Механическая забойка

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. Механическая забойка выполнена в виде металлического цилиндра, имеющего в нижней части коническое расширение с несколькими рядами выступов снаружи и не менее трех продольных прорезей. Расположенный в коническом расширении металлический распорный конус с внутренней полостью, связанный с трубчатой тягой, имеющей отверстия и резьбу на верхнем конце под гайку, и свободно проходящей через осевой канал связанного с металлическим цилиндром опорного кольца. При этом над опорным кольцом установлена стопорная втулка со стопором для размещения в отверстиях трубчатой тяги, через которую пропущен проводник инициирующего импульса, а над стопорной втулкой между нижней и верхней опорными шайбами установлена пружина. 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 и может быть использовано в различных отраслях, применяющих щадящие взрывные работы в скальных массивах горных пород, а также взрывы под укрытием.

Известен целый ряд конструкций запирающих забоек в виде пластмассовых пробок, деревянных и бетонных клиньев /1/. Основным их недостатком является низкая эффективность.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности взрывного дробления горных пород за счет запирания механической забойкой продуктов детонации в зарядной полости до момента полного разрушения окружающей породы.

Поставленная задача достигается применением механической забойки, выполненной в виде металлического цилиндра, имеющего в нижней части коническое расширение с несколькими рядами выступов снаружи и не менее трех продольных прорезей, расположенный в коническом расширении металлический распорный конус с внутренней полостью, связанный с трубчатой тягой, имеющей отверстия и резьбу на верхнем конце под гайку, и свободно проходящей через осевой канал связанного с металлическим цилиндром опорного кольца, при этом над опорным кольцом установлена стопорная втулка со стопором для размещения в отверстиях трубчатой тяги, через которую пропущен проводник инициирующего импульса, а над стопорной втулкой между нижней и верхней опорными шайбами установлена пружина.

На фиг.1 схематично изображена механическая забойка в сборе, на фиг.2 - в рабочем положении в скважине, на фиг.3 - после начала детонации заряда ВВ.

Механическая забойка выполняется из металла и включает цилиндр 1 с осевой полостью 2, в нижней части переходящий в коническое расширение 3 с продольными прорезями 4, снабженное в нижней части снаружи несколькими рядами выступов 5. В коническое расширение 3 вставлен полый распорный конус 6, соединенный с трубчатой тягой 7, свободно проходящей через осевой канал 8 связанного с цилиндром 1 опорного кольца 9, снабженного монтажными петлями 10. В верхней части трубчатой тяги 7 выполнены резьба под гайку 11 и ряд отверстий для стопора. Для центрирования трубчатой тяги 7 над коническим расширением 3 размещена перемычка 12.

Над опорным кольцом 9 установлена стопорная втулка 13 с отверстием 14, через которое проходит стопор 15. Над стопорной втулкой размещены нижняя опорная шайба 16 и верхняя опорная шайба 17, между которыми установлена пружина 18.

Механическая забойка работает следующим образом. В механических мастерских механическую забойку собирают в конструктивный элемент. Для этого вставляют распорный конус 6 с трубчатой тягой 7 в коническое расширение 3 цилиндра 1, пропускают трубчатую тягу 7 через перемычку 12 и осевую полость 2 до выхода ее из цилиндра 1 через осевой канал 8 опорного кольца 9 и стопорную втулку 13. После этого на трубчатую тягу 7 надевают нижнюю опорную шайбу 16, пружину 18, верхнюю опорную шайбу 17 и накручивают гайку 11, подтягивая тягой 7 распорный конус 6 до входа в коническое расширение 3. Затем подбирают ближайшее отверстие в трубчатой тяге, совмещают его с отверстием 14 в стопорной втулке 13, чтобы распорный конус 6 оставался на некотором расстоянии от конического расширения 3, и вставляют стопор 15. После этого с помощью специальных приспособлений затягивают гайку 11 до полного сжатия пружины 18. Механическая забойка готова к применению, и ее увозят на взрывной блок.

На взрывном блоке механические забойки раскладывают у каждой скважины и начинают устанавливать. Для этого через трубчатую тягу 7 пропускают проводник инициирующего импульса 19 (провода от электродетонатора, волновод неэлектрической системы или детонирующий шнур) и за монтажные петли 10 механическую забойку опускают нижней частью в шпур или скважину 20. Диаметр нижней части конического расширения по выступам на 4-6 мм меньше диаметра шпура или скважины, что позволяет механической забойке свободно входить в шпур или скважину 20 до расположения опорной шайбы 9 на поверхности уступа. После этого вынимают стопор 15, пружина резко разжимается, и распорный конус 6 толчком входит в коническое расширение 3, распирая за счет прорезей 4 нижнюю часть конического расширения 3, снабженную снаружи выступами 5, в стенки шпура или скважины 20. Механическая 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 большой поверхности внутренней полости распорного конуса 6, что приводит к вдавливанию его в коническое расширение 3. При этом нижняя часть конического расширения 3, снабженная снаружи выступами 5, разрушает ими часть стенки скважины 20 и образует углубление 21, что приводит к плотному заклиниванию механической забойки в шпуре или скважине. Трубчатая тяга 7 при этом свободно проходит через осевой канал 8, не нарушая положения опорного кольца 9. Таким положение механической забойки остается вплоть до прорыва продуктов детонации из зарядной полости в атмосферу через трещины в разрушенном массиве.

Обеспечивая длительную замкнутость зарядной полости, механическая 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 механическая забойка позволяет запирать продукты взрыва в зарядной полости до разрушения массива и тем самым решить поставленную техническую задачу.

Источник информации

1. Миндели Э.О., Демчук П.А., Александров В.Е. Забойка шпуров. - М.: Недра, 1967. - 152 с.

Механическая забойка, выполненная в виде металлического цилиндра, имеющего в нижней части коническое расширение с несколькими рядами выступов снаружи и не менее трех продольных прорезей, расположенный в коническом расширении металлический распорный конус с внутренней полостью, связанный с трубчатой тягой, имеющей отверстия и резьбу на верхнем конце под гайку и свободно проходящей через осевой канал связанного с металлическим цилиндром опорного кольца, при этом над опорным кольцом установлена стопорная втулка со стопором для размещения в отверстиях трубчатой тяги, через которую пропущен проводник инициирующего импульса, а над стопорной втулкой между нижней и верхней опорными шайбами установлена пружина.