Бетонная комбинированная забойка

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. Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности взрывного дробления горных пород за счет запирания продуктов детонации в зарядной полости до момента полного разрушения окружающей породы бетонной комбинированной забойкой, составленной из конуса, выполненного из затвердевшего бетона и заливной бетонной части. Бетонная комбинированная забойка включает конический элемент из затвердевшего бетона, обращенный узким концом к устью скважины. Конический элемент расположен на пробке, выполненной из пенополистирола или из пенопласта, отделяющей его от заряда ВВ. Материалом забойки между ним и стенками скважины является бетонная смесь. 3 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, состоящей из конуса, 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 скважины и боковыми клиньями.

Недостатками такой конструкции являются 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 близким по существу решаемой задачи устройством для запирания продуктов взрыва в зарядной полости скважины является забойка, изготовленная прямо в скважине из бетона на расширяющемся цементе, обеспечивающая надежное запирание скважины до разрушения массива, в котором она установлена [2].

Однако недостатком этого устройства, принятого за прототип заявляемому изобретению, являются большие затраты времени на бетонирование.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности взрывного дробления горных пород за счет запирания продуктов детонации в зарядной полости до момента полного разрушения окружающей породы бетонной комбинированной забойкой, составленной из конуса, выполненного из затвердевшего бетона и заливной бетонной части.

Поставленная задача достигается тем, что в бетонной комбинированной забойке, включающей конический элемент из затвердевшего бетона, обращенный узким концом к устью скважины, согласно изобретению, конический элемент расположен на пробке, выполненной из пенополистирола или из пенопласта, отделяющей его от заряда ВВ, а материалом забойки между ним и стенками скважины является бетонная смесь.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 схематично показан процесс опускания конического элемента бетонной комбинированной забойки в скважину; на фиг.2 - заливка бетонной смеси на конический элемент; на фиг.3 - бетонная комбинированная забойка в скважине.

Бетонная комбинированная забойка включает конический элемент 1, выполненный из бетона, диаметром на 4...8% меньше диаметра скважины. Конический элемент 1 размещен на пробке 2 из пенополистирола, расположенной над зарядом ВВ 3, размещенным в скважине 4, и залит бетонной смесью 5.

Бетонную комбинированную забойку формируют следующим образом. В скважине 4 формируют заряд ВВ 3 заданной высоты и выводят проводник инициирующего импульса 6 вдоль стенки скважины 4. 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 на шнуре 7 опускают конический элемент 1 острием вверх, используя кольцо 8. Затем заливают бетонную смесь 5. Вспененный полистирол препятствует утечке жидкой части бетонной смеси. На этом процесс формирования бетонной комбинированной забойки заканчивается, и она остается до набора бетонной смесью 5 необходимой прочности. При использовании быстротвердеющего цемента этот процесс завершается в течение нескольких часов, а зарядка блоков обычно продолжается в несколько раз дольше. После отвердевания бетонная смесь 5 получает прочное сцепление с коническим элементом 1 и стенками скважины, превращая забойку в единый монолит.

Замеры показали, что как гранулированный вспененный полистирол, так и пенопласт выдерживают достаточно высокую нагрузку при незначительной величине осадки.

При детонации заряда конический элемент 1 за счет сил сцепления отвердевшей бетонной смеси 5 с ним и стенками скважины 4 оказывает сопротивление выталкивающему действию продуктов взрыва вплоть до начала разрушения стенок скважины. Уменьшение за счет пробки из пенополистирола длины 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 конического элемента позволяет ускорить процесс формирования забойки и уменьшить объем доставляемой на блок бетонной смеси.

Таким образом, заявляемая бетонная комбинированная забойка позволяет запирать продукты взрыва в зарядной полости 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. 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.

Бетонная комбинированная забойка, включающая конический элемент из затвердевшего бетона, обращенный узким концом к устью скважины, отличающаяся тем, что конический элемент расположен на пробке, выполненной из пенополистирола или из пенопласта, отделяющей его от заряда ВВ, а материалом забойки между ним и стенками скважины является бетонная смесь.