Машина для заряжания скважин сыпучими взрывчатыми веществами

Авторы патента:

Полезная модель относится к устройствам для транспортирования и заряжания скважин промышленными сыпучими взрывчатыми веществами заводского изготовления, а также взрывчатых веществ, производимых на местах ведения взрывных работ с использованием большегрузных автомобилей и может найти применение при ведении взрывных работ на открытых горнодобывающих предприятиях. Сущность полезной модели: машина для заряжания скважин сыпучими взрывчатыми веществами, транспортная база которой представляет собой шасси автомобиля, оснащенного краноманипуляторной установкой, нижняя часть съемных бункеров, установленных на раме, основанием которой является профиль в виде неполной окружности или неполного прямоугольника, выполнена в виде выпускного патрубка, оснащенного затвором, объемным дозатором или расходомером сыпучего взрывчатого вещества, верхняя часть бункера оснащена крышкой и петлями для крепления строп краноманипуляторной установки; в транспортном положении бункеры размещаются на шасси автомобиля, а при заряжании - на поверхности взрываемого блока горных пород, при этом выпускной патрубок совмещается с устьем скважины. Предлагаемая машина была проверена при ведении взрывных работ на карьерах при заряжании скважин различного диаметра и глубины с положительными результатами. 3 фиг.

Известно использование россыпных (сыпучих) взрывчатых веществ для заряжания скважин. В настоящее время большое распространение получили россыпные аммиачно-селитренные взрывчатые вещества на основе гранулированной плотной и пористой аммиачной селитры. Они обладают пониженной чувствительностью к внешнему импульсу, что позволяет изготавливать их на местах ведения взрывных работ и использовать средства механизации при транспортировке и заряжании скважин.

На открытых горных работах наибольшее применение находят самоходные зарядные установки на базе большегрузных автомобилей для доставки взрывчатых веществ с пунктов их хранения до мест заряжания с последующим использованием этих же машин для подачи взрывчатого вещества в скважину.

Известны зарядные и смесительно-зарядные машины на базе бортовых автомобилей различной грузоподъемности. Они состоят из бункеров для аммиачной селитры, бака дизельного топлива с маслонасосом, шнеков-транспортеров (1-7). Они позволяют производить заряжание скважин промышленными взрывчатыми веществами только с низкой чувствительностью к механическим воздействиям, т.к. транспортирующим элементом взрывчатых веществ в скважину в них является шнек. Известны машины для транспортирования сыпучих взрывчатых веществ и заряжания ими скважин, состоящих из бункеров, пневмодозаторов, пневмосистем подачи взрывчатых веществ в скважину (8-9). Недостатком этих машин является низкая производительность заряжания скважин, сложность и ненадежность работы пневматических систем. Известна доставочно-зарядная машина, состоящая из транспортной базы, на которой установлены камерный зарядчик с зарядным шлангом и эжектором вакуумной загрузки и емкость-приемник для взрывчатого вещества (10). Недостатком машины является сложность конструкции тракта подачи взрывчатого вещества в скважину с использованием магистрали сжатого воздуха.

Известна смесительно-зарядная машина для транспортирования и гравитационного заряжания скважин сыпучими взрывчатыми веществами, состоящая из транспортной базы, съемного бункера, устанавливаемого внутри кузова автомобиля и крепящегося к его полу четырьмя винтовыми разъемами, разделенного продольной и поперечными наклонными перегородками под углом 45° на 4 или 6 секций для загрузки взрывчатых веществ и изолированный от взрывчатых веществ вспомогательный отсек для установки бака с технологической жидкостью; на боковых стенках секций в местах сопряжения перегородок выполнены выгрузочные люки с шиберными затворами, работающими от пневмосистемы автомобиля, к которым присоединены навесные объемные дозаторы с шиберными заслонками; бункер в верхней части оснащен загрузочными люками с закрывающимися крышками и фитингами для крепления строп грузоподъемных механизмов (11), принятая авторами в качестве прототипа. Недостатком машины-прототипа является длительность технологического цикла заряжания скважин, возможность частичного обрушения уступа с пробуренными скважинами при нахождении автомобиля в пределах призмы обрушения, т.к. навесные дозаторы с шиберными заслонками расположены на бортах автомобиля и подача взрывчатого вещества из дозаторов с скважину производится при совмещении выпускного отверстия дозатора с устьем скважины при наезде на нее автомобиля.

Наиболее простым способом заряжания скважин является способ, основанный на самотечной подаче взрывчатого вещества в скважину.

Технической задачей полезной модели являлось упрощение и сокращение технологического цикла безопасного транспортирования и заряжания скважин сыпучими взрывчатыми веществами, повышение производительности и снижение стоимости ведения взрывных работ.

Техническая задача была решена разработкой машины для заряжания скважин сыпучими взрывчатыми веществами, состоящей из транспортной базы и съемных бункеров, в которой транспортная база представляет собой шасси автомобиля, оснащенного краноманипуляторной установкой, нижняя часть съемных бункеров, установленных на раме, основанием которой является профиль в виде неполной окружности или неполного прямоугольника, выполнена в виде выпускного патрубка, оснащенного затвором, объемным дозатором или расходомером сыпучего взрывчатого вещества, верхняя часть бункера оснащена крышкой и петлями для крепления строп краноманипуляторной установки; в транспортном положении бункеры размещаются на шасси автомобиля, а при заряжании - на поверхности взрываемого блока горных пород, при этом выпускной патрубок совмещается с устьем скважины.

Для доступа обслуживающего персонала в кузов автомобиля предусмотрена съемная лестница или выдвижной трап, убираемый в транспортном положении под кузов машины.

Принципиальная схема машины для транспортирования и заряжания скважин взрывчатыми веществами изображена на фиг.1-3:

- фиг.1а - вид сбоку;

- фиг.1б - вид сверху;

фиг.2 - вид съемного бункера круглой формы;

фиг.3 - вид съемного бункера прямоугольной формы.

Машина состоит из базового грузового автомобиля 1, краноманипуляторной установки с поворотным краном-укосиной 2, размещенной на шасси автомобиля. Она может устанавливаться между кабиной водителя и кузовом автомобиля; в задней части автомобиля за его кузовом; в средней части автомобиля. Краноманипуляторная установка содержит кран-стрелу, гидробак (с обратным фильтром) для гидравлического масла и гидравлический масляный насос (на схеме не показано) для управления краном-манипулятором. Гидравлический масляный насос имеет привод от коробки отбора мощности автомобиля.

Съемные бункеры 3 устанавливаются на полу 15 кузова бортового автомобиля 14 или фургона с открывающейся крышей.

Съемный бункер 3 (фиг.2, 3) - сварная металлическая конструкция каркасного типа круглой (фиг.2) или прямоугольной (фиг.3) формы в поперечном сечении, емкостью 1-1,5 м³ , высотой ~1,5 м. Внутренняя поверхность бункера выполнена из лигированной (нержавеющей) стали или покрыта электропроводящим лаком, эмалью или краской, стойкой к истиранию и действию аммиачной селитры и жидкого топлива. Съемный бункер 3 круглой формы в поперечном сечении (фиг.2) выполнен в виде вертикальной емкости, состоящей из двух цилиндров 4, 5, соединенных усеченным конусом 6. Съемный бункер прямоугольной формы (фиг.3) состоит из объема призматической формы квадратного поперечного сечения в верхней части, переходящего в нижней части в объем в форме усеченной пирамиды 8. Съемный бункер 3 установлен на раме 9, каркас которой выполнен из материала любого профиля, например из швеллера. Основание рамы выполнено в виде неполной окружности 10 или неполного прямоугольника 11, что позволяет взрывнику свободно подходить к устью скважины 17 для размещения в ней средств инициирования (детонирующего шнура или ударно-волновых трубок с шашками-детонаторами и др.). Нижняя цилиндрическая часть 5 бункера, являющаяся выпускным патрубком, оснащена затвором 12 любой известной конструкции (например, шибер, челюсти и т.д.), приводимым в действие ручным или механическим способами. Бункер в верхней части оснащен крышкой и петлями 16 для крепления строп 13 краноманипуляторной установки.

Форма бункера любой формы предотвращает зависание взрывчатого вещества на его стенках. Угол наклонной части бункера выполнен таким образом, что взрывчатое вещество хорошо ссыпается по нему и не создает дополнительного сопротивления при подаче взрывчатого вещества 18 из бункера в скважину. Дозирование взрывчатого вещества при заряжании скважин может осуществляться объемным способом по шкале, деления которой соответствуют известному объему (массе) взрывчатого вещества, размещенной на поверхности окна из прозрачного материала в стенке корпуса бункера (на схеме не показано) или с помощью расходомера для сыпучих продуктов различного типа. Подъем бункера с взрывчатым веществом внутрь кузова, опускание его на поверхность взрываемого массива горных пород и совмещение выпускного патрубка с устьем скважины осуществляется установленной на шасси автомобиля краноманипуляторной установкой 2.

Основные отличия предлагаемой машины:

- краноманипуляторная установка, используемая для загрузки взрывчатого вещества в бункеры на стационарном пункте или на заряжаемом блоке и для установки бункера с взрывчатым веществом на устье заряжаемой скважины;

- конструкция съемного бункера для сыпучего взрывчатого вещества.

Принцип работы машины.

Конструкция бункера предусматривает гравитационную самотечную загрузку сыпучего взрывчатого вещества и гравитационную разгрузку его в скважину.

Загрузка взрывчатого вещества в бункер производится на растаривающем узле, расположенном, например, на территории склада взрывчатых материалов несколькими способами:

- машина с установленными в кузове автомобиля бункерами подается под эстакаду растаривающего узла до совпадения осей горловины загружаемого бункера и выпускного отверстия стационарного бункера или воронки растаривающего узла. После окончания загрузки всех бункеров машина выезжает из-под эстакады растаривающего узла;

- бункеры заполняются взрывчатым веществом из мягких малотоннажных контейнеров с помощью крана-манипулятора на пункте производства взрывчатых веществ или непосредственно на месте ведения взрывных работ (карьере), куда они доставляются специальными транспортными средствами (доставщиками).

Заряжание скважин осуществляется следующим образом.

На заряжаемом блоке горных пород при постановке машины у заряжаемой скважины съемный бункер, зачаленный за грузоподъемное устройство (стропы) краном-манипулятором, переносится и устанавливается на устье скважины или на предварительно установленную в скважине загрузочную воронку с совмещением осей воронки (скважины) и патрубка бункера. Взрывник-оператор открывает затвор для подачи необходимой порции взрывчатого вещества, закрывает затвор, устанавливает средство инициирования, снова открывает затвор для подачи требуемого количества взрывчатого вещества. После высыпания требуемого количества взрывчатого вещества взрывник-оператор закрывает затвор. Количество загружаемого в скважину взрывчатого вещества контролируется по показанию расходомера. Машина переезжает к следующей скважине или производится заряжание скважины, находящейся у противоположного борта машины. При использовании краноманипуляторной установки может быть произведено заряжание нескольких скважин без переезда машины (фиг.1б), что обеспечивается длиной стрелы. По мере опустошения бункеров последние устанавливаются в кузов машины и вышеописанные операции производятся с другими бункерами, заполненными взрывчатым веществом.

Основной технический результат полезной модели - повышение эффективности ведения взрывных работ - достигается за счет отличительных признаков заявляемой машины:

- упрощение и сокращение технологического цикла подачи взрывчатого вещества из машины в скважину за счет использования предлагаемых съемных бункеров, устанавливаемых краноманипуляторной установкой на устье скважины, откуда взрывчатое вещество самотеком поступает в скважину;

- повышение производительности заряжания скважин и снижение стоимости ведения взрывных работ за счет использования съемных бункеров, краноманипуляторной установки, что сокращает число подготовительных операций при заряжании скважин. Заряжание нескольких скважин может осуществляться без переезда машины за счет изменения длины стрелы краноманипуляторной установки и ее поворота на необходимый угол для полного совмещения устья скважины и выпускного патрубка съемного бункера;

- безопасность заряжания скважин из-за отсутствия механического привода и трущихся элементов в узле подачи взрывчатого вещества в бункер и из бункера в скважину: загрузка и разгрузка бункеров производится самотеком;

- простота обслуживания машины.

Предлагаемая машина была проверена при ведении взрывных работ на карьерах при заряжании скважин различного диаметра и глубины с положительными результатами. Стоимость взрывных работ снижается на 5-10%, производительность повышается на 10-15%.

Источники информации

1. Г.П.Демидюк, А.Н.Бугайский, «Средства механизации и технология взрывных работ с применением гранулированных взрывчатых веществ», М., Недра, 1976.

2. АС СССР 164005.

3. АС СССР 393453.

4. АС СССР 426039.

5. Механизация взрывных работ. Справочное пособие, М., «Недра», 1992.

6. АС СССР 282988.

7. Патент на полезную модель 56688.

8. АС СССР 282988.

9. Патент на полезную модель 55463.

10. Патент РФ 2039247.

11. Патент РФ 2304756

Машина для заряжания скважин сыпучими взрывчатыми веществами, состоящая из транспортной базы и съемных бункеров, отличающаяся тем, что транспортная база представляет собой шасси автомобиля, оснащенного краноманипуляторной установкой, нижняя часть съемных бункеров, установленных на раме, основанием которой является профиль в виде неполной окружности или неполного прямоугольника, выполнена в виде выпускного патрубка, оснащенного затвором, объемным дозатором или расходомером сыпучего взрывчатого вещества, верхняя часть бункера оснащена крышкой и петлями для крепления строп краноманипуляторной установки; в транспортном положении бункеры размещаются на шасси автомобиля, а при заряжании - на поверхности взрываемого блока горных пород, при этом выпускной патрубок совмещается с устьем скважины.