DE1294305B

DE1294305B - Use of a compressed air-actuated tubular explosive device in stone quarries

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Publication number: DE1294305B
Application number: DEM66883A
Authority: DE
Original assignee: KLERNER MASCHF GLUECKAUF
Current assignee: KLERNER MASCHF GLUECKAUF
Priority date: 1965-10-08
Filing date: 1965-10-08
Publication date: 1969-05-08

Description

Die Erfindung befaßt sich mit dem Problem des Zerspaltens von Gesteinsbrocken nicht oder kaum zerklüfteten Gesteins in Steinbrüchen. In den meisten Fällen handelt es sich uxn Kalkstein. In der Praxis ist es üblich, zunächst große Wandabschnitte im Steinbruch unter Verwendung von Explosivmitteln abzusprengen. Naheliegend ist in diesem Fall bei der anschließenden notwendigen Spaltung oder Teilung zu groß gebliebener Gesteinsbrocken das Verbleiben bei der gleichen Sprengart. So wurden nach und nach durch Einzel- oder Gruppensprengungen mittels Explosivmittel die angefallenen großen Brocken in transportfähige Stücke zerlegt. Die Verlade- und Transportarbeiten müssen wegen der Gefährlichkeit des mit Explosivmitteln erfolgenden Sprengens hau.-fig für längere Zeit unterbrochen werden. Ferner setzen diese Sprengungen weitreichende Absperrungen voraus. Die Arbeiter müssen für die gleiche Zeit Schutzräume aufsuchen.The invention is concerned with the problem of splitting rocks no or hardly fissured rock in quarries. In most cases it is it is uxn limestone. In practice it is common to start with large sections of wall blasted off in the quarry using explosives. Obvious is in this case too large in the subsequent necessary split or division Remaining rock remains in the same Sprengart. So were little by little by means of individual or group detonations using explosives large chunks broken down into transportable pieces. The loading and transport work have to hau.-fig interrupted for a long time. Furthermore, these explosions set far-reaching Barriers ahead. The workers must go to shelters for the same period of time.

Im Steinkohlenbergbau hat man vorgeschlagen, zur weitestgehend staubfreien Kohlegewinnung ein kombiniertes Tränk- und Druckluftsprengverfahren zu verwenden. Dabei sollten in Bohrlöchern des Abbaustoßes Sprengsonden eingesetzt und während der Stoßtränkung durch eine Blähmanschette festgehalten werden. Die Wasserverwendung setzte das Vorhandensein zerklüfteter und damit in gewisser Weise vorgelockerter, jedoch noch im Verband einer großräumigen Lagerstätte stehender Kohle voraus. Die benötigte Wassermenge war sehr hoch. Außerdem ist zu berücksichtigen, daß bei der zerklüfteten Kohle der beim Zufließen angewendete Wasserdruck sofort - mindestens jedoch schnell - abfällt.In the coal mining industry, it has been proposed to be as dust-free as possible Coal extraction to use a combined impregnation and compressed air blasting process. Explosive probes should be used in boreholes of the mining shock and during the impact impregnation can be held in place by an inflatable cuff. The use of water continued the existence of fissured and thus in a certain way loosened, but still in association with a large-scale coal deposit ahead. the The amount of water required was very high. It should also be taken into account that the fissured coal, the water pressure applied at the inflow immediately - at least however, quickly - falls off.

Ferner wurde im Steinkohlenbergbau zu einem früheren Zeitpunkt vorgeschlagen, einen durch Druckwasser aufblähbaren Körper in ein Bohrloch einzuführen. Verwendet wurde ein auf ein Rohr aufgezogener, Umfangs- und endseitig geschlossener Schlauch, der bei der Drucksteigerung im Sinne einer mechanischen Abtreibvorrichtung arbeiten sollte. Die Beaufschlagung einer solchen Sonde mit Preßluft scheidet aus Sicherheitsgründen aus. Eine weitere für die Kohlegewinnung verwendete Sprengsonde sollte am Kopfende widerhakenartige Klemmittel aufweisen, die vom Explosivdruck in Sperrstellung gezwängt wurden. Als Speicherkammer für die zur Anwendung gelangende Preßluft diente ein starres Rohr, das jedoch auch als Träger einer Sprengpatrone ausgebildet sein konnte. Vorgesehen war auch der Ersatz der unverformbaren Speicherkammer durch einen als Ab= drückvorrichtung wirkenden, spreizbaren Rohrabschnitt. Die Betriebsweise dieser Einrichtung setzte ein vorhergehendes tiefes Unterschrammen des Abbaustoßes voraus.In addition, it was proposed at an earlier point in the coal industry that to introduce a body that can be inflated by pressurized water into a borehole. Used was a hose pulled onto a tube, circumferentially closed and closed at the end, which work in the sense of a mechanical abortion device when the pressure is increased should. The application of compressed air to such a probe is different for safety reasons the end. Another explosive probe used for coal extraction should be at the head end Have barb-like clamping means that are forced into the blocking position by the explosive pressure became. A was used as a storage chamber for the compressed air used rigid tube, which could, however, also be designed as a carrier for an explosive cartridge. It was also planned to replace the non-deformable storage chamber with an as Ab = pressure device acting, expandable pipe section. The operation of this Establishment required a previous deep undercut of the excavation face.

Steinbrüche sind Lagerstätten anderer Art. Härte und Beschaffenheit des Gesteins stellen bezüglich des Abbau- bzw. Löseprozesses andere Anforderungen, und im Regelfall erscheinen danach auch die für die Kohlegewinnung geeigneten Verfahren für die Verwendung im Steinbruch ungeeignet.Quarries are deposits of a different kind. Hardness and texture of the rock have different requirements with regard to the mining or loosening process, and, as a rule, the processes suitable for coal extraction appear afterwards unsuitable for use in quarries.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weitestgehend gefahrloses Zerkleinern der Gesteinsbrocken zu ermöglichen, damit das. Zerteilen und das Laden ohne gegenseitige Behinderung durchgeführt und diesbezüglich Arbeitsunterbrechungen und Absperrungen vermieden werden können.The invention is based on the object of a largely safe To enable crushing of the boulders, thus cutting up and loading carried out without mutual hindrance and related work interruptions and barriers can be avoided.

Die Erfindung kennzeichnet sich demgemäß durch die Verwendung einer bei der Kohlegewinnung unter Tage im Grundaufbau bekannten rohrförmigen Sprengvorrichtung, die von einet-armierten Blähmanschette umschlossen, kopfseitig mit einem Berstkörper versehen, jedoch nur an eine Leitung für Druckluft hoher Kompression angeschlossen ist, zum Zerspalten von großen Gesteinsbrocken, insbesondere aus Kalkstein, die in Steinbrüchen nach dem Hereinschießen großer Lagen anfallen.The invention is accordingly characterized by the use of a tubular explosive device known in the basic structure of underground coal extraction, which is enclosed by an armored inflatable cuff, with a bursting body at the head provided, but only connected to a high-compression compressed air line is used to split large boulders, especially limestone, which occur in quarries after large layers have been shot in.

Der wesentliche Schritt der Erfindung liegt in der Erkenntnis, daß Fortschritte -durch eine Arbeitsteilung. bei A.nwgndung verschiedenartiger Sprengmethoden erreichbar sind. Man kann daher abweichend von der naheliegenden Methode das Schießen mit Explosivsprengladungen auf die seltenen Großsprengungen beschränken. In der Folgezeit wird die ungefährliche, d. h. harmlose Zerteilungsmethode angewendet.The essential step of the invention lies in the recognition that Progress - through a division of labor. when using different types of blasting methods are attainable. You can therefore deviate from the obvious method shooting with explosive charges to the rare large explosions. In the The following time is the non-dangerous, i. H. harmless fragmentation method used.

In enger Beziehung mit der vorerwähnten Arbeitsteilung betrifft die Erfindung eine vom Bekannten abweichende Methode der ungefährlichen Zerkleinerung durch Anwendung des Kaltsprengens. Jetzt wird ausschließlich unter Verwendung der Preßluft in Kombination mit einer Blähmanschette und einem Berstkörperverschluß eine zweistufige Zerkleinerung des Gesteins praktiziert. Eigenartig und in starkem Maße vom Bekannten. abweichend ist demnach, daß ein erster Schritt, nämlich die Arbeitsteilung - Großsprengung mit Explosivmitteln und Kleinsprengung der Gesteinsbrocken durch Kaitsprengen -, vorgesehen wird und daß der zweite Schritt wieder eine Stufenarbeit darstellt, nämlich die Erzielung einer durch den Preßluftdruck in der Blähmanschette bewirkten hohen Vorspannung, die gesteigert wird, bis sie durch Brechen des Berstkörperverschlusses durch einen entsprechend heftigen Sprengimpuls überlagert wird. Dieses Hineinschießen des Sprengimpulses in den unter Vorspannung stehenden Gesteinsbrocken führt dazu, daß eine gefahrlose Zerteilung eintritt.In close relation to the aforementioned division of labor, the concerns Invention of a method of harmless shredding that differs from the familiar by using cold blasting. Now it is exclusively using the Compressed air in combination with an inflatable cuff and a bursting body seal a two-stage crushing of the rock is practiced. Strange and strong Measures from the known. The difference is therefore that a first step, namely the Division of labor - large blasting with explosives and small blasting of the rocks by Kaitsprengen -, and that the second step is again a step work represents, namely the achievement of a through the compressed air pressure in the inflatable cuff caused high preload, which is increased until it breaks through the bursting body seal is superimposed by a correspondingly violent explosive pulse. This shooting into it of the blasting impulse in the pretensioned rock leads to that a safe division occurs.

Die bei diesem Zerteilen nach dem Bruch des Berstkörperverschlusses frei werdende Luftmenge hat keine Schleuderkraft, so daß - wie erprobt - der Aufenthalt in der Nähe der durchgeführten Sprengung ungefährlich ist. Sprengungen dieser Art können daher ohne die früher notwendigen Zwangspausen fortwährend vorbereitet und durchgeführt werden, so daß mit diesem besonderen, mehrstufigen Zerkleinern des Gesteins im Steinbruch erhebliche wirtschaftliche Vorteile erzielt werden.The one in this splitting up after the bursting of the bursting body seal The amount of air released has no centrifugal force, so that - as has been tested - the stay is not dangerous in the vicinity of the blast being carried out. Explosions of this kind can therefore continually prepare and learn without the compulsory breaks that were previously necessary be carried out so that with this special, multi-stage crushing of the Rock in the quarry significant economic benefits can be achieved.

Die gemäß der Erfindung zur Verwendung kommende- Vorrichtung -kennzeichnet sich dadurch, daß der Blähschlauch an seinem Kopfende mit dem Berstkörper ausgerüstet ist. Diese Sonde ist einfach und anpassungsfähig.The device used according to the invention characterizes in that the inflation hose is equipped with the bursting body at its head end is. This probe is simple and adaptable.

In der Zeichnung ist die Vorrichtung zum Abspalten in ihrer Anwendung und Ausbildung beispielsweise veranschaulicht: F i g.1 zeigt - einen Teil eines Steinbruches mit einem ausgebrochenen großen..- Gesteinsstück einschließlich Sprengsonde; F i g. 2 veranschaulicht eine Ausführungsform der Sprengsonde.In the drawing, the splitting device is in use and training example illustrates: FIG. 1 shows - part of a Quarry with a large ..- piece of rock that had broken out, including an explosive probe; F i g. 2 illustrates one embodiment of the explosive probe.

Im Steinbruch fallen beim Absprengen von Lagen der Felswand Steinbrocken 1 erheblicher Größe an, die einer weiteren Aufteilung bedürfen. Hierzu werden zunächst mit einer transportablen Bohrmaschine (tragbar oder fahrbar) in den Steinbrocken Bohrlöcher 2 hergestellt, und zwar entweder von oben oder von der Seite her, gegebenenfalls auch geneigt. Die Bohrlöcher werden jeweils so angesetzt, daß die beste Spaltwirkung erwartet werden kann. Der Durchmesser beträgt zwischen 2 bis 6 cm, insbesondere 4 cm.In the quarry, stones fall when layers of the rock face are blasted off 1 of considerable size that require further division. To do this, first with a portable drill (portable or mobile) in the stone chunks Drilled holes 2 made, either from above or from the side, if necessary also inclined. The drill holes are set so that the best splitting effect can be expected. The diameter is between 2 to 6 cm, especially 4 cm.

Die in F i g. 2 veranschaulichte Sprengsonde besteht aus einem armierten Dehn- bzw. Blähschlauch 3 mit endseitig in einem Kopfstück 4 untergebrachtem Berstkörperverschluß 5, 6. Der Berstkörperverschluß besteht aus dem Kolben 5 und dem Scherstift 6. An Stelle des Kolbens und des Scherstiftes kann auch eine Berstscheibe treten. Das hintere Ende des Blähschlauches ist über eine Schraube oder Klemmverbindung 7 an eine von einem Kompressor 8 kommende Leitung 9 angeschlossen. In dem Leitungsweg können in an sich bekannter Weise Ventile angeordnet sein.The in F i g. 2 illustrated explosive probe consists of an armored Expansion or inflation hose 3 with a bursting body closure housed at the end in a head piece 4 5, 6. The bursting body closure consists of the piston 5 and the shear pin 6. An A rupture disk can also act in place of the piston and the shear pin. That The rear end of the inflation hose is connected via a screw or clamp connection 7 a line 9 coming from a compressor 8 is connected. In the conduit valves can be arranged in a manner known per se.

Nach dem Einsetzen der Sprengsonde in das Bohrloch wird vom Kompressor her der Blähschlauch mit Preßluft beaufschlagt. Dieser Schlauch klemmt sich durch das Aufblähen im Bohrloch fest. Bei Erreichung eines bereits sehr hohen Druckes von beispielsweise ungefähr 400 atü (die Druckhöhe kann allerdings auch in hiervon stark abweichenden Grenzen gehalten sein) schert der Stift 6 ab oder es bricht eine entsprechende Berstscheibe. Es schießt nunmehr eine Luftwelle als Sprengimpuls mit entsprechend hohem Druck in das Bohrloch des bereits unter Vorspannung stehenden Gesteinsbrockens und erzeugt dadurch schlagartig eine Kraft, die die Vorspannung überlagert und zum Aufspalten des Gesteinsbrockens führt. Der Blähschlauch nimmt mit zeitlicher Verzögerung seinen Entspannungszustand ein. Zur Neuverwendung der Sprengsonde ist das Einsetzen eines neuen Scherstiftes oder einer Berstscheibe erforderlich. Dem Kompressor kann ein Gerät zur Druckübersetzung auf einen höheren Luftdruck nachgeschaltet sein.After inserting the explosive probe into the borehole, the compressor is released the inflation hose is pressurized with compressed air. This hose gets stuck the puffing up in the borehole. When a very high pressure is reached of, for example, approximately 400 atmospheres (the pressure height can, however, also be strongly deviating limits) the pin 6 shears off or it breaks one corresponding bursting disc. It now shoots an air wave as an explosive pulse correspondingly high pressure in the borehole of the already under tension Rock and thus suddenly creates a force that increases the preload superimposed and leads to the splitting of the rock. The inflatable tube takes enters its state of relaxation with a time lag. To reuse the A new shear pin or a rupture disk is required for the explosive probe. A device for increasing the pressure to a higher air pressure can be connected downstream of the compressor be.

Claims

Claims: 1. Using one in coal production under Days in the basic structure known tubular explosive device, which is armored by a Inflatable cuff enclosed, provided with a bursting body on the head side, but only is connected to a line for compressed air of high compression, for splitting of large boulders, especially limestone, that are found in quarries when shooting in large layers.

2. Device for use after Claim 1, characterized in that the armored inflatable hose is at its head end is equipped with the bursting body.