RU2164002C1

RU2164002C1 - Device for cover of blast place

Info

Publication number: RU2164002C1
Application number: RU99120222/03A
Authority: RU
Inventors: Е.Б. Шевкун; В.И. Мирошников; Н.А. Леоненко; Н.А. Павлова
Original assignee: Государственное учреждение институт горного дела дальневосточного отделения РАН
Priority date: 1999-09-21
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2001-03-10

Abstract

FIELD: mining art, applicable in blast breaking of rocks in open pits and blasting operations in strained conditions. SUBSTANCE: pneumatic pockets of soft reservoirs with liquid, located in the device sections, are separated from the main cavity of the soft reservoir by a perforated flexible partition with a compressed-air feed hose brought under it. EFFECT: enhanced energy absorption at blasting due to the use for cover of a device with energy-absorbing components filled with a two-phase mixture of liquid with air. 2 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при взрывной отбойке горных пород на карьерах ценных руд и ведении взрывных работ в стесненных условиях при строительстве. The invention relates to mining and can be used for explosive breaking of rocks at the quarries of valuable ores and blasting in cramped conditions during construction.

Известно, что укрытие взрываемого участка горных пород специальными устройствами позволяет исключить разлет кусков горной массы и повысить качество дробления горных пород. При этом применяют, как правило, жесткие укрытия в виде бревенчатых щитов или металлических арочных укрытий, поглощающих энергию взрыва за счет массы укрытия [1]. It is known that sheltering an exploded section of rocks with special devices eliminates the expansion of pieces of rock and improves the quality of crushing of rocks. In this case, as a rule, rigid shelters are used in the form of log shields or metal arched shelters that absorb the energy of the explosion due to the mass of the shelter [1].

Известен также локализатор взрыва, содержащий разъемную раму из отдельных секций, шарнирно соединенных между собой, в котором внутри секций рамы размещены демпфирующие элементы в виде гибких емкостей с жидкостью, снабженных выбросными трубами с перфорированными крышками, в нижней части которых снаружи выполнены пневмокарманы, а внутри размещены пневмобаллоны со сжатым воздухом, снизу к гибким емкостям присоединены мягкие полости, заполненные пористым наполнителем либо псевдовязким порошком [2]. Наличие пневмобаллонов внутри гибкой емкости с жидкостью позволяет снизить жесткость демпфера в момент первого воздействия ударной волны. An explosion locator is also known, containing a detachable frame of separate sections articulated between each other, in which damping elements are placed inside the frame sections in the form of flexible containers with liquid, equipped with exhaust pipes with perforated covers, in the lower part of which pneumatic pockets are made outside, and inside are placed pneumatic cylinders with compressed air; soft cavities filled with a porous filler or pseudo-viscous powder are attached to the flexible containers from the bottom [2]. The presence of pneumocylinders inside a flexible container with liquid allows you to reduce the stiffness of the damper at the time of the first impact of the shock wave.

Недостатком этого локализатора взрыва является то, что упругие свойства демпфирующего элемента распределены по объему неравномерно, что может привести к концентрации напряжений при ударе по нему продуктов детонации взрыва. The disadvantage of this explosion locator is that the elastic properties of the damping element are unevenly distributed over the volume, which can lead to a concentration of stresses upon impact of the detonation products of the explosion.

Цель изобретения - повышение энергопоглощения при взрывании за счет использования для укрытия устройства с энергопоглощающими элементами, наполненными двухфазной смесью жидкости с воздухом. The purpose of the invention is to increase energy absorption during blasting due to the use of a device with energy-absorbing elements filled with a two-phase mixture of liquid with air for shelter.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для укрытия места взрыва, содержащем шарнирно соединенные между собой секции, внутри которых размещены демпфирующие элементы в виде мягких емкостей с жидкостью, снабженных выбросными трубами с перфорированными крышками, в нижней части которых выполнены пневмокарманы, согласно изобретению, пневмокарманы отделены от основной полости мягкой емкости перфорированной гибкой перегородкой, под которую подведен шланг подачи сжатого воздуха. This goal is achieved by the fact that in the device for sheltering the explosion site, containing articulated sections, inside which are located damping elements in the form of soft containers with liquid, equipped with exhaust pipes with perforated covers, in the lower part of which are made pneumatic pockets, according to the invention, pneumatic pockets separated from the main cavity of the soft container by a perforated flexible partition under which a compressed air hose is connected.

Именно заявляемое выполнение устройства в виде мягкой емкости с перфорированной гибкой перегородкой в нижней части, обеспечивает при подаче под нее сжатого воздуха аэрацию жидкости и создание за счет этого двухфазной смеси, имеющей существенно меньшую жесткость, чем жидкость, и достижение тем самым цели изобретения. It is the claimed embodiment of the device in the form of a soft container with a perforated flexible partition in the lower part that provides for aeration of the liquid when compressed air is supplied under it and the creation of a two-phase mixture with substantially less rigidity than the liquid, thereby achieving the purpose of the invention.

Сопоставительным анализом заявляемого технического решения с прототипом установлено, что заявляемое устройство отличается от известного тем, что пневмокарман отделен от полости мягкой емкости перфорированной гибкой перегородкой, под которую подведен шланг подачи сжатого воздуха. Comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype found that the claimed device differs from the known one in that the pneumatic pocket is separated from the cavity of the soft container by a perforated flexible partition under which a compressed air supply hose is connected.

На фиг. 1 схематично изображен демпфирующий элемент устройства в виде отдельной секции с жидкостью, а на фиг. 2 - тот же элемент с двухфазной средой. In FIG. 1 schematically shows the damping element of the device in the form of a separate section with liquid, and in FIG. 2 - the same element with a two-phase medium.

Устройство для укрытия места взрыва собирают от отдельных секций 1, выполненных в виде прямоугольной или квадратной рамы 2, снабженной шарнирными звеньями 3. Внутри рамы 2 на цепной сетке 4 подвешен демпфирующий элемент в виде мягкой емкости 5 с жидкостью, в нижней части которой выполнен пневмокарман 6, отделенный от основного объема мягкой емкости 5 перфорированной гибкой перегородкой 7, под которую через штуцер 8 подведен шланг для подачи сжатого воздуха 9. На раме 2 размещена емкость 10 с выбросными трубами 11, снабженными перфорированными крышками 12. Жесткое днище 13 емкости 10 снабжено клапаном 14, соединяющим полости емкостей 10 и 5. A device for sheltering the explosion site is assembled from separate sections 1, made in the form of a rectangular or square frame 2, equipped with hinged links 3. Inside the frame 2, a damping element is suspended in the form of a soft container 5 with liquid, a pneumatic pocket 6 is made in the lower part of it , separated from the main volume of the soft container 5 by a perforated flexible partition 7, under which a hose for supplying compressed air 9 is connected through the nozzle 8. On the frame 2 there is a container 10 with exhaust pipes 11 provided with perforated roofs kami 12. Rigid bottom 13 of the container 10 is provided with a valve 14 connecting the containers 10 and the cavity 5.

Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.

Вначале обуривают предназначенный к взрыванию участок массива вертикальными или горизонтальными шпурами или скважинами, заряжают их, монтируют взрывную сеть, а затем накрывают взрываемый массив, соединяя между собой с помощью шарнирных звеньев 3 такое количество сухих секций 1, которое позволяет укрыть всю площадь взрываемого блока. Затем через одну из съемных перфорированных крышек 12 на выбросной трубе 11 заполняют емкость 10 жидкостью, например водой. Через клапан 14 в жестком днище 13 жидкость самотеком поступает в мягкую емкость 5, заполняя и расправляя ее внутри рамы 2. При этом жидкость через перфорированную гибкую перегородку 7 заполняет и пневмокарман 6. Элемент устройства приобретает вид, изображенный на фиг. 1. Непосредственно перед взрывом по шлангу для подачи сжатого воздуха 9 через штуцер 8 в пневмокарман 6 подают сжатый воздух, который вытесняет воду из пневмокармана 6 и, проходя через отверстия в перфорированной гибкой перегородке 7, барботирует жидкость в мягкой емкости 5, превращая ее в двухфазную среду 15 (см. фиг. 2). Избыток воздуха в виде пузырей 16 выходит в емкость 10 и уходит в атмосферу через выбросные трубы 11. Устройство готово к работе. First, they drill a section of the massif intended for blasting with vertical or horizontal boreholes or boreholes, charge them, mount the blasting network, and then cover the blasting array, connecting together with the help of hinged links 3 such a number of dry sections 1 that allows covering the entire area of the blasting block. Then, through one of the removable perforated caps 12 on the exhaust pipe 11, a container 10 is filled with a liquid, for example water. Through the valve 14 in the rigid bottom 13, the liquid flows by gravity into the soft container 5, filling and straightening it inside the frame 2. At the same time, the fluid through the perforated flexible partition 7 also fills the pneumatic pocket 6. The device element acquires the form shown in FIG. 1. Immediately before the explosion, compressed air is supplied through the nozzle 8 through the nozzle 8 to the pneumatic pocket 6, which displaces water from the pneumatic pocket 6 and, passing through the holes in the perforated flexible partition 7, sparges the liquid in a soft container 5, turning it into two-phase Wednesday 15 (see Fig. 2). Excess air in the form of bubbles 16 enters the container 10 and escapes into the atmosphere through the exhaust pipes 11. The device is ready for operation.

При взрыве зарядов в скважинах (на схеме не показаны) начинается подвижка взрываемого объема пород вверх. При этом мягкие емкости 5 защищаются от повреждения острыми кромками разрушенной горной породы цепными сетями 4. Сначала деформируются пневмокарманы 6 мягких полостей 5, поглощая первую, самую жесткую часть ударной волны взрыва. Затем деформация распространяется на мягкие емкости 5 с двухфазной средой 15. Поглощение энергии взрыва отдельным демпфирующим элементом укрытия зависит от жесткости и вязкости этого элемента, определяемой прежде всего жесткостью жидкости и воздуха в мягкой оболочке 5. При этом вода как рабочее тело может оказаться излишне жесткой, а воздух - недостаточно жестким. Необходимую жесткость демпфирующему элементу придает двухфазная жидкостно-воздушная смесь, качественные характеристики которой можно менять, изменяя объемную концентрацию воздуха в смеси варьированием его расхода. Кроме того, в двухфазной среде происходит рассеяние волн на неоднородностях (пузырьках воздуха), размер которых можно регулировать изменением величины отверстий перфорации в гибкой перегородке 7. In the explosion of charges in the wells (not shown in the diagram), the explosion volume of rocks explodes upward. In this case, the soft containers 5 are protected from damage by the sharp edges of the destroyed rock by chain nets 4. First, the pneumowells 6 of the soft cavities 5 are deformed, absorbing the first, most rigid part of the explosion shock wave. Then, the deformation extends to soft containers 5 with a two-phase medium 15. The absorption of explosion energy by a separate damping element of the shelter depends on the stiffness and viscosity of this element, which is determined primarily by the stiffness of the liquid and air in the soft shell 5. In this case, water as a working fluid may turn out to be excessively rigid, and the air is not hard enough. The necessary stiffness of the damping element is given by a two-phase liquid-air mixture, the qualitative characteristics of which can be changed by changing the volume concentration of air in the mixture by varying its flow rate. In addition, in a two-phase medium, waves are scattered by inhomogeneities (air bubbles), the size of which can be controlled by changing the size of the perforation holes in the flexible partition 7.

Основная доля энергии взрыва расходуется на дробление породы и деформацию мягких емкостей 5 с двухфазной средой 15, зажатых между жестким днищем 13 и ребрами рамы 2. При деформации мягких емкостей 5 двухфазная среда за счет схлопывания воздушных пузырьков превращается в жидкость с существенно меньшим объемом, она перемещается в емкость 10, а затем ее избыток выбрасывается через выбросные трубы 11 и их перфорированными крышками 12 распыляется для пылеподавления. Разрушенная порода удерживается от разлета мягкими емкостями 5, большая часть пыли и газов остаются во взорванной горной массе, а пылевой выброс в значительной мере подавляется выбросом жидкости. The bulk of the blast energy is spent on crushing the rock and deforming soft tanks 5 with a two-phase medium 15, sandwiched between the rigid bottom 13 and the edges of the frame 2. When deforming soft tanks 5, the two-phase medium turns into a liquid with a significantly smaller volume due to the collapse of air bubbles, it moves into the container 10, and then its excess is ejected through the exhaust pipes 11 and their perforated caps 12 are sprayed for dust suppression. The destroyed rock is kept from scattering by soft containers 5, most of the dust and gases remain in the blasted rock mass, and dust emission is largely suppressed by the discharge of liquid.

Таким образом, применение устройства для укрытия мест взрыва с использованием двухфазной среды для энергопоглощения позволяет существенно повысить возможности управления величиной поглощаемой каждым демпфирующим элементом энергии взрыва и достичь тем самым поставленной цели изобретения. Thus, the use of a device for sheltering places of an explosion using a two-phase medium for energy absorption can significantly increase the ability to control the amount of energy absorbed by each damping element of the explosion and thereby achieve the object of the invention.

Источники информации
1. Технические правила ведения взрывных работ на дневной поверхности.- М.: Недра, 1972, 240 с.Sources of information
1. Technical rules for blasting on the surface .- M .: Nedra, 1972, 240 p.

2. Шевкун Е.Б., Мирошников В.И., Леоненко Н.А., Павлова Н.А. Локализатор взрыва. Патент РФ N 2134403, 1999 (прототип). 2. Shevkun E.B., Miroshnikov V.I., Leonenko N.A., Pavlova N.A. Explosion localizer. RF patent N 2134403, 1999 (prototype).

Claims

A device for sheltering a blast site containing articulated sections, inside of which damping elements are placed in the form of soft containers with liquid, equipped with exhaust pipes with perforated covers, in the lower part of which are made air pockets, characterized in that the air pockets are separated from the main cavity of the soft container perforated flexible partition, under which the compressed air hose is connected.