способ формирования рассредоточенных зарядов взрывчатых веществ в частично обводненных скважинах

Формула изобретения

Способ формирования рассредоточенных зарядов взрывчатых веществ в частично обводненных скважинах, включающий формирование в обводненной части скважины заряда из водоустойчивого ВВ на высоту столба воды, ожидание спада уровня воды до статического уровня и формирование остального заряда из неводоустойчивого ВВ, отличающийся тем, что после спада уровня воды, вытесненной нижней частью заряда вверх по скважине, если статический уровень воды совпадает или ниже расчетной глубины установки воздушного промежутка, то над ним формируют воздушный промежуток из вспененного полистирола, а над ним формируют верхнюю часть заряда из неводоустойчивого ВВ.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области буровзрывных работ и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород.

Известно, что наилучшее дробление горных пород взрывом обеспечивается применением зарядов, рассредоточенных воздушными промежутками [1]. Однако в обводненных скважинах создание воздушного промежутка существенно затрудняется, поскольку его обычно формируют размещением в скважине деревянной рейки с кружками или крестовинами на концах, бумажных пыжей и т.п., поэтому в обводненных скважинах полученный промежуток заполняется водой, а не воздухом. В частично обводненных скважинах эту проблему можно решить при заряжании с использованием вспененного полистирола (пенополистирола).

Наиболее близким по существу решаемой задачи является способ раздельного формирования комбинированного заряда ВВ, когда в скважину заряжают водоустойчивое ВВ, например, гранулотол на высоту замеренного уровня воды, а после спада вытесненной им воды до статического уровня (от нескольких часов до нескольких суток) заряжают неводоустойчивое ВВ на всю высоту расчетной колонки заряда [2]. Такой способ позволяет втрое сократить величину заряда водоустойчивого ВВ.

Недостатком этого способа является необходимость повторного подхода зарядной машины к скважине после спада воды до статического уровня через несколько часов или суток для последующей дозарядки скважины неводоустойчивым ВВ.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности взрывного дробления горных пород за счет создания воздушного промежутка в заряде ВВ, сформированном в частично обводненной скважине в один прием.

Поставленная задача достигается тем, что в способе формирования рассредоточенных зарядов взрывчатых веществ в частично обводненных скважинах, включающем формирование в обводненной части скважины заряда из водоустойчивого ВВ на высоту столба воды, ожидание спада уровня воды до статического уровня и формирование остального заряда из неводоустойчивого ВВ, согласно изобретению после спада уровня воды, вытесненной нижней частью заряда вверх по скважине, если статический уровень воды совпадает или ниже расчетной глубины установки воздушного промежутка, то над ним формируют воздушный промежуток из вспененного полистирола, а над ним формируют верхнюю часть заряда из неводоустойчивого ВВ.

Принципиальная схема способа формирования рассредоточенного заряда в частично обводненной скважине приведена на схемах.

На фиг.1 показана скважина, подготовленная к заряжанию; на фиг.2 - формирование нижней части заряда ВВ; на фиг.3 - положение после спада воды до статического уровня; на фиг.4 - сформированный заряд с воздушным промежутком при совпадении уровней воды и воздушного промежутка; на фиг.5 - дозарядка неводоустойчивого ВВ до уровня установки воздушного промежутка; на фиг.6 - сформированный заряд с воздушным промежутком при превышении воздушного промежутка над уровнем воды в скважине.

Способ формирования рассредоточенного заряда в частично обводненной скважине применяют только в скважинах с высотой столба воды ниже расчетной глубины установки воздушного промежутка и осуществляют следующим образом.

Вначале замеряют уровень воды 1 в скважинах 2. Затем формируют нижнюю часть заряда из водостойкого ВВ 3, например, гранулотола на высоту уровня воды 1 или с превышением на 1-2 диаметра заряда, размещая в нем боевик 4, на детонирующем шнуре или волноводе 5. Практика ведения взрывных работ показала, что при этом вода вытесняется вверх по скважине на ²/₃ высоты столба воды, т.е. для полного перекрытия столба воды в один метр необходим заряд ВВ высотой 3 м. После этого ожидают спада воды, вытесненной в процессе формирования нижней части заряда вверх по скважине до уровня 6, по трещинам массива до статического уровня 1. Этот процесс может длиться от нескольких часов до нескольких суток в зависимости от степени трещиноватости массива горных пород. Обычно заранее устанавливают время спада воды опытными промерами. После спада воды до статического уровня 1 начинается этап формирования воздушного промежутка 7 из вспененного полистирола. Здесь возможны два варианта действий. Если статический уровень воды 1 совпадает с нижней границей воздушного промежутка 7 или близок к ней, воздушный промежуток 7 начинают формировать непосредственно на нижнюю часть заряда из водостойкого ВВ 3 путем засыпания вспененного полистирола из мерной емкости или дозатора зарядной машины. В случае существенного превышения уровня установки воздушного промежутка над статическим уровнем воды над нижним зарядом ВВ из водоустойчивого ВВ 3 формируют заряд неводоустойчивого ВВ 8, например граммонита 79/21, до нижней границы воздушного промежутка 7, а затем формируют воздушный промежуток из вспененного полистирола. Практика показала, что при диаметре скважин 115 мм на длине 1 м помещается 10 л вспененного полистирола, при диаметре 165 мм - 20 л. После достижения заданной высоты воздушного промежутка 7 формируют верхнюю часть заряда из неводоустойчивого ВВ 8, размещая в нем второй боевик 9 на детонирующем шнуре или волноводе 10. После этого формируют забойку 11.

Формирование воздушного промежутка из вспененного полистирола технологично: он легко высыпается из емкостей. Эксперименты показали, что насыпной объем полистирола после вспенивания увеличивается до 64 раз, поэтому объем воздуха на участке скважины, занятом вспененным полистиролом, достигает 95 и более процентов.

Таким образом, заявляемый способ формирования рассредоточенного заряда в частично обводненной скважине обеспечивает формирование воздушного промежутка, а также существенную экономию водоустойчивых ВВ, 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. Техника и технология заряжания обводненных скважин на карьерах КМА / А.Т.Калашников, С.М.Кокоуров, Г.П.Попов и др. // Взрывное дело №89/46. - М.: Недра, 1986. - С.231-237 (прототип).