазначеного комплекту разом з вибуховою речовиною в свердловині, виконання забивки вибухової речовини, ініціювання шашок-бойовиків, формування зустрічно- направлених канальних детонаційних хвиль, утворення високотемпературної плазми, ініціювання вибухової речовини в свердловинному заряді.

Відповідно до винаходу, після виготовлення патрубка, на його внутрішню поверхню наносять клейовий шар, на якому формують шар дрібнодисперсного металевого порошку, після чого порожнину патрубка заповнюють газом, а торцеві частини патрубка ізолюють, при цьому при формуванні зустрічно-направлених детонаційних хвиль відокремлюють металевий порошок від внутрішньої поверхні патрубка і заповнюють їм у зваженому стані внутрішню порожнину патрубка, де металевий порошок взаємодіє з високотемпературною плазмою, за допомогою якої ініціюють вибухову речовину в свердловині.

Технічний результат від поставленого завдання полягає в тому, що: підвищується ефективність вибуху при руйнуванні міцних гірських порід; знижується собівартість підривних робіт при відкритій розробці рудних покладів; детонаційна хвиля і наступна з ним високотемпературна плазма зберігає свою енергетику по всій довжині патрубка і, відповідно, по всій довжині свердловинного заряду; виготовлення патрубка з нанесеним она його внутрішню поверхню металевого дрібнодисперсного порошку не вимагає значних матеріальних витрат, тому не відбивається на собівартості буро-вибухових робіт у кар'єрі; спосіб може бути використаний для руйнування гірських порід, що мають широкий діапазон фізико-механічних параметрів; зміною параметрів дисперсності металевого порошку і вибором металу, з якого він зроблений, забезпечується можливість керування енергією ініціювання вибухової речовини в свердловині й, відповідно, зміни енергії масового вибуху, що руйнує масив гірських порід.

Винахід реалізується в такий спосіб.

При виконанні підривних робіт у кар'єрі, вибурені свердловини заповнюють вибуховою

Зо речовиною.

При подачі вибухової речовини в свердловину, в ній розташовують бойовики, що призначені для ініціювання всього об'єму вибухової речовини.

Для ефективного виконання підривних робіт перед заряджанням свердловин виготовляють комплекти для ініціювання вибухової речовини. Ці комплекти являють собою патрубок, як правило, з полімерного матеріалу довжиною, що регламентована паспортом буро-вибухових робіт. Як правило, критерієм довжини патрубка є висота колонки заряду вибухової речовини в свердловині стосовно до гірничотехнічних умов блока, що відпрацьовується, у кар'єрі.

Внутрішню частину завчасно виготовлених патрубків покривають шаром клейового складу.

Час отвердіння клейового складу вибирають, виходячи із тривалості технологічної операції.

Клейовий шар наносять шляхом розпилення або змазування поверхні за допомогою валків або кистей.

Після нанесення клейового складу на нього наносять розпиленням дрібнодисперсний металевий порошок.

Основною умовою формування клейового шару і взаємодіючого з ним металевого порошку є те, що металевий порошок повинен утримуватися у патрубку до моменту заряджання в свердловині і легко відокремлюватися від стінок патрубка при впливі детонаційної хвилі і перебувати у зваженому стані в порожнині патрубка.

Після нанесення металевого порошку, патрубок заповнюють газом. Заповнювати патрубок можна будь-яким газом - повітрям і киснем, а також пальним газом - наприклад, пропаном або бутаном.

Незалежно від того, який газ застосовується, його використання досягає мети - активізації запалення зважених металевих часток у просторі, обмеженому патрубком.

Заповнені газом патрубки ізолюють з торцевих частин і закріплюють до цих торцевих частин шашки-бойовики.

Виготовлені комплекти, в яких бойовики з'єднані з комутаційною мережею, розміщають у свердловині і заповнюють її вибуховою речовиною. Після цього свердловини заповнюють забивкою, комутують підривну мережу і роблять масовий вибух.

При виробництві масового вибуху в першу чергу ініціюються шашки-бойовики, що розташовані з торцевих частинах патрубків. Завдяки цьому формуються зустрічно-направлені бо детонаційні хвилі, що формують високотемпературну плазму. Детонаційні хвилі здійснюють вплив на металеві частки усередині патрубка, відокремлюючи їх від стінок і приводячи у зважений стан у просторі патрубка.

Під впливом високотемпературної плазми, при зіткненні металу дисперсного порошку з киснем, повітрям або горючим газом відбувається екзотермічний процес окислювання. При збільшенні температури навколишнього середовища за рахунок сформованого фронту високотемпературної плазми, процес окислювання відбувається дуже активно. Особливо інтенсивно тепло виділяється при розмірах часток менш 50-100мк. Це викликано різким збільшенням питомої поверхні металу.

Металеві порошки вибухають, перебуваючи у зваженому стані, і разом з високотемпературною плазмою ініціюють вибухову речовину свердловинного заряду.

Виходячи з інформації про ступінь пірофорності і вибухонебезпечності тих або інших порошків, їхніх температурних показниках і характеристиках, визначають параметри вибуху з урахуванням фізико-механічних параметрів гірських порід на блоці.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Спосіб ініціювання вибухової речовини в свердловинному заряді, що включає виготовлення патрубка довжиною, що відповідає довжині заряду вибухової речовини, закріплення до торцевих частин патрубка шашок-детонаторів з наступним розміщенням зазначеного комплекту разом з вибуховою речовиною в свердловині, виконання забивки вибухової речовини, ініціювання шашок-бойовиків, формування зустрічно-направлених канальних детонаційних хвиль, утворення високотемпературної плазми, ініціювання вибухової речовини в свердловинному заряді, який відрізняється тим, що після виготовлення патрубка на його внутрішню поверхню наносять клейовий шар, на якому формують шар дрібнодисперсного металевого порошку, після чого порожнину патрубка заповнюють газом, а торцеві частини патрубка ізолюють, при цьому при формуванні зустрічно-направлених детонаційних хвиль відокремлюють металевий порошок від внутрішньої поверхні патрубка і заповнюють ним у зваженому стані внутрішню порожнину патрубка, де металевий порошок взаємодіє з високотемпературною плазмою, за допомогою якої ініціюють вибухову речовину в свердловині.

   Зо