RU2419064C2

RU2419064C2 - Method to charge water down-holes

Info

Publication number: RU2419064C2
Application number: RU2006146755/03A
Authority: RU
Inventors: Александр Павлович Бондарь (RU); Александр Павлович Бондарь; Виктор Рихартович Нейманн (RU); Виктор Рихартович Нейманн; Владимир Иванович Мицук (RU); Владимир Иванович Мицук; Анатолий Иванович Мицук (RU); Анатолий Иванович Мицук
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "СИБМАШ"
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2011-05-20
Also published as: RU2006146755A

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: method consists in lowering of a waterproof sleeve to feed an explosive with a closed lower end and explosion facilities in the form of one or several detonators, afterwards the sleeve is charged with the explosive. Besides, to lower the sleeve in the well, a sinker is used, which is fixed at the lower end of the sleeve. At the same time one or several perforated process sleeves are lowered into the well for air supply, through which the well is previously bubbled with air prior to start of explosives supply.

EFFECT: development of highly efficient method with industrial AS-DS explosive prepared directly at site of charging.

5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам пневматического заряжания нисходящих обводненных скважин взрывчатыми веществами (ВВ) и изготавливаемыми непосредственно на месте применения с использованием гидроизолирующих рукавов, и может быть применено при отбойке горных пород от массива в породах любой степени обводненности.The invention relates to the mining industry, and in particular to methods for pneumatic loading of descending flooded wells with explosives (BB) and manufactured directly at the place of use using waterproofing hoses, and can be applied when breaking rocks from the massif in rocks of any degree of water cut.

Известен способ заряжания нисходящих скважин водосодержащими ВВ, имеющими твердую и жидкую фазы, включающий опускание на забой скважины зарядного шланга, заполнение заряжаемой части скважины ВВ и подъем зарядного шланга по мере заполнения скважины ВВ, при этом в процессе заполнения скважины ВВ твердую и жидкую фазы ВВ подают в скважину раздельно, причем твердую фазу засыпают в пространство между стенками скважины и зарядным шлангом, а жидкую фазу подают через зарядный шланг (см. патент РФ №2146037, МКИ F42D 1/08, 2000 г.). В качестве твердой фазы в обводненную скважину засыпают тротил или дробленый бездымный порох, а на детонирующем шнуре опускают вручную промежуточный детонатор, а затем осуществляют подачу порции жидкой фазы, например, загущенного раствора окислителя. При этом в загущенный раствор окислителя дозируют раствор структурирующего агента, причем температура готового раствора не должна превышать 85°С. После подачи порции жидкой фазы ВВ, снова осуществляют подачу порции твердой фазы и повторяют операции по заряжанию скважины вплоть до формирования необходимой массы заряда ВВ в заряжаемой скважине. По мере заряжания скважины происходит вытеснение скважинной воды из межгранульного пространства твердой фазы, равномерное распределение твердой и жидкой фаз по всей длине заражаемой части скважины с получением ВВ заданного качества.A known method of loading downstream wells with water-containing explosives having solid and liquid phases, including lowering the charging hose to the bottom of the well, filling the charged part of the explosive well and raising the charging hose as the explosive well is filled, while the solid and liquid phases of the explosive are fed during filling of the explosive well separately, the solid phase being poured into the space between the walls of the well and the charging hose, and the liquid phase is fed through the charging hose (see RF patent No. 2146037, MKI F42D 1/08, 2000). As a solid phase, trotyl or crushed smokeless powder is poured into a flooded well, and an intermediate detonator is manually lowered on a detonating cord, and then a portion of the liquid phase, for example, a thickened solution of an oxidizing agent, is supplied. In this case, a solution of a structuring agent is dosed into the thickened solution of the oxidizing agent, and the temperature of the finished solution should not exceed 85 ° C. After serving a portion of the liquid phase of the explosive, a portion of the solid phase is again fed and the operations of loading the well are repeated until the necessary mass of explosive charge is generated in the charged well. As the well is charged, the well water is displaced from the intergranular space of the solid phase, the solid and liquid phases are evenly distributed along the entire length of the infected part of the well to obtain an explosive of a given quality.

Основными недостатками известного способа являются, во-первых, сложность зарядки скважин малого диаметра (менее 0,2 м) и большой глубины (более 10 м), связанная с низкой производительностью, что практически исключает использование известного способа на больших скважинных массивах.The main disadvantages of the known method are, firstly, the difficulty of charging wells of small diameter (less than 0.2 m) and large depth (more than 10 m), associated with low productivity, which virtually eliminates the use of the known method in large wellbores.

Во-вторых, с увеличением глубины зарядки скважины, процесс становится практически неконтролируемым, что может приводить к некачественной зарядке скважины или даже полному отказу при подрыве.Secondly, with increasing depth of well charging, the process becomes almost uncontrollable, which can lead to poor-quality charging of the well or even a complete failure during blasting.

В-третьих, известный способ предусматривает использование дорогостоящих и небезопасных, особенно для открытого заряжания, компонентов ВВ, типа тротила.Thirdly, the known method involves the use of expensive and unsafe, especially for open loading, explosive components, such as TNT.

Наиболее близким к заявляемому способу, выбранному в качестве прототипа, является способ заряжания скважин неводоустойчивыми ВВ (см. патент США №3696703, НКИ 86/20.15, 1972 г.), включающий опускание в скважину дозирующего устройства, состоящего из двух коаксиально установленных пластмассовых труб, между которыми расположен уложенный «гармошкой» гидроизолирующий рукав с закрытым нижним концом с донным детонатором, в которую через центральную трубу подают промышленное ВВ на базе нитрата аммония. Диаметр рукава чуть больше диаметра скважины, поэтому по мере заполнения рукава взрывчатым составом, происходит фиксация рукава в скважине и вытеснение из нее воды. Одновременно с заполнением рукава осуществляют подъем дозирующего устройства.Closest to the claimed method, selected as a prototype, is a method for loading wells with non-resistant explosives (see US patent No. 3696703, NKI 86 / 20.15, 1972), which includes lowering a metering device consisting of two coaxially installed plastic pipes into the well, between which there is a harmonica-laid waterproofing sleeve with a closed lower end with a bottom detonator, into which an industrial explosive based on ammonium nitrate is fed through a central pipe. The diameter of the sleeve is slightly larger than the diameter of the well, so as the sleeve is filled with explosive composition, the sleeve is fixed in the well and water is displaced from it. Simultaneously with the filling of the sleeve, the metering device is lifted.

Основным недостатком известного способа является его низкая производительность при зарядке скважин малого диаметра и большой глубины. В основном это связано с низкой плотностью промышленных ВВ, представляющих смесь гранулированной аммиачной селитры и дизельного топлива (АС-ДТ) с плотностью 0,9-1,1 г/см³. Указанная смесь близка к плотности воды, поэтому вытеснение ею воды может проходить достаточно долго, причем в том случае, если плотность ВВ все-таки превышает 1,0 г/см³. При меньшей плотности заряд вообще не тонет в воде.The main disadvantage of this method is its low productivity when charging wells of small diameter and large depth. This is mainly due to the low density of industrial explosives, which are a mixture of granular ammonium nitrate and diesel fuel (AC-DT) with a density of 0.9-1.1 g / cm ³ . The specified mixture is close to the density of water, so the displacement of water by it can take a long time, and in the event that the density of the explosive still exceeds 1.0 g / cm ³ . At a lower density, the charge does not sink in water at all.

Кроме того, процесс заполнения скважины стекающим ВВ сильно зависит от диаметра центральной трубы. Указанный способ наиболее целесообразен в применении на неглубоких скважинах большого диаметра (более 250 мм). Для более тонких и глубоких скважин, установка в них дозирующего устройства с центральной трубой малого диаметра сильно снижает скорость заряжания.In addition, the process of filling a well with flowing explosives greatly depends on the diameter of the central pipe. The specified method is most suitable for use on shallow wells of large diameter (more than 250 mm). For thinner and deeper wells, installing a metering device in them with a central pipe of small diameter greatly reduces the loading rate.

Технической задачей, решаемой заявляемым техническим решением, является разработка высокопроизводительного способа заряжания нисходящих обводненных скважин промышленным АС-ДС ВВ, приготавливаемым непосредственно на месте заряжания и способного быстро и качественно заряжать значительные скважинные массивы.The technical problem to be solved by the claimed technical solution is the development of a high-performance method for loading downstream flooded wells with industrial AC-DS BB, prepared directly at the loading site and capable of quickly and efficiently charge significant borehole arrays.

Указанная задача в способе заряжания нисходящих обводненных скважин, включающем опускание в скважину гидроизолирующего рукава для подачи ВВ с закрытым нижним концом и средствами взрывания в виде одного или нескольких детонаторов, после чего осуществляют заполнение гидроизолирующего рукава ВВ, решена тем, что для опускания рукава в скважину используют грузило, закрепленное на нижнем конце рукава, при этом в скважину дополнительно опускают несколько перфорированных технологических рукавов для подачи воздуха, через которые до начала подачи ВВ осуществляют предварительное барботирование скважины воздухом.The specified task in the method of loading downstream waterlogged wells, including lowering a waterproofing sleeve into a well for supplying an explosive with a closed lower end and blasting means in the form of one or more detonators, after which the waterproofing sleeve of an explosive is filled, solved by using a lowering sleeve in the well a sinker mounted on the lower end of the sleeve, while a few perforated technological sleeves are additionally lowered into the well for air supply, through which explosives give pre-sparging of the well with air.

Благодаря наличию грузила и осуществлению предварительного барботирования скважины воздухом, появляется возможность заряжать скважины промышленным ВВ с плотностью ниже 1,0 кг/л, т.к. за счет барботирования, вода в скважине насыщается воздухом и ее плотность снижается.Due to the presence of a sinker and the implementation of preliminary sparging of the well with air, it becomes possible to charge the wells with an industrial explosive with a density below 1.0 kg / l, because due to sparging, the water in the well is saturated with air and its density decreases.

Для расширения функциональных возможностей способа, путем разновысотной фиксации технологических рукавов, каждый технологический рукав закрепляют к своему грузилу.To expand the functionality of the method, by fixing the technological sleeves of different heights, each technological sleeve is fixed to its sinker.

Для упрощения заряжания скважины, все технологические рукава закрепляют к общему грузилу, например грузилу гидроизолирующего рукава.To simplify the loading of the well, all technological hoses are fixed to a common sinker, for example a sinker of a waterproofing sleeve.

При зарядке скважины жидким ВВ, заполнение гидроизолирующего рукава осуществляют через горловину, в которую сливают ВВ из зарядной машины, присоединенную к верхнему концу рукава.When charging a well with a liquid explosive, filling the waterproofing sleeve is carried out through the neck into which the explosive is drained from a charging machine attached to the upper end of the sleeve.

Для удешевления зарядки скважины, в качестве технологического рукава используют перфорированный полиэтиленовый рукав, при этом диаметр перфорированных отверстий рукава определяется диаметром скважины, диаметром технологического рукава, количеством используемых технологических рукавов, плотностью заряжаемого ВВ и т.д.To reduce the cost of borehole charging, a perforated polyethylene sleeve is used as a technological sleeve, while the diameter of the perforated sleeve openings is determined by the diameter of the well, the diameter of the technological sleeve, the number of technological sleeves used, the density of the charged explosive, etc.

Заявляемый способ позволяет с высокой производительностью заряжать обводненные скважины различными неводостойкими ВВ с плотностью даже ниже плотности воды без их предварительного осушения, что не имеет аналогов среди известных и применяемых в настоящее время способов, а значит, соответствует критерию «изобретательский уровень».The inventive method allows for high productivity to charge flooded wells with various non-water-resistant explosives with a density even lower than the density of water without their preliminary drainage, which has no analogues among the known and currently used methods, which means that it meets the criterion of "inventive step".

Суть заявляемого способ представлена на фиг.1 и 2, поясняющих зарядку обводненной скважины: на фиг.1 представлен рисунок обводненной скважины на начальной стадии ее заряжания; на фиг.2 представлен рисунок обводненной скважины в процессе заполнения гидроизолирующего рукава жидким ВВ.The essence of the proposed method is presented in figures 1 and 2, explaining the charging of a watered well: figure 1 presents a drawing of a watered well at the initial stage of its loading; figure 2 presents a drawing of a flooded well in the process of filling a waterproofing sleeve with liquid explosives.

На фиг.1 представлены: обводненная скважина 1, заполненная водой 2; гидроизолирующий рукав 3; технологические рукава 4; общее грузило 5.Figure 1 presents: waterlogged well 1, filled with water 2; waterproofing sleeve 3; technological sleeves 4; total sinker 5.

На фиг.2 представлены: горловина 6 для подачи жидкого ВВ с закрепленным на ней гидроизолирующим рукавом 3; горловины 7 для подачи сжатого воздуха в технологические рукава 4; детонаторы 8; жидкое ВВ 9; пузырьки воздуха 10, барботирующие воду; водная забойка заряда 11.Figure 2 presents: neck 6 for supplying a liquid explosive with a waterproofing sleeve 3 fixed to it; mouths 7 for supplying compressed air to the process hoses 4; detonators 8; liquid explosive 9; air bubbles 10 sparging water; water shutdown charge 11.

Заявляемый способ рассмотрим на примере заряжания обводненной нисходящей скважины. Перед началом работы в обводненную скважину 1 опускают гидроизолирующий полиэтиленовый рукав 3 и технологические рукава 4, закрепленные на общем грузиле 5. Верхние концы рукавов 3 и 4 закрепляют на горловинах 6 и 7. В скважину 3 также опускают на кабелях детонаторы 8. После этого в горловины 7 начинают подавать сжатый воздух, за счет чего барботируется скважина, т.е. вода насыщается пузырьками воздуха, а ее плотность снижается. Благодаря этому подаваемое через горловину 6 жидкое ВВ из зарядочной машины (не показана) стекает по рукаву 3 и заполняет придонное пространство скважины 1, плотно прижимая к стенкам скважины технологические рукава 4. Воздух через зажатые участки технологических рукавов 4 прекращает идти, а вода 2 выдавливается наверх и начинает выполнять функцию забойки заряда. Столб воды 11 надежно герметизирует заряженную скважину.The inventive method, we consider the example of loading a flooded downhole. Before starting work, a waterproofing polyethylene sleeve 3 and technological sleeves 4 fixed on a common sinker 5 are lowered into a flooded well 1. The upper ends of the sleeves 3 and 4 are fixed to the necks 6 and 7. Detonators 8 are also lowered to the cables 3 after that. 7 begin to supply compressed air, due to which the well is bubbled, i.e. water is saturated with air bubbles, and its density decreases. Due to this, the liquid explosive supplied through the neck 6 from a charging machine (not shown) flows down the sleeve 3 and fills the bottom space of the well 1, firmly pressing the technological arms 4 to the well walls. Air stops flowing through the clamped sections of the technological arms 4, and water 2 is forced upward and begins to fulfill the function of jamming the charge. A water column 11 reliably seals a charged well.

После заполнения зарядом ВВ необходимой длины рукава 3, прекращают его подачу через горловину 6 и герметизируют верхний участок рукава, например, путем его скручивания с дополнительной фиксацией от самораскручивания.After filling with the explosive charge the required length of the sleeve 3, stop feeding it through the neck 6 and seal the upper portion of the sleeve, for example, by twisting it with additional fixation from self-unwinding.

Таким образом, заявляемый способ позволяет с высокой производительностью качественно заряжать любые нисходящие обводненные скважины, для забойки которых может быть использована вода, находящаяся в скважине.Thus, the inventive method allows high-quality high-quality charge any downstream waterlogged wells, for clogging which can be used water in the well.

Claims

1. The method of loading downward flooded wells, including lowering into the well a waterproofing sleeve for supplying an explosive (BB) with a closed lower end and explosive means in the form of one or more detonators, after which the waterproofing sleeve BB is filled, characterized in that for lowering the sleeve a sinker mounted on the lower end of the sleeve is used in the well, while a few perforated technological sleeves are additionally lowered into the well for air supply, through which about the beginning of the supply of explosives carry out preliminary sparging of the well with air.

2. The method according to claim 1, characterized in that each technological sleeve is fixed to its sinker.

3. The method according to claim 1, characterized in that all the technological sleeves are fixed to a common sinker, for example a sinker of a waterproofing sleeve.

4. The method according to claim 1, characterized in that the filling of the waterproofing sleeve is carried out with a liquid explosive through a neck connected to the upper end of the sleeve.

5. The method according to claim 1, characterized in that a perforated polyethylene sleeve is used as a process sleeve.