Результат интеллектуальной деятельности: ПОДВЕСНАЯ СКВАЖИННАЯ ЗАБОЙКА

Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых.

Известна подвесная скважинная забойка, содержащая опорную конструкцию, превосходящую габаритами диаметр устья скважины и подвешиваемую часть, закрепленную на опорной конструкции, в которой подвешиваемая часть выполнена в виде цилиндра (патент РФ №166771, МПК F42D 1/08, опубл. 10.12.2016, бюл. №34), принятая за прототип.

Недостатком известной скважинной забойки является сложность установки.

Техническим результатом заявляемого технического решения является интенсификация процесса дробления горных пород, снижение удельного расхода ВВ, повышение качества дробления горной массы, упрощение конструкции, повышение эффективности и снижение себестоимости ведения взрывных работ скважинным методом путем запирания продуктов детонации в зарядной полости до полного разрушения массива.

Указанный технический результат достигается тем, что в подвесной скважинной забойке, содержащей опорную конструкцию, превосходящую габаритами диаметр устья скважины и подвешиваемую часть, закрепленную гибкой связью на опорной конструкции, согласно заявляемому изобретению, подвешиваемая часть выполнена в виде составного цилиндра, составленного из двух соединенных между собой временной связью скошенными торцами навстречу друг другу половинок, у каждой из которых один торец выполнен прямым, а другой - скошенным, при этом временная связь выполнена в виде штыря, установленного в отверстие, проходящее через обе половинки составного цилиндра вдоль его вертикальной оси с возможностью свободного перемещения штыря вдоль вертикальной оси отверстия.

Заявляемая подвесная скважинная забойка поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана конструкция подвесной скважинной забойки и ее положение в момент опускания ее в скважину; на фиг. 2 - подвесная скважинная забойка в скважине в рабочем положении; на фиг. 3 - вид сверху; на фиг. 4 - показан штырь.

Подвесная скважинная забойка показана на фиг. 1 и содержит опорную конструкцию 1, превосходящую габаритами диаметр устья скважины и подвешиваемую часть 2, закрепленную гибкой связью 3 на опорной конструкции 1, а гибкой связью 3' прикрепленной к нижнему торцу подвешиваемой части 2. Подвешиваемая часть 2 выполнена в виде цилиндра, составленного из двух половинок, у каждой из которых один торец выполнен прямым, а другой - скошенным. Диаметр составного цилиндра равен 3/4 диаметра скважины. Половинки подвешиваемой части 2 соединены между собой скошенными торцами навстречу друг другу временной связью выполненной в виде штыря 4, подвешенного на гибкой связи 5 и установленного в отверстие 6. Скошенный торец выполнен для того, чтобы улучшить сцепление забойки со скважиной, так как без этого скоса забойка ненадежно запирает скважину. Для удержания двух половинок составного цилиндра на одной оси до установки подвесной скважинной забойки на необходимую глубину, вдоль вертикальной оси составного цилиндра выполнено отверстие 6, а в отверстие 6 установлен штырь 4. На фиг. 1 показано отверстие 6, выполненное вдоль вертикальной оси составного цилиндра по центру, но оно может быть выполнено в любой части цилиндра, важно чтобы отверстие проходило через обе половинки составного цилиндра.

Заявляемая подвесная скважинная забойка (далее по тексту забойка) работает следующим образом. После обуривания блока производят зарядку скважин, монтаж детонирующей цепи, затем в скважину на глубину массива с интенсивной трещиноватостью (вторичная трещиноватость, образовавшаяся от воздействия предыдущего взрыва - 1,5-2,5 метра) опускают подвешиваемую часть 2, выполненную в виде составного цилиндра, состоящего из двух половинок, установленных скошенными торцами навстречу друг другу, изготовленную, например, из дерева. Опускают подвешиваемую часть 2 на требуемую глубину, при помощи двух гибких связей (например, веревок) 3 и 3', при этом веревка 3 прикреплена одним концом к нижней половине составного цилиндра, а другим - к опорной конструкции 1, тогда как веревка 3' одним концом прикреплена к нижней половинке составного цилиндра, а другой ее конец оставлен свободным и в момент опускания забойки в скважину натянут так, чтобы половинки составного цилиндра составляли одно целое. После установки забойки на нужную глубину штырь 4 вынимают из подвесной скважинной забойки с помощью гибкой связи 5, веревку 3' отпускают, скошенные торцы половинок составного цилиндра подвешиваемой части 2 под действием силы тяжести сдвигаются и подвесную скважинную забойку заклинивает в скважине в рабочем положении (фиг. 2), а штырь 4 может быть использован в следующей, с такой же конструкцией, подвесной скважинной забойке. В рабочем положении скошенные половинки составного цилиндра способствуют лучшему сцеплению забойки со стенками скважины, и забойка надежно заклинивается в скважине. Между зарядом ВВ и заявляемой подвесной скважинной забойкой, остается незаполненное пространство скважины. Для уплотнения зазоров, увеличения площади трения между составным цилиндром и стенкой скважины, увеличения сопротивления выбросу подвесной скважинной забойки из скважины при взрыве заряда на верхний торец составного цилиндра насыпают небольшое количество буровой мелочи (штыба или мелкой породы). В момент взрыва газообразные продукты взрыва заполняют все свободное до подвесной скважинной забойки пространство скважины и доходят до забойки, упираясь в нее, она надежно застревает в скважине, запирая собой выход газообразным продуктам взрыва, чему способствуют скошенные торцы подвешиваемой части 2, выполненной в виде составного цилиндра. Подвесная скважинная забойка способствует кратковременному запиранию продуктов взрыва, таким образом увеличивается время действия расширяющихся газообразных продуктов взрыва на разрушаемый массив, следовательно, энергии взрыва на совершение полезной работы - дробление горных пород - тратится больше. За счет этого достигается интенсификация дробления горных пород, снижение удельного расхода ВВ и повышение качества дробления горной массы.

Пример: ООО НФ «ВзрывЭкология» на участке BP 1 «Моховский» ООО «КРУ-Взрывпром» проведены испытания по установке заявляемых подвесных скважинных забоек для забойки скважинных зарядов блока экскаватора ЭКГ-10285; буровой станок DML.

Характеристики взрываемого блока: наименование пород - песчаник, крепость f - 8,5; категория по блочности - IV; глубина скважин до 15 м; обводненность до 6 метров; объем взрываемого массива - 105000 м³.

Для выявления работоспособности подвесной скважинной забойки в 50 наклонных скважинах диаметром 215,9 мм был сформирован заряд ВВ с меньшим удельным расходом, чем в остальных скважинах на 10%.

Проведенные испытания позволяют утверждать об эффективности применения подвесных скважинных забоек.

Заявляемая подвесная скважинная забойка позволяет максимально использовать энергию продуктов взрыва, интенсифицировать процесс дробления горных пород, снизить удельный расход ВВ, повысить качество дробления горной массы.

При этом достигается: обеспечение времени работы подвесной скважинной забойки, необходимого для максимального использования энергии газообразных продуктов взрыва; упрощение размещения подвесной скважинной забойки внутри скважины; простота изготовления подвесной скважинной забойки; значительное снижение себестоимости изделия за счет экономии материала.