CS216697B2 - Method of blasting the hard material particularly rock and device for executing the said method - Google Patents

Method of blasting the hard material particularly rock and device for executing the said method Download PDF

Info

Publication number
CS216697B2
CS216697B2 CS766091A CS609176A CS216697B2 CS 216697 B2 CS216697 B2 CS 216697B2 CS 766091 A CS766091 A CS 766091A CS 609176 A CS609176 A CS 609176A CS 216697 B2 CS216697 B2 CS 216697B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
fluid
column
hole
tube
water
Prior art date
Application number
CS766091A
Other languages
English (en)
Inventor
Erik V Lavon
Original Assignee
Atlas Copco Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atlas Copco Ab filed Critical Atlas Copco Ab
Publication of CS216697B2 publication Critical patent/CS216697B2/cs

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C37/00—Other methods or devices for dislodging with or without loading
    • E21C37/06—Other methods or devices for dislodging with or without loading by making use of hydraulic or pneumatic pressure in a borehole
    • E21C37/12—Other methods or devices for dislodging with or without loading by making use of hydraulic or pneumatic pressure in a borehole by injecting into the borehole a liquid, either initially at high pressure or subsequently subjected to high pressure, e.g. by pulses, by explosive cartridges acting on the liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/26—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by impact tools, e.g. by chisels or other tools having a cutting edge
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C37/00—Other methods or devices for dislodging with or without loading
    • E21C37/06—Other methods or devices for dislodging with or without loading by making use of hydraulic or pneumatic pressure in a borehole
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41B—WEAPONS FOR PROJECTING MISSILES WITHOUT USE OF EXPLOSIVE OR COMBUSTIBLE PROPELLANT CHARGE; WEAPONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F41B9/00—Liquid ejecting guns, e.g. water pistols, devices ejecting electrically charged liquid jets, devices ejecting liquid jets by explosive pressure
    • F41B9/0003—Liquid ejecting guns, e.g. water pistols, devices ejecting electrically charged liquid jets, devices ejecting liquid jets by explosive pressure characterised by the pressurisation of the liquid
    • F41B9/0006—Liquid ejecting guns, e.g. water pistols, devices ejecting electrically charged liquid jets, devices ejecting liquid jets by explosive pressure characterised by the pressurisation of the liquid the liquid being pressurised prior to ejection
    • F41B9/0015—Liquid ejecting guns, e.g. water pistols, devices ejecting electrically charged liquid jets, devices ejecting liquid jets by explosive pressure characterised by the pressurisation of the liquid the liquid being pressurised prior to ejection the liquid being pressurised by compressed gas, e.g. air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41B—WEAPONS FOR PROJECTING MISSILES WITHOUT USE OF EXPLOSIVE OR COMBUSTIBLE PROPELLANT CHARGE; WEAPONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F41B9/00—Liquid ejecting guns, e.g. water pistols, devices ejecting electrically charged liquid jets, devices ejecting liquid jets by explosive pressure
    • F41B9/0003—Liquid ejecting guns, e.g. water pistols, devices ejecting electrically charged liquid jets, devices ejecting liquid jets by explosive pressure characterised by the pressurisation of the liquid
    • F41B9/0031—Liquid ejecting guns, e.g. water pistols, devices ejecting electrically charged liquid jets, devices ejecting liquid jets by explosive pressure characterised by the pressurisation of the liquid the liquid being pressurised at the moment of ejection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41B—WEAPONS FOR PROJECTING MISSILES WITHOUT USE OF EXPLOSIVE OR COMBUSTIBLE PROPELLANT CHARGE; WEAPONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F41B9/00—Liquid ejecting guns, e.g. water pistols, devices ejecting electrically charged liquid jets, devices ejecting liquid jets by explosive pressure
    • F41B9/0087—Liquid ejecting guns, e.g. water pistols, devices ejecting electrically charged liquid jets, devices ejecting liquid jets by explosive pressure characterised by the intended use, e.g. for self-defence, law-enforcement, industrial use, military purposes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
    • F42D1/08—Tamping methods; Methods for loading boreholes with explosives; Apparatus therefor
    • F42D1/10—Feeding explosives in granular or slurry form; Feeding explosives by pneumatic or hydraulic pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Technology Law (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)
  • Control Of Vending Devices And Auxiliary Devices For Vending Devices (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

Vynález se týká hydraulického rozpojování hornin, betonu, kamenných bloků a podobných tvrdých materiálů pomocí tlakové tekuté látky, zejména vody.
Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že nejprve se do materiálu vyvrtá slepá válcová díra, načež se uvede do urychleného pohybu sloupec tekuté látky, zejména vody, který se urychlí na rychlost, dostatečnou pro vytvoření trhlin nárazem sloupce vody na dno a stěny díry.
Zařízení k provádění tohoto způsobu se skládá z nosiče, nesoucího vrtací ústrojí a urychlovací ústrojí pro urychlování sloupce tekuté látky, přiče:mž urychlovací ústrojí je opatřeno trubkou a prostředky pro vytlačování sloupce tekuté látky a urychlování jejího pohybu, přičemž společný nosič je opatřen ramenem pro přemísťování trubky do předchozí polohy vrtací tyče vrtacího ústrojí.
Vynález se týká způsobu trhání tvrdého materiálu, zejména horniny, při kterém se v hornině vyvrtá nejprve otvpr, do kterého1 se potom zavede relativně nestlačitelná kapalina, například voda; vynález se týká také zařízení k provádění tohoto způsobu.
Dosud se rozpojování horniny provádí nejčastěji pomocí trhavin, avšak trhání hornin trhavinami je hlučné, prašné a znečišťuje okolí, přičemž odletující úlomky vyžadují zajištění bezpečné vzdálenosti pracovníků a strojů od místa odstřelu.
Horninu je možno také rozpojovat drcením, ke kterému je třeba mít k dispozici dostatečný zdroj síly, přičemž dochází u něj k rychlému opotřebovávání pracovních nástrojů.
Jednou z novějších metod je hydraulické trhání horniny, používané při důlních pracích, při stavbě tunelů a podobných postupech. Při tomto postupu se' na horninu působí proudem vody nebo jiné kapaliny, majícími vysokou rychlost a 'tím také potřebnou kinetickou energii k rozpojování horniny. Tato' metoda -se provádí -různými zařízeními, která jsou schopna vytvářet pulsující nebo přerušovaný paprsek nebo proud vody a která jsou například pop-sána v patentních spisech USA číslo' 3' 521 820, 3 784 W3- a
796 371. Pro' tvrdé druhy hornin musí být dopadová rychlost paprsku nebo proudu vody kolem 2000' metrů za sekundu. Proto se tato metoda ještě stále 'nemůže vyrovnat tradičnímu rozpojování hornin trhavinami, zejména pokud se týká rychlosti postupu, spotřeby energie a celkových nákladů. U zařízení k provádění této metody je' třeba ještě vyhřešit mnoho technických problémů, jako je únava materiálu, který je vystaven tlaku 1 až 2 GPa, a odstranění nebo alespoň snížení hluku při provozu.
Při provádění staršího způsobu hydraulického rozpojování hornin, popsaného·' například v německém patentním spisu číslo· 241 966, se voda pod tlakem vhání do· otvoru, vyvrtaného ' v uhelném pilíři, kde se postupně vsakuje do pórů v materiálu kolem vrtu a postupně jej rozpojuje. Uhlí nemůže absorbovat celé přiváděné množství vody, takže přebytečná voda- vytéká vyvrtaným otvorem. Při tomto' způsobu se produkuje malá trhací síla, která je navíc tlumena měkkým materiálem, kterým je ' hnědé uhlí, pro které jedině je tento postup použitelný.
Úkolem vynálezu ' je ' vyřešit techniku hydraulického trhání kompaktních' materiálů včetně tvrdých hornin, která by byla uskutečnitelná pomocí zařízení, pracujícího při nízkých tlacích.
Je třeba 'připomenout, že pojem „tekutý“, používaný v dalším textu, označuje relativně nestlačitelné látky,' které mohou měnit svůj tvar působením síly a mají tak sklon proudit prostorem, kterým jsou obklopeny. Takovými látkami jsou kapaliny, plastické materiály, směsi kapalných a pevných látek, které mohou proudit. Praktickými příklady takových látek je voda, olovo· nebo modelovací hlína.
Tento úkol je vyřešen. způsobem 'trhání hornin a jiných pevných látek podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že dopředeni vyvrtaného otvoru v hornině se; přivádí sloupec relativně nestlačitelné tekuté látky, zejména vody, urychlený na rychlost potřebnou k roztržení pevného materiálu a usměrněný do vyvrtaného otvoru pro ' roztržení pevného· 'materiálu tlakovými . . rázy, vznikajícími ' dopadem sloupce tekutého materiálu na stěnu vyvrtaného otvoru.
Podle konkrétního· provedení způsobu podle vynálezu se tekutá látka vytvaruje před přivedením do vyvrtaného' otvoru do tvaru sloupce, který se ' urychlí na rychlost 100 až ' 300 metrů za sekundu, přičemž 'se směruje proti dnu vyvrtaného otvoru.
Zařízení k provádění způsobu podle vynáležu sestává z vrtacího ústrojí a z ústrojí pro vytváření a urychlování sloupce tekuté látky, přičemž obě tato' ústrojí jsou nesena společným' nosičem a ústrojí urychlování sloupce 'tekuté látky sestává z trubky a z prostředků pro vytlačování a urychlování tekuté látky v této ' trubce, přičemž nosič je opatřen prostředky pro přemísťování trubky do místa předchozího' umístění vrtací tyče vrtacího ústrojí a pro její umístění do souosé polohy ra vyvrtanou dírou.
Podle konkrétního provedení zařízení podle vynálezu má trubka vnitřní průměr roven nejméně 70% průměru vyvrtané díry, vytvořené vrtacím ústrojím.
Způsob podle vynálezu umožňuje podstatné zjednodušení trhacích prací, protože pracuje bez nepříznivých vedlejších účinků jako je' silný zvukový třesk a možnost odletování úlomků, takže zařízení k provádění tohoto' způsobu může' být neseno traktorem nebo jiným nosičem a obsluha zařízení může zůstat »v blízkosti vrtu, aniž by byla vystavena nebezpečí zranění. Zařízení pracuje s tlaky jen asi do' 40 MPa a dokáže roztrhnout třítunový kamenný blok ' jedinou dávkou asi 1,8 litru vody.
Příklady provedení ' zařízení podle vynálezu’ jsou zobrazeny na výkresech, kde znázorňuje obr. 1 podélný řez prvním příkladem provedení zařízení, ' obr. 2 zvětšený podélný řez, zobrazující ústrojí pro urychlování ' sloupce vody, obr. 3 podélný řez druhým ' příkladem provedení zařízení, obr. 4 podélný řez upraveným koncem trubky, vsunuté ' do vrtu, obr. 5 podélný řez ústím trubky a vrtem, do kterého je vložena usměrňovači vložka, obr. 6, boční pohled ' na nosič zařízení podle vynálezu, obr. 7 čelní pohled na nosič z óbr. 6 a obr. 8 podélný řez alternativním provedením sloupce vody, uzavřeného v pouzdře.
Na obr. 1 a 2 j-e znázorněno' schematicky urychlovací ústrojí 10 ' pro' urychlování sloupce tekuté látky, v příkladech provedení vody. Sloupec 11 vody je vytvořen uvnitř usměrňovači trubky 13, která je nasměrová5 na do osy předvrtaného otvoru, vytvořeného ve formě slepé válcové díry 12 v hornině nebo· v jiném trhaném materiálu. Slepá válcová díra 12 se vyvrtá vrtacím ústrojím, které je společně s urychlovacím ústrojím neseno nosičem.
Urychlovací ústrojí 19 sestává z usměrňovači trubky 13, jejíž ústí je umístěno· v odstupu od ústí slepé válcové díry 12. Za koncem usměrňovači trubky 13 je umístěna souosá zadní hlava 14, kterou prochází první podélný kanálek 15, kterým se dovnitř přivádí voda. V prvním kanálku 15 je umístěn zpětný ventil 151, který zabraňuje zpětnému proudění vody z usměrňovači trubky
13. Kolem zadního· konce usměrňovači trubky 13 je umístěna tlaková komora 16, plněná stlačeným plynem, zejména vzduchem nebo dusíkem, který slouží pro urychlování sloupce 11 vody, vytvořeného uvnitř usměrňovači trubky 13. Mezi sloupcem 11 vody a vnitřním prostorem tlakové komory 16 je kruhová destička 21, která má zajišťovat uzavřený zadní konec usměrňovači trubky 13 a který .může být vložen na zadní konec usměrňovači trubky 13 po odšroubování zadiní hlavy 14. Voda při plnění usměrňovači trubky 13 může proudit prvním kanálkem 15 a koncentrickým otvorem v kruhové destičce 21. V jiném příkladném provedení může (být kruhová destička 21 vytvořena bez středního otvoru, přičemž v takovém případě je kapalina přiváděna neznázorněným přívodním potrubím, vedeným radiálně usměrňovací destičkou trubkou 13. Za určitých podmínek může být kruhová destička 21 vynechána. Vytvořením vodního sloupce s dostatečnou délkou a ovládáním přívodu tlakového plynu vhodnými prostředky, například pomocí šoupátka 17, je možno omezit zpětné vyistřikování sloupce 11 vody a urychlovat tak vodu bez použití kruhové destičky 21.
Šoupátko 17 může být posouváno přívodem ovládacího vzduchu jedním ze dvou dalších kanálků 18, 19. Při posuvu šoupátka 17 z polohy, znázorněné na obr. 2, působí tlak plynu v tlakové komoře 16 na zadní čelo sloupce 11 vody prostřednictvím kruhové destičky 21 a sloupec 11 vody urychluje svůj pohyb usměrňovači trubkou 13, přičemž urychlování pokračuje při posuvu sloupce 11 vody usměrňovači trubkou 13 dalším působením rozpínajícího se tlakového plynu v tlakové komoře 16. Po opuštění ústí usměrňovači trubky 13 sloupce 11 vody proletí mezerou mezi ústím usměrňovači trubky 13 a ústím slepé válcové díry 12 a vnikne do ní.
Když čelo slouce 11 vody nebo- jiné nestlačitelné tekuté látky dosáhne spodního konce slepé válcové díry 12, vznikne ve sloupci 11 vody okamžitě vysoký tlak, který má za ideálního stavu následující vzorec:
P = p . С . V, kde p je hustota tekuté látky, C je rychlost pohybu tekuté látky а V je rychlost pohybu tekuté látky v okamžiku dosažení dna válcové díry 12.
Tento tlak působí jak na. dno, tak také na stěny slepé válcové díry 12 a překročí-li jeho velikost pevnost materiálu, dojde к jeho porušení a ke vzniku trhlin. Trhlina se dále rozšiřuje působením tlaku tekuté látky, která do ní vniká. Celá kinetická energie je v podstatě spotřebována v okamžiku dopadu, ale pro· rozšiřování trhlinek jí ještě zbývají dostatečně velké zbytky, které způsobují rozšíření trhlin až к povrchu například kamenného bloku.
К úplnému roztržení dojde, jestliže nejméně tři trhlinky dosáhnou povrchu bloku. Pro takové roztržení je tedy třeba na jedné straně dostatečný tlak ve válcové díře 12, který je závislý na rychlosti pohybu sloupce 11 vody, a na druhé straně dostatečné množství tekuté látky, aby po nárazu mohl být ještě rozšiřován dostatečný počet trhlin směrem к povrchu bloku. Jelikož průměr sloupce 11 vody je v podstatě stejný jako průměr vyvrtané slepé díry 12, znamená to·, že sloupec 11 vody musí mít určitou délku, která překračuje hodnotu, závislou na hloubce válcové díry 12 a odstupu mezi sousedními vrty.
Kinetická energie sloupce 11 vody může být vyjádřena vzorcem
E = p/2 . A . L . V2, kde p je hustota sloupce 11 tekuté látky
A je plocha příčného průřezu sloupce 11 tekuté látky
L je délka sloupce 11 tekuté látky a.
V je rychlost sloupce 11 tekuté látky.
Proto (podmínky pro úplné rozrušení materiálu mohou být vyjádřeny požadavkem· na určitou rychlost a určitou kinetickou energii sloupce 11 tekuté látky.
V praxi je tlak a kinetická energie ve vrtu ovlivněna několika činiteli. Na tlak má vliv výskyt trhlin v přírodním materiálu a pro vyloučení jejich vlivu musí být v určitém okamžiku použito větší množství energie. Větší .množství energie je také potřebné pro rozrušování tvrdších materiálů, přičemž záleží také na umístění vrtu, protože méně energie je třeba pro radiální rozdělování bloku než pro vytrhávání kráteru ve stěně.
Sloupec 11 tekuté látky se v praxi má pohybovat rychlostí od 100 do 300 metrů za sekundu, přičemž hodnota kinetické energie se pohybuje od 500 do 20000 J. Pro dosažení dostatečné hmotnosti pro dosažení takových energetických hodnot je třeba, aby sloupec 11 tekuté látky měl délku od 0,2 do 2,0 -metru; optimální hodnoty jsou závislé na hloubce vrtu, jeho průměru atd.
Při praktickém využití způsobu podle vy216697 nálezu se· předpokládá, že trhliny nejprve vzniknou v oblasti dna válcové díry 12 a odtud se rozbíhají do stran, aby rozpojily co· největší objem materiálu.
Tlak plynu v tlakové komoře 16 je využit pro· urychlení sloupce 11 vody a po nárazu sloupce 11 vody na dno slepé válcové díry se kinetické energie · sloupce · 11 vody přemění na hydrostatický tlak. Byla provedena řada zkoušek, která- ukázala, že· tlak začíná vznikat v okamžiku nárazu, který se nachází na dně vrtu, přičemž maximální tlak panuje po velmi krátkou dobu. Měření ukázala, že tlaky vznikající nárazem na dno slepé válcové díry 12 jsou několikrát větší než při nárazu sloupce vody na rovinný povrch. Je proto · výhodné, že tlak vzniká na dně vrtu a že trhliny se rozšiřují ode dna k povrchu.
Kinetická energie celého sloupce 11 tekuté látky ovlivňuje velikost špičkového· tlaku. Proto se projevuje také kinetická energie té části sloupce· 11 vody, která se v okamžiku nárazu na dno vrtu nachází v prostoru mezi ústím válcové díry 12 a ústím usměrňovači trubky 13, která ovlivňuje velikost špičkového tlaku.
Na obr. 3 je znázorněno· jiné příkladné provedení zařízení podle vynálezu, kde slepá válcová díra 12 má polohu nezávislou na poloze urychlovacího· ústrojí 10, protože trubka 20 je ohebná a její konec je zasunut do slepé válcové díry 12. Sloupec 11 vody je urychlován tlakovým plynem v tlakové komoře 16 a pohybuje se proti dnu vrtu. Vzduch, který je v ohebné trubce 20 před vodním sloupcem· 11, je vypouštěn při pohybu vodního sloupce 11 vypouštěními otvory 22, přičemž v jiném příkladném provedení může vzduch ucházet kolem obvodu zasunutého konce ohebné trubky 20. Vnější průměr ohebné trubky 20 je menší než průměr válcové díry 12, takže koncová část ohebné trubky 20 může· být výhodně opatřena středícími žebry nebo přírubami.
Axiální poloha ohebné truibky 20 ve vrtu se může měnit, · dokonce může být ústí ohebné trubky 20 umístěno· před ústím vrtu.
•Na obr. 4 je jiné příkladné provedení konce trubky 13, které může být použito také a zejména pro ohebnou trubku 20. Tímto· řešením se· dosahuje usměrnění tlakového účinku, který je výhodný · zejména pro rozpojování bloků, při kterém se vytvářejí trhliny směrem k povrchu 26 bloku. Konec trubky je ze strany vyříznut pro vytvoření bočního o-tvoru 23 protilehlá stěna trubky 13 proti bočnímu· otvoru 23 je opatřena usměrňovacím výstupkem 24. Podle směru požadovaného usměrnění · tvorby trhlin se nasměruje poloha bočního· otvoru · 23, takže tlak kapaliny působí proti volnému povrchu 26 bloku.
Obr. 5· · znázorňuje alternativní· provedení usměrňovačích prostředků, které nejsou vytvořeny vcelku s trubkou 13, ale tvoří je samostatný usměrňovači · klín 25, · který · je vsunut na .· dno· vrtu.
Při větších hloubkách vyvrtaných slepých válcových děr 12 je někdy obtížné zajistit, aby sloupec 11 tekuté látky · dorazil až · na dno· v původním neporušeném tvaru, zejména je-li průměr vrtu větší. Proto je na obr. 8 znázorněno příkladné provedení sloupce vody, který je· · vytvořen uvnitř pouzdra 30, vytvořeného z jakéhokoliv materiálu, který se snadno poruší zvýšeným- · tlakem · při nárazu sloupce na· dno vrtu, například · z papírové· lepenky· nebo· z plastické hmoty. Podle jiného provedení může být sloupec 11 opatřen nejen přední kruhovou destičkou · v místě působení tlaku, ale také čelní kruhovou destičkou, která má zajišťovat rovinný tvar čela sloupce· 11 vody a tím také požadovaný náraz na dno vrtu.
Na obr. 6· a 7 jsou znázorněny nosiče zařízení z o'br. 3. Nosič sestává z podvozku 61, opatřeného pásy 66. Nosič je dále opatřen lomeným ramenem 62, které se může · zvedat a spouštět a na kterém· je upevněna ohebná trubka 20. Na volném konci ramene ·62 je upevněna vodicí tyč 63, která nese· pohonnou jednotku ·64 mechanického vrtacího· ústrojí. V pohonné· jednotce 64 je uchycena vrtací tyč ·65 pro· vrtání s příklepem. Na. podvozku 61 je uloženo také urychlovací ústrojí 10, od kterého· je vedena ohebná trubka 20, která je pevně přichycena k rameni 62, aby byly zachyceny setrvačné síly pohybujícího· se sloupce 11 vody. Přední konec ohebné trubky 20 je přichycen k vodicí tyči 63, která je spodním koncem opřena pro· zachycení reakcí o· terén.
Zařízení pracuje· následujícím způsobem.
Nejprve se v hornině· nebo v jiném pevném materiálu vyvrtá vrtákem na · vrtací tyči 65 slepá válcová díra · 12. Do osy této díry 12 se potom nasměruje ústí ohebné trubky 20 pomocí vodícího ústrojí, které je výhodně natáčivé kolem svislé osy a po vyvrtání otvoru se·· vrtací ústrojí odkloní a na jeho· místo· se natočí konec ohebné trubky 20. Potom se sloupci 11 tekuté látky udělí impulz, kterým · se voda urychlí a sloupec vody vlétne· do· vyvrtaného otvoru.
Zařízení upevněné na nosiči může být · také opatřeno upraveným, ústím ohebné trubky 20, jak je· znázorněno · v příkladech na obr. 4 a 5. Oddělený usměrňovači klín 25 (obr. 5) · může být upevněn na vodicí tyči 63 .a- může být do otvoru zasunut před přivedením ohebné trubky 20.
Před· započetím práce· je třeba provést několik zkoušek, aby se zjistila optimální délka· usměrňovači trubky 13, která má v příkladech na obr. 1 až 5 hodnotu 1200 mm. Hloubka válcové díry 12 je 160 mm a její průměr 41 mm. Otvory v hornině jsou od sebe vzdáleny 250 mm, přičemž délka sloupce 11 vody byla 500 mm a tlak v tlakové · komoře· 10· MPa .
Uvedená teorie, týkající se podmínek, které musí být dodrženy pro* dosažení . optimálního' nárazu, nepočítá · s účinky, vyvolanými stlačením objemu vzduchu uvnitř vrtu mezi sloupcem kapaliny a dnem- vrtu. Studiemi tlaků ve zkušebních vrtech se zjistilo, že stlačení 'vzduchu uvnitř vrtu ovlivňuje příznivě průběh rozpojování, zejména příznivě ovlivňuje tvoření trhlin, které jsou potřebné pro· rozrušení horniny.
Byl-o- také zjištěno, že optimálního průběhu trhání se dosahuje, jestliže· plocha příčného· průřezu sloupce vody je rovna 70i až 100 % plochy příčného průřezu vrtu.
Výhodnějšího působení několika zařízení je možno dosáhnout při zpožděném působení jednotlivých zařízení, kterého· je možno dosáhnout různým nastavením odstupu ústí trubky 13 od ústí otvoru. Pro rychlost pohybu sloupce 11 vody 200 metrů za sekundu je rozdíl vzdáleností mezi 0,2 a 0,4 m, aby se dosáhlo· zpoždění za sebou následujících rázů o· hodnotu mezi 1 a 2 milisekundami.

Claims (22)

  1. PŘEDMĚT
    1. Způsob trhání tvrdého materiálu, zejména horniny, pomocí tlakové tekuté látky, vyznačující se tím, · že se nejprve do trhaného· materiálu vyvrtá slepá válcová díra, načež se uvede do urychlovaného pohybu sloupec tekuté látky, zejména vody, který se urychlí až k nárazové rychlosti, dostatečné k vytvoření trhlin v materiálu, přičemž se tento pohybující se· sloupec vody nasměruje do· oisy předem vyvrtané slepé válcové díry pro roztržení materiálu tlakovým -rázem při nárazu· nestlačitelné tekuté látky na vnitřní stěny vyvrtané slepé válcové díry.
    <
  2. 2. Způscib podle bodu 1, vyznačující se tím·, že sloupec tekuté nestlačitelné látky se vytvaruje před nárazem na stěny vyvrtané slepé díry v trhaném materiálu do tvaru pístu.
  3. 3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že sloupec tekuté látky, tvořené vodou, vytvarovaný do· tvaru pístu se urychlí před nárazem na rychlost 100· až 300 metrů za sekundu.
  4. 4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že· pohyb sloupce· tekuté látky, zejména· vody, se nasměruje proti dnu slepé válcové díry, vyvrtané v trhaném materiálu.
  5. 5. Způsob podle· bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že sloupec tekuté látky se usměrňuje do slepé válcové díry trubkou, jejíž koncová část je· vsunuta -do díry.
  6. 6. Způsob podle· bodu 5, vyznačující se tím, že· sloupec tekuté látky se urychlí na potřebnou nárazovou rychlost uvnitř trubky.
  7. 7. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že sloupec tekuté látky se uvnitř vyvrtané slepé díry v materiálu alespoň částečně odklání proti boční stěně díry.
  8. 8. Způsob podle bodů 5 až 7, vyznačující se tím, že· se trubka zasune do vyvrtané slepé -díry v materiálu, zejména až do blízkosti jejího -dna;
  9. 9. Způsob podle bodů 3 až 8, vyznačující se· tím, že vodní sloupec se vytváří v délce 0,2 až · 2,0 metru.
  10. 10. Způsob podle bodů 1 až 9, vyz-na-čující se tím, že sloupec tekuté látky je alespoň částečně obklopen pouzdrem.
    YNÁLEZ u
  11. 11. Způsob podle· bodů 1 až 10, vyznačující se tím, že· urychlovaný sloupec tekuté látky· se· vytváří s· průměrem příčného řezu, který je roven 70 až 100 % průměru -vyvrtané slepé díry.
  12. 12. Způsob podle bodů 1 až 11, vyznačující se· tím, že sloupec tekuté látky se vytváří s výhodou s průměrem příčného řezu, který je větší než 90· % světlého· průměru vyvrtané slepé díry.
  13. 13. Zařízení k provádění způsobu trhání tvrdého· materiálu, zejména horniny, podle •bodů 1 až 12, vyznačující· se· tím, že se skládá z vrtacího ústrojí a z urychlovacího ústrojí (10) pro· urychlování sloupce (11) tekuté látky, která jsou společně nesena společným nosičem, přičemž urychlovací ústrojí (10) · je· opatřeno· trubkou (13, 20) - a prostředky pro vytlačování sloupce (11) tekuté látky trubkou (13, 20) a urychlování jejího pohybu a společný nosič je opatřen ramenem (62) · pro· přemísťování trubky (13, 20) do předchozí polohy vrtací tyče (65) vrtacího ústrojí a pro· · směrování trubky (13, 20) -do· osy vyvrtané slepé válcové díry (12).
  14. 14. Zařízení podle bodu 13, vyznačující se tím, že trubka (13, 20) má vnitřní průměr roven 70 % průměru vyvrtané slepé válcové díry (12).
  15. 15-. Zařízení podle bodů 13 a 14, vyznačující se· tím, že sloupec tekuté látky je tvořen sloupcem (11) · vody, určeným pro urychlení na rychlost 100 až 300 metrů :za sekundu, který má délku od 0,2 do· 2,0 metru.
  16. 16. Zařízení podle bodů 13 až 15, vyznačující se tím, že ústí trubky (20· ] je upraveno pro· vsunutí do· vyvrtané slepé válcové díry (12), zejména do blízkosti dna, pomocí usměrňovačích prostředků.
  17. 17. Zařízení podle· bodu 16, vyznačující se tím, že· trubka (20) je v oblasti svého konce opatřena usměrňovacím výstupkem (24) nebo· usměrňovacím klínem (25) pro usměrnění sloupce (11) tekuté látky proti části boční stěny i^I^l^.pé válcové díry (12).
  18. 18. Zařízení podle bodu 17, vyznačující se· tím, že usměrňovači výstupek (24)· je vy- tvořen vcelku s trubkou (20), která je opatřena na opačné straně výstupním bočním otvorem (23), protilehlým k usměrňovacímu výstupku (24).
  19. 19. Zařízení podle bodů -16 až 18, vyznačující se tím, že trubka (20) je opatřena vypoustěcími otvory (2'2) pro vypouštění objemu vzduchu, nacházejícího -se před čelem vodního sloupce (11) uvnitř trubky (20).
  20. 20. Zařízení podle bodů 13 až 19, vyznačující se tím, že sloupec (11) tekuté látky je (12).
    4 listy výkresů alespoň částečně obklopen pouzdrem (30).
  21. 21. Zařízení podle bodů 13 až 21, vyznačující se tím, -že -sloupec (11) - tekuté látky má průměr -svého- příčného průřezu - roven 70 až 100 % průměru vyvrtané slepé válcové díry (10).
  22. 22. Zařízení podle bodu 21, vyznačující setím, -že sloupec (11) tekuté látky má průměr svého příčného průřezu -s výhodou větší než 90 % -světlého průměru vyvrtané slepé díry
CS766091A 1975-09-19 1976-09-20 Method of blasting the hard material particularly rock and device for executing the said method CS216697B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE7510559A SE395503B (sv) 1975-09-19 1975-09-19 Sett och anordning for brytning av ett fast material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS216697B2 true CS216697B2 (en) 1982-11-26

Family

ID=20325611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS766091A CS216697B2 (en) 1975-09-19 1976-09-20 Method of blasting the hard material particularly rock and device for executing the said method

Country Status (25)

Country Link
US (1) US4123108A (cs)
JP (1) JPS6015800B2 (cs)
AT (1) AT348465B (cs)
AU (1) AU516611B2 (cs)
BE (1) BE846166A (cs)
BR (1) BR7606186A (cs)
CA (1) CA1090378A (cs)
CH (1) CH613252A5 (cs)
CS (1) CS216697B2 (cs)
DD (1) DD126127A5 (cs)
DE (1) DE2641453C3 (cs)
ES (1) ES451547A1 (cs)
FI (1) FI762640A7 (cs)
FR (1) FR2326567A1 (cs)
GB (1) GB1526528A (cs)
HU (1) HU175873B (cs)
IN (1) IN145606B (cs)
IT (1) IT1073734B (cs)
MX (1) MX144163A (cs)
NL (1) NL7610365A (cs)
NO (1) NO142926C (cs)
PL (1) PL117135B1 (cs)
SE (1) SE395503B (cs)
SU (1) SU934915A3 (cs)
ZA (1) ZA765371B (cs)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE7607337L (sv) * 1976-06-28 1977-12-29 Atlas Copco Ab Sett och anordning for brytning av ett fast material
US4400034A (en) * 1981-02-09 1983-08-23 Mobil Oil Corporation Coal comminution and recovery process using gas drying
GB2119068B (en) * 1982-03-19 1985-12-11 Watson Engineering Consultants Water guns
US4458845A (en) * 1982-07-16 1984-07-10 Marcalus James A Pulping apparatus
JPS60129391A (ja) * 1983-12-15 1985-07-10 大成建設株式会社 海底岩盤の水圧破砕方法
HU204324B (en) * 1989-06-19 1991-12-30 Mecseki Szenbanyak Method and apparatus for hoeing and/or yielding rocks particularly coal beds and compacted materials by breaking of compressed air
US5098163A (en) * 1990-08-09 1992-03-24 Sunburst Recovery, Inc. Controlled fracture method and apparatus for breaking hard compact rock and concrete materials
US5308149A (en) * 1992-06-05 1994-05-03 Sunburst Excavation, Inc. Non-explosive drill hole pressurization method and apparatus for controlled fragmentation of hard compact rock and concrete
US6619571B1 (en) * 1995-06-30 2003-09-16 Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien Method for emptying fixed-bed reactors
EP0842391B1 (en) 1995-08-04 2003-06-25 RockTek Limited Method and apparatus for controlled small-charge blasting of hard rock and concrete by explosive pressurization of the bottom of a drill hole
BR9610071A (pt) * 1995-08-07 1999-03-30 Bolinas Tech Inc Método para a fragmentação controlada de rocha dura e concreto pelo uso combinado de martelos de impacto e explosão de pequenas cargas
US5611605A (en) * 1995-09-15 1997-03-18 Mccarthy; Donald E. Method apparatus and cartridge for non-explosive rock fragmentation
US6102484A (en) * 1996-07-30 2000-08-15 Applied Geodynamics, Inc. Controlled foam injection method and means for fragmentation of hard compact rock and concrete
US6339992B1 (en) 1999-03-11 2002-01-22 Rocktek Limited Small charge blasting apparatus including device for sealing pressurized fluids in holes
US6375271B1 (en) 1999-04-30 2002-04-23 Young, Iii Chapman Controlled foam injection method and means for fragmentation of hard compact rock and concrete
AP1656A (en) * 2002-06-28 2006-09-01 Jervent Mining & Ind Supplies Cc Rock breaking unit and apparatus
US20060006257A1 (en) * 2004-07-07 2006-01-12 Shin Narui Method and apparatus for fragmentizing surface layer of concrete

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE241966C (cs) *
DE252904C (cs) * 1911-09-08
DE404168C (de) * 1923-03-28 1924-10-20 Arnold Haarmann Dipl Ing Vorrichtung zur Lockerung und Hereingewinnung von Kohle
GB743998A (en) * 1953-01-28 1956-01-25 Mini Of Fuel And Power Improvements in or relating to coal mining
DE1017563B (de) * 1954-04-26 1957-10-17 Dipl Berging Albrecht Graefer Verfahren und Vorrichtung zum Stosstraenken im Bergbau mittels schnell aufeinanderfolgender mechanischer Stoesse
US2867426A (en) * 1955-07-18 1959-01-06 Austland Ltd Use of high pressure fluids in coal mines
US2840360A (en) * 1956-02-21 1958-06-24 Jerusel Jean Mining tool for injecting liquid, such as water, at high pressure
DE1257079B (de) * 1965-06-25 1967-12-28 Mansfeld Kombinat W Pieck Veb Traenkschlauch fuer die Stosstraenkung von Erzen oder Kohle
GB1194001A (en) * 1966-06-22 1970-06-10 Houilleres Bassin Du Nord Improvements in or relating to Hydraulic Apparatus for Working Materials such as Coal or Solid Ores
US3729137A (en) * 1971-04-12 1973-04-24 Caterpillar Tractor Co Mechanically actuated water cannon
US3704966A (en) * 1971-09-13 1972-12-05 Us Navy Method and apparatus for rock excavation
FR2188047A1 (cs) * 1972-06-14 1974-01-18 Physics Int Co
US3784103A (en) * 1972-08-01 1974-01-08 W Cooley Pulsed liquid jet device
CH590398A5 (cs) * 1974-04-25 1977-08-15 Cerac Inst Sa
DE2450819B2 (de) * 1974-10-25 1979-01-18 Kaiser Resources Ltd., Oakland, Calif. (V.St.A.) Verfahren zum hydraulischen Abbau von Kohle

Also Published As

Publication number Publication date
FI762640A7 (cs) 1977-03-20
GB1526528A (en) 1978-09-27
AU1786576A (en) 1978-03-23
ATA691676A (de) 1978-07-15
DE2641453B2 (de) 1980-07-10
DE2641453C3 (de) 1985-02-07
ZA765371B (en) 1978-04-26
NL7610365A (nl) 1977-03-22
HU175873B (en) 1980-11-28
SE395503B (sv) 1977-08-15
BR7606186A (pt) 1977-06-14
JPS6015800B2 (ja) 1985-04-22
CH613252A5 (cs) 1979-09-14
IN145606B (cs) 1978-11-18
DE2641453A1 (de) 1977-03-24
AT348465B (de) 1979-02-26
ES451547A1 (es) 1977-12-01
NO142926B (no) 1980-08-04
PL117135B1 (en) 1981-07-31
JPS5263101A (en) 1977-05-25
NO142926C (no) 1980-11-12
FR2326567A1 (fr) 1977-04-29
CA1090378A (en) 1980-11-25
MX144163A (es) 1981-09-08
DD126127A5 (cs) 1977-06-22
SU934915A3 (ru) 1982-06-07
AU516611B2 (en) 1981-06-11
US4123108A (en) 1978-10-31
NO763009L (no) 1977-03-22
SE7510559L (sv) 1977-03-20
BE846166A (fr) 1976-12-31
FR2326567B1 (cs) 1982-10-29
IT1073734B (it) 1985-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CS216697B2 (en) Method of blasting the hard material particularly rock and device for executing the said method
US4141592A (en) Method and device for breaking hard compact material
FI67743B (fi) Saett och anordning foer brytning av ett fast material
AU2006225111B2 (en) Rock drill and method of breaking rock
JP2703663B2 (ja) 硬質高密度岩石及びコンクリート材料を破壊するための制御された破砕方法とその装置
US3988037A (en) Method of breaking a hard compact material, means for carrying out the method and application of the method
US6102484A (en) Controlled foam injection method and means for fragmentation of hard compact rock and concrete
PL182548B1 (pl) Urządzenie do odstrzeliwania twardego materiału
KR19990044672A (ko) 비폭발식 암석 파쇄 방법, 장치 및 카트리지
US4088368A (en) Method for explosive breaking of hard compact material
NO833683L (no) Fremgangsmaate og apparat til brytning av stein eller fjellgrunn, spesielt uten bruk av eksplosiver
CA1090379A (en) Method and device for breaking hard compact material such as rock
US4103971A (en) Method for breaking rock by directing high velocity jet into pre-drilled bore
CA1214796A (en) Tool and method for breaking rock and similar material
RU2117746C1 (ru) Устройство для эрозионного гидромониторного разрушения горной породы
RU2084297C1 (ru) Пневматическое устройство для перемещения по трубопроводу и/или разрушения отложений путем создания импульсных нагрузок на преграду
SU1745967A1 (ru) Устройство дл предотвращени выбросов угл и газа при бурении шпуров и скважин на выбросоопасных угольных пластах
RU2018661C1 (ru) Способ разрушения монолитных объектов
CA3204933A1 (en) Borehole sealing and improved foam properties for controlled foam injection (cfi) fragmentation of rock and concrete
HK1219303A1 (zh) 衝壓加速器系統
HK1219303B (en) Ram accelerator system
DE1908208A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Hereingewinnung von Mineralien