УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ЗАРЯЖАНИЯ СКВАЖИН СМЕСЕВЫМ ЭМУЛЬСИОННЫМ ВЗРЫВЧАТЫМ ВЕЩЕСТВОМ

Изобретение относится к области горного дела, в частности к конструкции смесительно-зарядных машин, используемых для механизированного приготовления эмульсионного взрывчатого вещества и заряжания скважин при ведении открытых горных работ.

Из области техники известна передвижная установка для приготовления взрывчатых веществ (ВВ) на местах применения, которая может быть использована в качестве смесительно-зарядной машины (см., например, патент РФ № 2185595, опублик. 20.07.2002). Недостатком этой установки является отсутствие автоматических дозаторов, обеспечивающих необходимое качество получаемого ВВ, а также ее непригодность для работы с эмульсионными ВВ (ЭВВ).

Наиболее близким техническим решением как по решаемой задаче, так и по общему количеству совпадающих существенных признаков является устройство для заряжания скважин смесевым ЭВВ, включающее бункер со шнековым питателем аммиачной селитры, емкость для эмульсии, емкости для газогенерирующей добавки, воды и нефтепродукта, насосы-дозаторы для подачи эмульсии, газогенерирующей добавки, воды и нефтепродукта, смеситель эмульсии и газогенерирующей добавки, смеситель компонентов, а также дозаторы компонентов (см., например, патент РФ № 2267475, опублик. 10.01.2006).

Недостатком известного устройства является изготовление зарядов ЭВВ при заряжании скважин только одного типа и невозможность заряжания скважины зарядами другого типа, например концентричным зарядом, известным из патента РФ № 2156431. Такой заряд состоит из наружного стакана, образованного гранулированным ВВ, и размещенного внутри этого наружного стакана ЭВВ.

Задачей настоящего изобретения является расширение области применения устройства для изготовления и заряжания скважин смесевым ЭВВ за счет обеспечения возможности заряжания скважин как зарядами, состоящими только из эмульсии, так и зарядами, включающими гранулированные компоненты, в частности гранулированную аммиачную селитру.

Поставленная задача достигается за счет того, что устройство для заряжания скважин смесевым ЭВВ, включающее бункер со шнековым питателем аммиачной селитры, емкость для эмульсии, емкости для газогенерирующей добавки, воды и нефтепродукта, насосы-дозаторы для подачи эмульсии, газогенерирующей добавки, воды и нефтепродукта, смеситель эмульсии и газогенерирующей добавки, смеситель компонентов, а также дозаторы компонентов, снабжено лопаточным смесителем, вал которого на его входном участке соосно жестко связан с выходным участком вала шнекового питателя аммиачной селитры. Выходной участок лопаточного смесителя сообщен с входным участком смесителя компонентов, а на входном участке лопаточного смесителя расположена форсунка подачи нефтепродукта. На входном участке смесителя компонентов расположен выход канала подачи смеси эмульсии с газогенерирующей добавкой. Кроме того, устройство имеет второй канал подачи смеси эмульсии с газогенерирующей добавкой для раздельной подачи указанной смеси и смеси компонентов в скважину.

Целесообразно выполнение распределительного приспособления, установленного на входах каналов подачи смеси эмульсии с газогенерирующей добавкой, в виде трехходового крана.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что диаметр лопаточного участка питателя аммиачной селитры составляет не менее 1,2 диаметра винтового участка, длина лопаточного участка составляет не менее 2,5 его диаметра, а длина винтового участка - не менее одного шага его винта.

А также за счет того, что длина участка с лопатками смесителя компонентов составляет не менее 3 его диаметров, винтовые участки имеют длину, составляющую не менее одного шага их винтов, а диаметр смесителя компонентов составляет не менее 1,5 диаметра винтового участка питателя аммиачной селитры.

Технический результат, получаемый при реализации изобретения, заключается в расширении области применения устройства для заряжания скважин смесевым ЭВВ. Преимущественно такое устройство предназначено для монтажа на самоходном шасси базового автомобиля. Однако оно может быть установлено и стационарно на пункте приготовления ЭВВ.

В качестве примера далее приводится описание наиболее предпочтительного варианта выполнения устройства для заряжания скважин смесевым ЭВВ, установленным на самоходном шасси базового автомобиля.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид смесительно-зарядной машины, смонтированной на самоходном шасси базового автомобиля. На фиг.2 представлена функциональная схема устройства для заряжания скважин. На фиг.3 показана схема связи питателя аммиачной селитры и лопаточного смесителя со смесителем компонентов и распределительным приспособлением смеси эмульсии с газогенерирующей добавкой.

Устройство для заряжания скважин смесевым ЭВВ (фиг.1) монтируется на шасси базового автомобиля 1 и включает: бункер 2 для аммиачной селитры, емкость 3 для эмульсии, емкость 4 для газогенерирующей добавки, емкости 5 и 6 соответственно для воды и нефтепродукта.

Под бункером 2 установлен шнековый питатель 7 аммиачной селитры, вал которого на его выходном участке соосно жестко связан с валом лопаточного смесителя 8 на его входном участке. Выходной участок лопаточного смесителя 8 сообщен с входным участком смесителя 9 компонентов.

Принцип приготовления ЭВВ заключается в сенсибилизации эмульсионной матрицы ЭВВ пузырьками газа путем введения в нее газогенерирующей добавки (раствора нитрита натрия) и последующего смешения с предварительно омасленной аммиачной селитрой. Устройство позволяет для получения отдельных видов ЭВВ подавать в скважину сенсибилизированную эмульсию и также эмульсию, включающую омасленную аммиачную селитру, двумя раздельными потоками. Для этого над входом в смеситель компонентов (фиг.3) установлено распределительное устройство 10, выполненное в виде трехходового крана с одним подводящим 11 и двумя отводящими 12, 13 трубопроводами.

На входном участке лопаточного смесителя 8 расположена форсунка 14 для подачи нефтепродукта. Перемещение аммиачной селитры совместно с нефтепродуктом через лопаточный смеситель 8 приводит к равномерному омасливанию аммиачной селитры, что является необходимым условием для получения качественного ВВ. Однако транспортирующая способность шнекового питателя несколько выше, чем транспортирующая способность лопаточного смесителя при равных диаметрах, поэтому для согласования скорости прохождения потока аммиачной селитры необходимо увеличить производительность лопаточного смесителя 8. Поскольку вал шнекового питателя 7 жестко связан с валом лопаточного смесителя 8, их производительность можно уравнять за счет увеличения диаметра лопаточного смесителя 8. Экспериментально установлено, что для обеспечения равномерности потока диаметр лопаточного смесителя должен составлять не менее 1,2 диаметра шнекового питателя 7 аммиачной селитры. Для обеспечения качественного смешения селитры с нефтепродуктом длина лопаточного смесителя должна составлять не менее 2,5 его диаметра. Для обеспечения стабильной подачи селитры к лопаточному смесителю достаточно выполнить винтовой участок длиной не менее одного шага его винта.

Вал смесителя 9 (фиг.3) компонентов выполнен с лопатками в его средней части и винтовыми участками по краям. Такое выполнение обеспечивает устойчивое перемещение смешиваемых компонентов вдоль вала смесителя и их качественное перемешивание в процессе перемещения.

Для обеспечения пропускной способности по потоку готового ЭВВ диаметр смесителя компонентов должен составлять не менее 1,5 диаметра винтового участка питателя аммиачной селитры.

Корпус смесителя компонентов установлен на подвижной опоре (на чертеже не показано) таким образом, чтобы в момент изготовления ЭВВ вход в смеситель располагался под выходным отверстием питателя аммиачной селитры. На входе в смеситель компонентов установлено распределительное устройство, позволяющее направлять поток эмульсии, смешанной с газогенерирующей добавкой, непосредственно на выход из устройства.

Распределительное устройство над входом в смеситель компонентов выполнено в виде трехходового крана с присоединенным трубопроводом. Это позволяет без труда перенаправить в нужном направлении сенсибилизированную эмульсию.

Длина участка с лопатками смесителя 9 компонентов составляет не менее 3 его диаметров, винтовые участки имеют длину, составляющую не менее одного шага их винтов.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Эмульсия из емкости 3 (фиг.2) через шиберную задвижку 17 насосом 18 подается в смеситель 19, где смешивается с газогенерирующей добавкой. Газогенерирующая добавка насосом 20 из емкости 4 через ротаметр 21 нагнетается во всасывающий патрубок насоса 18. Сенсибилизированная эмульсия поступает либо в смеситель 9 компонентов для изготовления ЭВВ, или непосредственно в скважину по трубопроводу 13 при заряжании скважины ЭВВ иного вида. Аммиачная селитра смешивается с нефтепродуктом - омасливается в лопаточном смесителе 8 и поступает в смеситель 9 компонентов, где смешивается с сенсибилизированной эмульсией и выгружается в скважину. Нефтепродукт подается шестеренным насосом 15 через ротаметр 16 и форсунку 14 в лопаточный смеситель 8.

Соотношение компонентов поддерживается на заданном уровне системой автоматического дозирования или оператором с помощью гидравлических регуляторов с контролем по ротаметрам и датчикам оборотов - в ручном режиме.

Таким образом, устройство позволяет изготавливать ЭВВ и производить заряжание взрывных скважин зарядами различного типа и различной конструкции, что позволяет расширить область применения устройства.