Конструкция скважинного заряда

 

Изобретение относится к взрывным работам, а именно, к зарядам ВВ для разрушения скальных труднообрушиваемых пород энергией взрыва скважинных и шпуровых зарядов, и может быть использовано при разработке полезных ископаемых подземными и открытыми способами, прокладке дорог, строительстве сооружений и др. Сущность заключается в том, что в скважинном заряде, содержащем взрывчатое вещество с расположенными в нем по высоте через интервалы полостями в виде объемных полых фигур, каждая из которых состоит из концентратора и переключателя, и боевик, установленный с одной стороны взрывчатого вещества стенки боковой поверхности. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к взрывным работам, а именно к зарядам ВВ для разрушения скальных труднообрушаемых горных пород энергией взрыва скважинных и шпуровых зарядов, и может быть использовано при разработке полезных ископаемых подземным и открытым способами, прокладке дорог, строительства сооружений и др.

Известен способ приготовления заряда для взрывного рыхления горных пород. Особенностью способа является то, что в скважине по ее высоте помещают полые усеченные конусы кумулятивного воздействия из бумажной массы или пластмассы, располагаемые по оси скважины на расстоянии 1-1,5 м один от другого и засыпаемые взрывчатым веществом по мере их пропускания. Процесс суммирования энергии кумулятивного потока в массиве усиливает действие его по оси в сторону дна скважины, создавая сжимающие усилия, что не всегда приводит к улучшению качества дробления горных пород. Неэффективно используется энергия взрыва, для улучшения качества дробления ее необходимо направить по горизонтали в сторону отбойки горной массы [1].

Известен способ формирования кумулятивного заряда ВВ, включающий бурение скважин, размещение в нем полостей, выполненных в виде конусов попарно соединенных основаниями со смещенными противоположно направленными вершинами относительно вертикальной оси симметрии скважины. По данному способу два кумулятивных потока от спаренных конусов направляются навстречу друг другу и в результате смещения вершин конусов потоки расходятся в противоположные стороны, разрушая горный массив. Однако концентрация энергии и заряда в виде кумулятивного потока не всегда эффективно используется для дробления скальных труднообрушаемых пород [2].

Целью изобретения является повышение эффективности использования взрыва за счет концентрации энергии в заряде и перераспределении ее последующим фокусированием по окружности с фокусом, расположенным в разрушаемом массиве, путем выполнения формы полости криволинейной с переменным радиусом в пологой части. А также целью изобретения является обеспечение стабильной и устойчивой скорости детонации за счет концентрации волн напряжений в заряде ВВ путем выполнения торцовой части объемной полости, вогнутой вовнутрь.

Достигается это тем, что объемная полая полость выполнена в носовой части, так называемом концентрате, в виде конуса сферы или параболоида вращения, где концентрируется кумулятивный поток с последующим перераспределением этого потока в криволинейную часть полости, так называемую перераспределительную, в которой из-за выпуклости формы заряда во-внутрь волны напряжения фиксируются по окружности с фокусом, расположенным в разрушаемом массиве, в результате чего в этом фокусе происходит сильное разрушение горных пород, выпуклость формы заряда в хвостовой части за счет выполнения торца полости вогнутой вовнутрь, создает возможность устойчивой передачи детонации по заряду.

Предлагаемая конструкция заряда имеет существенные отличия в том, что каждая объемная полая полость имеет сложную конфигурацию по ходу движения детонации, носовая ее часть (концентратор) имеет форму конуса, сферы или параболоида вращения, основание конуса плавно сужается с радиусом закругления R и расширяется с меньшим радиусом r, которая завершается основанием, в которой вписана вогнутая во- внутрь криволинейная поверхность с радиусом закругления r. Таким образом, объемная полая полость выполнена сложной формы, у которой в носовой части (в концентраторе) по ходу детонации, концентрируется кумулятивная энергия, а затем ускоренный поток детонирует ВВ сферической формы (в перераспределителе), от которой фокусируются волны напряжения в массиве породы и одновременно с этим и передается сфокусированная энергия по длине заряда от криволинейной формы заряда в торцовой части.

Разрушение пород осуществляется большей частью за счет сконцентрированной энергии от волн напряжений в разрушаемом массиве, т.е. разрушение горных пород происходит от направленного сконцентрированного потока по круговым концентрическим сечениям в глубине нетронутого массива. Таким образом, в объемной полости сперва концентрируется (ускоряется) кумулятивная энергия, далее она перераспределяется за счет ее ускорения в криволинейную поверхность ВВ, последняя, одновременно детонируя, создает концентрацию волн напряжений в массиве пород, подлежащих разрушению, одновременно с этим и детонирует ВВ в криволинейной донной части, от которой концентрируется энергия по заряду для создания устойчивой надежной детонации.

На фиг.1 показана скважина с зарядом, разрез; на фиг.2 - сечение по А-А на фиг.1.

Конструкция заряда для разрушения скальных труднообрушаемых пород состоит из скважины 1, взрывчатого вещества 2, объемных полостей 3, боевика 4 на детонирующем шнуре 5. Объемная полость состоит из носовой части (концентратора) в форме конуса 1, которая переходит в криволинейную поверхность 2 (перераспределитель) с радиусом закругления R и криволинейную поверхность 3 с радиусом закругления r, а хвостовая часть 4 выполнена вогнутой во внутрь с радиусом закругления r.

Конструкция заряда формируется следующим образом. Зарядная машина подъезжает на скважину (не показана) и направляет гибкий лоток в скважину 1. Засыпают порцию ВВ 2 и опускают объемную полость 3, снова засыпают порцию ВВ 2 и опускают объемную полость 3 и засыпают ВВ 2, далее опускают боевик 4 на ДШ 5, снова присыпают порцию ВВ 2 и опускают объемную полость 3 и снова присыпают порцию ВВ и т.д. Процесс зарядки может осуществляться как механизированно, так и вручную. При зарядке следует опускать объемную полость конусной частью (концентратором) к боевику. При взрыве боевика детонация идет вниз и вверх в этих же направлениях идет процесс концентрации и перераспределения энергии ВВ с последующей концентрацией ее в разрушаемом массиве.

Высота объемной полости составляет порядка 1,5-2-х диаметров скважины, что позволяет полости ориентироваться свободным падением и устанавливаться в скважине вертикально или близко к этому положению и является вполне достаточным для направления сконцентрированных волн напряжений от боковой поверхности (перпендикулярно оси скважины, а от торцовой части по заряду вниз и вверх. Применение объемной полости позволяет резко повысить полезную работу взрыва, уменьшить величину заряда и сократить расходы на бурение, расширяя сетки скважин. Уменьшение величины заряда позволит улучшить экологическую обстановку в местах ведения взрывных работ.

Формула изобретения

1. КОНСТРУКЦИЯ СКВАЖИННОГО ЗАРЯДА, содержащая взрывчатое вещество с расположенными в нем по высоте через интервалы полостями в виде объемных полых фигур, каждая из которых состоит на концентраторе и перераспределителя, и боевик, установленный с одной стороны взрывчатого вещества, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности взрыва за счет концентрации энергии в заряде и перераспределения ее с последующим фокусированием по окружности с фокусом, расположенным в разрушаемом массиве, стенки боковой поверхности и хвостовой части перераспределителя объемных полых фигур выполнены вогнутыми внутрь.

2. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что вогнутость стенок боковой поверхности перераспределителя объемных полых фигур имеет переменный радиус кривизны.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2