Запирающая забойка шпуров или скважин

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 шпуров или скважин включает цилиндр с осевой полостью, имеющий конические расширения. Конические расширения выполнены с обоих концов цилиндра и в каждом выполнено не менее трех прорезей. В конические расширения вставлены две конические пробки, соединенные между собой тягой, закрепленной в нижней конической пробке и свободно проходящей через осевой канал верхней конической пробки, при этом цилиндр снабжен боковой проточкой, соединяющей прорези в конических расширениях осевой полости. Изобретение позволяет повысить эффективность взрывного дробления горных пород за счет полного запирания продуктов детонации в зарядной полости до момента полного разрушения окружающей породы. 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 для разупрочнения скальных массивов горных пород.

Известен целый ряд конструкций запирающих забоек в виде пластмассовых пробок, деревянных и бетонных клиньев [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 начале 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 предлагаемое изобретение, является повышение эффективности взрывного дробления горных пород за счет полного запирания продуктов детонации в зарядной полости до момента полного разрушения окружающей породы запирающей забойкой многоразового использования.

Поставленная задача достигается тем, что в запирающей забойке шпуров или скважин, включающей цилиндр с осевой полостью, имеющий коническое расширение, согласно изобретению конические расширения выполнены с обоих концов цилиндра и в каждом выполнено не менее трех прорезей, в конические расширения вставлены две конические пробки, соединенные между собой тягой, закрепленной в нижней конической пробке и свободно проходящей через осевой канал верхней конической пробки, при этом цилиндр снабжен боковой проточкой, соединяющей прорези в конических расширениях осевой полости.

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 шпуров или скважин включает цилиндр 1, выполненный из металла или пластической массы диаметром на 4-8% мм меньше диаметра шпура или скважины с осевой полостью 2. С обеих сторон цилиндр 1 имеет конические расширения 3 с разрезами 4. На боковой поверхности цилиндра 1 выполнена проточка 5, соединяющая разрезы 4. В конические расширения 3 вставлены нижняя коническая пробка 6 с тягой 7, снабженной гайкой 8, выполненные из металла, и верхняя коническая пробка 9 с осевым каналом 10 и монтажными петлями 11, выполненная из металла или пластической массы.

Запирающая забойка шпуров или скважин работает следующим образом. На поверхности блока упорную забойку собирают в конструктивный элемент. Для этого вставляют нижнюю коническую пробку 6 с тягой 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 коническую пробку 9 и накручивают гайку 8, подтягивая тягой 7 навстречу друг другу конические пробки 6 и 9 до соприкосновения их с коническими расширениями 3. После этого в проточку 5 вставляют проводник инициирующего импульса 12 (провода от электродетонатора, волновод неэлектрической системы или детонирующий шнур) и за монтажные петли 11 запирающую забойку опускают в шпур или скважину 13 и гайкой 8 стягивают конические пробки 6 и 9 до распора ими цилиндра 1 в стенки шпура или скважины с помощью конических расширений 3 и разрезов 4. Запирающая забойка готова к работе.

После детонации заряда ВВ в зарядной полости резко возрастает давление продуктов детонации до величин в несколько десятков тысяч атмосфер и происходит динамический удар газов по нижней конической пробке 6, что приводит к дополнительному вдавливанию ее в нижнее коническое расширение 3 и окончательному заклиниванию цилиндра 1 в шпуре или скважине. 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. 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 шпуров или скважин позволяет запирать продукты взрыва в зарядной полости до разрушения массива и тем самым повысить эффективность использования энергии взрыва на дробление горных пород, решив 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).

Запирающая забойка шпуров или скважин, включающая цилиндр с осевой полостью, имеющий коническое расширение, отличающаяся тем, что конические расширения выполнены с обоих концов цилиндра и в каждом выполнено не менее трех прорезей, в конические расширения вставлены две конические пробки, соединенные между собой тягой, закрепленной в нижней конической пробке и свободно проходящей через осевой канал верхней конической пробки, при этом цилиндр снабжен боковой проточкой, соединяющей прорези в конических расширениях осевой полости.