FI64438C - Foerfarande foer spjaelkning av sten - Google Patents

Description

64438 /

Menetelmä kiven lohkomista varten Tämän keksinnön kohteena on menetelmä kiven lohkomi-5 seksi, jonka menetelmän mukaisesti kiveen porataan reikä, reikään asetetaan lohkomissauva, joka on varustettu säteet-täisesti laajennettavissa olevalla kimmoisalla puristuskap-paleella, ja puristuskappaletta laajennetaan voimakäyttöi-sesti kiven murtolujuuden ylittävän puristusvoiman kohdis-10 tamiseksi reiän seinämään.

Tässä yhteydessä tarkoitetaan sanalla "kivi" lähinnä itse kiviainetta tai muuta sen kaltaista materiaalia ja keksinnön mukainen menetelmä onkin tarkoitettu peittämään ei ainoastaan irtokivien ja louhittujen kivenlohkareiden lohko-15 mistä vaan myös kallion louhimista.

Räjäyttämällä suoritettavaan lohkomiseen ja louhimiseen liittyvien epäkohtien välttämiseksi on kehitetty eräitä menetelmiä ja työkaluja, jotka perustuvat kiven rikkomiseen mekaanisin keinoin paineväliainetta hyväksikäyttäen.

20 Saksalaisesta kuulutusjulkaisusta 1 294 305 on aikai semmin tunnettu paineilmalla toimiva lohkomislaite, jossa kiveen porattuun reikään työnnettävänä lohkomissauvana on joustava letku, joka on toisesta päästään liitetty paine-ilmasäiliöön ja toisesta päästään on varustettu venttiilil-25 lä, joka on varmistussokalla viritetty sulkuasentoon. Paineen noustessa joustavassa letkussa laajenee se säteettäi-sesti ulospäin, niin että letku painautuu porausreiän seinää vasten ja samalla tiivistää reiän ja kohdistaa kiveen esipuristuspaineen. Kun paine on noussut riittävän korkeal-30 le, murtuu venttiilin varmistussokka, jolloin venttiilin sä-teettäisesti suunnatuista rei'istä syöksyy porausreikään il-masuihkuja, joiden aikaansaama paineimpulssi yhdessä esipuristuspaineen kanssa rikkoo kiven.

Tällaisen lohkomismenetelmän epäkohtana on kuitenkin 35 se, että kehitetty äkillinen paineimpulssi aikaansaa räjähdykseen verrattavan lohkeamisen, jolloin herkästi sinkoutuu kiven osasia ympäristöön, eikä lohkeaminen aina tapahdu riittävän hallitusti.

2 64438

Ruotsalaisesta kuulutusjulkaisusta 401 706 on tunnettu hydraulikäyttöinen mekaaninen kiila, jossa lohkomissau-vana on kaksi kiilamaista leukaa ja niiden välinen liikuteltava kiila. Hvdraulisylinteri työntää kiilaa leukojen 5 väliin, jolloin leukojen aiheuttama puristus rikkoo kiven.

Tällaisen lohkomismenetelmän epäkohtana on se, että porausreiän seinän ollessa epätasainen syntyy jäykkien leukojen ja reiän seinän välille pistemäisiä voimia, jotka pirstoavat kiven hallitsemattomasti.

10 DE-patenttijulkaisusta 850 284 on tunnettu tiiviste- rakenne nestemäisten aineiden ruiskuttamiseksi tarkoitettua laitetta varten. Tiivisterakenteeseen kuuluu kumiholkki, jota puristetaan kokoon aksiaalisesta, jolloin holkki laajenee säteen suunnassa. Kumiholkin tehtävänä on vain toimia 15 tiivistävänä muhvina.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä, joka poistaa edellä mainitut epäkohdat ja joka mahdollistaa lohkomisen tarkan hallitsemisen. Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tun-20 nusomaista se, että puristuskappaletta laajennetaan säteet-täisesti painamalla puristuskappaletta aksiaalisesti kokoon reiässä.

Keksinnön mukaisesti aikaansaadaan lohkomismenetelmä, jossa porausreikään aikaansaadaan sen mahdollisesta epäta-25 saisuudesta huolimatta tasaisesti jakautunut puristusvaiku-tus, koska kimmoisaa ainetta oleva puristuskappale pystyy mukautumaan porausreiän seinän epätasaisuuksien mukaan. Pu-ristusvaikutus on nostettavissa tasaisesti kiven murtumiseen asti, koska puristusvaikutus aikaansaadaan kimmoisan puris-30 tuskappaleen säteettäisen laajenemisen seurauksena, kun puristuskappaletta painetaan yhä enemmän aksiaalisesti kokoon reiässä. Täten ei tapahdu mitään äkillistä, ylisuurta voi-manpurkausta, joka voisi johtaa kivien osasten sinkoutumi-seen ympäristöön ja hallitsemattomaan lohkeamiseen.

35 Keksintöä selitetään tarkemmin seuraavassa viitaten oheiseen piirustukseen, jossa

V

] 3 64438 kuviot 1 ja 2 esittävät keksinnön mukaisen lohkomis-menetelmän toteuttamiseksi kehitettyä työkalua osittaisena aksiaalileikkauksena porausreikään asennettuna ennen lohkomista ja vastaavasti lohkomisen jälkeen. Kuvio 3 esittää 5 usean työkalun kytkemistä samaan painelähteeseen.

Kuvioissa 1 ja 2 esitetty lohkomistyökalu käsittää pääosiltaan lohkomissauvan 1 ja siihen kiinnitetyn hydrauli-sylinterin 2. Hydraulisylinterin tilalla voidaan käyttää jotakin muuta yleisesti tunnettua voimalaitetta.

10 Lohkomissauva 1 käsittää lieriömäisen tangon 3, jonka toisessa päässä on tankoa laajempi kanta 4 ja putki 5, jonka läpi tanko 3 ulottuu liukuvasti pienellä välyksellä sekä holkkimainen puristuskappale 6, joka sijaitsee kannan 4 ja putken 5 välissä ja jonka läpi tanko 3 ulottuu. Kanta 4 muo-15 dostaa rengasmaisen tukipinnan 4a, joka painautuu puristus-kappaleen toista päätypintaa vasten, ja putki 5 muodostaa tukipinnan 5a, joka painautuu kappaleen toista päätypintaa vasten. Kanta 4, putki 5 ja kappale 6 muodostavat lepotilassa lieriömäisen pinnan, jonka halkaisija on hiukan pienempi 20 kuin rikottavaan kiveen 7 poratun reiän 8 halkaisija.

Hydraulisylinteriin 2 kuuluu runko 9, joka on jäykästi kiinnitetty em. putkeen 5, ja mäntä 10, joka on jäykästi kiinnitetty tankoon 3. Sylinteritila 11 on yhdistetty putkella 12 tavanomaisen käyttöventtiilin 13 kautta painenesteläh-25 teeseen 14.

Puristuskappale 6 on valmistettu sellaisesta kimmoisasta aineesta, että kappale voi muuttaa muotoaan, mutta ei olennaisesti puristu tilavuudeltaan kokoon, kun se joutuu ulkopuolisten voimien kokoonpainamaksi. Sopivia aineita ovat 30 esim. erilaiset kumilaadut ja polyuretaani.

Lohkomistyökalua käytetään seuraavalla tavalla:

Työkalun sauva 1 työnnetään lohkottavaan kiveen porattuun reikään, niin että puristuskappale 6 tulee sijaitsemaan kokonaisuudessaan reiän sisällä. Tämän jälkeen kytketään hvd-35 raulinen paine sylinteritilaan 11, jolloin mäntä liikkuu ylöspäin rungon suhteen ja työntää tankoa 3 vastaavasti ylöspäin putken 5 suhteen. Tämän johdosta tulee puristuskap- 4 64438 pale painetuksi aksiaalisesti kokoon tukipintojen 4a ja 5a välissä, jolloin puristuskappale vastaavasti laajenee sä-teettäisesti ulospäin painautuen tiiviisti porausreiän seinää vasten koko vaippapinnallaan. Hydraulisylinterin vetäes-5 sä tankoa ylöspäin kasvaa säteettäisesti laajenevan puris-tuskappaleen vaikutuksesta kiveen kohdistuva puristuspaine.

Kun puristuspaine ylittää kiven murtolujuuden, kivi lohkeaa. Tämän jälkeen poistetaan paine sylinteritilasta, jolloin tanko liikkuu takaisin lähtöasentoonsa kimmoisan puristus-10 kappaleen työntämänä, niin että lohkomissauva on valmis työnnettäväksi seuraavaan porausreikään.

Huomataan, että lohkomistyökalu on rakenteeltaan ja toiminnaltaan hyvin yksinkertainen ja että kimmoisan puris-tuskappaleen ansiosta saadaan lohkomistyökalulla kiveen koh-15 distettu puristusvoima jakaantumaan tasaisesti porausreiän koko seinäpinnalle reiän mahdollisista epätasaisuuksista huolimatta, Kiven lohkomiseksi ei käytetä suurempaa voimaa kuin mitä kiven murtolujuus kulloinkin vaatii, joten mitään räjähdyksen tapaista rikkoutumista ei tapahdu, vaan louhinta voi-20 daan tarkasti hallita.

Kuvion 3 mukaisesti voidaan paineväliainetta käytettäessä kytkeä useita lohkomissauvoja samaan painelähteeseen esimerkiksi tietynmuotoisen lohkareen irrottamiseksi. Kutakin työkalua 1, 2 varten voidaan vielä asentaa virransäätövent-25 tiili 15. Ilman virransäätöventtiiliä kiven murtuessa työkalut laajenevat hieman enemmän sieltä, mistä murtuminen alkaa, aiheuttaen samalla pienen hetkellisen paineen alennuksen muissa työkaluissa. Tämän seurauksena lohkeaminen tapahtuu tavallaan pehmeästi. Virransäätöventtiilejä käytettäessä ei 30 paineen aleneminen vaikuta muihin työkaluihin, vaan niiden puristusvoima pysyy samana ja lohkeaminen tapahtuu voimakkaammin .

Piirustus ja siihen liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdil-35 taan voi keksinnön mukainen menetelmä ja työkalu sen soveltamiseksi vaihdella huomattavastikin patenttivaatimusten puitteissa.