Способ формирования воздушных промежутков элементами из пенополистирола
Владельцы патента RU 2317519:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к области буровзрывных работ и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород. Способ формирования воздушных промежутков элементами из пенополистирола включает разделение заряда ВВ на части воздушным промежутком из пенополистирола. В скважинах без вывалов стенок воздушный промежуток формируют опусканием в скважину элементов из пенополистирола в виде шаров диаметром 0,55...0,64 диаметра скважины. В скважинах с вывалами стенок - элементов из пенополистирола в виде эллипсоидов с длинной осью, меньшей диаметра скважины, на элементы размещают уплотняющий объем ВВ, помещенный в мягкую или эластичную оболочку диаметром более диаметра скважины. Изобретение позволяет облегчить формирование воздушного промежутка из элементов в форме тел вращения, изготовленных из пенополистирола. 2 ил.
Изобретение относится к области буровзрывных работ и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород.
При этом известен ряд способов формирования воздушных промежутков: установка в скважине устройств в виде брусков с кружками или крестовинами на концах, бумажных цилиндров или пыжей и т.п. Все они сложны в применении и не исключают случаев просыпания ВВ внутрь воздушного промежутка [1].
Наиболее близким по существу решаемой задачи является способ формирования воздушного промежутка из вспененного полистирола [2]. Такой способ рассредоточения зарядов ВВ прост, дешев и достаточно технологичен. Однако опыты по формированию зарядов с такими воздушными промежутками показали, что пенополистирол в гранулах сильно электризуется, что затрудняет операции с ним на блоке при ручной зарядке скважин, кроме того, из-за очень малого удельного веса возникают трудности при формировании воздушного промежутка в ветреную погоду.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является облегчение формирования воздушного промежутка из элементов в форме тел вращения, изготовленных из пенополистирола.
Поставленная задача достигается тем, что в способе формирования воздушных промежутков элементами из пенополистирола, включающем разделение заряда ВВ на части воздушным промежутком из пенополистирола, согласно изобретению, в скважинах без вывалов стенок воздушный промежуток формируют опусканием в скважину элементов из пенополистирола в виде шаров диаметром 0,55...0,64 диаметра скважины, на них размещают уплотняющий объем ВВ, помещенный в мягкую или эластичную оболочку диаметром более диаметра скважины.
В скважинах с вывалами стенок используются элементы из пенополистирола в виде эллипсоида с длинной осью, меньшей диаметра скважины.
Принципиальная схема способа формирования воздушных промежутков из пенополистирола приведена на чертежах.
На фиг.1 показано опускание в скважину без вывалов стенок шаров из пенополистирола и уплотняющего объема ВВ; на фиг.2 показано опускание в скважину с вывалами стенок эллипсоидов из пенополистирола и формирование уплотняющего объема ВВ над воздушным промежутком из пенополистирола.
Способ формирования воздушных промежутков из пенополистирола осуществляют следующим образом.
Вначале выбирают форму элементов из пенополистирола, исходя из следующих ограничений:
1. Элемент свободно, не застревая, опускается в скважину.
2. Для снижения расхода пенополистирола необходимо стремиться к минимальному коэффициенту заполнения им скважины. Это условие будет соблюдаться при следующих условиях:
2.1. Размеры элементов таковы, что на одном уровне в скважине располагается не более одного элемента;
2.2. Форма элемента обеспечивает его минимальный объем.
3. Для того чтобы не производить замеров по мере формирования воз душного промежутка необходимо, чтобы каждый из элементов создавал одинаковый промежуток, и факт достижения заданной высоты определялся количеством уложенных элементов.
В скважинах без вывалов стенок следует применять элементы в виде шаров. Для их свободного прохождения в скважину и обеспечения минимального коэффициента заполнения достаточно, чтобы их диаметр был равен 0,55...0,64 диаметра скважины.
Для формирования воздушного промежутка в скважинах с вывалами стенок и соблюдения первого и второго требований используются элементы из пенополистирола в виде эллипсоидов. Размер длинной оси элементов должен обеспечивать первое условие, т.е. свободное прохождение элемента в скважину и меньше диаметра скважины.
Требование 2.1. о необходимости расположения на одном уровне в скважине не более одного элемента невыполнимо, так как размеры поперечного сечения скважины с разрушенными стенками колеблются в широких пределах и не позволяют точно определить форму, размеры и количество элементов.
Требование 2.2. выполняется из условия, что эллипсоиды в скважине располагаются хаотично, обеспечивая высокую пустотность воздушного промежутка скважины.
Третье требование в скважинах, пробуренных в горных породах с нарушенной структурой и имеющих вывалы стенок скважины, не выполняется, поэтому по мере формирования воздушного промежутка необходимо производить замеры его высоты.
После выбора формы и размеров элементов из пенопласта изготавливают шары или эллипсоиды расчетного для каждого диаметра скважин размера.
Затем готовят уплотняющий объем ВВ, чтобы исключить просыпи ВВ в воздушный промежуток между элементами в виде шаров 1 или эллипсоидов 2 и стенками скважины 3. Для этого в мягкую или эластичную оболочку 4, выполненную из полиэтилена толщиной 100 мм или тонкой резины с диаметром более диаметра скважины, например 120-130 мм для скважин диаметром 115 м, засыпают ВВ 5 в таком объеме, чтобы в скважине оно заняло не менее диаметра по высоте. А затем оболочку 4 завязывают несущим шнуром 6 с оставлением воздуха.
Далее приступают к формированию воздушных промежутков в скважинных зарядах ВВ. Для этого в скважину 3 размещают нижний боевик 7 на проводнике инициирующего импульса 8, например детонирующем шнуре или волноводе, и формируют нижнюю часть заряда ВВ 9. Затем начинают формирование воздушного промежутка расчетной высоты. Для этого опускают в скважину расчетное количество шаров 1 из пенополистирола, равное
,
где Нn - высота воздушного промежутка; d - диаметр шара; D - диаметр скважины; δ - расстояние между двумя соседними шарами, оси которых расположены в одной вертикальной плоскости:
.
В скважинах, имеющих вывалы стенок 3, и заполненных элементами из пенополистирола в виде эллипсоидов 2, по мере формирования воздушного промежутка необходимо производить замеры его высоты.
После этого формируют верхнюю часть заряда, для этого оболочку 4 поднимают за несущий шнур 6, при этом за счет растяжения оболочка 4 уменьшается в диаметре и становится меньше диаметра скважины. Если этого не происходит, диаметр оболочки 4 уменьшают, сминая ВВ 5 вручную, после чего опускают ее на несущем шнуре 6 на верхний элемент 1 или 2. После ослабления натяжения несущего шнура 6 оболочка 4 расползается, перекрывает весь диаметр скважины 3. На этом формирование воздушного промежутка завершается и на него засыпают верхнюю часть заряда ВВ 10, размещая в его верхней части боевик 11 на проводнике инициирующего импульса 12 (ДШ или волновод). В случае необходимости таким же путем формируют воздушный промежуток под забойкой 13.
Таким образом, заявляемый способ формирования воздушных промежутков элементами из пенопласта обеспечивает быстрое формирование воздушного промежутка независимо от погодных условий, упрощает сам процесс, поскольку отпадает необходимость замера высоты сформированного воздушного промежутка, как это делается при засыпании гранулированного пенополистирола из-за колебаний диаметра скважины при износе бурового инструмента, а также уменьшает расход пенополистирола, что позволяет решить поставленную техническую задачу.
Источники информации
1. Марченко Л.Н., Кудряшов B.C. Методические указания по применению скважинных зарядов, рассредоточенных воздушными промежутками на открытых горных разработках // Сб. Взрывное дело, №51/8. М.: Недра, 1963. - С.199-206.
2. Жаркенов М.И., Бекетаев Е.Б., Кинеев Т.А., Жунусов К.Н. Результаты промышленных испытаний скважинных зарядов с промежутками из гранулированного полистирола. // Сб. Взрывное дело, №78/35. М.: Недра, 1978. - С.102-106 (прототип).
3. Степанов А.В., Гдалин А.Д. Проектирование и ведение буровзрывных работ на предприятиях строительных материалов. Л.: Стройиздат, 1973. - с 74-75.
Способ формирования воздушных промежутков элементами из пенополистирола, включающий разделение заряда ВВ на части воздушным промежутком из пенополистирола, отличающийся тем, что в скважинах без вывалов стенок воздушный промежуток формируют опусканием в скважину элементов из пенополистирола в виде шаров диаметром 0,55...0,64 диаметра скважины, а в скважинах с вывалами стенок - элементов из пенополистирола в виде эллипсоидов с длинной осью, меньшей диаметра скважины, на элементы размещают уплотняющий объем ВВ, помещенный в мягкую или эластичную оболочку диаметром более диаметра скважины.
