F - Mech Eng,Light,Heat,Weapons – 42 – B
Patent
F - Mech Eng,Light,Heat,Weapons
42
B
F42B 3/04 (2006.01) E21B 43/117 (2006.01) E21C 37/14 (2006.01) E21C 37/16 (2006.01) F42B 3/22 (2006.01) F42D 1/00 (2006.01) F42D 1/08 (2006.01) F42D 1/22 (2006.01) F42D 3/00 (2006.01) F42D 3/04 (2006.01)
Patent
CA 2228646
Rock and other hard materials, such as concrete, are fragmented by a controlled small-charge blasting process. The process is accomplished by pressurizing the bottom of a drill hole in such a way as to initiate and propagate a controlled fracture or propagate any pre-existing fractures near the hole bottom. A cartridge containing an explosive charge is inserted at the bottom of a short hole drilled in the rock. The explosive charge is configured to provide the desired pressure in the hole bottom, including, if desired, a strong shock spike at the hole bottom to enhance microfracturing. The cartridge is held in place or stemmed by a massive stemming bar of high- strength material such as steel. The explosive can be initiated in a variety of ways including by a standard electric blasting cap. The cartridge incorporates additional internal volume designed to control the application of pressure in the bottom hole volume by the detonating explosive. The primary method by which the high-pressure gases are contained in the hole bottom until relieved by the opening up of controlled fractures, is by the massive inertial stemming bar which blocks the flow of gas up the drill hole except for a small leak path between the stemming bar and the drill hole walls. This small leakage can be further reduced by design features of the cartridge and of the stemming bar. The stemming bar is preferably connected to a boom mounted on a carrier. A preferred embodiment incorporates an indexing mechanism to allow both a drill and a small-charge blasting apparatus to be used on the same boom for drilling and subsequent charge insertion and firing operations. The major features of the method and apparatus are the relatively low-energy of the flyrock and the relatively small amount of explosive required to break the rock.
La présente invention concerne un procédé permettant de fragmenter des rochers et d'autres matériaux durs, comme le béton, en les faisant sauter en façon contrôlée avec une petite charge d'explosif. Ce procédé s'exécute par la mise sous pression du fond d'un trou foré, d'une manière telle que cela déclenche et propage une fracture contrôlée, ou propage toute fracture préexistante près du fond du trou. On introduit, au fond d'un trou profond foré dans le roc, une cartouche contenant une charge d'explosif. On donne à la charge une configuration telle qu'elle produise la pression désirée au fond du trou, y compris, si on le souhaite, une forte pointe d'onde de choc au fond, pour renforcer la production de microfractures. La cartouche est maintenue en place ou bourrée avec un lourd bourroir, fait d'une manière très solide comme l'acier. L'explosif peut être mis à feu de différentes manières, entre autres au moyen d'un détonateur électrique normal. La cartouche comporte un volume intérieur supplémentaire, étudié pour contrôler l'application de la pression dans le volume du trou du fond par l'explosif qui détone. Le procédé principal par lequel les gaz à haute pression sont confinés au fond du trou jusqu'à ce qu'ils soient libérés par l'ouverture de fractures contrôlées est fondé sur l'emploi du lourd bourroir à inertie, qui bloque la passage du gaz vers le haut du trou, sauf pour un petit passage de fuite entre le bourroir et les parois du trou. Cette petite fuite peut être encore réduite par des particularités de conception de la cartouche et du bourroir. Celui-ci est de préférence relié à une flèche montée sur un support. Selon un mode de réalisation préférentiel, un mécanisme de positionnement permet d'utiliser à la fois un outil de forage et un dispositif de dynamitage par petite charge, sur la même flèche, pour forer le trou et pour les opérations ultérieures, d'introduction de la charge et de mise à feu. Les principales caractéristiques du procédé et de l'appareil sont l'énergie relativement basse qui est imprimée aux débris de roc projetés et la faiblesse relative de la quantité d'explosif qui est nécessaire pour briser le roc.
Bolinas Technologies Inc.
Johnson Ernest Peter
Rocktek Ltd.
LandOfFree
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