способ заряжания скважин водосодержащими взрывчатыми веществами

Формула изобретения

Способ заряжания скважин водосодержащими взрывчатыми веществами, включающий формирование изолирующей пробки на донной части скважины, спуск зарядного шланга до поверхности изолирующей пробки и подачу в скважину подготовленного в зарядной машине взрывчатого вещества, отличающийся тем, что в качестве материала пробки используют водоустойчивое взрывчатое вещество, например, гранулотол, которое смешивают с загущенным раствором окислителя путем подачи последнего по зарядному шлангу в течение времени, необходимого для заполнения межгранульного пространства поданного в скважину водоустойчивого взрывчатого вещества, при этом в зарядной машине готовят водосодержащее взрывчатое вещество.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области взрывных работ и может быть использовано для заряжания обводненных скважин водосодержащими взрывчатыми веществами.

Известен способ механизированного заряжания обводненных скважин водосодержащими взрывчатыми веществами, включающий опускание зарядного шланга до забоя скважины и подачу водосодержащего взрывчатого вещества в скважину (1). В процессе заряжания зарядный шланг извлекают из скважины с постоянной скоростью, равной скорости заполнения скважины.

Указанный способ не обеспечивает качественного формирования нижней части скважинного заряда. Это объясняется тем, что взрывные скважины практически всегда на высоту 0,5-2,0 м заполнены буровым шламом. При заряжании смесительно-зарядными машинами под действием струи водосодержащего взрывчатого вещества, вытекающей из сопла зарядного шланга, происходит взмучивание бурового шлама, который при кристаллизации раствора окислителя (основная составляющая водосодержащих взрывчатых веществ) остается в нижней части колонки заряда. Наличие бурового шлама в заряде (особенно в его нижней части) снижает энергетические характеристики, что приводит к плохой проработке подошвы уступа, снижению эффективности работы заряда.

Известен способ заряжания обводненных скважин водоустойчивыми взрывчатыми веществами, включающий перекрытие забоя скважины перед подачей водоустойчивого взрывчатого вещества изолирующей пробкой из быстротвердеющей смеси или эластичной перегородки, опускание зарядного шланга до изолированного забоя скважины, подачу взрывчатого вещества с одновременным подъемом зарядного шланга со скоростью заполнения скважины (2).

Известный способ заряжания позволяет сформировать качественный скважинный заряд, не содержащий в своей нижней части частиц бурового шлама. Однако формирование изолирующей пробки из быстротвердеющей смеси или установка эластичной перегородки является вспомогательной технологической операцией, не связанной напрямую с формированием заряда, следовательно, в практике ведения взрывных работ она может быть сознательно упущена. Кроме того, для хорошей проработки подошвы уступа, повышения эффективности работы всего заряда и исключения низкоскоростного режима детонации нижняя часть заряда должна иметь максимальную объемную энергию.

Изобретение решает задачу повышения качества формирования скважинного заряда водосодержащими взрывчатыми веществами при механизированном способе заряжания.

Технический результат, получаемый при использовании изобретения, состоит в повышении энергетических параметров нижней части заряда как за счет исключения попадания в заряд бурового шлама, так и возможности его формирования с максимальной объемной энергией.

Указанный технический результат получают за счет того, что в известном способе заряжания, включающем формирование изолирующей пробки на донной части скважины, спуск зарядного шланга до поверхности изолирующей пробки и подачу в скважину подготовленного в зарядной машине взрывчатого вещества, в качестве материала пробки используют водоустойчивое взрывчатое вещество, например, гранулотол, которое смешивают с загущенным раствором окислителя путем подачи последнего по зарядному шлангу в течение времени, необходимого для заполнения межгранульного пространства поданного в скважину водоустойчивого взрывчатого вещества, при этом в зарядной машине готовят водосодержащее взрывчатое вещество.

Смешивание материала изолирующей пробки с загущенным раствором окислителя указанным приемом обеспечит максимальную плотность нижней части заряда, а следовательно, и его максимальную объемную энергию.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

Заряжание скважин начинают с формирования изолирующей пробки в донной части скважины. Для этого в каждую скважину засыпают некоторое количество водоустоустойчивого взрывчатого вещества, например, гранулотола. После осаждения гранул гранулотола над донной частью скважины образуется колонка гранулотола, изолирующая буровой шлам, находящийся в донной части, от остального пространства скважины.

Далее в скважину до поверхности гранулотола опускают зарядный шланг и включают подачу загущенного раствора окислителя, в качестве которого могут быть использованы аммиачная, натриевая, кальциевая селитры или их смеси.

Экспериментально установлено, что для скважин диаметром 250 мм надежная изоляция нижней части скважины обеспечивается колонкой водоустойчивого взрывчатого вещества высотой в один метр. При использовании в качестве материала изолирующей пробки гранулотола для создания колонки достаточно использовать 50 кг гранулотола. Расчет времени, необходимого для заполнения межгранульного пространства, производят следующим образом. Согласно техническим данным, объем межгранульного пространства в гранулотоле составляет в среднем 40%. Объем пробки 50 кг гранулотола, имеющего удельный насыпной вес 0,95 кг/дм³, составит 50 кг : 0,95 кг/дм³ = 53 дм³, cлeдoвaтeльнo, объем межгранульного пространства равен 0,4 53 дм³ = 21,2 дм³. При средней плотности загущенного раствора окислителя 1,36 кг/дм³ его масса равна 21,2 дм³ 1,36 кг/дм³ = 28,3 кг. Разделив указанную массу раствора окислителя на производительность насоса зарядной машины, мы получим время, необходимое для заполнения межгранульного пространства колонки гранулотола, т.е. t = 28,3 кг : Q_ok, где Q_ok - производительность насоса, кг/сек.

При заряжании скважин других диаметров и использовании в качестве материала изолирующей пробки других водоустойчивых взрывчатых веществ расчет режимных и иных параметров способа осуществляют аналогичным способом.

Таким образом, использование в качестве материала изолирующей пробки гранулотола, пропитанного до полного заполнения его межгранульного пространства раствором окислителя, с одной стороны, исключает попадание бурового шлама в нижнюю часть заряда, а с другой - обеспечивает его максимальную объемную энергию. Кроме того, при нижнем инициировании скважинного заряда обеспечивается подача мощного детонационного импульса на верхнюю часть заряда, что исключает низкоскоростной режим детонации и увеличивает эффективность работы заряда.

Завершив операции по формированию изолирующей пробки в донной части скважины, приступают к формированию основной части заряда.

Для этого на зарядной машине включают насос для нагнетания водосодержащего взрывчатого вещества в скважину и смеситель. Затем включают дозировочный насос для подачи раствора окислителя в смеситель, шнековый питатель для сухих компонентов, подачу сшивающего агента. Подачу водосодержащего взрывчатого вещества в скважину осуществляют по зарядному шлангу без его подъема, при этом содержание раствора окислителя в подаваемой смеси изменяют от 45 до 70%, пропорционально изменению высоты колонки заряда. При таком режиме заряжания получают колонку основного заряда с переменной объемной энергией - большей в нижней части колонки и меньшей в верхней. При необходимости основной заряд можно формировать с постоянной объемной энергией по высоте или получать другую, требуемую в конкретных условиях энергетику.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки на изобретение

1. Маточкин В.А. и др. Опыт применения водосодержащих взрывчатых веществ на карьерах Качканарского ГОКа // Горн. журнал, 9, 1988г, с. 19-21.

2. Авторское свидетельство СССР 1807749, Е 21 С 37/00, 11.12.89 (прототип).