Способ ведения взрывных работ в горячих массивах и устройство для его осуществления

(51)706 21/00 ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(56) Единые правила безопасности при взрывных работах. М. Недра, 1992.(54) СПОСОБ ВЕДЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ В ГОРЯЧИХ МАССИВАХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к области взрывных работ и может быть использовано для производства взрывных работ в металлургических печах и в горных породах при температуре массива до 850 С. Техническим результатом изобретения является расширение области использования взрывных работ путем повышения допускаемых пределов температуры горячего массива до 850 С. Для этого в способе ведения взрывных работ,включающем выполнение в горячем массиве, например в настыли металлургической печи, шпуров или скважин, размещение в шпурах или скважинах колонковых зарядов взрывчатого вещества (ВВ) и их взрывание, колонковые заряды ВВ размещают в водной среде и взрывают в течение времени, пока температура воды не достигла стадии кипения. При этом используют устройство, включающее колонковый заряд ВВ, размещенный в оболочке и снабженный капсюлем-детонатором, в котором, согласно изобретению, оболочка выполнена гидроизолирующей, колонковый заряд ВВ размещен в герметичном цилиндрическом корпусе, изготовленном из материала, разрушающегося при температуре более 850 оС, в который залита вода и установлена пробка из пластического материала с температурой разрушения более 850 С с отверстием для истечения пара. 9905 Изобретение относится к области взрывных работ и может быть использовано для производства взрывных работ в металлургических печах и в горных породах при температуре массива до 850 оС. Одним из самых опасных процессов является ведение взрывных работ в горячих массивах. Необходимость таких работ может быть вызвана либо технологией производства (взрывание настыли в металлургических печах), либо аварийными ситуациями, в частности эндогенными и экзогенными пожарами в рудниках или шахтах и на поверхностных объектах. Согласно Единым правилам безопасности при взрывных работах (М. Недра, 1992), не разрешается применять наружные заряды взрывчатого вещества(ВВ) в горячих массивах с температурой свыше 200 С, а при температуре более 80 С весь заряд,размещаемый в шпурах (скважинах), должен иметь общую термоизолирующую оболочку. Эти требования продиктованы тем, что при помещении заряда ВВ в массив, имеющий температуру более 80 С,капсюль-детонатор почти мгновенно срабатывает и заряд ВВ взрывается, создавая опасность для окружающих. Однако эти требования на практике не всегда могут быть выполнены или их выполнение приводит к значительному экономическому ущербу для предприятий. Например, при эндогенных и экзогенных пожарах в шахтах и рудниках снижение температуры в горных породах и металлических конструкциях неосуществимо, а в шахтной металлургической печи при ее остановке для профилактики снижение температуры настыли с 1000 до 200 С происходит в течение 7-10 суток, что приводит к длительному простою производства. Задачей изобретения явилась разработка способа ведения взрывных работ в горячих массивах, расширяющего область их использования путем повышения допускаемых пределов температуры горячего массива до 850 С. Для этого в способе ведения взрывных работ в горячих массивах, включающем выполнение в них шпуров или скважин, размещение в шпурах или скважинах колонковых зарядов ВВ и их взрывание,колонковые заряды ВВ размещают в водной среде и взрывают в течение времени, пока температура воды не достигла стадии кипения. При этом используется устройство, включающее колонковый заряд ВВ, размещенный в оболочке и снабженный капсюлемдетонатором, в котором, согласно изобретению, оболочка выполнена гидроизолирующей, колонковый заряд ВВ с оболочкой размещен в герметичном цилиндрическом корпусе, изготовленном из материала, разрушающегося при температуре более 850 о С, в который залита вода и установлена пробка из пластичного материала с температурой разрушения более 850 оС с отверстием для истечения пара. Размещение зарядов ВВ с капсюлямидетонаторами в водной среде дает возможность увеличить время до срабатывания капсюля-детонатора,а следовательно, и время безопасного ведения взрывных работ. Этот вывод был подтвержден результатами испытаний, проведенных в горячих массивах при их разной температуре. В три трубы аналогичной длины (1200 мм) была залита вода, установлены имитаторы заряда ВВ (деревянные рейки) и капсюли-детонаторы в гидроизолирующей резиновой оболочке с огнепроводными шнурами длиной 1 м в термоизолирующей оболочке из асбеста. В трех шпурах, выполненных в настыли,была замерена температура, после чего в них были установлены снаряды. Фиксировалось время от момента установки снаряда в шпур до срабатывания капсюля-детонатора. Результаты испытаний приведены в табл. 1. Таблица 1 Температура в шпуре,С Как видно, время от установки заряда до срабатывания капсюля-детонатора существенно увеличилось, достигая при 680 оС более 10 мин, что обеспечивает безопасность ведения взрывных работ. Очевидно, что взрывание капсюля-детонатора возможно только после испарения воды, окружающей заряд. Поэтому в серии экспериментов определялось время от установки заряда до начала кипения и почти полного испарения воды - оставалось 0,10,5 кг воды после извлечения снаряда. Было произведено шесть опытов, результаты которых приведены в табл. 2. Таблица 2 Температура в шпуре, С 960 Длина снаряда, мм 1200 Масса воды в снаряде, кг 1,8 Время от начала установки снаряда до начала, с кипения воды 52 испарения 146 Таким образом, до начала кипения воды в массиве с температурой 960 оС проходит около минуты,2 а при 600 оС - 1,5 минуты. При этом время до испарения воды увеличивается вдвое, что служит гаран тией безопасности, если при определении дополнительного времени безопасной работы ориентироваться на начало кипения воды. Получение таких показателей становится возможным в том случае, если высокая температура массива не повреждает гидроизоляционную оболочку заряда. Проведенными экспериментами установлено, что при нахождении в пароводяной среде при температуре 100 С в течение 120-150 с целостность изоляционных мешочков не нарушается. Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведена конструкция снаряда для проведения взрывных работ в горячих массивах. Снаряд включает корпус 1, который может быть выполнен из герметичной трубы, имеющей снизу конусную заглушку. Корпус должен сохранять заряд ВВ при температуре 850 С до момента его взрыва,т.е. его материал должен выдерживать указанную температуру без разрушения. Это может быть, например, металл с соответствующими характеристиками или керамика. В корпусе 1 размещен колонковый заряд, состоящий из нескольких патронов ВВ 2 с включением патрона-боевика 3,снабженного капсюлемдетонатором 4 с огнепроводным шнуром 5. Колонковый заряд помещен в гидроизолирующую оболочку 6, например резиновый или полиэтиленовый мешочек, и для жесткости может быть привязан к деревянным рейкам 7. Наружный диаметр колонкового заряда меньше внутреннего диаметра корпуса 1 и пространство между ними заполнено водой 8. Сверху корпус 1 закрыт пробкой 9 из материала, который в исходном виде обладает пластичностью и не разрушается при температуре 850 оС, в частности из глины. Пробка имеет отверстие 10 диаметром 508 мм для выхода пара. Вывод огнепроводного шнура 5 термоизолирован асбестом 11. К корпусу 1 прикреплена рукоять 12 для опускания снаряда в шпур или скважину. Способ ведения взрывных работ в горячих массивах с применением предложенного снаряда осуществляют следующим образом. После бурения (прожигания) в горячих массивах шпуров или скважин производят монтаж снаряда. Компонуют колонковый заряд из нескольких патронов ВВ 2, начинающихся патроном-боевиком 3. Размещают его в гидроизолирующем мешочке 6,выводят огнепроводный шнур 5 и привязывают заряд, если это необходимо, к деревянным рейкам 7. Вставляют колонковый заряд в сборе в корпус 1, где он центрируется благодаря конусному днищу корпуса, и заливают в корпус воду 8. После этого корпус 1 закрывают пробкой 9, через которую выводят огнепроводный шнур 5 и термоизолируют его асбестом 11. Пользуясь рукоятью 12, снаряд размещают в шпуре или скважине и взрывают, рассчитывая допустимое время взрыва в зависимости от температуры горячего массива. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ ведения взрывных работ в горячих массивах, включающий выполнение в горячем массиве, например в настыли металлургической печи,шпуров или скважин, размещение в шпурах или скважинах колонковых зарядов взрывчатого вещества (ВВ) и их взрывание, отличающийся тем, что колонковые заряды ВВ размещают в водной среде и взрывают в течение времени, пока температура воды не достигла стадии кипения. 2. Устройство для ведения взрывных работ в горячих массивах, включающее колонковый заряд ВВ,размещенный в оболочке и снабженный капсюлемдетонатором, отличающийся тем, что оболочка выполнена гидроизолирующей, колонковый заряд ВВ с оболочкой размещен в герметичном цилиндрическом корпусе, изготовленном из материала, разрушающегося при температуре более 850 С, в который залита вода и установлена пробка из пластичного материала с температурой разрушения более 850 С с отверстием для истечения пара. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что корпус устройства выполнен из металла с температурой плавления выше 850 С. 4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что корпус устройства выполнен из керамики. 5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что пробка корпуса устройства выполнена из глины.