способ формирования скважинного заряда

Формула изобретения

1. Способ формирования скважинного заряда, включающий размещение в скважине взрывчатого вещества в виде отдельных участков, разделенных промежутками, установку боевиков и средств инициирования, забойку верхней части скважины инертным материалом, отличающийся тем, что в скважине между отдельными участками взрывчатого вещества размещают блок-пакеты с раствором пенополиуретана или пробки из пенополиуретана.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пенополиуретан используют в соотношении компонентов, объемных частей: полиол:изоцианат - 1:1,4÷1,5.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при температуре окружающей среды выше +5°С в скважине между отдельными участками взрывчатого вещества размещают блок-пакеты с раствором пенополиуретана.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при температуре окружающей среды ниже +5°С в скважине между отдельными участками взрывчатого вещества размещают пробки из пенополиуретана.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что пробки из инертного пенообразующего материала формируют на поверхности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и предназначено для буровзрывной разработки месторождений полезных ископаемых.

Известен способ формирования скважинного заряда, включающий размещение в скважине взрывчатого вещества в виде отдельных участков, разделенных инертными материалами или воздушными промежутками (Справочник по буровзрывным работам. М.Ф.Друкованный, Л.В.Дубнов и др., М., Недра, 1976, с.271-272).

Недостатком использования в качестве промежутков между отдельными участками взрывного вещества инертного материала, например забоечного материала, или воздушных промежутков является то, что данные промежутки выполняют роль предохранительной стенки между зарядами, гасят энергию взрыва отдельно взятого заряда и тем самым препятствуют взаимодействию зарядов при взрыве, что приводит к ухудшению эффективности ведения взрывных работ.

Известен способ формирования скважинного заряда, включающий бурение заданной полости, размещение в ней инициатора с последующим заполнением полости взрывчатым веществом, разделенным на отдельные части водными промежутками (Взрывное дело. Сборник №81/38, М., Недра, 1979, с.176-177).

Недостатком данного способа является то, что вода также выполняет роль предохранительной стенки между зарядами, гасит энергию взрыва отдельно взятого заряда и тем самым препятствует взаимодействию зарядов при взрыве, что приводит к ухудшению эффективности ведения взрывных работ.

Наиболее близким техническим решением является способ, включающий размещение в скважине взрывчатого вещества в виде отдельных участков, разделенных воздушными промежутками, установку боевиков и средств инициирования, забойку верхней части скважины инертным материалом (Пат. РФ №2235290, Кл. F42D 1/02, 2003).

Недостатком данного способа является то, что при формировании любого воздушного промежутка между отдельными участками взрывчатого вещества требуется использование предохранительной стенки, воздушной емкости или любой другой аналогичной конструкции, при прохождении каждой из которых гасится энергия взрыва отдельно взятого заряда, что препятствует взаимодействию зарядов при взрыве, и тем самым приводит к ухудшению эффективности ведения взрывных работ.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение эффективности ведения взрывных работ за счет максимального использования мощности взрыва.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе формирования скважинного заряда, включающем размещение в скважине взрывчатого вещества в виде отдельных участков, разделенных инертным материалом, установку боевиков и средств инициирования, забойку верхней части скважины инертным материалом, в скважине между отдельными участками взрывчатого вещества размещают блок-пакеты с раствором пенополиуретана или пробки из пенополиуретана. Пенополиуретан используют в соотношении компонентов, в объемных частях: полиол: изоцианат - 1:1,4÷1,5.

При температуре окружающей среды выше +5°С в скважине между отдельными участками взрывчатого вещества размещают блок-пакеты с раствором пенополиуретана, а при температуре окружающей среды ниже +5°С в скважине между отдельными участками взрывчатого вещества размещают пробки из пенополиуретана. Пробки из инертного пенообразующего материала формируют на поверхности.

Новизной данного решения является размещение в скважине между отдельными участками взрывчатого вещества блок-пакетов с раствором пенополиуретана или пробки из пенополиуретана. Пенополиуретан используют в соотношении компонентов, в объемных частях: полиол:изоцианат - 1:1,4÷1,5.

При температуре окружающей среды выше +5°С в скважине между отдельными участками взрывчатого вещества размещают блок-пакеты с раствором пенополиуретана, а при температуре окружающей среды ниже +5°С в скважине между отдельными участками взрывчатого вещества размещают пробки из пенополиуретана. Пробки из инертного пенообразующего материала формируют на поверхности.

Совокупность признаков данного технического решения не выявлена из патентной документации и научно-технической информации, что свидетельствует об изобретательском уровне заявляемого технического решения.

Используемый пенообразующий материал - пенополиуретан благодаря пористой структуре способствует прохождению ударных волн и не препятствует взаимодействию зарядов, что приводит к максимальному использованию мощности взрывчатого вещества.

Указанное соотношение компонентов состава: полиол: изоцианат - 1:1,4÷1,5 наиболее рационально для применения при полноценной работе компонентов.

Размещение блок-пакетов с данным составом в скважине между отдельными участками взрывчатого вещества позволяет сформировать скважинный заряд, лишенный промежутков, гасящих энергию взрыва при положительной температуре окружающей среды (выше +5°С). При более низкой температуре окружающей среды (ниже +5°С), препятствующей процессу пенообразования, в скважине размещают предварительно сформированные на поверхности пробки из инертного пенообразующего материала. Отсутствие предохранительных перегородок, стенок любой емкости или аналогичных конструкций в скважинном заряде создает благоприятные условия для распространения ударных волн и не препятствует взаимодействию зарядов, что приводит к максимальному использованию мощности взрывчатого вещества.

Способ формирования скважинного заряда осуществляют следующим образом.

Размещают на всю глубину пробуренной скважины инициатор и взрывчатое вещество. Формируют блок-пакеты с раствором пенополиуретана или пробки из пенополиуретана. В скважину на заряд опускают блок-пакет с раствором пенополиуретана или сформированную на поверхности пробку из пенополиуретана. Размещают второй инициатор и взрывчатое вещество. Если в конструкции заряда предусмотрено более одного промежутка между отдельными участками взрывчатого вещества, операцию по размещению блок-пакета с раствором пенополиуретана или сформированной на поверхности пробки из пенополиуретана повторяют. По окончании формирования скважинного заряда осуществляют забойку верхней части зарядной полости скважины инертным материалом. Пенополиуретан используют в соотношении компонентов, объемных частей: полиол:изоцианат - 1:1,4÷1,5.

Пример конкретной реализации.

В кимберлитовом массиве бурят скважины, используя, например, станки ДМ-М2 фирмы «Ingersoll-Rand» шарошечного бурения с диаметром шарошечного долота 215,9 мм. Размещают на всю глубину скважины инициатор, например, детонирующий шнур типа ДШЭ-12 и тротиловую шашку ГТП-500. В качестве взрывчатого вещества выбирают граммонит 79/21, которым заполняют нижнюю часть зарядной полости скважины. Блок-пакеты формируют следующим образом - в полиэтиленовые пакеты наливают раствор пенополиуретана. При перемешивании компонентов состава пенополиуретана: полиола - 800 мл и изоцианата - 1100 мл, через 30 сек происходит реакция пенообразования. Столб пены поднимается на высоту 1 м при диаметре 215,9 мм и через 10 мин отвердевает. Однако процесс пенообразования пенополиуретана происходит до температуры +5°С. При температуре ниже +5°С пробки из пенополиуретана формируют на поверхности, например, в здании подготовки. В качестве формы для изготовления пробок из пенополиуретана используют трубу длиной 1 м и диаметром 209 мм, то есть с меньшим диаметром, чем диаметр скважины для размещения заряда (220 мм), для беспрепятственного прохождения пробки в скважину, несмотря на неровности стенок скважины, а также для прохождения детонирующего шнура, который используют для установки боевиков. Предварительно отторцованную трубу разрезают вдоль на фрезерном станке. Крепление двух частей трубы выполняют в виде болтового соединения. Форму устанавливают вертикально на основание, изготовленное из металлической пластины толщиной 3 мм с приваренными упорами из уголка 20 мм для фиксации конструкции. Внутренние стенки трубы обрабатывают компрессорным маслом для устранения прилипания изготавливаемой пробки. Заливают в форму раствор пенополиуретана в соотношении компонентов: полиола - 800 мл и изоцианата - 1100 мл. Верхнюю часть трубы закрывают металлической пластиной, препятствующей выходу пены при пенообразовании, также при помощи болтового соединения. После прохождения времени, необходимого для отвердевания пробки - 10 мин, форму разбирают. Таким образом формируют пенополиуретановую пробку длиной 1 м. Затем в скважину на заряд опускают блок-пакет с раствором пенополиуретана или сформированную пробку из пенополиуретана. После этого размещают второй инициатор и осуществляют зарядку верхней части скважины тем же взрывчатым веществом. Забойку верхней части скважины производят буровым шламом.