Укороченная монолитная забойка
Владельцы патента RU 2329463:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах на карьерах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород. Укороченная монолитная забойка выполнена из бетонной смеси. В нижней части забойки установлен полый конический элемент из плотного картона или пластика, направленный острием вверх и занимающий до половины высоты забойки. Конический элемент установлен на пробке из пенополистирола или из пенопласта, которая размещена между зарядом ВВ и монолитной забойкой. Изобретение позволяет уменьшить объемы бетонной смеси на изготовление монолитной бетонной забойки. 2 ил.
Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах на карьерах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород.
Известна забойка в виде самозаклинивающейся пробки из отвердевшего бетона, состоящая из конического элемента, размещенного на глиняной пробке над зарядом ВВ, и направленного острием вверх, и боковых клиньев, насаживаемых на конус [1]. Такая пробка обладает достаточной прочностью, хорошим сопротивлением выталкивающим силам, так как с их увеличением возрастает боковой распор, увеличивающий силу трения между стенками шпура и боковыми клиньями.
Недостатком такой конструкции является плохое сцепление боковых бетонных клиньев со стенками скважины нарушенной структуры (с вывалами стенок), а также необходимость устанавливать защитную пробку из глины между конусом и зарядом ВВ, что усложняет работы по формированию забойки.
Наиболее близкой по существу решаемой задачи является бетонная забойка, выполняемая из бетонной смеси, затвердевающей в шпуре или скважине [2]. Применение такой забойки увеличивает в несколько раз полезное действие взрыва.
Недостатком такой забойки является необходимость доставки больших объемов бетонной смеси на заряжаемый блок.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является уменьшение объемов бетонной смеси на изготовление монолитной бетонной забойки.
Поставленная задача достигается тем, что в укороченной монолитной забойке, выполненной из бетонной смеси согласно изобретению, в нижней части забойки установлен полый конический элемент из плотного картона или пластика, направленный острием вверх и занимающий до половины высоты забойки, при этом конический элемент установлен на пробке из пенополистирола или из пенопласта, которая размещена между зарядом ВВ и монолитной забойкой.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 схематично показан процесс заливки бетонной смеси на конический элемент; на фиг.2 - укороченная монолитная забойка в скважине.
Укороченная монолитная забойка включает конический элемент 1, выполненный из плотного картона или пластика диаметром на 4-8% меньше диаметра шпура или скважины. Конический элемент 1 размещен на пробке 2 из пенополистирола, расположенной над зарядом ВВ 3, размещенным в шпуре или скважине 4, и залит бетонной смесью 5.
Укороченную монолитную забойку формируют следующим образом. В шпуре или скважине 4 формируют заряд ВВ 3 заданной высоты и выводят проводник инициирующего импульса 6 (детонирующий шнур, волновод, провода от электродетонатора и т.п.) вдоль стенки шпура или скважины 4 на поверхность. Над зарядом ВВ 3 размещают пробку 2 из пенополистирола засыпкой гранулированного вспененного полистирола на расчетную высоту. В связи с тем, что стенки скважин в верхней части часто бывают нарушены, периодически замеряют высоту полученной пробки 2. Для облегчения процесса формирования пробки 2 может быть использован пенопласт в виде параллелепипеда заданной высоты с наибольшим размером в сечении 0,52 диаметра скважины, а зазор между ним и стенками скважины засыпают пенополистиролом. На пробку 2 опускают конический элемент 1 острием вверх. Затем заливают бетонную смесь 5. Вспененный полистирол препятствует утечке жидкой части бетонной смеси. На этом процесс формирования укороченной монолитной забойки заканчивается, и она остается до набора бетонной смесью 5 необходимой прочности. При использовании быстротвердеющего бетона этот процесс завершается в течение нескольких часов, а зарядка блоков обычно продолжается в несколько раз дольше. После отвердевания бетонной смеси 5 забойка превращается в монолит и получает прочное сцепление со стенками скважины.
Замеры показали, что как гранулированный вспененный полистирол, так и пенопласт выдерживают достаточно высокую нагрузку при приемлемой величине осадки.
При детонации заряда конический элемент 1 сгорает, за счет сил сцепления со стенками шпура или скважины 4 отвердевшая бетонная смесь 5 оказывает сопротивление выталкивающему действию продуктов взрыва вплоть до начала разрушения стенок скважины. Дополнительное положительное воздействие оказывает и распор газами взрыва конической части монолитной забойки в стенки скважины. Уменьшение за счет пробки из пенополистирола высоты забойки позволяет повысить зону регулируемого дробления в скважине, а запирание продуктов детонации до полного разрушения пород массива увеличивает время действия взрыва на массив, что повышает использование энергии взрыва на массив горных пород. Использование полого конического элемента позволяет ускорить процесс формирования забойки и уменьшить объем доставляемой на блок бетонной смеси.
Таким образом, заявляемая укороченная монолитная забойка позволяет запирать 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 снижения расхода бетонной смеси.
Источники информации
1. Беришвили Г.А. Влияние забойки шпуров на эффективность взрыва в условиях Чиатурского марганцевого месторождения // Взрывное дело №57/14. М: Недра. 1965. С.330-338.
2. Легастаев Е.Г. Исследование влияния расширяющейся забойки шпуров на результаты взрыва // Сб. Взрывное дело №59/16. М.: Недра, 1966. - С.262-266 (прототип).
Укороченная монолитная забойка, выполненная из бетонной смеси, отличающаяся тем, что в нижней части забойки установлен полый конический элемент из плотного картона или пластика, направленный острием вверх и занимающий до половины высоты забойки, при этом конический элемент установлен на пробке из пенополистирола или из пенопласта, которая размещена между зарядом ВВ и монолитной забойкой.
