Скважинный заряд взрывчатого вещества
Полезная модель относится к области взрывного дела в горной, горно-металлургической, строительной и других отраслях промышленности. Наиболее распространенным способом разрушения горных пород является взрывание. Взрывание скважинными зарядами на открытых карьерах является основным способом разрушения скальных горных пород и подготовки их, тем самым, к выемке и последующей переработке. Целью полезной модели является конструкция скважинного заряда ВВ для частично обводненных скважин с динамичным изменением уровня воды, с надежным инициированием и оптимальным сочетанием экономических показателей и эффективности взрывного воздействия. Конструкция такого заряда предполагает размещение в обводненной части скважины водоустойчивых ВВ с малым критическим диаметром в сочетании с ВВ с большим критическим диаметром, а сухой части скважины - неводоустойчивого ВВ с малым критическим диаметром. Заряды такой конструкции используются при проведении массовых взрывов на открытых карьерах ОАО «Гранит-Кузнечное».
Полезная модель относится к области взрывного дела в горной, горно-металлургической, строительной и других отраслях промышленности.
Для разрушения горных пород применяются различные способы: взрывание, воздействие электрического тока, механическое воздействие и др.
Наиболее распространенным способом разрушения горных пород является взрывание. Взрывание скважинными зарядами на открытых карьерах является основным способом разрушения скальных горных пород и подготовки их, тем самым, к выемке и последующей переработке (Кутузов Б.Н. Взрывные работы, М., Недра, 1988, стр.260-288). Заряды взрывчатых веществ (ВВ) в скважинах размещаются по нескольким схемам (Справочник. Открытые горные работы, М., Горное бюро, 1994, стр 179-231; Барон В.Л., Кантор В.X. Техника и технология взрывных работ в США, М., Недра, 1989, стр.201-241). Для повышения эффективности взрывного разрушения применяется внутрискважинное замедление, которое реализуется размещением двух и более боевиков, подрываемых с некоторой задержкой по времени. Установка как минимум двух боевиков для обеспечения надежности взрыва заряда ВВ и исключения, тем самым, аварийного минирования блока предусматривается «Едиными правилами безопасности при взрывных работах. ПБ13-407-01».
В зависимости от гидрологических условий массива пород карьера скважины могут быть обводненными или сухими. В обводненных скважинах используются водоустойчивые ВВ, в сухих - неводоустойчивые ВВ. В случае, когда скважина частично наполнена водой, применяется технология раздельного заряжания. Процесс заряжания длится 3...4 дня (Попов Г.П. и др. Техника и технология заряжания обводненных скважин на карьерах КМА., Взрывное дело, 89/46, М., Недра, 1986, стр.231-237).
Зачастую режим водопроявления бывает весьма динамичным, когда в течение суток возможно либо полное осушение после наполнения, либо -наоборот. Также не всегда представляется возможным выдерживать длительное время частично заряженный блок как по технологическим причинам (остановка карьера), так и по требованиям безопасности.
В связи с этим технологически целесообразно использовать скважинный заряд, исходя из конкретных гидрогеологических условий, установившихся за 2...6 часов до проведения массового взрыва.
Целью полезной модели является конструкция скважинного заряда ВВ с надежным инициированием и оптимальным сочетанием экономических показателей и эффективности взрывного воздействия.
Конструкция такого заряда предполагает размещение в обводненной части скважины водоустойчивых ВВ с малым критическим диаметром в сочетании с ВВ с большим критическим диаметром, а в сухой части скважины - неводоустойчивого ВВ с малым критическим диаметром.
Для достижения поставленной цели предлагается конструкция скважинного заряда, состоящего из заряда водоустойчивого ВВ и неводоустойчивого ВВ с выполнением условия:
Lзгт=(1,5...1,6)h в,
Lзгп=(0,8...1,0)h в,
Lзгм=Lз -Lзгт-Lзгп, при L з>2,5hв,
где h в - высота столба воды в скважине;
L з - проектная длина заряда;
Lзгт - длина заряда из водоустойчивого ВВ с малым с критическим диаметром детонации;
Lзгп - длина заряда из водоустойчивого ВВ с большим критическим диаметром детонации;
Lзгм - длина заряда из неводоустойчивого ВВ с малым критическим диаметром детонации.
При условии Lз<2,5hв, весь заряд необходимо формировать из водоустойчивого ВВ с малым критическим диаметром детонации, поскольку исключается часть заряда из неводоустойчивого ВВ, а в заряде из водоустойчивого ВВ с большим критическим диаметром детонации возможно затухание детонации.
Исходя из практического опыта, в качестве водоустойчивого ВВ с малым критическим диаметром детонации целесообразно использовать гранулотол, с большим - гранипор, а неводоустойчивого ВВ - граммонит.
Физическое и экономическое обоснование конструкции предлагаемого заряда заключается в следующем.
В обводненной части скважины гранулотол надежно детонирует от боевика и инициирует более дешевый гранипор. В сухой части скважины по взрывному воздействию, надежности детонации и экономическим показателям наиболее эффективен граммонит. В заряде из граммонита размещается второй боевик. За счет встречного воздействия - от взрыва заряда гранулотола и от взрыва заряда граммонита - увеличивается надежность детонации заряда гранипора, расположенного между ними.
Представленные параметры конструкции заряда получены расчетно-экспериментальным методом. В частности, при практической засыпке ВВ в скважину, когда высота столба воды hв составляла 2 метра, уровень вытесненной воды поднялся до отметки 4,5...5 м, т.е. в ˜2,5 раза. Аналогичное соотношение наблюдалось и при других значениях высоты столба воды. Таким образом для гарантированного размещения неводоустойчивого ВВ в сухой части скважины длина заряда из водоустойчивого ВВ должна быть не менее 2,5 hв.
Средние цены производителя ВВ по состоянию на IV кв. 2006 г составляют:
- гранулотол - 28 руб/кг (водоустойчивое, малый критический диаметр);
- гранипор - 17 руб/кг (водоустойчивое, большой критический диаметр);
- граммонит - 12 руб/кг (неводоустойчивое, малый критический диаметр).
При глубине скважины 14 м и диаметре 250 мм, расчетной длине заряда Lз=10 м и высоте столба воды hв=2 м, стоимость ВВ заряда, формируемого из гранулотола (500 кг) составит 14 тыс. руб., а заряда формируемого по предлагаемой схеме (гранулотола 150 кг, гранипора 100 кг, граммонита 250 кг) примерно 9 тыс. руб.
Такая конструкция заряда позволяет наиболее эффективно разрушать горную породу с минимальными (оптимальными) экономическими затратами.
Указанная конструкция скважинного заряда применяется в условиях карьеров ОАО «Гранит-Кузнечное». Использование таких зарядов позволяет получить максимальный эффект разрушения горных пород с оптимальными экономическими затратами.
Скважинный заряд взрывчатого вещества, состоящий из неводоустойчивого взрывчатого вещества в сухой части скважины и водоустойчивого взрывчатого вещества в обводненной части скважины или из водоустойчивого взрывчатого вещества, отличающийся тем, что в частично водонаполненных скважинах конструкция заряда выбирается из условия:
при Lз<2,5hв L згт=Lз,
при L з>2,5hв Lзгт =(1,5...1,6)hв,
L згп=(0,8...1,0)hв,
L згм=Lз-Lзгт -Lзгп,
где hв - высота столба воды в скважине;
Lз - проектная длина заряда;
Lзгт - длина заряда из водоустойчивого ВВ с малым критическим диаметром детонации;
Lзгп - длина заряда из водоустойчивого ВВ с большим критическим диаметром детонации;
Lзгм - длина заряда из неводоустойчивого ВВ с малым критическим диаметром детонации,
при этом в часть заряда из водоустойчивого ВВ с малым критическим диаметром детонации помещен один боевик, а в часть заряда из неводоустойчивого ВВ помещен второй боевик.
