Патент на изобретение №2208219

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И МЕХАНИЗИРОВАННОГО ЗАРЯЖАНИЯ СКВАЖИН ЭМУЛЬСИОННОЙ ВЗРЫВЧАТОЙ СМЕСЬЮ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области ведения работ открытым способом и может найти применение в горно-рудной промышленности. Суть изобретения: на заряжаемый блок раздельно доставляются эмульсионное и гранулированное ВВ смесительно-зарядными машинами, в выдвижном поперечном шнеке смесительно-зарядной машины гранулированного ВВ типа МЗ-3А, МЗ-3Б производят смешение гранулированного и эмульсионного ВВ, скважинный заряд формируют в процессе подачи готовой эмульсионной взрывчатой смеси из выдвижного поперечного шнека в скважину. В зависимости от соотношения эмульсионного и гранулированного ВВ формируют скважинный заряд постоянной или переменной плотности по высоте скважины. Техническим результатом изобретения является повышение работоспособности скважинного заряда, оптимизация дробления горного массива, снижение стоимости ведения буровзрывных работ, использование существующих смесительно-зарядных машин. 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к области ведения взрывных работ на дневной поверхности, в частности к способу механизированного заряжания скважин при использовании в качестве промышленных взрывчатых веществ эмульсионных взрывчатых смесей.

В настоящее время получили широкое распространение так называемые “сларри” – эмульсионные взрывчатые смеси, в которых взрывчатый компонент в виде твердых частиц распределен в жидкой фазе.

Производство эмульсионных взрывчатых смесей можно осуществлять как на заводах-изготовителях промышленных взрывчатых веществ с последующей упаковкой их в патроны различных габаритно-массовых характеристик [1, 2], так и на прикарьерных пунктах ведения взрывных работ с использованием смесительно-зарядных машин [2, 3, 4]. Заряжание скважин при этом производится или патронами, или непосредственно подачей эмульсионной взрывчатой смеси в скважину с использованием зарядных машин.

При механизированном заряжании скважин конструкция скважинного заряда – комбинированный или однородный – определяется способом совмещения гранулированной и эмульсионной составляющих эмульсионный взрывчатой смеси.

При совмещении гранулированной и эмульсионной составляющих в смесительной емкости смесительно-зарядной машины с использованием различных смесительных механизмов и последующей подаче ее в скважину формируется однородный скважинный заряд [2, 3].

Известен способ изготовления и заряжания скважин с использованием смесительно-зарядных машин, включающий загрузку и емкости смесительно-зарядной машины эмульсии, имеющий температуру 80-90^oС, гранулированной аммиачной селитры с температурой, близкой к температуре эмульсии, и жидкого горючего, смешения гранулированной аммиачной селитры с жидким горючим с получением так называемой твердой фазы, смешение полученной твердой фазы с эмульсией, подачу готовой эмульсионной взрывчатой смеси в скважину через зарядный шланг и формирование скважинного заряда [3].

Недостатком указанного способа являются высокая стоимость и энергоемкость получаемой эмульсионной взрывчатой смеси, сложность регулирования в широких пределах энергетических характеристик эмульсионной взрывчатой смеси и скважинного заряда на ее основе, что ограничивает область использования этого способа при ведении взрывных работ.

Известен способ механизированного заряжания скважин путем одновременной подачи на устье скважины посредством зарядного шланга эмульсионной составляющей и лотка зарядной машины гранулированной составляющей с образованием комбинированного скважинного заряда, принятый авторами за прототип [4]. При этом гранулированная и эмульсионная составляющие комбинированного заряда доставляются на заряженный блок отдельными смесительно-зарядными машинами. Недостатком этого способа заряжания является сложность обеспечения соосности – центрирования внутреннего и наружного стаканов, что приводит к снижению интенсивности дробления разрушаемой взрывом горной породы.

Технической задачей изобретения было повышение эффективности ведения взрывных работ за счет повышения работоспособности скважинного заряда, управление равномерностью дробления горного массива, снижение стоимости, расширение сырьевой базы и области применения существующих смесительно-зарядных машин.

Задача была достигнута за счет того, что предварительно производят смешение эмульсионного и гранулированного ВВ в соотношении от 1:10 до 10:1 в выдвижном поперечном шнеке смесительно-зарядной машины, транспортирующей гранулированное ВВ, а затем готовую эмульсионную взрывчатую смесь подают этим же поперечным выдвижным шнеком в скважину, где под действием сил гравитации формируется скважинный заряд. Соотношение между эмульсионным и гранулированным ВВ от 1:10 до 10:1 поддерживают за счет дозирующих систем смесительно-зарядных машин – насоса-дозатора и продольного шнека. Заряжание обводненных скважин осуществляют подачей эмульсионной взрывчатой смеси на столб воды.

В качестве гранулированных ВВ могут использоваться гранулированная (плотная или пористая, или их смесь в любом соотношении) аммиачная селитра, игданит, гранулотол, граммотолы, гранулиты, граммониты всех марок. В качестве эмульсионной составляющей эмульсионной взрывчатой смеси могут использоваться водно-масляные эмульсии первого и второго родов, содержащие воду, неорганический окислитель, жидкое горючее, эмульгатор. В качестве неорганического окислителя эмульсии может использоваться аммиачная селитра или ее смесь с натриевой или кальциевой селитрами.

В качестве машины гранулированного ВВ выбирают смесительно-зарядную машину, состоящую из бункера для гранулированного ВВ, расположенного над продольным шнеком, служащим для принудительной подачи и дозирования содержимого бункера, выдвижного поперечного шнека для выгрузки готового продукта в скважины или транспортную тару, например, МЗ-3Б, МЗ-3А. Бункер может быть разделен на отдельные отсеки, машина может иметь два продольных шнека. В предлагаемом изобретении выдвижной поперечный шнек используется одновременно в качестве смесительного и транспортирующего механизма. На зарядной машине может быть установлена емкость для жидкого горючего. В этом случае эмульсионная взрывчатая смесь изготавливается следующим образом: в выдвижной поперечный шнек подается гранулированная аммиачная селитра или гранулированное ВВ, жидкое горючее, эмульсионное взрывчатое вещество из другой машины. Поступающие компоненты смешиваются в выдвижном поперечном шнеке и готовая эмульсионная взрывчатая смесь этим же поперечным шнеком подается в скважину. В качестве машины для эмульсионного ВВ выбирают смесительно-зарядную машину, имеющую емкость для эмульсионного ВВ, насос-дозатор и зарядный шланг для подачи эмульсионного ВВ в поперечный шнек.

Предлагаемый способ механизированного заряжания скважин эмульсионной взрывчатой смесью осуществляется следующим образом.

Для заряжания скважин эмульсионной взрывчатой смесью используются две машины. Одна смесительно-зарядная машина, оснащенная бункером (бункерами) для гранулированного ВВ, жидкого горючего, продольным и поперечным выдвижным шнеками, загружается гранулированным ВВ или гранулированной аммиачной селитрой и жидким горючим, вторая машина, оснащенная емкостью для эмульсии, насосом-дозатором и зарядным шлангом, загружается эмульсионным ВВ. Загруженные машины переезжают на заряжаемый блок и размещаются таким образом, чтобы без переезда машин можно было зарядить несколько скважин. Эмульсионное ВВ насосом-дозатором через зарядный шланг поступает в выдвижной поперечный шнек зарядной машины, транспортирующий гранулированное ВВ, одновременно в него продольным шнеком подается гранулированное ВВ, находящееся в этой машине. В выдвижном поперечном шнеке происходит смешение гранулированной и эмульсионной составляющих и готовая эмульсионная взрывчатая смесь этим же поперечным шнеком подается в скважину и под действием собственного веса заполняет ее с образованием однородного скважинного заряда.

Заявляемое техническое решение является новым, так как оно не известно из уровня техники ведения взрывных работ. Оно имеет изобретательский уровень, так как для специалиста предлагаемое решение изготовления и заряжания скважин эмульсионными взрывчатыми веществами не следует из уровня техники. Оно является промышленно применимым и имеет ряд преимуществ в сравнении с существующими.

Заявляемый способ изготовления и механизированного заряжания скважин обеспечивает основной технический результат изобретения: управление равномерностью дробления горной породы в зависимости от ее крепости за счет использования скважинного заряда из эмульсионной взрывчатой смеси различной мощности, оптимизация расхода ВВ, снижение стоимости буровзрывных работ, снижение времени подготовки взрываемого блока за счет использования скважинного заряда постоянной и переменной плотности. Предлагаемый способ позволяет формировать скважинные заряды при использовании существующих смесительно-зарядных машин.

Изменяя соотношение подаваемых компонентов в выдвижной поперечный шнек, тип гранулированного и эмульсионного ВВ, можно изготавливать эмульсионную взрывчатую смесь и скважинный заряд на ее основе с различными энергетическими и эксплуатационными характеристиками по теплоте взрыва, кислородному балансу, объему газообразных продуктов взрыва, плотности, детонационным характеристикам, что позволяет оптимизировать работоспособность скважинного заряда.

Изменяя скорости подачи эмульсионного и/или гранулированного ВВ в выдвижной поперечный шнек смесительно-зарядной машины, можно получать эмульсионные взрывчатые смеси различной энергоемкости и водоустойчивости, скважинный заряд постоянной и переменной плотности; высоту слоев скважинного заряда переменной плотности легко регулировать количеством подаваемой в скважину взрывчатой смеси. При ведении взрывных работ с использованием зарядов переменной плотности по высоте колонки заряда можно дифференцированно распределять энергию взрыва по высоте взрываемого уступа. Скважинные заряды как постоянной, так и переменной плотности по высоте скважины можно формировать при одном наезде смесительно-зарядных машин, что сокращает время и трудоемкость подготовки блока к взрыву, а следовательно, и стоимость буровзрывных работ.

Формирование скважинных зарядов переменной плотности по высоте скважины позволяет более рационально вести взрывные работы. Заряд переменной плотности по высоте скважины формируют за счет изменения соотношения между эмульсионным и гранулированным ВВ в составе эмульсионной взрывчатой смеси: чем выше содержание эмульсионной составляющей в составе эмульсионной взрывчатой смеси, тем выше насыпная плотность взрывчатой смеси.

Заявляемый способ позволяет заряжать обводненные скважины на столб воды, так как плотность получаемой эмульсионной взрывчатой смеси больше плотности воды, и, следовательно, обладает хорошей потопляемостью, а поверхность неводостойких гранул, например, аммиачной селитры, если в качестве гранулированной составляющей применяются селитросодержащие ВВ, например граммонит, экранирована водоустойчивым эмульсионным ВВ. Формирование комбинированных скважинных зарядов переменной плотности по высоте скважины позволяет регулировать расход ВВ, оптимизировать стоимость ведения взрывных работ.

Предлагаемый способ заряжания скважин был осуществлен при ведении буровзрывных работ на карьерах при отбойке горных пород различной крепости и обводненности с получением положительных результатов: было достигнуто сокращение времени подготовки зарядного блока на 15-20%, сокращение трудоемкости на 8-12%; повышена равномерность дробления горной породы, улучшена проработка подошвы уступа за счет повышения работоспособности скважинного заряда. В процессе проведения взрывов отказов и аномальной работы зарядов не зафиксировано.

Источники информации
1. Заявка WO 88/09317, кл. С 06 В 21/00, В 30 В 9/06.

2. В. Л. Барон, В.Х. Кантор. Техника и технология взрывных работ в США, Москва: Недра, 1989, стр.88-95.

3. Патент России 2108542, кл. F 42 D 1/10.

4. Патент России 2156431, кл. F 42 D 1/08.

Формула изобретения

1. Способ изготовления и механизированного заряжания скважин, включающий раздельную доставку на заряжаемый блок эмульсионного и гранулированного ВВ смесительно-зарядными машинами и формирование на их основе скважинного заряда, отличающийся тем, что предварительно эмульсионное ВВ из одной смесительно-зарядной машины насосом-дозатором через зарядный шланг подают в выдвижной поперечный шнек второй смесительно-зарядной машины типа МЗ-3Б или МЗ-3А, одновременно в поперечный шнек продольным шнеком этой же машины подается гранулированное ВВ, находящееся в этой машине, при этом смешивание эмульсионного и гранулированного ВВ в выдвижном поперечном шнеке производят в соотношении 1:10 – 10:1, а скважинный заряд формируют в процессе подачи готовой эмульсионной взрывчатой смеси из выдвижного поперечного шнека в скважину.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зависимости от соотношения эмульсионного и гранулированного ВВ формируют скважинный заряд постоянной или переменной плотности по высоте скважины.