Подвесная свайная скважинная забойка с засыпкой

Изобретение относится к горному делу, а именно к области буровзрывных работ и предназначена для запирания продуктов взрыва в зарядной полости скважин. Полезная модель может быть использована в отраслях промышленности, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых. Подвесная скважинная забойка состоит из опорной конструкции и подвешиваемой части закрепленной на опорной конструкции. Подвешиваемая часть выполнена в виде соединенных временной связью составного цилиндра, выполненного из двух полуцилиндров, внутренние поверхности которых образуют полость и вставленного снизу внутрь этой полости клина, диаметр основания которого соизмерим с диаметром внешней поверхности составного цилиндра и с диаметром скважины, а высота клина больше высоты цилиндра, при этом внутренние поверхности полуцилиндров повторяют внешние поверхности клина. Полезная модель позволяет максимально использовать энергию, выделяемую при взрыве, что приводит к интенсификации дробления горных пород и снижению удельного расхода взрывчатого вещества, при этом являясь простой и недорогой в изготовлении, доставке и установке.

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

Известна подвесная скважинная забойка (Патент РФ 2371671, МПК F42D 1/08, опубл. 27.10.2009), принятая за прототип, содержащая опорную конструкцию, превосходящую габаритами диаметр устья скважины и закрепленную на опорной конструкции подвешиваемую часть, диаметр которой соизмерим с диаметром скважины, установленную в скважину на глубину массива с интенсивной трещиноватостью, а пространство скважины от подвешиваемой части до дневной поверхности заполнено буровой мелочью, при этом между зарядом и забойкой имеется воздушный промежуток.

Недостатками известной забойки является ее низкая запирающая способность, обусловленная малой площадью поверхности контакта цилиндра со стенками скважины, т.к. контакт происходит по узкой дуге вдоль кромки нижнего скошенного и верхнего торцов цилиндра. Имеет место неравномерный характер нагружения забойки, что снижает эффективность забойки в ходе буровзрывной подготовки слабых горных пород, например песчаников на глинистом цементе. При этом расклинивание, как средство удержания забойки и продуктов детонации в массиве, реализованное в известном изобретении, представляет собой скручивание запирающего элемента, что изначально предопределяет распределение всей энергии, приводящей его в движение на две, противоположно расположенные, точки. Такой недостаток в геометрии рабочей поверхности является первопричиной низкой запирающей способности известной скважинной забойки.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемая полезная модель, является повышение эффективности взрывного дробления горных пород за счет увеличения запирающей способности забойки.

Заявляемый технический результат в подвесной скважинной забойке содержащей опорную конструкцию, превосходящую габаритами диаметр устья скважины и подвешиваемую часть, закрепленную на опорной конструкции, достигается тем, что подвешиваемая часть выполнена в виде соединенных временной связью составного цилиндра, выполненного из двух полуцилиндров, внутренние поверхности которых образуют полость и вставленного снизу внутрь этой полости клина, диаметр основания которого соизмерим с диаметром внешней поверхности составного цилиндра и с диаметром скважины, а высота клина больше высоты цилиндра, при этом внутренние поверхности полуцилиндров повторяют внешние поверхности клина.

Заявляемая подвесная скважинная забойка поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана подвесная скважинная забойка в собранном состоянии; на фиг. 2 - показана подвесная скважинная забойка в скважине в момент взрыва.

Заявляемая подвесная скважинная забойка (далее забойка) состоит из двух полуцилиндров 1 составляемых в цилиндр, внутренние поверхности которых образуют полость, и клина 2, размещенного между полуцилиндрами 1 и подвешиваемого на опорной конструкции 3. Внутренние поверхности полуцилиндров 1 повторяют внешние поверхности клина 2.

Забойка работает следующим образом. Для установки забойки в рабочее положение забойку заранее собирают в конструктивный элемент (фиг. 1). Для этого между двумя полуцилиндрами 1 размещают клин 2, высота которого больше высоты составного цилиндра, а диаметр которого соизмерим с диаметром скважины и с диаметром составного цилиндра, таким образом, что его верхняя часть полностью заполняет внутреннюю полость, образуемую двумя полуцилиндрами 1, при этом оба полуцилиндра 1 составляют образуя составной цилиндр, диаметр которого соизмерим с диаметром скважины. Все элементы конструкции соединяют между собой временной связью (например, резинкой или веревкой или обвязывают скотчем) 4. К клину 2 прикреплена например, веревка (шпагат или шнур), пропущенная между полуцилиндрами 1, на которой забойку опускают в скважину, на глубину интенсивной трещиноватости. Пространство скважины от подвешиваемой части до дневной поверхности заполнено буровой мелочью, а между зарядом и забойкой имеется воздушный промежуток. В момент взрыва клин 2 под действием восходящего движения газообразных продуктов взрыва внедряется между полуцилиндрами 1, что приводит к разнонаправленному горизонтальному движению последних в теле скважины и обеспечивает надежное запирание продуктов взрыва во взрывной камере.

Повторение внутренними поверхностями полуцилиндров внешних поверхностей клина, как отличительный признак заявляемого изобретения, обеспечивает при срабатывании устройства равномерность прилегания забойки к стенкам скважины. Природа описываемого эффекта, приводящего к достижению технического результата заключается в изменении геометрии рабочей поверхности подвесной скважинной забойки по сравнению с известным изобретением. Иными словами, обеспечение в момент взрыва одновременного равномерного прилегания частей цилиндра к боковым стенкам скважины позволяет вовлечь в совершение полезной работы, помимо граней цилиндра, всю его боковую поверхность (фиг. 2). Такое изменение геометрии увеличивает запирающую способность заявляемой подвесной скважинной забойки за счет увеличения силы трения, сопротивляющейся восходящему движению забойки.

Таким образом, заявляемая подвесная скважинная забойка позволяет запирать продукты взрыва в зарядной полости до разрушения массива. В результате применения такой забойки эффективность использования энергии взрыва на дробление пород существенно повышается, что позволяет решить поставленную техническую задачу.

Подвесная скважинная забойка, содержащая опорную конструкцию, превосходящую габаритами диаметр устья скважины и подвешиваемую часть, закрепленную на опорной конструкции, отличающаяся тем, что подвешиваемая часть выполнена в виде соединенных временной связью составного цилиндра, выполненного из двух полуцилиндров, внутренние поверхности которых образуют полость, и вставленного снизу внутрь этой полости клина, диаметр основания которого соизмерим с диаметром внешней поверхности составного цилиндра и с диаметром скважины, а высота клина больше высоты цилиндра, при этом внутренние поверхности полуцилиндров повторяют внешние поверхности клина.