RU127897U1

RU127897U1 - DEVICE FOR CHARGING ASCENDING WELLS WITH EMULSION EXPLOSIVES

Info

Publication number: RU127897U1
Application number: RU2012153328/03U
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Новохатько; Виктор Николаевич Романенко; Николай Васильевич Савченко; Виталий Павлович Куприн
Original assignee: Общество c ограниченной ответственностью "Укрвзрывтехнология"
Priority date: 2012-10-01
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2013-05-10
Also published as: UA75451U

Abstract

Устройство предназначено для заряжания восходящих скважин эмульсионными взрывчатыми веществами (ЭВВ) на подземных горных работах. Оно представляет собой цилиндрический запорный элемент (1), запирающий скважину с помощью клиньев (2), с напорной камерой (3), в верхней части которой закреплен контейнер (4) с изолирующим полимерным рукавом (5) в гофрированном состоянии и снабженный трубкой (6) для подачи сжатого воздуха, обеспечивающего выворачивание рукава к забою скважины. Изолирующий полимерный рукав (5) жестко связан с верхней частью контейнера (4) и его конец, обращенный к забою скважины, перфорирован на длину до 2 м для снижения избыточного давления воздуха в рукаве. Нижняя часть напорной камеры (3) снабжена шаровым клапаном (7) с ограничителем хода (8) и ответным узлом (9) для быстросъемного подключения зарядного шланга (10) подачи ЭВВ. В запорном элементе (1) имеется сквозное отверстие для размещения жесткой трубки (11) малого диаметра, предназначенной для удаления из скважины (12) сжатого воздуха, размещения промежуточного детонатора (13) и средств инициирования (14). Устройство обеспечивает надежное и безопасное формирование заряда в восходящих скважинах, предупреждает утечки и выдавливание ЭВВ через запирающий скважину элемент, предотвращает контакт ЭВВ с агрессивными горными породами и пластовыми водами, что значительно повышает эффективность ведения взрывных работ. 3 з.п. ф-лы, 2 ил. The device is intended for charging ascending wells with emulsion explosives (EME) in underground mining. It is a cylindrical locking element (1) that locks the well with wedges (2), with a pressure chamber (3), in the upper part of which is fixed a container (4) with an insulating polymer sleeve (5) in a corrugated state and equipped with a tube (6 ) for supplying compressed air, ensuring the sleeve is turned to the bottom of the well. An insulating polymer sleeve (5) is rigidly connected to the upper part of the container (4) and its end facing the bottom of the well is perforated to a length of 2 m to reduce excess air pressure in the sleeve. The lower part of the pressure chamber (3) is equipped with a ball valve (7) with a travel stop (8) and a reciprocal assembly (9) for quick connection of the charge hose (10) for supplying the emulsion explosives. The locking element (1) has a through hole for accommodating a small diameter rigid tube (11) designed to remove compressed air from the well (12), place an intermediate detonator (13), and initiating means (14). The device provides reliable and safe charge formation in the ascending wells, prevents leakage and extrusion of emulsion explosives through the element blocking the well, prevents the emulsion explosives from contacting aggressive rocks and formation waters, which significantly increases the efficiency of blasting operations. 3 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к взрывным работам в горной промышленности, а именно, к заряжанию восходящих скважин эмульсионными взрывчатыми веществами на подземных горных работах.The utility model relates to blasting in the mining industry, namely, to loading ascending wells with emulsion explosives in underground mining.

До настоящего времени на подземных рудниках стран СНГ для отбойки горной массы широко используются тротилосодержащие граммониты [Кутузов Б.Н. Методы ведения взрывных работ. Ч.2 Взрывные работы в горном деле и промышленности. - М.: Изд-во «Горная книга», 2008. - 512 с.]To date, TNT-containing grammonites are widely used in underground mines of the CIS countries for breaking rock mass [Kutuzov B.N. Blasting techniques. Part 2 Blasting operations in mining and industry. - M.: Publishing House "Mountain Book", 2008. - 512 p.]

Учитывая токсичность и канцерогенное действие тротила, повышенную опасность его пневматического заряжания, возникла необходимость перехода на механизированное заряжание скважин в подземных условиях эмульсионными взрывчатыми веществами (ЭВВ). Опыт применения ЭВВ на открытых горных работах показал, что по работоспособности, уровню механизации эти взрывчатые вещества (ВВ) не уступают, а по безопасности, водоустойчивости и экологической чистоте - значительно превосходят тротилосодержащие материалы.Considering the toxicity and carcinogenic effect of TNT, the increased danger of its pneumatic loading, it became necessary to switch to mechanized loading of wells in underground conditions with emulsion explosives (emulsion explosives). The experience of using emulsion explosives in open cast mining has shown that these explosives (explosives) are not inferior in terms of operability and mechanization level, and significantly surpass trotyl-containing materials in safety, water resistance and environmental cleanliness.

Основной проблемой, возникающей при заряжании ЭВВ в восходящие скважины, является удержание заряда, особенно в условиях высокой обводненности горного массива.The main problem that arises during the loading of emulsion explosives into ascending wells is charge retention, especially in conditions of high water cut in the rock mass.

Известно устройство для заряжания восходящих скважин наливными взрывчатыми веществами, представляющее собой трубчатую загрузочную часть, плотно соединенную со скважиной и оборудованную надувным трубчатым воротником или сжимаемым материалом, предотвращающими обратное вытеснение наливных ВВ при заряжании скважин, и зажимным устройством, которым сплющивают трубчатую загрузочную часть по окончании заряжания скважин [патент США №4036100, МПК F42D 1/08, 1/10, опубл. 19.07.1977].A device for loading ascending wells with liquid explosives is known, which is a tubular loading part, tightly connected to the well and equipped with an inflatable tubular collar or compressible material to prevent backward displacement of the explosive explosives when charging wells, and a clamping device that flatten the tubular loading part at the end of charging wells [US patent No. 4036100, IPC F42D 1/08, 1/10, publ. 07/19/1977].

Существенным недостатком известного устройства является то, что в нем не предусмотрено удаление воздуха из плотно закупоренной скважины при закачке в нее наливных ВВ, что приводит к закупорке воздуха в пределах скважины, уменьшению массы заряда и снижению эффективности заряжания.A significant disadvantage of the known device is that it does not provide for the removal of air from a tightly plugged well when injecting a liquid explosive into it, which leads to clogging of air within the well, reducing the charge mass and lowering the charging efficiency.

Известно устройство для заряжания текучих взрывчатых веществ в восходящие скважины, представляющее собой цилиндрический запорный элемент, вклиненный в устье скважины, имеющий продольные сквозные каналы для подачи взрывчатого вещества, отвода сжатого воздуха из заполняемой скважины и вывода линейных средств инициирования, описанное в патенте США №4829902 [МПК F42D 3/00, 1/10, опубл. 16.05.1989], являющееся наиболее близким из числа известных к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату.A device for loading fluid explosives into upstream wells is known, which is a cylindrical shutoff element wedged into the wellhead, having longitudinal through channels for supplying explosive, venting compressed air from the filled well, and outputting linear initiation means described in US Pat. No. 4,892,9902 [ IPC F42D 3/00, 1/10, publ. 05/16/1989], which is the closest among those known to the claimed technical solution in terms of technical nature and the achieved result.

Данное известное устройство позволяет не только заряжать восходящие скважины наливными взрывчатыми веществами и удерживать их в скважине после заряжания, но и, благодаря каналу отвода сжатого воздуха, обеспечивается необходимая длина и масса заряда.This known device allows not only to charge the ascending wells with liquid explosives and to keep them in the well after loading, but also, thanks to the compressed air exhaust channel, the required length and mass of the charge are provided.

Недостатком известного устройства является невозможность обеспечения изоляции заряда от контакта с пластовой водой и агрессивными горными породами, содержащими сульфидные минералы (пирит, халькопирит и др.). Кроме того, наличие в цилиндрическом запорном элементе продольных сквозных каналов для пропускания шлангов подачи ВВ и отвода воздуха приводит к утечкам части заряда ЭВВ во времени, что снижает работоспособность заряда и эффективность ведения взрывных работ.A disadvantage of the known device is the inability to ensure charge isolation from contact with formation water and aggressive rocks containing sulfide minerals (pyrite, chalcopyrite, etc.). In addition, the presence of longitudinal through channels in the cylindrical shut-off element for passing explosive supply hoses and air exhaust leads to leakage of a portion of the explosive charge over time, which reduces the charge operability and the efficiency of blasting.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение эффективности ведения взрывных работ за счет полного изолирования заряда ЭВВ от воздействия пластовых вод и агрессивных горных пород, а также предупреждения утечки ЭВВ через трещины в скважине и отверстия в запирающем скважину цилиндрическом запорном элементе.The task to which the claimed technical solution is directed is to increase the efficiency of blasting by completely isolating the charge emulsion explosive from the effects of formation water and aggressive rocks, as well as preventing the leakage of explosive explosives through cracks in the borehole and openings in the cylindrical shutoff element in the borehole.

Поставленная задача решается тем, что в заявляемом устройстве для заряжания восходящих скважин эмульсионными взрывчатыми веществами, представляющем собой цилиндрический запорный элемент, вклиненный в устье скважины, имеющий продольные сквозные каналы для подачи взрывчатого вещества, отвода сжатого воздуха из заполняемой скважины и вывода линейных средств инициирования, согласно полезной модели, запорный элемент дополнительно оснащен контейнером с размещенным в нем изолирующим полимерным рукавом в гофрированном состоянии и снабженным трубкой подачи сжатого воздуха для развертывания изолирующего полимерного рукава выворачиванием по длине скважины, и напорной камерой подачи эмульсионного взрывчатого вещества с шаровым клапаном и ответным узлом для быстросъемного соединения с зарядным шлангом подачи эмульсионного взрывчатого вещества. При этом диаметр контейнера с размещенным в нем изолирующим полимерным рукавом меньше диаметра скважины, а диаметр изолирующего полимерного рукава на 10-15% превышает диаметр скважины.The problem is solved in that in the inventive device for charging ascending wells with emulsion explosives, which is a cylindrical shut-off element wedged into the wellhead, having longitudinal through channels for supplying explosive, removing compressed air from the filled well, and outputting linear initiation means, according to utility model, the locking element is additionally equipped with a container with an insulating polymer sleeve placed in it in a corrugated state and supplied with nym tube supplying compressed air to deploy insulating polymeric sleeve length of wellbore by eversion, and pressure supply chamber emulsion explosive with a ball valve and a return unit for releasable connection to charging hose supplying the emulsion explosive. In this case, the diameter of the container with the insulating polymer sleeve placed in it is less than the diameter of the well, and the diameter of the insulating polymer sleeve is 10-15% greater than the diameter of the well.

Кроме того, изолирующий полимерный рукав жестко связан с верхней частью контейнера, имеет длину, не превышающую длину заряда эмульсионного взрывчатого вещества, и его конец, обращенный к забою скважины, перфорирован на длину до 2 м для снижения избыточного давления воздуха в рукаве.In addition, the insulating polymer sleeve is rigidly connected to the upper part of the container, has a length not exceeding the charge length of the emulsion explosive, and its end facing the bottom of the well is perforated to a length of 2 m to reduce excess air pressure in the sleeve.

Сущность полезной модели поясняется чертежами: на фиг.1 схематически представлено заявляемое устройство для заряжания скважины; на фиг.2 - вид скважины, заряженной с помощью заявляемого устройства и подготовленной к взрыванию.The essence of the utility model is illustrated by the drawings: figure 1 schematically shows the inventive device for loading the well; figure 2 is a view of a well charged using the inventive device and prepared for blasting.

Заявляемое устройство для заряжания восходящих скважин эмульсионными взрывчатыми веществами представляет собой цилиндрический запорный элемент 1, запирающий скважину с помощью клиньев 2, с напорной камерой 3, в верхней части которой закреплен контейнер 4 с изолирующим полимерным рукавом 5 в гофрированном состоянии и снабженный трубкой 6 для подачи сжатого воздуха, обеспечивающего выворачивание рукава к забою скважины. Изолирующий полимерный рукав 5 жестко связан с верхней частью контейнера 4 и его конец, обращенный к забою скважины, перфорирован (на фиг. не показано) на длину до 2 м для снижения избыточного давления воздуха в рукаве. Нижняя часть напорной камеры 3 снабжена шаровым клапаном 7 с ограничителем хода 8 и ответным узлом 9 для быстросъемного подключения зарядного шланга 10 подачи ЭВВ. В запорном элементе 1 имеется сквозное отверстие для размещения жесткой трубки 11 малого диаметра, предназначенной для удаления из скважины 12 сжатого воздуха, размещения промежуточного детонатора 13 и средств инициирования 14.The inventive device for charging ascending wells with emulsion explosives is a cylindrical locking element 1 that locks the well with wedges 2, with a pressure chamber 3, in the upper part of which is fixed a container 4 with an insulating polymer sleeve 5 in a corrugated state and equipped with a pipe 6 for supplying compressed air, providing the inversion of the sleeve to the bottom of the well. The insulating polymer sleeve 5 is rigidly connected to the upper part of the container 4 and its end facing the bottom of the well is perforated (not shown in FIG.) To a length of 2 m to reduce excess air pressure in the sleeve. The lower part of the pressure chamber 3 is equipped with a ball valve 7 with a stroke limiter 8 and a response unit 9 for quick connection of the charging hose 10 for supplying emulsion explosives. The locking element 1 has a through hole to accommodate a rigid tube 11 of small diameter, designed to remove compressed air from the well 12, place an intermediate detonator 13 and initiating means 14.

Пример варианта использования заявляемого устройства (фиг.2).An example of a use case of the inventive device (figure 2).

На полигоне ЧАО «Промвзрыв» г.Запорожья были установлены модельные вертикальные скважины 12, представляющие собой жесткие пластиковые трубы, диаметром 100 мм, длиной 25 м, закрытые с верхнего торца. Через нижнее отверстие скважины 12 с помощью трубки 11 для отвода воздуха устанавливают промежуточный детонатор 13 - патрон аммонита №6ЖВ массой 200 г с электродетонатором и проводами 14. На расстоянии 5 м от устья скважины было установлено заявляемое устройство (фиг.1). С помощью сжатого воздуха, давлением 0,2-0,3 МПа, подаваемого по трубке 6, из контейнера 4 по всей длине скважины выворачиванием размещают изолирующий полимерный рукав 5, что исключает трение рукава о стенки скважины. Затем к напорной камере 3 через ответный узел 9 быстросъемного устройства подключают зарядный шланг 10 подачи ЭВВ. В качестве ЭВВ использовали эмульсионное взрывчатое вещество Украинит-ПП-2 (патент Украины №74500 С2), которое изготавливали и закачивали в скважину с помощью смесительно-зарядной машины Украинит-5 (ТУ У 29.5-23647075-009:2006).Model vertical wells 12, which were rigid plastic pipes with a diameter of 100 mm, 25 m long, and closed from the upper end, were installed at the training ground of the Promvzryv PrJSC in Zaporozhye. An intermediate detonator 13, an ammonite cartridge No. 6ZHV weighing 200 g with an electric detonator and wires 14, is installed through the lower hole of the well 12 using the tube 11 for venting air. At the distance of 5 m from the wellhead, the inventive device was installed (Fig. 1). Using compressed air, a pressure of 0.2-0.3 MPa supplied through the pipe 6, an insulating polymer sleeve 5 is placed by turning out of the container 4 along the entire length of the well, which eliminates the friction of the sleeve on the wall of the well. Then, to the pressure chamber 3 through the response node 9 of the quick-detachable device, a charge hose 10 for supplying emulsion explosives is connected. The emulsion explosive Ukrainit-PP-2 (Ukrainian patent No. 74500 C2) was used as emulsion explosives, which was manufactured and pumped into the well using a Ukrainit-5 mixing-charging machine (TU U 29.5-23647075-009: 2006).

После загрузки расчетного количества ЭВВ зарядный шланг 10 отсоединяли от устройства и сформированный в скважине заряд выдерживали 48 часов. Наблюдение показали, что заряд ЭВВ, сформированный с помощью предлагаемого устройства, не подвергался утечкам. В тоже время за 48 часов потеря массы и, соответственно, снижение работоспособности заряда, сформированного устройством-прототипом, составила от 7 до 11%. Заряженные скважины были взорваны. Во всех случаях детонация была полной, остатков труб и ВВ не наблюдалось.After loading the calculated amount of emulsion explosives, the charging hose 10 was disconnected from the device and the charge formed in the well was held for 48 hours. Observations showed that the charge of the emulsion explosives formed using the proposed device was not exposed to leaks. At the same time, in 48 hours, the mass loss and, accordingly, the decrease in the working capacity of the charge formed by the prototype device amounted to from 7 to 11%. Charged wells were blown up. In all cases, the detonation was complete; no pipe and explosive residues were observed.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает надежное и безопасное формирование заряда в восходящих скважинах, предупреждает утечки и выдавливание ЭВВ через запирающий скважину элемент, предотвращает контакт ЭВВ с агрессивными горными породами и пластовыми водами, что значительно повышает эффективность ведения взрывных работ.Thus, the proposed device provides reliable and safe formation of charge in the ascending wells, prevents leakage and extrusion of emulsion explosives through the element blocking the well, prevents contact of emulsion explosives with aggressive rocks and formation waters, which significantly increases the efficiency of blasting.

Claims

1. Device for charging ascending wells with emulsion explosives, which is a cylindrical locking element wedged into the wellhead, having longitudinal through channels for supplying explosive, removing compressed air from the filled well and outputting linear initiation means, characterized in that the locking element is additionally equipped with a container with an insulating polymer sleeve placed in it in a corrugated state and equipped with a compressed air supply pipe for deployment an insulating polymer sleeve by inverting along the length of the well, and a pressure chamber for supplying emulsion explosive with a ball valve and a response unit.

2. The device according to claim 1, characterized in that the diameter of the container with the insulating polymer sleeve placed therein is less than the diameter of the well, and the diameter of the insulating polymer sleeve is 10-15% greater than the diameter of the well.

3. The device according to claim 1, characterized in that the insulating polymer sleeve is rigidly connected to the upper part of the container and has a length not exceeding the charge length of the emulsion explosive.

4. The device according to claim 1, characterized in that the end of the insulating polymer sleeve facing the bottom of the well is perforated to a length of 2 m