Устройство для заполнения сквжин взрывчатым веществом в рукав

(51) 42 1/08 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ конусообразным расширением в нижней части,собранный на гильзе закрытый с одного конца рукав и тормозное устройство, охватывающее рукав в нижней части гильзы. Оно снабжено пневматическим цилиндром, соединенным с пневматической системой зарядной машины с возможностью изменения давления сжатого воздуха в нем и с тормозным устройством. Пневматический цилиндр соединен с пневматической системой зарядной машины через редукционный клапан и воздушный кран. Пневматический цилиндр установлен на корпусе поперечного шнека зарядной машины. Пневматический цилиндр соединен с тормозным устройством гибкой связью. Тормозное устройство выполнено в виде плоского кольца с закрепленными на его внутренней окружности роликами. Поверхность роликов покрыта эластичным материалом. Гильза снабжена приспособлением для регулирования схода рукава, расположенным в ее нижней части и выполненным в виде отрезка эластичного рукава с вертикальными прорезями. Загрузочная воронка снабжена операционным люком с фартуком. Гильза закреплена на загрузочной воронке с помощью фиксирующего устройства.(72) Левашов Василий Васильевич Сергеев Александр Васильевич Луцук Птр Викторович Гладышев Иван Иванович(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Корпорация Казахмыс(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ СКВАЖИН ВЗРЫВЧАТЫМ ВЕЩЕСТВОМ В РУКАВ(57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при заряжании вертикальных и крутонаклонных обводненных скважин неводоустойчивыми взрывчатыми веществами, упакованными в пленочный рукав. Задачей изобретения является создание устройства,обеспечивающего эффективное заряжание обводненных скважин неводоустойчивым взрывчатым веществом в рукав за счет оперативного регулирования торможения рукава в процессе погружения его в скважину,повышения равномерности заполнения рукава требуемым количеством взрывчатого вещества и удобства устройства в эксплуатации. Устройство содержит загрузочную воронку,расположенную под ней пустотелую гильзу с 23887 Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при заряжании вертикальных и крутонаклонных обводненных скважин неводоустойчивыми взрывчатыми веществами,упакованными в пленочный рукав. Известно устройство для заполнения скважин взрывчатым веществом в рукав, содержащее загрузочную воронку, расположенную под ней пустотелую гильзу с конусообразным расширением в нижней части, широким концом обращенным к скважине, и собранный на гильзе закрытый с одного конца рукав. Торможение рукава осуществляется за счет трения внутренней поверхности рукава о поверхность конусообразного расширения(Устройство для заряжания обводненных технологических скважин на карьерах. Информационный листок 53, серия 52.13.21,КазНИИНТИ, Алматы, 1984). Известно устройство для заполнения скважин взрывчатым веществом в рукав, содержащее загрузочную воронку, расположенную под ней пустотелую гильзу, собранный на гильзе закрытый с одного конца рукав и тормозное устройство,которое установлено в кольце, размещенном в нижней части гильзы с возможностью ее охвата, и выполнено в виде радиально расположенных упругих элементов, каждый из которых одним концом жестко закреплен в кольце, а другим прижат к рукаву (Патент РФ 2104473, МПК 421/08,1998). Ближайшим аналогом является устройство для заполнения скважин взрывчатым веществом в рукав,содержащее загрузочную воронку,расположенную под ней пустотелую гильзу с конусообразным расширением в нижней части,собранный на гильзе закрытый с одного конца рукав и тормозное упругое устройство, охватывающее рукав в нижней части гильзы с возможностью его перемещения на конусообразное расширение и увеличения силы торможения рукава. (Патент РФ 2111450, МПК 421/08, 1998). Недостатком известных устройств является низкая эффективность заряжания скважин, так как они не обеспечивают оперативного регулирования торможения рукава в зависимости от силы его натяжения, например, при различных уровнях воды в скважинах заряжаемого блока. Это приводит к ослаблению натянутого состояния рукава и к образованию складок и пробок из материала рукава в столбе взрывчатого вещества. В результате происходит неравномерное заполнение рукава взрывчатым веществом, снижается качество формирования столба взрывчатого вещества в скважине и ухудшаются технические характеристики скважинного заряда. Кроме того,повторное снаряжение гильзы рукавом и настройка тормозного устройства сложно и трудоемко. Задачей изобретения является создание устройства,обеспечивающего эффективное заряжание обводненных скважин неводоустойчивым взрывчатым веществом в рукав. Техническим результатом изобретения является оперативное регулирование торможения рукава в процессе погружения его в скважину, повышение равномерности заполнения рукава требуемым количеством взрывчатого вещества и удобства устройства в эксплуатации. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для заполнения скважин взрывчатым веществом в рукав, содержащее загрузочную воронку, расположенную под ней пустотелую гильзу с конусообразным расширением в нижней части, собранный на гильзе закрытый с одного конца рукав и тормозное устройство, охватывающее рукав в нижней части гильзы, снабжено пневматическим цилиндром, соединенным с пневматической системой зарядной машины с возможностью изменения давления сжатого воздуха в нем и с тормозным устройством. Пневматический цилиндр соединен с пневматической системой зарядной машины через редукционный клапан и воздушный кран. Пневматический цилиндр установлен на корпусе поперечного шнека зарядной машины. Пневматический цилиндр соединен с тормозным устройством гибкой связью. Тормозное устройство выполнено в виде плоского кольца с закрепленными на его внутренней окружности роликами. Поверхность роликов покрыта эластичным материалом. Гильза снабжена приспособлением для регулирования схода рукава, расположенным в ее нижней части и выполненным в виде отрезка эластичного рукава с вертикальными прорезями. Загрузочная воронка снабжена операционным люком с фартуком. Гильза закреплена на загрузочной воронке с помощью фиксирующего устройства. Пневматический цилиндр, установленный на корпусе поперечного шнека зарядной машины и соединенный с пневматической системой зарядной машины через редукционный клапан и воздушный кран и с тормозным устройством, позволяет оперативно настраивать силу торможения рукава за счет изменения давления сжатого воздуха,подаваемого в цилиндр, и регулировать скорость погружения рукава,растормаживая или притормаживая поворотом ручки воздушного крана,таким образом, чтобы рукав находился в натянутом состоянии. При этом происходит равномерное заполнение рукава требуемым количеством взрывчатого вещества. Соединение пневматического цилиндра с тормозным устройством гибкой связью обеспечивает передвижение зарядной машины по заряжаемому блоку скважин без демонтажа тормозного устройства, что повышает удобство в эксплуатации. Выполнение тормозного устройства в виде плоского кольца с закрепленными на его внутренней окружности роликами обеспечивает торможение рукава за счет прижима его роликами к конусообразному расширению гильзы, устраняет защемление при протягивании складок рукава и, как следствие, несанкционированное торможение и порывы рукава. Деформация эластичной 23887 поверхности роликов позволяет сглаживать рывки при протягивании складок рукава и обеспечивает лучший контакт роликов с рукавом. Это позволяет улучшить условия торможения рукава. Снабжение гильзы приспособлением для регулирования схода рукава, расположенным в ее нижней части и выполненным в виде отрезка эластичного рукава с вертикальными прорезями,позволяет увеличить диаметр нижней части гильзы за счет сдавливания отрезка рукава и фиксации его в этом положении. Благодаря этому можно использовать универсальную гильзу одного диаметра для рукавов разного диаметра при заряжании скважин диаметром от 160 мм до 250 мм. Это повышает удобство устройства в эксплуатации. Операционный люк с фартуком, расположенный на загрузочной воронке, позволяет устанавливать один или несколько боевиков на любом уровне заряда и осуществлять визуальный контроль над процессом поступления взрывчатого вещества в рукав. При этом фартук препятствует просыпанию взрывчатого вещества вне рукава. Это повышает удобство устройства в эксплуатации. Фиксирующее устройство позволяет надежно закрепить снаряженную гильзу на загрузочной воронке. Это повышает удобство устройства в эксплуатации, так как установка зарядной машины на скважине зачастую не горизонтальна. Совокупность приведенных существенных признаков устройства обеспечивает эффективное заряжание обводненных скважин неводоустойчивым взрывчатым веществом за счет оперативного регулирования торможения рукава в процессе погружения его в скважину, повышения равномерности заполнения рукава требуемым количеством взрывчатого вещества и удобства устройства в эксплуатации. Сущность изобретения поясняется чертежами,где на фиг. 1 изображена зарядная машина с установленным устройством для заполнения скважин взрывчатым веществом в рукав, вид сбоку на фиг. 2 - то же, вид сзади на фиг. 3 пневматическая схема устройства на фиг. 4 пневматический цилиндр и загрузочная воронка,вид спереди на фиг. 5 - то же, вид сбоку на фиг. 6 то же, вид сверху на фиг. 7 - внутренняя полость пневматического цилиндра, вид сверху на фиг. 8 гильза и тормозное устройство на фиг. 9 -тормозное устройство, вид сверху на фиг. 10 - цепь со стремянкой для установки тормозного устройства на фиг. 11 - приспособление для регулирования схода рукава. Устройство состоит из пневматического цилиндра 1, установленного на корпусе поперечного шнека 2 зарядной машины и связанного с тормозным устройством 3 гибкой связью, например,однорядной велосипедной цепью 4, и с пневматической системой 5 зарядной машины. На ребре жесткости бункера зарядной машины установлен редукционный клапан 6, посредством которого регулируется давление воздуха,поступающего в цилиндр 1 из пневматической системы 5 зарядной машины при включении воздушного крана 7. Между редукционным клапаном 6 и краном 7 установлен ресивер 8, в функции которого входит поддержание заданного давления при частой манипуляции краном 7. Цилиндр 1 выполнен из отрезка трубы 9 диаметром, например 140 мм, закрепленного на плите 10 сваркой, и второго отрезка трубы - кожуха 11 диаметром, например 159 мм, верхняя часть закрыта листом металла 12, к которому приварен фиксирующий желоб 13 из уголка для цепи 4. В верхней наружной части отрезка трубы 9 и в нижней внутренней части кожуха 11 приварены отрезки проволоки 14, выгнутые по окружности отрезков труб и расположенные таким образом, чтобы при повороте кожуха 11 на 90 он снимался, открывая доступ во внутреннюю полость цилиндра 1. Кроме того, отрезки проволоки 14 выполняют функции направляющих, препятствующих перекосу штока 15 при работе цилиндра 1. Во внутренней полости цилиндра 1 расположен отрезок автокамеры 16 со штуцером 17. В нижней части цилиндра 1 выполнено отверстие для штуцера 17. Также на плите 10 расположены кронштейны с направляющими роликами 18 для цепи 4 и кронштейн 19 для воздушного крана 7. На горловине выпускного отверстия поперечного шнека 2 закреплена загрузочная воронка 20 с операционным люком 21, фартуком 22 и направляющей 23 для установки пустотелой гильзы 24 с собранным на ней пленочным рукавом 25. Направляющая 23 выполнена в виде фланца с прорезью, закрепленного с зазором под воронкой 20 тремя кронштейнами 26. Для фиксации гильзы 24 на загрузочной воронке 20 применяется фиксирующее устройство,например,резиновый жгут,закрепленный за кронштейны 26. Тормозное устройство 3 выполнено в виде плоского кольца 27 с закрепленными на его внутренней окружности при помощи пальцев 28 с боковыми отверстиями и резьбой в нижней части под гайку роликами 29. Ось 30 ролика 29 вставляется в боковые отверстия пальцев 28 и при закручивании гаек ролики 29 центрируются. Для предотвращения осевого смещения роликов 29 на оси 30 установлены втулки 31, изготовленные,например, из отрезков кислородного рукава. На ролики 29 надеты втулки 32 из эластичного материала, например, пористой резины. Кольцо 27 подвешено к цепи 4 посредством двух стремянок 33,которые удерживают кольцо 27 в горизонтальном положении. Гильза 24 выполнена, например, из полиэтилена и снабжена в нижней части конусообразным расширением 34 и приспособлением для регулирования схода рукава 25, выполненным в виде отрезка эластичного,например,резинотканевого рукава 35 с вертикальными прорезями 36. Гильза 24 имеет, например,следующие размеры длина 450 мм, диаметр 100 мм,диаметр конусообразного расширения 130 мм. При сборке гильзы 24 отрезок рукава 35 надевается на корпус гильзы 24, после чего закрепляется (клеится или припаивается) конусообразное расширение 34. 23887 При снаряжении гильзы 24 рукавом 25 диаметром больше 140 мм отрезок рукава 35 с вертикальными прорезями 36 предварительно сдавливается,вследствие чего он расходится до необходимого диаметра, и закрепляется винтом-саморезом 37. Возможна фиксация отрезка рукава 35 иным способом, например, при помощи резинового кольца и кольцевых канавок 38 на гильзе 24. На фиг.8 слева показано исходное положение отрезка рукава 35, справа - установленное положение. Устройство работает следующим образом. Пустотелая гильза 24 снаряжается пленочным рукавом 25, уложенным складками, верхний конец рукава 25 фиксируется на гильзе 24 резиновым кольцом или нитью, нижний конец рукава 25 герметично закрывается. Затем гильза 24 устанавливается под загрузочной воронкой 20 на направляющую 23 и фиксируется резиновым жгутом, закрепленным за кронштейны 26. При этом тормозное устройство 3 охватывает рукав 25 в нижней части гильзы 24 и прижимает его роликами 29 к конусообразному расширению 34. Сила прижима регулируется давлением сжатого воздуха в пневматическом цилиндре 1, которое передается на тормозное устройство 3 с помощью цепи 4 и изменяется, например, в диапазоне от 0 до 0,5 кгс/см 2. Максимальное значение силы прижима зависит от диаметра пневматического цилиндра 1. Устройство,установленное на корпусе поперечного шнека 2 зарядной машины,размещается над скважиной и через загрузочную воронку 20 подается взрывчатое вещество в рукав 25. Под действием веса взрывчатого вещества рукав 25 сходит с гильзы 24 и погружается в скважину. При этом происходит торможение рукава 25 за счет прижима его роликами 29 к конусообразному расширению 34. Деформация эластичных втулок 32,надетых на ролики 29, позволяет сглаживать рывки при протягивании складок рукава 25 через тормозное устройство 3 и обеспечивает лучший контакт роликов 29 с рукавом 25. Торможение рукава 25 регулируется поворотом ручки воздушного крана 7, включающего подачу сжатого воздуха, поступающего через редукционный клапан 6 в пневматический цилиндр 1. Устройство крана 7 обеспечивает сброс давления в цилиндре 1 при перекрытой магистрали сжатого воздуха пневматической системы 5 зарядной машины. Ресивер 8 поддерживает заданное давление в цилиндре 1 при частой манипуляции краном 7, так как пропускная способность клапана 6 не обеспечивает заданного давления. Например, при погружении частично заполненного рукава 25 в воду, когда необходимо регулировать скорость погружения рукава 25 согласованно со скоростью наполнения рукава 25 взрывчатым веществом. Усилие разрыва полиэтиленовой пленкипри толщине пленки В 200 мкр составляет 11 МПа или 112,16 кг/см 2. Максимальное усилие на разрыв для рукава диаметром 180 мм,3,14180,021,13 см 2,112,16 кг/см 21,13 см 2126,7 кг. Для рукава диаметром 140 мм 3,14 140,020,88 см 2, 12,16 кг/см 2 0,88 см 2 98,7 кг. В предлагаемом устройстве участок контакта четырех роликов 29 диаметром 50 мм с гильзой 24 составляет 45 см 20 см отсюда 200,020,4 см 2,112,16 кг/см 2 0,4 см 244,8 кг. Для осуществления процесса заполнения рукава 25 взрывчатым веществом достаточно усилия 2535 кг, а при высоком уровне воды в скважине, когда сила натяжения рукава 25 уменьшается, достаточно 10 кг. Удержание частично заполненного до веса 100 кг рукава 25 увеличивает риски нарушения герметичности рукава 25 вследствие растяжения полиэтиленовой пленки от веса взрывчатого вещества, порывов о стенки скважины или удара о зеркало воды при погружении с ускорением. При использовании рукава 25 диаметром больше 140 мм отрезок эластичного рукава 35 с вертикальными прорезями 36, расположенный в нижней части гильзы 24,предварительно сдавливается, вследствие чего он расходится до необходимого диаметра, и закрепляется винтомсаморезом 37 или резиновым кольцом,расположенным в кольцевой канавке 38 на гильзе 24. После этого гильза 24 снаряжается рукавом 25. Это приспособление позволяет использовать гильзу 24 одного диаметра, например 100 мм, для рукавов 25 разного диаметра при заряжании скважин диаметром от 160 мм до 250 мм. Через операционный люк 21 с фартуком 22 на загрузочной воронке 20 производится установку одного или нескольких боевиков на любом уровне заряда и осуществляется визуальный контроль над процессом поступления взрывчатого вещества в рукав 25. При этом фартук 22 предохраняет от просыпания взрывчатого вещества вне рукава 25. Зарядная машина передвигается по заряжаемому блоку скважин без демонтажа тормозного устройства 3 благодаря тому, что оно связано с цилиндром 1 цепью 4. Для организации ритмичной работы при заряжании блока скважин, особенно в период отрицательных температур, необходимо иметь достаточное количество гильз 24, предварительно снаряженных рукавом 25. Изобретение обеспечивает оперативное регулирование торможения рукава в процессе погружения его в скважину,повышение равномерности заполнения рукава требуемым количеством взрывчатого вещества и качества формирования скважинного заряда, улучшение технических характеристик заряда, повышение удобства устройства в эксплуатации и снижение трудоемкости заряжания скважин. В результате повышается эффективность заряжания обводненных скважин неводоустойчивым взрывчатым веществом. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для заполнения скважин взрывчатым веществом в рукав, содержащее загрузочную воронку, расположенную под ней 23887 пустотелую гильзу с конусообразным расширением в нижней части, собранный на гильзе закрытый с одного конца рукав и тормозное устройство,охватывающее рукав в нижней части гильзы,отличающееся тем,что оно снабжено пневматическим цилиндром, соединенным с пневматической системой зарядной машины с возможностью изменения давления сжатого воздуха в нем и с тормозным устройством. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пневматический цилиндр соединен с пневматической системой зарядной машины через редукционный клапан и воздушный кран. 3.Устройство по п.1, отличающееся тем, что пневматический цилиндр установлен на корпусе поперечного шнека зарядной машины. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пневматический цилиндр соединен с тормозным устройством гибкой связью. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что тормозное устройство выполнено в виде плоского кольца с закрепленными на его внутренней окружности роликами. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что поверхность роликов покрыта эластичным материалом. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гильза снабжена приспособлением для регулирования схода рукава, расположенным в ее нижней части и выполненным в виде отрезка эластичного рукава с вертикальными прорезями. 8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что загрузочная воронка снабжена операционным люком с фартуком. 9.Устройство по п.1, отличающееся тем, что гильза закреплена на загрузочной воронке с помощью фиксирующего устройства.