Pierwszenstwo: Opublikowano: 30. X. 1969 58484 KI.MKP C 00 e pm Twórca wynalazku: mgr inz. Józef Nickel Wlasciciel patentu: Glówny Instytut Górnictwa, Katowice (Polska) Urzadzenie do wypelniania otworów wiertniczych materialami sypkimi Przedmiotem wynalazku jest cisnieniowe urza¬ dzenie powietrzne do wypelniania otworów wier¬ tniczych i otworów strzalowych materialami syp¬ kimi, a szczególnie materialami wybuchowymi, w tym równiez o konsystencji plastycznej lub pólplynnej.W swiatowej technice górniczej znane sa urza¬ dzenia do wypelniania otworów wiertniczych ma¬ terialami sypkimi. Znane sa równiez w innych dziedzinach techniki urzadzenia do podawania przewodami zarówno cial sypkich, jak tez cial pólplynnych oraz plastycznych o konsystencji ciastowatej. Dzialanie ich polega na wypycha¬ niu zawartosci komory roboczej poduszka po¬ wietrzna, która tworzy podawane tam sprezone powietrze. Spelnia ono takze czesciowo role no¬ snika w przypadku cial sypkich, natomiast w wypadkach innej konsystencji cial powietrze jako nosnik podawane jest dodatkowa dysza przy wejsciu do przewodu tloczacego, co inten¬ syfikuje przeplywy transportowanych cial. 10 20 Dotychczas znane i stosowane urzadzenia nie zapewniaja dokladnego i jednorodnie zageszczo¬ nego wypelniania otworów wiertniczych lub 25 otworów strzalowych podawanymi materialami sypkimi, szczególnie otworów o róznych katach pochylenia od pionu i skierowanych tak ku do¬ lowi jak tez ku górze. Przyczyna takiego, prze¬ biegu procesu wypelniania jest zmienne cisnie- 30 nie powietrza zasilajacego, które pobierane jest wprost z rurociagu przesylowego.Urzadzenia te nie pozwalaja takze scisle daw¬ kowac podawanych cial ze wzgledu na reczna regulacje przeplywu przy wyjsciu z komory, co pociaga za soba dodatkowo koniecznosc dwu¬ osobowej obslugi, jednoczesnie nie - gwarantuja one ciaglosci dzialania, co szczególnie jaskrawo wystepuje w wypadkach cial o niejednorodnej granulacji, duzej przyczepnosci i wilgotnosci, po¬ niewaz zjawisko adhezji powoduje zawieszanie sie i przyleganie drobin do scian oraz groma¬ dzenie sie ich w wieksze skupiska, co w kon¬ sekwencji prowadzi do zatykania przeplywu i nie pozwala na samoczynne opróznianie roboczych komór zasypowych. Poza tym same komory maja pokrywy uszczelniajace otwory zasypowe doci¬ skane zamkami srubowymi.Dlatego tez eksploatacja tych urzadzen jest uciazliwa, a obslugiwanie ich szczególnie przy podawaniu materialów sypkich jest klopotliwe i skomplikowane. Stad mimo stalego nadzoru nie da sie uniknac czestych postojów na prze¬ tykanie komór oraz znacznych strat czasu na ladowanie i przygotowanie do pracy. Cechy te dyskwalifikuja takie urzadzenia pod wzgledem mozliwosci stosowania w górnictwie weglowym, czy tez rud lub mineralów oraz w kamieniolo¬ mach do ladowania czyli wypelniania dlugich otworów strzalowych, które coraz czesciej sa 5848458484 3 4 stosowane * przy strzelaniu metoda równolegla i uzyciu niekonwencjonalnych materialów wy¬ buchowych.Celem wynalazku jest usuniecie niedoskona¬ losci cechujacych dotychczas stosowane urzadze¬ nia. Urzadcenie wedlug wynalazku daje mozli¬ wosci zdalnego sterowania procesem pracy, sci¬ slego dawkowania podawanych . cial sypkich i plastycznych, skrócenia czasu ladowania ko¬ mory, a takze obslugiwania jednoosobowo. Poza tym budowa jego zapewnia ciaglosc pracy, pew¬ nosc dzialania, jednorodnosc strumienia poda¬ wanych materialów, szczelnosc komory nieza¬ lezna od starannosci obslugi. Wszystko to ula¬ twia eksploatacje i podnosi jej efektywnosc.Zadania te osiagniete zostaly w urzadzeniu we¬ dlug wynalazku do wypelniania otworów wiert¬ niczych i strzalowych materialami sypkimi oraz plastycznymi dzieki zupelnie nowym rozwiaza¬ niom konstrukcyjnym. Twarzy je naczynie w ksztalcie leja stozkowego o kacie rozwarcia od 35° do 45°, zakonczone u góry kopula z ot¬ worem zasypowym, który zamyka od wewnatrz pokrywa samouszczelniajaca.U dolu naczynie ma zsypowy otwór zamkniety przymocowanym do wylotu zaworem kulowym, który jest 'uruchomiony zdalnie sterowanym po¬ wietrznym serwo-mechanizmem oraz jest wy¬ posazony w dysze dodatkowego powietrza do przedmuchiwania przewodu. Wnetrze naczynia stanowi komore robocza, na scianach której za¬ mocowany jest uklad zdmuchiwaczy zlozony z pierscienia obwodowego pod kopula oraz kilku promieniowych ramion róznej dlugosci scho¬ dzacych w dól wzdluz tworzacych plaszcza.Zdmuchiwacze maja po dwa rzedy wylotowych szczelin skierowanych na sciany naczynia po obydwu stronach linii przylegania, szczelinami tymi wyplywa powietrze sprezone podawane do komory odrywajac drobiny od scian, mieszajac z nimi i przez to zruszajac caly zasyp spulchnia go, co ulatwia jego przesuwanie sie w rurociagu czy przewodzie.Powietrze zasilajace komore przez zdmuchi- wacze przechodzi przez nastawczy reduktor i ma stale cisnienie najkorzystniejsze dla istniejacych warunków pracy i stosowanych materialów.Obieg redukujaco-zasilajacy jest wyposazony w zawór trójczynnosciowy, którym mozna po¬ laczyc komore z otoczeniem i odciazyc pokrywe przed otwarciem. Dysza powietrza dodatkowego pozwala na oczyszczanie -przewodu przesylowego, ewentualne intensyfikowanie przeplywu oraz po¬ zwala na oczyszczanie przez przedmuchiwanie otworów strzalowych ze zwiercin przed ich na¬ pelnieniem.Tak zbudowane i dzialajace urzadzenie moze znalezc wszechstronne zastosowanie przy wypel¬ nianiu otworów strzalowych i wiertniczych syp¬ kimi lub plastycznyimi materialami wybucho¬ wymi, a szczególnie wytwarzanymi na miejscu uzycia przez mieszanie skladników. Mozna je wykorzystywac takze do podawania innych ma¬ terialów i cial, a takze do takich czynnosci, jak na przyklad opylanie wyrobisk górniczych pyla¬ mi kamiennymi lub opryskiwanie ich miesza¬ ninami plynnymi albo pastami hydroskopijnymi, przy tym we wszystkich przypadkach otrzymuje sie na wylocie dobrze wymieszane, jednorodne 5 i stale strumienie podawanych cial i mieszanin.Urzadzenie wedlug wynalazku jest przedsta¬ wione w przykladowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ogólny widok urza¬ dzenia z boku z czesciowym przekrojem komory roboczej, a fig. 2 — widok jego z góry.Urzadzenie do wypelniania otworów wiertni¬ czych materialami sypkimi sklada sie w ogól¬ nosci z cisnieniowego zbiornika, którego wnetrze stanowi komora robocza hermetycznie zamknie¬ ta, z powietrznego ukladu zasilajacego i stero¬ wania oraz z wyposazenia, które osadzone sa na wspólnym trójnogu 20 zaopatrzonym w chwyty reczne do przenoszenia.Zbiornik urzadzenia tworza boczny plaszcz 1 w ksztalcie stozkowego leja o kacie rozwarcia od 35° do 45° i przytwierdzona do niego ko¬ pula 3, w której znajduje sie owalny otwór za¬ sypowy okolony kolpakiem 4 spelniajacym jed¬ noczesnie role leja. Otwór zasypowy zamyk"any jest od wewnatrz pokrywa 5, zaopatrzona na gó¬ rze w obrotowy, ryglujacy chwyt 24 polaczony z nia sprezynowym zamkiem 25, który dociska pokrywe 5 jej kolnierzem doszczelniajacym za¬ opatrzonym w podatna uszczelke 6 do powierzch¬ ni przylgowej kopuly 3.Wzrost cisnienia w komorze roboczej zbior¬ nika zwieksza docisk pokrywy 5 uszczelka 6 do powierzchni kopuly 3 i czyni pokrywe samo- doszczelniajaca. U dolu naczynie ma otwór zsy¬ powy, na wylocie którego jest zamocowany na laczniku 8, polaczonym z plaszczem 1, kulowy zawór 7 zamykajacy komore i przeplyw do przesylowego przewodu 18 zwiazanego z zawo¬ rem 7 szybkozlaczem 19. Dla podawania mate¬ rialów wybuchowych stosuje sie astatyczny przewód 18.Uklad zasilajacy urzadzenie sprezonym powie¬ trzem sklada sie z kolektora 10, wyposazonego w kontrolny manometr 12a i odcinajacy zawór 22, polaczony przewodem 21 z siecia kopalniana oraz z obiegu redukujacego do zasilania komory roboczej, obiegu sterujacego do uruchamiania zaworu 7 i obiegu powietrza dodatkowego do przedmuchu przewodu 18. Obieg redukujacy ma polaczony z kolektorem 10 nastawny reduktor 11, zaopatrzony w kontrolny manometr 12b i za¬ wór bezpieczenstwa 13, a reduktor 11 przez prze¬ wód 23 jest polaczony z trójczynnosciowym za¬ worem 16a, zamykajacym doplyw do ukladu zdmuchiwaczy 2 przymocowanych wewnatrz na¬ czynia do plaszcza 1.Uklad zdmuchiwaczy 2 stanowi pierscien ob¬ wodowy w najszerszej czesci leja pod kopula 3 oraz kilka promieniowych ramion róznej dlu¬ gosci biegnacych w dól wzdluz tworzacych plasz¬ cza 1. Wszystkie czlony ukladu maja po dwa rzedy wylotowych szczelin 28, po jednym z kaz¬ dej strony umocowania, skierowanych w strone plaszcza 1. Zawór 16a ma trzy polozenia, w któ¬ rych albo zamyka przeplyw do ukladu zdmuchi- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 58484 6 waczy 2 albo otwiera przeplyw miedzy redu¬ ktorem 11 i komora robocza przez zdmuchiwa- cze 2 lub tez laczy komore z otoczeniem.Obieg sterujacy powietrza sprezonego ma su¬ wakowy rozdzielacz 14 polaczony z kolektorem 10 poprzez olejowy nawilzacz 26, który tworzy mgle olejowa smarujaca powierzchnie mecha¬ nizmów, dalej rozdzielacz 14 wyposazony w prze¬ wód zdalnego sterowania z przyciskiem 17 jest polaczony z powietrznym przesuwnikiem 15, którego dzialanie steruje. Przesuwnik 15 przy¬ mocowany przegubem przy cylindrze do trój¬ nogu 20 ma tloczysko polaczone przegubem 9 z ramieniem obrotowym kulowego zaworu 7, który otwiera i zamyka. Obieg powietrza dodat¬ kowego ma odcinajacy zawór 16b polaczony z kolektorem 10, dalej wspomagajaca dysze 27 umieszczona w zaworze 7 po stropie wylotu oraz przewód laczacy zawór 16b z dysza 27.Urzadzenie wedlug wynalazku dziala w spo¬ sób nastepujacy. Laczac zaworem 16a komore robocza -z otoczeniem wyrównuje sie cisnienie w naczyniu do wartosci atmosferycznego, wtedy obracajac ryglujacy chwyt 24 zwalnia sie do¬ cisk pokrywy 5 do powierzchni kopuly 3 i opusz¬ cza pokrywe 5 do wewnatrz naczynia, a na¬ stepnie po obróceniu i przechyleniu o kat 90° wyjmuje sie ja na zewnatrz. Nastepnie po zam¬ knieciu zaworu 16a sypie sie do komory robo¬ czej przez otwór zasypowy okolony kolpakiem 4 material podawany, na przyklad material wy¬ buchowy.Po napelnieniu komory wklada sie do we¬ wnatrz pokrywe 5 i po ulozeniu jej w otworze zasypowym obraca sie chwyt 24 ryglujac ja w ten sposób, ze zamek sprezynowy 25 dociska po¬ krywe 5 kolnierzem z uszczelka 6 do powierzch¬ ni uszczelniajacej kopuly 3 i zamyka hermetycz¬ nie naczynie od góry. Wylot naczynia je§t stale zamkniety kulowym zaworem 7, wobec czego po otwarciu zaworu 16a przeplywu powietrza z re¬ duktora 11 do ukladu zdmuchiwaczy 2 urzadzenie jest przygotowane do pracy.Manometry 12a i 12b po otwarciu zaworu 22 pozwalaja na sprawdzenie cisnienia powietrza sieci kopalnianej i obiegu redukujacego, przy czym wielkosc cisnienia obiegu redukujacego nastawia sie reduktorem 11.Przed przystapieniem do wypelniania otwo¬ rów strzalowych materialem wybuchowym sprawdza sie droznosc podajacego przewodu 18 przez otwarcie zaworu 16b i przedmuchanie po¬ wietrzem dodatkowym z dyszy 27. Jednoczesnie powietrze to wykorzystuje sie do oczyszczania wnetrza otworów strzalowych ze zwiercin przez wlozenie koncówki przewodu 18 do otworu i wy¬ dmuchanie, po czym zamyka sie zawór 16b.Urzadzenie tak przygotowane obsluguje opera¬ tor, który wklada koncówke przewodu 18 do napelnianego materialem wybuchowym otworu strzalowego, a nastepnie przyciskiem 17 na prze¬ wodzie zdalnego sterowania uruchamia suwak rozdzielacza 14, kierujacy powietrze sprezone do przesuwnika 15 na strone uprzednio odciazona, co powoduje ruch tloka i tloczyska a przez prze¬ gub 9 obrót ramienia kulowego zaworu 7 i ot¬ warcie przeplywu z wylotu komory roboczej do przewodu 18.Otwarcie , wylotu komory roboczej powoduje ruch mieszaniny materialu wybuchowego z po¬ wietrzem, która powstaje w ten sposób, ze po¬ wietrze zasilajace, doplywajace z obiegu redu¬ kujacego do ukladu zdmuchiwaczy 2, wyplywa szczelinami 28 na sciany plaszcza 1 oplywajac je i powodujac odrywanie zasypu od scian, zru¬ szanie jego oraz spulchnianie, a wreszcie mie¬ szanie sie z nim i wspólny wyplyw przez za¬ wór 7 do przewodu 18.Przerwanie wyplywu i wypelniania otworu strzelniczego nastepuje po zwolnieniu przycisku 17, co powoduje zdalne przesuniecie suwaka roz¬ dzielacza 14 do pozycji wyjsciowej i skierowa¬ nie powietrza sprezonego do strony przeciwnej przesuwnika 15 oraz powrót dzwigni obrotowej zaworu 7 do pozycji zamknietej. Suwak roz¬ dzielacza 14 ma taka budowe, ze otwierajac do¬ plyw powietrza sprezonego na jedna strone tloka przesuwnika 15, druga strone przesuwnika 15 laczy na wydmuch. PL