Подвесная скважинная забойка

Авторы патента:

Федотенко Сергей Михайлович (RU)

Федотенко Надежда Александровна (RU)

Елесина Наталья Викторовна (RU)

Федотенко Виктор Сергеевич (RU)

F42D1/08 - способы забойки; способы заряжания шпуров взрывчатыми веществами; устройства для них

Владельцы патента RU 2542792:

Федотенко Виктор Сергеевич (RU)

Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ, и предназначено для запирания продуктов взрыва в зарядной полости скважин. Изобретение может быть использовано в отраслях промышленности, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых. Подвесная скважинная забойка состоит из опорной конструкции и подвешиваемой части, закрепленной на опорной конструкции. Подвешиваемая часть выполнена в виде соединенных временной связью составного цилиндра, выполненного из двух полуцилиндров, на внутренних поверхностях каждого из которых в верхней его части, обращенной к устью скважины, перпендикулярно образующей цилиндра прикреплена половина цилиндра меньшего диаметра. Клин вставлен между двумя полуцилиндрами составного цилиндра, а к его основанию прикреплен диск, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины. Высота клина до диска больше высоты составного цилиндра, а ширина клина в сумме с двумя половинами цилиндра меньшего диаметра и полуцилиндрами составного цилиндра больше либо равна 1.1-1.2 диаметра скважины. Изобретение позволяет повысить эффективность дробления горных пород. 2 ил.

Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых.

Известна подвесная скважинная забойка (Патент РФ №2371671, МПК F42D 1/08, опубл. 27.10.2009), принятая за прототип, содержащая опорную конструкцию, превосходящую габаритами диаметр устья скважины и закрепленную на опорной конструкции подвешиваемую часть, диаметр которой соизмерим с диаметром скважины, установленную в скважину на глубину массива с интенсивной трещиноватостью, а пространство скважины от подвешиваемой части до дневной поверхности заполнено буровой мелочью, при этом между зарядом и забойкой имеется воздушный промежуток.

Недостатками известной забойки является ее низкая запирающая способность, обусловленная малой площадью поверхности контакта цилиндра со стенками скважины, т.к. контакт происходит по узкой дуге вдоль кромки нижнего скошенного и верхнего торцов цилиндра. Имеет место неравномерный характер нагружения забойки, что снижает эффективность забойки в ходе буровзрывной подготовки слабых горных пород, например песчаников на глинистом цементе. При этом расклинивание, как средство удержания забойки и продуктов детонации в массиве, реализованное в известном изобретении, представляет собой скручивание запирающего элемента, что изначально предопределяет распределение всей энергии, приводящей его в движение на две, противоположно расположенные, точки. Такой недостаток в геометрии рабочей поверхности является первопричиной низкой запирающей способности известной скважинной забойки.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности взрывного дробления горных пород за счет увеличения запирающей способности забойки.

Заявляемый технический результат в подвесной скважинной забойке, содержащей опорную конструкцию, превосходящую габаритами диаметр устья скважины, и подвешиваемую часть, закрепленную на опорной конструкции, достигается тем, что подвешиваемая часть выполнена в виде соединенных временной связью составного цилиндра, выполненного из двух полуцилиндров, на внутренних поверхностях каждого из которых в верхней его части, обращенной к устью скважины, перпендикулярно образующей цилиндра прикреплена половина цилиндра меньшего диаметра, и клина, вставленного между двумя полуцилиндрами составного цилиндра, при этом к основанию клина прикреплен диск, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины, причем высота клина до диска больше высоты составного цилиндра, а ширина клина в сумме с двумя половинами цилиндра меньшего диаметра и полуцилиндрами составного цилиндра больше либо равна 1.1-1.2 диаметра скважины.

Заявляемая подвесная скважинная забойка поясняется чертежами, где на фиг.1 показана подвесная скважинная забойка в собранном состоянии; на фиг.2 показана подвесная скважинная забойка в скважине в момент взрыва.

Заявляемая подвесная скважинная забойка (далее забойка) состоит из двух полуцилиндров 1 составного цилиндра, на каждой из внутренних поверхностей которых перпендикулярно образующей составного цилиндра прочно прикреплена половина цилиндра 2 меньшего диаметра, и клина 3, размещенного между полуцилиндрами 1 составного цилиндра и подвешиваемого на опорной конструкции 4.

Забойка работает следующим образом. Для установки забойки в рабочее положение ее заранее собирают в конструктивный элемент (фиг.1). Для этого на каждый полуцилиндр 1 в верхней его части, обращенной к устью скважины, перпендикулярно образующей цилиндра надежно прикрепляют половину цилиндра меньшего диаметра 2, размер которой равен половине ширины клина, т.е. диаметр цилиндра 2 равен ширине клина. Между двумя полуцилиндрами 1 размещают клин 3, высота которого больше высоты составного цилиндра, а к основанию клина 3 прикреплен диск 5, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины и с суммой диаметра составного цилиндра и ширины клина. Оба полуцилиндра 1 образуют составной цилиндр, диаметр которого в сумме с шириной клина соизмерим с диаметром скважины. Все элементы конструкции соединяют между собой временной связью (например, резинкой или веревкой или обвязывают скотчем) 6. К клину 3 прикреплена, например, веревка (шпагат или шнур), пропущенная между полуцилиндрами 1, на которой забойку опускают в скважину, на глубину интенсивной трещиноватости. Пространство скважины от подвешиваемой части до дневной поверхности заполнено буровой мелочью, а между зарядом и забойкой имеется воздушный промежуток. В момент взрыва клин 3 под действием восходящего движения газообразных продуктов взрыва внедряется между полуцилиндрами 1, что приводит к разнонаправленному горизонтальному движению последних в теле скважины и обеспечивает надежное запирание продуктов взрыва во взрывной камере.

Выполнение на внутренних поверхностях полуцилиндров 1 половинок цилиндров меньшего диаметра, как отличительный признак заявляемого изобретения, обеспечивает при срабатывании устройства равномерность прилегания забойки к стенкам скважины. А то, что ширина клина в сумме с двумя половинами цилиндра меньшего диаметра и полуцилиндрами составного цилиндра больше либо равна 1.1-1.2 диаметра скважины, позволяет увеличить запирающую способность забойки. Природа описываемого эффекта, приводящего к достижению технического результата, заключается в изменении геометрии рабочей поверхности подвесной скважинной забойки по сравнению с известным изобретением. Иными словами, обеспечение в момент взрыва одновременного равномерного прилегания частей цилиндра к боковым стенкам скважины позволяет вовлечь в совершение полезной работы, помимо граней цилиндра, всю его боковую поверхность (фиг.2). Такое изменение геометрии увеличивает запирающую способность заявляемой подвесной скважинной забойки за счет увеличения силы трения, сопротивляющейся восходящему движению забойки.

Таким образом, заявляемая подвесная скважинная забойка позволяет запирать продукты взрыва в зарядной полости до разрушения массива. В результате применения такой забойки эффективность использования энергии взрыва на дробление пород существенно повышается, что позволяет решить поставленную техническую задачу.

Подвесная скважинная забойка, содержащая опорную конструкцию, превосходящую габаритами диаметр устья скважины, и подвешиваемую часть, закрепленную на опорной конструкции, отличающаяся тем, что подвешиваемая часть выполнена в виде соединенных временной связью составного цилиндра, выполненного из двух полуцилиндров, на внутренних поверхностях каждого из которых в верхней его части, обращенной к устью скважины, перпендикулярно образующей цилиндра прикреплена половина цилиндра меньшего диаметра, и клина, вставленного между двумя полуцилиндрами составного цилиндра, при этом к основанию клина прикреплен диск, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины, причем высота клина до диска больше высоты составного цилиндра, а ширина клина в сумме с двумя половинами цилиндра меньшего диаметра и полуцилиндрами составного цилиндра больше либо равна 1.1-1.2 диаметра скважины.

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к открытой разработке угольных пластов со скальными вскрышными породами. Способ включает удаление покрывающих скальных вскрышных пород взрывным рыхлением зарядами с воздушной подушкой в нижнем торце заряда, механическое рыхление и бульдозирование пород пласта, их штабелирование, погрузку в транспортные средства экскаватором.

Способ формирования водонепроницаемого экрана в трещиноватых обводненных горных массивах с использованием тампонажа // 2531410

Изобретение относится к горной и горно-химической промышленности, используется для ограждения и охраны трещиноватого горного массива от возможного проникновения за пределы создаваемого экрана жидких растворов.

Засыпная забойка взрывных скважин с элементами каменного материала // 2526950

Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывное рыхление скальных массивов горных пород.

Способ взрывания удлиненных скважин (варианты) // 2524065

Изобретение относится к горному делу, к отбойке горных пород. Способ взрывания удлиненных скважин включает бурение скважин, определение места размещения боевика для прямого и обратного инициирования заряда взрывчатого вещества (ВВ) расчетным путем, формирование удлиненного заряда ВВ, установку боевика в заряде ВВ, разделяющего его на две части, заполнение скважины в верхней ее части ВВ и забоечным материалом, взрывание скважины.

Подвесная скважинная забойка // 2506533

Способ разработки наклонных рудных залежей // 2504656

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке наклонных рудных залежей малой и средней мощности. Способ включает проведение подготовительных и нарезных выработок, бурение шпуров в забое выемочного блока, заряжание и взрывание шпуров, уборку отбитой рудной массы, гидравлическую зачистку отработанного блока, при этом шпуры в нижнем ряду располагают на расстоянии 2-3 диаметров шпура, заряжают через один с рассредоточенным зарядом, при этом шпуры каждого последующего ряда ориентированы по одной линии в направлении восстания рудной залежи.

Способ ведения взрывных работ // 2498210

Способ изготовления эмульсионного взрывчатого вещества и заряжания взрывных скважин, смесительно-зарядная машина для реализации способа // 2498209

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к взрывным работам, и может быть использовано при ведении взрывных работ с применением смесительно-зарядных машин (СЗМ) для механизированного приготовления эмульсионного взрывчатого вещества (ЭВВ) в процессе заряжания скважин на открытых горных работах.

Отражатель ударной волны при термогазобарическом воздействии на пласт в скважине // 2491417

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности и, в частности, к взрывным работам в скважине для интенсификации притоков флюида продуктивного пласта в скважину и, в частности к локализации выделенной энергии в призабойной зоне скважины.

Способ заряжания слабообводненных нисходящих скважин // 2482442

Изобретение относится к горному делу, в частности к взрывному дроблению пород, и может быть использовано для осушения слабообводненных нисходящих скважин. .

Способ ведения взрывных работ при разрушении горячих массивов // 2547885

Изобретение относится к горному делу, в частности к взрывным работам на горячих массивах, и может быть использовано в отраслях промышленности, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых. Способ включает опускание в скважину гибкого полимерного водонепроницаемого рукава для подачи взрывчатого вещества с закрытым нижним концом и средствами инициирования, последующее заполнение полимерного водонепроницаемого рукава взрывчатыми материалами. Предварительно изготавливают гибкий комбинированный полимерный рукав с закрытым нижним концом, внутренняя поверхность которого выполнена из водонепроницаемого материала, а наружная - из водопроницаемого прочного трудносгораемого материала. В комбинированный рукав наливают воду и по мере наполнения его водой опускают в скважину, после чего заполняют взрывчатыми материалами. Способ позволяет защитить взрывчатые вещества, средства инициирования и волновод от выгорания при ведении взрывных работ на горячих массивах.

Устройство для заряжания скважины взрывчатыми веществами // 2548276

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при пневматическом заряжании шпуров и скважин гранулированными взрывчатыми веществами. Способ включает прием акустического сигнала, его усиление, фильтрацию, регистрацию и сравнение. Причем осуществляют сравнение тона звучания акустического сигнала при ее заряжании с эталонными звуковыми тонами звучания из базы данных, затем анализируют соответствие тона звучания с информацией по скважине, регистрируют полученные данные и по ним управляют системой подачи взрывчатого вещества. Устройство включает пневмозарядчик с зарядным шлангом, приемник в виде микрофона, систему обработки сигналов, соединенную с командным устройством. Система обработки сигналов снабжена последовательно соединенными широкополосным усилителем, звуковым фильтром, запоминающим и анализирующим устройством с блоком базы данных эталонных тонов звучания и съемным накопителем информации, управляющим устройством, анализатором тонов звучания с задатчиком и съемным накопителем информации. Командное устройство снабжено исполнительным механизмом, золотником с электромагнитными клапанами и запорным устройством, установленным непосредственно на пневмозарядчике на входе в него сжатого воздуха или на выходе взрывчатого вещества из пневмозарядчика в зарядный шланг. Исполнительный механизм соединен с запорным устройством через золотник с помощью шлангов подачи сжатого воздуха. Данный способ и устройство позволят упростить конструкцию, повысить точность измерения и надежность работы. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Забойный пыж шпурового заряда // 2557264

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано при формировании шпуровых зарядов взрывчатых материалов. Забойный пыж шпурового заряда включает твердое тело цилиндрической формы, на боковой поверхности которого в плоскости, перпендикулярной оси пыжа, выполнены кольцевые канавки. Забойный пыж выполнен из углепласта. Твердое тело пыжа выполнено в виде единой монолитной структуры из материала, содержащего 74,8 массовых долей мелкого угля - штыб, шлам, скрепленного фенолоформальдегидной смолой холодного отверждения СФЖ-3032 в количестве 20,6 массовых долей и отвердителя в объеме 4,6 массовых долей водного раствора технической бензосульфокислоты. Изобретение позволяет повысить эффективность буровзрывных работ на угольных шахтах за счет уменьшения трудоемкости процессов изготовления пыжей и соответственно их себестоимости. Позволяет повысить качество отбиваемого угля за счет снижения его разубоживания. Забойный пыж упрощенной конструкции пригоден для заряжания шпуров в автоматическом режиме соответствующими роботами. 4 ил.

Пневматический камерный зарядчик для непатронированных взрывчатых веществ // 2558550

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для механизированного заряжания шпуров и скважин непатронированными взрывчатыми веществами, преимущественно в подземных горных работах. Зарядчик состоит из бункера, дозирующей камеры с загрузочным и разгрузочным отверстиями, трубопровода сжатого воздуха, конусного затвора с перемещающим устройством, соединенных полым штоком с аэрирующими отверстиями в нижней части. Перемещающее устройство выполнено в виде мембранного механизма, установленного в бункере на скобе. Мембранный механизм состоит из корпуса с крышкой, между которыми закреплена мембрана. Под мембраной установлены пружина и шток. Шток мембранного механизма жестко соединен со штоком конусного затвора, а трубопровод сжатого воздуха снабжен четырехходовым краном. Данный зарядчик позволит повысить надежность и безопасность заряжания шпуров и скважин непатронированными взрывчатыми веществами. 2 ил.

Способ формирования короткой комбинированной забойки взрывных скважин с каменным материалом и устройство для его осуществления // 2563265

Изобретение относится к области буровзрывных работ. Способ формирования короткой комбинированной забойки взрывных скважин включает формирование нижней засыпной части из инертных мелкодисперсных материалов высотой 1,0-1,5 диаметра скважины над воздушным промежутком и формирование на неё верхней части - слоя из элементов каменного материала, на высоту 0,5-1,5 диаметра скважины, для чего на нижнюю засыпную часть опускают транспортный контейнер с элементами каменного материала размером 0,2-0,7 диаметра скважины, разгружают его и удаляют из скважины. Процесс формирования слоёв повторяют до полного формирования комбинированной забойки высотой не более 10 диаметров скважины. Для формирования забойки используют транспортный контейнер, выполненный в форме цилиндра из металла или пластических масс, с верхним кольцом размером 0,8-0,9 диаметра скважины, снабженным несущим шнуром. В верхнем кольце равномерно закреплены прутки с шагом, исключающим попадание мелких кусков каменного материала между ними. На транспортном контейнере закреплен мягкий мешок длиной на 40-50% большей длины транспортного контейнера с несущим сдвоенным шнуром. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности запирания продуктов детонации в зарядной полости короткой комбинированной забойкой. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Способ формирования короткой комбинированной забойки взрывных скважин и устройство для его осуществления // 2563266

Изобретение относится к области буровзрывных работ. Способ формирования короткой комбинированной забойки включает формирование нижней засыпной части из инертных мелкодисперсных материалов высотой 1,5-2 диаметра над воздушным промежутком и формирование на нижнюю засыпную часть верхней части из элементов каменного материала на высоту 0,5-1,5 диаметра скважины. На нижнюю часть опускают установленный в мягкий мешок транспортный контейнер с элементами каменного материала размером 0,2-0,6 диаметра скважины, разгружают его и удаляют из скважины. После этого снова засыпают инертный мелкодисперсный материал на высоту 1-1,5 диаметра скважины, на который опять разгружают каменный материал из транспортного контейнера. Процесс повторяют до полного формирования комбинированной забойки высотой не более 10 диаметров скважины. В способе используют транспортный контейнер, выполненный в форме цилиндра из металла или пластических масс. Верхнее кольцо контейнера размером 0,8-0,9 диаметра скважины, в котором равномерно закреплены прутки с шагом, исключающим выпадение мелких кусков каменного материала, снабжено несущим шнуром, Транспортный контейнер вставлен в мягкий мешок размером на 20-30% большим диаметра скважины, снабженный ушками для крепления несущего шнура. Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности запирания продуктов детонации в зарядной полости короткой комбинированной забойкой и снижение затрат на ее формирование. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Способ взрывания на открытых разработках разнопрочных слоистых массивов горных пород // 2563893

Изобретение относится к горной промышленности и строительству, а именно к способам взрывания на открытых разработках слоистых массивов горных пород с нижним менее прочным слоем породы и верхним более прочным слоем. Способ включает бурение нисходящих скважин, их заряжание комбинированными скважинными зарядами ВВ с размещением в нижней части скважин менее мощного ВВ. Нижнюю и верхнюю части зарядов рассредоточивают породным инертным промежутком. В верхней части скважин размещают более мощное ВВ. Затем осуществляют забойку скважин и инициирование зарядов. В процессе заряжания менее мощное ВВ в нижней части скважин размещают до уровня почвы более прочного слоя породы. Инертный промежуток выполняют с высотой от 1,75 до 2,5 диаметров скважин dскв. Инициирование зарядов осуществляют с опережающим короткозамедленным взрыванием верхней части зарядов относительно их нижней части. Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение КПД взрыва при снижении выхода негабарита, среднего размера куска взорванной горной массы, удельного расхода ВВ и объема буровых работ. 1 ил.

Способ определения рационального удельного расхода взрывчатого вещества // 2563894

Изобретение относится к горной промышленности. Способ определения рационального удельного расхода ВВ включает производство массового взрыва, размещение экскаватора на блоке, определение рационального значения удельного расхода ВВ по формуле qp=f·Δq, кг/м3, выполнение черпания и разгрузки горной массы в транспортный сосуд. Перед определением рационального значения удельного расхода ВВ по формуле производят определение емкости ковша экскаватора, значение параметра Δq уточняют по формулам с учетом: рационального значения удельного расхода ВВ, qp; геометрической емкости ковша экскаватора, Е, м3; коэффициента f крепости пород по Протодьяконову; шага изменения qp, приходящегося на единицу коэффициента крепости пород, Δq, кг/м3; относительной эффективности удельного расхода ВВ, Эвв; диаметра куска взорванной горной массы, d, м, и далее выполняют черпание и разгрузку горной массы в транспортный сосуд в нормальном режиме. Изобретение позволяет улучшить качество буровзрывной подготовки, снизить затраты на буровую подготовку горной массы к выемке и выемочно-погрузочные работы.

Способ формирования в рукав короткой комбинированной забойки взрывных скважин и устройство для его осуществления // 2566522

Изобретение относится к области буровзрывных работ. Способ формирования в рукав короткой комбинированной забойки взрывных скважин послойно, включающий формирование нижней засыпной части из инертных мелкодисперсных материалов высотой 1-2 диаметра скважины над воздушным промежутком и верхней комбинированной части, заполненной элементами каменного материала размером 0,2-0,6 диаметра скважины. В опорную воронку рукава вводят вставленный в мягкий мешок транспортный контейнер с каменным материалом и отпускают мягкий мешок, который плавно соскальзывает по натянутому рукаву до слоя инертного мелкодисперсного материала. Транспортный контейнер удаляют из опорной воронки и снова засыпают слой инертного мелкодисперсного материала высотой 0,5-1,5 диаметра скважины. Опять разгружают каменный материал из транспортного контейнера. Процесс повторяют до полного формирования комбинированной забойки. Транспортный контейнер выполнен из металла или пластических масс в виде снабженного несущим шнуром верхнего кольца размером 0,8-0,9 внутреннего диаметра опорной воронки рукава, в котором равномерно закреплены прутки с шагом, исключающим выпадение мелких кусков каменного материала. Транспортный контейнер вставлен в мягкий мешок размером на 20-30% большим диаметра скважины. Изобретение позволяет повысить эффективность запирания продуктов детонации в зарядной полости. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для заполнения нисходящих скважин веществом в рукаве // 2571317

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при заряжании вертикальных или крутонаклонных сухих и обводненных скважин взрывчатым веществом, а также при необходимости размещения в скважинах каких-либо сыпучих или жидких веществ, упакованных в рукава. Устройство для заполнения скважин веществом в рукаве содержит пустотелую направляющую, охватывающий ее пакетированный рукав и тормозные приспособления. Пакет рукава разделен на секции, а тормозные приспособления размещены в нижней части каждой секции. Пустотелая направляющая снабжена наружными кольцевыми выступами. Кольцевые выступы выполнены парными. Тормозные приспособления размещены между парами выступов. Рукав снабжен внешним дополнительным рукавом. Дополнительный рукав собран в пакет. Изобретение обеспечивает повышение надёжности формирования столба ВВ в рукаве и качество заряда ВВ. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.