способ рассредоточения заряда в скважине

Формула изобретения

1. Способ рассредоточения заряда в скважине, включающий создание воздушных промежутков с помощью скважинных затворов, установку боевиков в каждой части заряда на проводнике инициирующего импульса, отличающийся тем, что воздушные промежутки создают с помощью скважинных затворов в виде тонкостенных герметичных пластиковых элементов, размещая их в скважине последовательно друг на друга на всю высоту воздушного промежутка, на последнем элементе размещают уплотняющий объем ВВ, помещенный в мягкую или эластичную оболочку диаметром более диаметра скважины, на который формируют верхнюю часть сыпучего заряда ВВ, а при использовании текучих ВВ между стенками скважины и скважинными затворами засыпают вспененный полистирол, после чего формируют верхнюю часть заряда, заливая текучее ВВ до расчетной высоты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что диаметр скважинных затворов составляет 0,9-0,95 диаметра скважины, длина - 2-5 диаметров.

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.

Известны способы рассредоточения зарядов взрывчатых веществ (ВВ) воздушными промежутками размещением в заряде деревянных катушек, бумажных пыжей и т.п. /1/. Общим их недостатком является сложность применения, кроме того, их нельзя применить в обводненных скважинах.

Наиболее близким по существу решаемой задачи является способ рассредоточения заряда в скважине, включающий создание воздушных промежутков с помощью скважинных затворов, установку боевиков в каждом заряде, монтирование детонирующего шнура, в котором воздушные промежутки создают с помощью пневматического скважинного затвора, диаметр которого превышает диаметр скважины, при этом пневматический скважинный затвор в сжатом виде опускают в скважину на соединительной трубке на заданную глубину, которую регулируют с помощью соединительной трубки, а затем накачивают его воздухом до заданного давления, после чего соединительную трубку отделяют от пневматического скважинного затвора и вынимают ее из скважины, а на затвор помещают боевик и часть заряда, затем на этой же соединительной трубке опускают в сжатом виде следующий пневматический скважинный затвор на заданную глубину и всю последовательность действий повторяют до экономически и технически обоснованного количества пневматических скважинных затворов в скважине /2/. Такой способ рассредоточения зарядов ВВ сравнительно дешев, но достаточно сложен в исполнении, требует дополнительных устройств по закачке воздуха.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является обеспечение быстрого и надежного формирования воздушного промежутка применением скважинных затворов в виде пластиковых цилиндров, в т.ч. использованных пластиковых емкостей из-под напитков.

Поставленная задача достигается тем, что в способе рассредоточения заряда в скважине, включающем создание воздушных промежутков с помощью скважинных затворов, установку боевиков в каждой части заряда на проводнике инициирующего импульса, согласно изобретению воздушные промежутки создают с помощью скважинных затворов в виде тонкостенных герметичных пластиковых элементов, размещая их в скважине последовательно друг над другом на всю высоту воздушного промежутка, на последнем элементе размещают уплотняющий объем ВВ, помещенный в мягкую или эластичную оболочку диаметром более диаметра скважины, на который формируют верхнюю часть сыпучего заряда ВВ, а при использовании текучих ВВ между стенками скважины и скважинными затворами засыпают вспененный полистирол, после чего формируют верхнюю часть заряда, заливая текучее ВВ до расчетной высоты.

Диаметр скважинных затворов составляет 0,9-0,95 диаметра скважины, длина - 2-5 диаметров.

Принципиальная схема способа рассредоточения заряда в скважине приведена на чертежах.

На фиг.1 показано формирование нижней части заряда ВВ; на фиг.2 - установка элементов скважинного затвора; на фиг.3 - опускание уплотняющего объема ВВ; на фиг 4 - заряд ВВ с воздушным промежутком и уплотняющим элементом; на фиг.5 - заполнение воздушного промежутка между элементами скважинного затвора и стенками скважины пенополистиролом; на фиг.6 - заряд ВВ с воздушным промежутком со вспененным полистиролом.

Способ рассредоточения заряда в скважине осуществляют следующим образом. Вначале в нижней части скважины 1 размещают боевик 2 на проводнике инициирующего импульса 3 (детонирующем шнуре, волноводе, проводах электродетонатора) и формируют нижнюю часть заряда ВВ 4 на заданную высоту. После этого замеряют фактический диаметр скважины, выбирают тонкостенные герметичные пластиковые элементы 5 соответствующего размера и последовательно сбрасывают их один за другим в скважину до заполнения ими воздушного промежутка на всю высоту. Для скважин небольшого диаметра элементами 5 могут быть, например, пустые пластиковые бутылки с плотно закрытыми пробками. Так, бутылка емкостью 1 л имеет диаметр около 80 мм и длину около 280 мм (более 3 диаметров), 1,5 л - около 90 мм и длину около 300 мм (более 3 диаметров), 2 л - около 100 мм и длину 320 мм (3 диаметра), 5 л - около 160 мм и длину около 350 мм (два диаметра) и т.д.

Для свободного прохождения элемента 5 в скважину 1 достаточно, чтобы его диаметр был равен 0,9-0,95 номинального диаметра скважины. Это соотношение размеров вызвано тем, что фактические диаметры скважин отличаются от диаметра бурового инструмента как из-за разбуривания стенок скважины при бурении новым долотом, так и вследствие износа инструмента /3/. При этом наибольший разброс фактических диаметров происходит при ударно-вращательном бурении. Так, отклонение диаметров скважин от диаметра новой коронки составляет для изношенных коронок - до 7,8% в сторону уменьшения, а для новых коронок - до 6,4% в сторону увеличения.

При достаточно малом расхождении диаметров скважины 1 и элементов 5 последние будут располагаться вертикально, при большом - находиться под некоторым наклоном. При длине элемента 5 более 5 диаметров и большом расхождении диаметров элемента и скважины он может деформироваться и лопнуть.

Затем готовят уплотняющий объем ВВ, чтобы исключить просыпи ВВ в зазор между элементами 5 и стенками скважины 1. Для этого в мягкую или эластичную оболочку 6, выполненную из полиэтилена толщиной 100 мм или тонкой резины (например, детский воздушный шарик) с диаметром более диаметра скважины, например 120-130 мм для скважин диаметром 115 м, засыпают ВВ 7 в таком объеме, чтобы в скважине оно заняло не менее диаметра по высоте. А затем оболочку 6 завязывают несущим шнуром 8 с оставлением воздуха.

После этого формируют верхнюю часть заряда 9, для этого оболочку 6 поднимают за несущий шнур 8, при этом за счет растяжения оболочка 6 уменьшается в диаметре и становится меньше диаметра скважины. Если этого не происходит, диаметр оболочки 6 уменьшают, сминая ВВ 7 вручную, и опускают ее на несущем шнуре 8 на верхний элемент 5. После ослабления натяжения несущего шнура 8 оболочка 6 расползается, перекрывает весь диаметр скважины 1. На этом формирование воздушного промежутка завершается и на него засыпают верхнюю часть заряда ВВ 9, размещая в нем боевик 10 на проводнике инициирующего импульса 11 (ДШ или волновод). В случае необходимости таким же путем формируют следующий воздушный промежуток.

Если заряд ВВ выполняют из текучего ВВ, например горячельющихся или эмульсионных ВВ, во избежание протекания таких ВВ в зазор между элементами 5 и стенками скважины 1 его засыпают расчетным объемом гранул 12 вспененного полистирола. При этом возможно, что часть гранул 12 попадет поверх элемента 5 или промежуток между стенками скважины и элементами 5 будет заполнен не полностью (из-за отклонений диаметра скважины). Эти отклонения будут невелики и ими можно пренебречь, чтобы не вести достаточно трудоемкий визуальный контроль. После этого формируют верхнюю часть заряда 9, заливая текучее ВВ до расчетной высоты. При падении на прочный элемент 5 вязкая и тяжелая струя текучего ВВ сметает с него гранулы 12 пенополистирола, если они на нем есть, или частично проникает в зазор между стенками скважины и элементом 5 до гранул 12, если этот зазор заполнен вспененным полистиролом не полностью. Но в любом случае текучее ВВ не проникает внутрь прочного элемента 5 из пластика и длина воздушного промежутка не изменится.

Таким образом, заявляемый способ рассредоточения заряда в скважине обеспечивает быстрое и надежное формирование воздушного промежутка независимо от консистенции ВВ и упрощает сам процесс, поскольку отпадает необходимость замера высоты сформированного воздушного промежутка - его подсчитывают по количеству сброшенных элементов известной высоты, 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. Патент РФ №2235971 F42D 1/02, F42D 1/08, опубл. 2004.09.10 (прототип).

3. Степанов А.В., Гдалин А.Д. Проектирование и ведение буровзрывных работ на предприятиях строительных материалов. Л.: Стройиздат, 1973. - С. 74-75.