Запирающая забойка
Владельцы патента RU 2295108:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" ГОУ ВПО "ТОГУ" (RU)
Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород. Запирающая забойка включает цилиндр с осевой полостью, имеющей коническое расширение. Коническое расширение выполнено на другом конце цилиндра, при этом на концах цилиндра, имеющих конические расширения, выполнено не менее трех прорезей. В конические расширения цилиндра вставлены две конические пробки, соединенные между собой выполненной в виде толстостенной трубы с резьбой под гайку тягой, через которую пропущен проводник инициирующего импульса. Тяга закреплена в нижней, выполненной полой и снабженной прорезями в нижней части, конической пробке и свободно проходит через осевой канал в верхней конической пробке. Цилиндр выполнен из металла или пластической массы. Нижняя коническая пробка выполнена из металла. Верхняя коническая пробка выполнена из металла или пластической массы. Изобретение позволяет повысить эффективность взрывного дробления горных пород за счет полного запирания продуктов детонации в зарядной полости до момента полного разрушения окружающей породы. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах на карьерах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих щадящие взрывные работы и взрывы под укрытием в скальных массивах горных пород.
Известен целый ряд конструкций запирающих забоек в виде пластмассовых пробок, деревянных и бетонных клиньев, быстротвердеющих смесей и т.п. /1/. Основным их недостатком является низкая эффективность.
Наиболее близким по существу решаемой задачи устройством для запирания продуктов взрыва в зарядной полости шпура или скважины является запирающее газодинамическое устройство, представляющее собой цилиндр из пластического материала с осевым каналом, имеющим двухконический профиль /2/.
Воздействие газов взрыва на конус осевого канала с большим углом в нижней части устройства прижимает его к стенкам скважины, а истечение продуктов детонации через второе коническое сужение осевого канала с малым углом конусности позволяет задержать часть продуктов детонации в скважине и за счет этого увеличить зону разрушающего действия взрыва на 30-40%.
Недостатком этого устройства, принятого за прототип заявляемому изобретению, является частичное, а не полное запирание продуктов детонации в зарядной полости.
Технической задачей, на решение которой направлено предполагаемое изобретение, является повышение эффективности взрывного дробления горных пород за счет запирания продуктов детонации в зарядной полости запирающей забойкой до момента полного разрушения окружающей породы.
Поставленная задача достигается тем, что в запирающей забойке, включающей цилиндр с осевой полостью, имеющий на одном конце расширение конической формы, согласно изобретению коническое расширение выполнено на другом конце цилиндра, при этом на концах цилиндра, имеющих конические расширения, выполнено не менее трех прорезей, а в конические расширения цилиндра вставлены две конические пробки, соединенные между собой выполненной в виде толстостенной трубы с резьбой под гайку тягой, через которую пропущен проводник инициирующего импульса, при этом тяга закреплена в нижней, выполненной полой и снабженной прорезями в нижней части, конической пробке и свободно проходит через осевой канал в верхней конической пробке.
Цилиндр выполнен из металла или пластической массы.
Нижняя коническая пробка выполнена из металла.
Верхняя коническая пробка выполнена из металла или пластической массы.
На фиг.1 схематично изображена запирающая забойка в сборе, на фиг.2 - в рабочем положении в скважине, на фиг.3 - после начала детонации заряда ВВ.
Запирающая забойка включает цилиндр 1, выполненный из металла или пластической массы диаметром на 4-8% меньше диаметра шпура или скважины, с осевой полостью 2. С обеих сторон цилиндр 1 имеет конические расширения 3 с прорезями 4. В конические расширения 3 вставлены нижняя полая коническая пробка 5 с прорезями 6, соединенная с тягой 7, снабженной гайкой 8, выполненные из металла, и верхняя коническая пробка 9 с осевым каналом 10, выполненная из металла или пластической массы. Тяга 7 выполнена в виде толстостенной трубы с резьбой под гайку 8. Под гайку 8 установлена монтажная петля 11 в виде шайбы со стояками и дужкой.
Запирающая забойка работает следующим образом. На поверхности блока запирающую забойку собирают в конструктивный элемент. Для этого вставляют нижнюю полую коническую пробку 5 с тягой 7 в нижнее коническое расширение 3 цилиндра 1, пропускают тягу 7 через осевую полость 2 до выхода ее из цилиндра 1. Затем на тягу 7 через осевой канал 10 надевают верхнюю коническую пробку 9 и монтажную петлю 11 с опущенной дужкой, затем накручивают гайку 8, подтягивая тягой 7 навстречу друг другу конические пробки 5 и 9 до соприкосновения их с коническими расширениями 3. После этого через тягу 7 пропускают проводник инициирующего импульса 12 (провода от электродетонатора, волновод неэлектрической системы или детонирующий шнур) и с помощью монтажной петли 11 запирающую забойку опускают в шпур или скважину 13 до нужного уровня. Гайкой 8 стягивают конические пробки 5 и 9 до распора ими цилиндра 1 в стенки шпура или скважины с помощью конических расширений 3 и прорезей 4. Запирающая забойка готова к работе.
После детонации заряда ВВ в зарядной полости резко возрастает давление продуктов детонации до величин в десятки тысяч атмосфер и происходит динамический удар газов по нижней полой конической пробке 5. За счет большой внутренней поверхности конуса величина воспринимаемого пробкой усилия значительна, что приводит к дополнительному вдавливанию ее в нижнее коническое расширение 3 и окончательному заклиниванию цилиндра 1 в шпуре или скважине 13. Тяга 7 при этом свободно проходит через осевой канал 10, не нарушая положения верхней конической пробки 9, расклинившей верхнюю часть цилиндра 1 в стенки шпура или скважины. Благодаря прорезям 6 нижняя полая коническая пробка 5 в своей нижней части дополнительно распирается, способствуя лучшему расклиниванию как самой нижней полой конической пробки 5, так и цилиндра 1.
Таким положение запирающей забойки остается вплоть до прорыва продуктов детонации из зарядной полости в атмосферу через трещины в разрушенном массиве. Обеспечивая длительную замкнутость зарядной полости, запирающая забойка способствует более полному протеканию вторичных реакций в продуктах детонации и, соответственно, повышает энергию взрыва; это особенно важно для современных крупнодисперсных ВВ типа гранулитов и граммонитов, у которых значительная доля энергии выделяется в процессе вторичных реакций.
Таким образом, заявляемая запирающая забойка позволяет удерживать продукты взрыва в зарядной полости шпуров или скважин до полного разрушения массива и тем самым повысить эффективность использования энергии взрыва на дробление горных пород и решить поставленную техническую задачу.
Источники информации
1. Миндели Э.О., Демчук П.А., Александров В.Е. Забойка шпуров. - М.: "Недра", 1967. - 152 с.
2. Парамонов Г.П. и др. Исследование эффективности применения газодинамических запирающих устройств в качестве забойки скважинных зарядов. // Сб. «Взрывное дело» №91/48. Развитие теории и практики взрывного дела. М.: 1998. С 214-221 (прототип).
1. Запирающая забойка, включающая цилиндр с осевой полостью, имеющей коническое расширение, отличающаяся тем, что коническое расширение выполнено на другом конце цилиндра, при этом на концах цилиндра, имеющих конические расширения, выполнено не менее трех прорезей, а в конические расширения цилиндра вставлены две конические пробки, соединенные между собой выполненной в виде толстостенной трубы с резьбой под гайку тягой, через которую пропущен проводник инициирующего импульса, при этом тяга закреплена в нижней, выполненной полой и снабженной прорезями в нижней части конической пробке, и свободно проходит через осевой канал в верхней конической пробке.
2. Запирающая забойка по п.1, отличающаяся тем, что цилиндр выполнен из металла или пластической массы.
3. Запирающая забойка по п.1, отличающаяся тем, что нижняя коническая пробка выполнена из металла.
4. Запирающая забойка по п.1, отличающаяся тем, что верхняя коническая пробка выполнена из металла или пластической массы.
