NO742371L

NO742371L -

Info

Publication number: NO742371L
Application number: NO742371A
Authority: NO
Inventors: R M Magnusson; S H Ljungberg
Original assignee: Nitro Nobel Ab
Priority date: 1973-06-29
Filing date: 1974-06-28
Publication date: 1975-01-27
Also published as: FR2235350A1; ZA743918B; FR2235350B3; SE388934B; SE7309229L

Description

FREMGANGSMÅTE VED SPRENGNING I FJELL E.L.PROCEDURE FOR BLASTING IN MOUNTAINS E.L.

Den foreliggende oppfinnelse vedrorer en fremgangsmåte for i kontinuerlig drift å bore og lade hull i fjell e.l. med spreng-erane samt å utlose dette ved hjelp av en apparatur hvis posi- The present invention relates to a method for drilling and charging holes in rock etc. in continuous operation. with the explosives as well as triggering this with the help of an apparatus whose posi-

sjon under utforelsen av disse operasjoner opprettholdes innen spre ngni ngs s one n. tion during the execution of these operations is maintained within spre ngni ngs one n.

Med sprengningssonen forstås det område hvor de lossprengte fjellstykkene slynges omkring. Angjeldende apparatur, som kan omfatte et maskinstativ forsynt med vanligvis et flertall boremaskiner og ladeapparater samt utrustning for utlastning, har under samtlige operasjoner uforandret posisjon eller befinner seg i hvert fall innenfor sprengningssonen. Denne metode ved sprenging i fjell, f.eks. for utforelse av tunneler eller ganger, innebærer en stor tidsbesparelse. En vesentlig del av tiden for fremstilling av en tunnel på konvensjonell måte går nemlig med til å fjerne boremaskinene fra sprengningssonen etter boringen for,etter sprengningen og bortforingen av det istykkersprengte fjellmateriale, å flytte boremaskinene frem til neste arbeidsposisjon. Ved å begrense antallet ladninger i hver sprengningsoperasjon og begrense ladningenes sammenlagte storrelse, dvs. sprengning i avsatsetapper, kan hver sprengningsoperasjon holdes innenfor slike dimensjoner at maskinaggregatet ikke behover å trekkes tilbake for hver sprengning. The blast zone is understood to mean the area where the blasted pieces of rock are flung around. The apparatus in question, which may include a machine stand equipped with usually a number of drilling machines and charging devices as well as equipment for unloading, has an unchanged position during all operations or is at least located within the blast zone. This method when blasting in mountains, e.g. for the execution of tunnels or passages, means a great time saving. A significant part of the time for the construction of a tunnel in a conventional way is spent removing the drilling machines from the blasting zone after the drilling in order, after the blasting and removal of the blasted rock material, to move the drilling machines to the next working position. By limiting the number of charges in each blasting operation and limiting the combined size of the charges, i.e. blasting in ledge stages, each blasting operation can be kept within such dimensions that the machine assembly does not need to be withdrawn for each blasting.

En meget anvendt variant er den såkalte kortintervallsprengnings-teknikken, der antallet av samtidig detonerende ladninger i en stor salve begrenses ved at ladningene utloses elektrisk i rekkefolge med tidsforsinkelse mellom ladningene. A widely used variant is the so-called short-interval detonation technique, where the number of simultaneously detonating charges in a large salvo is limited by the charges being released electrically in sequence with a time delay between the charges.

Denne sprengningsteknikk er i og for seg kjent. I en annenThis blasting technique is known per se. In another

variant bores kun ett eller noen få hull ad gangen, og utlos-ningen av sprengemneladningen tilveiebringes ved å forplante den nodvendige energien via et inaktivt medium til ladningen. Et annet typisk eksempel på en slik avstandtenning er å avfyre variant, only one or a few holes are drilled at a time, and the release of the explosive charge is provided by propagating the necessary energy via an inactive medium to the charge. Another typical example of such distance ignition is firing

en geværkule mot den i borehullet innforte sprengladningen slik at den tenner. Denne tennemåten tilfredsstiller ikke de okonomiske krav som må stilles for at metoden skal bli realiser-bar i praksis, og dessuten blir tenningen usikker dersom f.eks. a rifle ball against the explosive charge inserted in the drill hole so that it ignites. This method of ignition does not satisfy the economic requirements that must be met for the method to be feasible in practice, and furthermore, the ignition becomes unsafe if, for example,

det i borehullet samler seg et medium, f.eks. vann.a medium collects in the borehole, e.g. water.

Oppfinnelsen vedrorer en forbedring av teknikken for forsiktig sprengning, slik at de forskjellige operasjonene boring,, lading, sprenging og utlasting skal kunne utfores umiddelbart etter hverandre og under sikring av tenning uten å behove å anvende kostbare foranstaltninger. Nærmere bestemt har oppfinnelsen til hensikt, ved hjelp av en stang som innfores i borehullet, The invention relates to an improvement of the technique for careful blasting, so that the various operations of drilling, charging, blasting and unloading can be carried out immediately one after the other and while securing ignition without the need to use expensive measures. More specifically, the invention aims, by means of a rod that is inserted into the borehole,

å oppnå tenning av sprengladningen uten at stangen derved de-formeres eller på annen måte skades varig ved detonasjonen,og uten at gasser og sprengemne kan trenge ut mellom stangen og borehull sveggen. Dette oppnås vesentlig ved at utlesingen tilveiebringes ved at det i hullet innfores en stang, som dels bevirkes til å gi et slag på sprengladningen,hvilket slag fremkaller to achieve ignition of the explosive charge without the rod being deformed or permanently damaged in any other way by the detonation, and without gases and explosives being able to penetrate between the rod and the borehole wall. This is essentially achieved by the fact that the readout is provided by inserting a rod into the hole, which is partly caused to give an impact to the explosive charge, which impact induces

utlosing, og dels til å påvirke et foran sprengladningen an-release, and partly to influence a front of the explosive charge

bragt, oppdemmende element til tettende kontakt med borehullsveggen. Elementet har, som sprengladningen, mindre diameter enn borehullet, og kan derfor uten vanskelighet innfores i borehullet for siden å tvinges av stangen ut mot borebulls-veggen og tilveiebringe en effektiv tetning mot lekkasje av selve sprengemnet respektive detonasjonsgasser. Dette er især av betydning ettersom stangen må ha en så mye mindre diameter enn borehullet, som tar hensyn til diametervariasjonen som på grunn av borenes slitasje, er uunngåelig ved boring av hullene. Stangen er derfor i og for seg ikke tilstrekkelig som et oppdemmende middel. På den andre siden bevirker elementet at brought, damming element into sealing contact with the borehole wall. The element, like the explosive charge, has a smaller diameter than the borehole, and can therefore be inserted without difficulty into the borehole and later be forced by the rod out towards the borebulls wall and provide an effective seal against leakage of the explosive material itself or detonation gases. This is particularly important as the rod must have a much smaller diameter than the drill hole, which takes into account the diameter variation which, due to the wear of the drills, is unavoidable when drilling the holes. The rod is therefore not sufficient in and of itself as a deterrent. On the other hand, the element causes that

stangen i detonasjonsoyeblikket er fast sentrert i borehulletthe rod at the moment of detonation is firmly centered in the borehole

og derved forhindres fra å boyes respektive skades på grunn av skråstilling. Det oppdemmende elementet kan utgjores av endepartiet av en hylse i hvilken sprengladningen er anbragt, og/eller en spesiell innsats som av stangen presses ut mot borehullsveggen. Oppfinnelsen omfatter også en enhetsladning med oppdemningselement for gjennomføring av fremgangsmåten i- and thereby prevented from being bowed or damaged due to an inclined position. The damming element can be made up of the end part of a sleeve in which the explosive charge is placed, and/or a special insert which is pushed out by the rod against the borehole wall. The invention also includes a unit charge with a damming element for carrying out the method in

folge den samme. follow the same.

Oppfinnelsen skal nedenfor beskrives nærmere under henvisningThe invention shall be described in more detail below by reference

til vedlagte tegning med apparatur vist som eksempel på frem-gangsmåtens gjennomforing, hvor også andre egenskaper som kjennetegner oppfinnelsen, vil bli angitt. to the attached drawing with apparatus shown as an example of the implementation of the method, where other properties that characterize the invention will also be indicated.

I fig. 1-4 vises i vertikalsnitt et aggregat under forskjellige faser av dets funksjon. In fig. 1-4 shows a vertical section of an aggregate during different phases of its function.

I fig. 5-10 vises i snitt borehull med deri innfort ladningIn fig. 5-10 shows an average borehole with a charge installed in it

og slagstang ifolge forskjellige utforelser.and impact rod according to different designs.

I tegningene betegner 10 en boremaskin hvis bor 12 ifolgeIn the drawings, 10 denotes a drilling machine whose drill 12 follows

fig. 1 har boret et hull i et fjell 14. Etter en tidligere sprengning danner fjellet en avsats 16,og nå skal et nytt av-satsparti av fjellet sprenges vekk ifolge den såkalte trinn-sprengningsmetoden. Vanligvis sitter et flertall boremaskiner 10 montert ved siden av hverandre i et felles stativ som er for-ankret i fjellet, f.eks. mot veggene i den tunnel som blir fig. 1 has drilled a hole in a rock 14. After a previous blasting, the rock forms a ledge 16, and now a new ledge part of the rock is to be blasted away according to the so-called step blasting method. Usually, a plurality of drilling machines 10 are mounted next to each other in a common stand which is anchored in the rock, e.g. against the walls of the resulting tunnel

resultatet av sprengningsarbeidet.the result of the blasting work.

Foran fjellveggen er det på aggregatet anbragt en beskyttelses-plate 18, hvilken har et hull 20 for en borestang 12. Ifolge fig. 1 befinner det seg en beholder 22 med deri anbragt stempel 24 og stang 26 i inaktiv posisjon ved siden av boremaskinen. In front of the rock wall, a protective plate 18 is placed on the aggregate, which has a hole 20 for a drill rod 12. According to fig. 1 there is a container 22 with piston 24 and rod 26 placed therein in an inactive position next to the drilling machine.

Så snart et hull eller en. serie hull side ved side er boret, trekkes boremaskinene tilbake til posisjonen ifolge fig. 2. Beholderen 22 bevirkes,f.eks. ved hjelp av dreining av aggre- As soon as a hole or one. series of side-by-side holes have been drilled, the drilling machines are pulled back to the position according to fig. 2. The container 22 is effected, e.g. by turning the aggre-

gatet rundt en horisontal akse, til å innta en koaksial posi-gated around a horizontal axis, to assume a coaxial posi-

sjon midt foran beskyttelsesplatens hull 20 og borehullet 28. Gjennom et ror 30 transporteres en sprengernnepatron 32 til en posisjon midt foran hullet 20 på en patronholder 34, slik som vist ved 32 ifolge fig. 2. tion in the middle in front of the protection plate's hole 20 and the drill hole 28. Through a rudder 30, an explosive cartridge 32 is transported to a position in the middle in front of the hole 20 on a cartridge holder 34, as shown at 32 according to fig. 2.

Som neste trinn innfores ladningen i borehullet 28 ved hjelpAs the next step, the charge is introduced into the borehole 28 using

av stangen 26 til en posisjon 32 2 i borehullets bunn ifolge fig. 3. Det som fallhammer fungerende stempel 24 fores siden tilbake for under neste operasjon ifolge fig. 3 å treffe stangen 26 med ett slag i og for tenning av ladningen 32. Ut losingen kan også skje etter to eller flere slag hvis det viser seg at virkningen på stangen 26 i sprengningsoyeblikket blir mild- of the rod 26 to a position 32 2 in the bottom of the borehole according to fig. 3. The piston 24, which functions as a drop hammer, is then fed back for during the next operation according to fig. 3 to hit the rod 26 with one blow in order to ignite the charge 32. The discharge can also take place after two or more blows if it turns out that the effect on the rod 26 at the moment of detonation is mild-

net hvis ladningen kun komprimeres i det forste slaget. Vekk-sprengning av en avsats i fjellet er illustrert i fig. 4. net if the charge is only compressed in the first stroke. Blasting away a ledge in the rock is illustrated in fig. 4.

Stangen 26 kan helt eller i det minste nærmest ladningen i borehullets bunn være av et billig materiale, slik som f.eks. betong, slik at den kan forbrukes ved hver sprengning. Den kan dog også i sin helhet bestå av stål. The rod 26 can be entirely or at least closest to the charge in the bottom of the borehole made of a cheap material, such as e.g. concrete, so that it can be consumed with each blast. However, it can also consist entirely of steel.

For at man uhindret skal kunne innfore ladningen respektiveSo that one can unhindered introduce the charge respectively

stangen i borehullet, må de naturligvis ha en noe mindre ytre diameter enn hulldiameteren. Ifolge oppfinnelsen skapes det, samtidig som stangen fores med ladningen mot bunnen av hullet, rod in the borehole, they must of course have a slightly smaller outer diameter than the hole diameter. According to the invention, at the same time as the rod is lined with the charge towards the bottom of the hole,

en tettende oppdemning som forhindrer lekkasje forbi stangen av de oppståtte detonasjonsgassene respektive av sprengemne og dermed gir maksimal sprengevirkning. Ved utforelsesformen ifolge fig. 5 og 6 tilveiebringes dette ved at ladningen 32 har en hylse 36 som med sin ene ende strekker seg forbi sprengemne- a sealing dam that prevents leakage past the rod of the resulting detonation gases or of explosive material and thus provides maximum explosive effect. In the embodiment according to fig. 5 and 6, this is provided by the charge 32 having a sleeve 36 which, with one end, extends past the explosive

ladningen 38. Stangen 26 har et endeparti 40 som passer til den sylindriske hylsen 36 og innenfor dette endeparti et parti 42 med storre diameter. Hylsen 36 respektive dens frie ende er av deformerbart materiale, som f.eks. plast. the charge 38. The rod 26 has an end part 40 which fits the cylindrical sleeve 36 and within this end part a part 42 with a larger diameter. The sleeve 36 and its free end are made of deformable material, such as e.g. plastic.

Stangen innfores fortrinnsvis i borehullet sammen med ladningenThe rod is preferably inserted into the borehole together with the charge

32, som da er tredd over stangens avsats 40 slik som vist i fig. 5. Når ladningen 32 stanses av hullets bunn, trenger stangens utvidede parti 42 under fortsatt bevegelse inn i hylsen slik at denne med et endeparti 44 presses utad i tettende tilslutning mot hullveggen ifolge fig. 6. 32, which is then threaded over the rod's ledge 40 as shown in fig. 5. When the charge 32 is stopped by the bottom of the hole, the rod's extended part 42 penetrates into the sleeve during continued movement so that this with an end part 44 is pressed outwards in a sealing connection against the hole wall according to fig. 6.

Ved utforelsesformen ifolge fig. 7 og 8 er det for samme formålIn the embodiment according to fig. 7 and 8 are for the same purpose

i ladningens 32 patronhylse 36 anbragt en innsats 46 som fyller hylsens tverrsnitt ved dennes åpne ende. Denne innsats 46 er av deformerbart plastisk eller elastisk materiale slilc at den presser ut hylsen i tilslutning mot hullveggen når ladningen har nådd bunnen i hullet, og stangen 26 går videre slik det fremgår av fig. 8. Også hylsen 36 er av et deformerbart materiale. Den tettende oppdemningen kan tilveiebringes ved et forste slag av stangen, mens sprengemnet tennes i et påfolgende slag. Ved hjelp av oppdemningen oppnår man at stangen 26 be-skyttes mot skadelig påvirlcning fra de varme detonasjonsgassene. in the cartridge sleeve 36 of the charge 32 an insert 46 is placed which fills the cross section of the sleeve at its open end. This insert 46 is made of deformable plastic or elastic material so that it pushes out the sleeve in connection with the hole wall when the charge has reached the bottom of the hole, and the rod 26 moves on as shown in fig. 8. The sleeve 36 is also made of a deformable material. The sealing dam can be provided by a first stroke of the rod, while the explosive is ignited in a subsequent stroke. With the help of the dam, it is achieved that the rod 26 is protected against harmful effects from the hot detonation gases.

Ved utforelsesformen ifolge fig. 9 - 10 er det i hylsen 36In the embodiment according to fig. 9 - 10 is in sleeve 36

innfort et element i form av en skålformet plate 48 hvis frieinsert an element in the form of a bowl-shaped plate 48 if free

kant står vinkelrett på hylsens lengderetning, mens bunnen av skålen er vendt mot sprengladningen 38. Hylsen 36 er påtredd stangens 26 fortrinnsvis smalere endeparti 50 når de sammen innfores i borehullet, slik det fremgåa: av fig. 9. Når stangen 26 siden utsettes for slagpåvirkning, vil den skålformede platen edge is perpendicular to the sleeve's longitudinal direction, while the bottom of the bowl faces the explosive charge 38. The sleeve 36 is attached to the preferably narrower end portion 50 of the rod 26 when they are inserted together into the borehole, as can be seen: from fig. 9. When the rod 26 is subsequently subjected to impact, the bowl-shaped plate will

48 bli deformert slik at den blir flatere, idet platekanten48 be deformed so that it becomes flatter, as the plate edge

presses ut mot hylsen og tvinger i sin tur denne til tettende inngrep mot hullveggen. En viss kompresjon av sprengemnemassen 38 kan samtidig finne sted innen detonasjonen inntreffer. Pla- is pressed out against the sleeve and in turn forces this into a sealing engagement against the hole wall. A certain compression of the explosive mass 38 can simultaneously take place before the detonation occurs. Pla-

ten er fortrinnsvis fremstilt av metall, som f.eks. stål eller aluminium. is preferably made of metal, such as e.g. steel or aluminium.

Sprengemnet er fortrinnsvis av det slag som tilveiebringer en detonasjon med lav forplantningshastighet eller såkalt deflagra-sjon. Forplantningshastigheten i sprengemnet er lydhastigheten i sprengemnet, f.eks. mindre enn 2000 m/sek. Ved at man i eller like ved sprengemnemassen anbringer ett eller flere hulrom, The explosive is preferably of the type that provides a detonation with a low propagation speed or so-called deflagration. The propagation speed in the explosive is the speed of sound in the explosive, e.g. less than 2000 m/sec. By placing one or more cavities in or close to the explosive mass,

kan det ved stangslaget fremkalles en varmeutvikling i sprengemnet som fremmer dettes tenning. when the rod is struck, heat can be generated in the explosive, which promotes its ignition.

Claims

1. Procedure for drilling and charging holes in rock etc. in continuous operation. with explosive material and to release this by means of a device whose position during the execution of these operations is maintained within the blast zone, characterized in that the release is provided by inserting a rod into the hole which is partly caused to give a blow to the explosive charge, which blow induces release , and partly to influence a containment element placed in front of the explosive charge to seal contact with the borehole wall.

2. Method as specified in claim 1, characterized in that the explosive charge via the rod is subjected to a first blow with a force that only compresses the charge, while its release is only triggered in a subsequent stroke.

3. Method as stated in claim 1 or 2, characterized in that the rod with its end part is lined into a sleeve which holds the explosive, whereby the end part of the sleeve and/or a deformable insert in this end part are forced out in connection with the hole wall.

4. Method as stated in one of the preceding claims, characterized in that when the rod is inserted against the explosive, a temperature rise is created which facilitates its detonation, which temperature rise is created by means of a cavity situated in or next to it, such as e.g. in the rod or in a special insert plate in front of the explosive.

5. Charge for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising a sleeve and explosive material placed in it, characterized in that the sleeve presses down its outer end in the drill hole outside the explosive material. with a deformable part which is extended by the rod to connect to the hole wall when the rod is pressed against the explosive.

6. Charge as stated in claim 5, characterized in that a deformable insert is placed in front of the explosive in the end part of the sleeve. .

7. Charge as stated in claim 6, characterized in that the insert is made of a bowl-shaped plate (48) whose base is perpendicular to the sleeve's longitudinal direction and with the bottom facing the explosive charge.