RU2066758C1

RU2066758C1 - Device for breaking rocks

Info

Publication number: RU2066758C1
Authority: RU
Inventors: В.Д. Ларионов; А.К. Мухамеджанов; В.Н. Таранников
Original assignee: Всероссийский проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии
Priority date: 1990-01-05
Filing date: 1990-01-05
Publication date: 1996-09-20

Abstract

FIELD: mining, breaking rough block of stone. SUBSTANCE: perforated working member 3 is put into blast hole. Water is filled through opening 10 in accumulating chamber 2. Water in the blast hole is frozen using refrigerating agent circulating through passage 9. Ice pressure breaks the rock. Gasket 8 prevents ice flowing between working member 3 and blast hole wall. Compensator 5 filled with elastic compressible material 7 eliminates displacing effect of ice pressure being frozen below the device. EFFECT: high efficiency. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике раскалывания монолитов в строительном и горном деле. The invention relates to techniques for splitting monoliths in construction and mining.

Известно устройство для разрушения горных пород, включающее корпус с пустотелой аккумулирующей камерой и установленный соосно корпусу пустотелый перфорированный рабочий орган, заполненные рабочим компонентом в виде жидкости (а.с. СССР N 691564 кл. Е 21 С 37/02). A device for the destruction of rocks, comprising a housing with a hollow storage chamber and installed coaxially with the housing, a hollow perforated working body filled with a working component in the form of a liquid (AS USSR N 691564 class E 21 C 37/02).

Недостатком этого устройства является невысокая эффективность разрушения породы, поскольку рабочее тело оказывает воздействие на непосредственно на стенку шпура, а через дополнительные элементы, не всегда обеспечивающие полный контакт с объектом воздействия. The disadvantage of this device is the low efficiency of rock destruction, since the working fluid acts directly on the borehole wall, and through additional elements that do not always provide full contact with the target.

Известно устройство для разрушения горных пород, включающее бурение шпура, заполнение их жидкостью с последующим поэтапным замораживанием ее (а.с. СССР N 977773, кл. Е 21 С 37/06). A device for the destruction of rocks, including drilling a hole, filling them with liquid, followed by stage-by-stage freezing it (as USSR N 977773, class E 21 C 37/06).

Недостатком данного устройства является небольшой объем рабочего тела, заключенный в шпуре, а также трудности с удержанием расширяющегося объема в вертикальном направлении, в связи с чем нагрузки на боковые стенки значительно уменьшается. The disadvantage of this device is the small volume of the working fluid enclosed in the hole, as well as the difficulty in holding the expanding volume in the vertical direction, and therefore the load on the side walls is significantly reduced.

Целью предполагаемого изобретения является повышение эффективности разрушения породы. The aim of the proposed invention is to increase the efficiency of rock destruction.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для разрушения горных пород включающее корпус с пустотелой аккумулирующей камерой, установленный соосно корпусу и сообщенный с аккумулирующей камерой пустотелый перфорированный рабочий орган заполненные жидким рабочим компонентом, согласно изобретению устройство снабжено компенсатором выталкивающего усилия, выполненным в виде заполненного эластичным материалом стакана, прилегающего днищем к торцу рабочего органа, оппозитного аккумулирующей камере. This goal is achieved in that the device for rock destruction comprising a housing with a hollow storage chamber, mounted coaxially to the housing and communicated with the storage chamber, a hollow perforated working body filled with a liquid working component, according to the invention, the device is equipped with a buoyancy force compensator made in the form of a glass filled with elastic material adjacent to the bottom of the end of the working body, the opposite storage chamber.

Кроме того, в стенках стакана выполнены сквозные радиальные отверстия. In addition, through the walls of the glass is made through radial holes.

На фиг. 1 предлагаемое устройство, выполнение корпуса с перфорацией;
на фиг. 2 вид сбоку фиг. 1;
на фиг. 3 сечение В-В фиг. 1.In FIG. 1 proposed device, the execution of the housing with perforation;
in FIG. 2 is a side view of FIG. 1;
in FIG. 3, section BB of FIG. one.

Устройство включает корпус 1 с пустотелой аккумулирующей камерой 2 и установленным соосно корпусу пустотелым рабочим органом 3 с перфорацией 4. На корпусе оппозитно аккумулирующей камере закреплен компенсатор выталкивающих усилий 5, выполненный в виде стакана с перфорированными 6 стенками, заполненного эластичным материалом 7. В верхней части рабочего органа прикреплен сальник 8 в виде юбки из эластичного, но прочного материала, например, из армированной резины. В корпусе устройства выполнен канал 9 для циркуляции хладоагента. В верхней части корпуса имеется отверстие 10 с заглушкой 11. Перфорация 4 рабочего органа 3 выполнена перпендикулярной к плоскости 12, причем ось 13 устройства проходит в этой плоскости. На фиг. 3 плоскость 12 показана в проекции в виде линии Д-Д, что обеспечивает направленное действие распирающих усилий. The device includes a housing 1 with a hollow storage chamber 2 and a hollow working body 3 coaxially mounted coaxially with the housing. Perforation 4. A compensator of buoyant forces 5 is fixed on the housing of the opposite storage chamber and is made in the form of a glass with perforated 6 walls filled with elastic material 7. In the upper part of the working body attached seal 8 in the form of a skirt made of elastic but durable material, for example, reinforced rubber. A channel 9 is made in the device body for circulation of the refrigerant. In the upper part of the housing there is a hole 10 with a plug 11. Perforation 4 of the working body 3 is made perpendicular to the plane 12, and the axis 13 of the device passes in this plane. In FIG. 3, plane 12 is shown in projection in the form of a DD line, which provides directional action of bursting forces.

Устройство работает следующим образом. В шпуре 14 устанавливают устройство, герметизируют устье и через отверстие 10 заливают жидкость. После заливки отверстие закрывают заглушкой 11. The device operates as follows. A device is installed in the hole 14, the mouth is sealed and liquid is poured through the hole 10. After pouring, the hole is closed with a plug 11.

Если температура окружающей среды ниже температуры замерзания рабочей жидкости, то последнее происходит естественным путем без дополнительных затрат энергии. Если температура окружающей среды выше температуры замерзания, то последнее производят принудительно путем циркуляции хладоагента по каналу 9. При замерзании весь объем рабочей жидкости находящийся в аккумулирующей камере 2 стремясь расшириться оказывает давление на стенку. If the ambient temperature is lower than the freezing temperature of the working fluid, the latter occurs naturally without additional energy costs. If the ambient temperature is higher than the freezing temperature, the latter is forcibly made by circulating the refrigerant through channel 9. When freezing, the entire volume of the working fluid located in the accumulating chamber 2, trying to expand, exerts pressure on the wall.

Существенное расширение рабочей среды, т.е. перемещение ледяного поршня может происходить главным образом на контакте лед-порода в районе перфорации в силу того, что жесткость стенок из толстостенного металла корпуса несравненно выше, чем у пород средней крепости или у бетона. В связи с этим обстоятельством давление льда из камеры 2 передается в шпур 14, что приводит к дополнительным нагрузкам на его стенки. Одновременно лед оказывает давление на юбку сальника 8 прижимая ее к стенкам и тем самым препятствует течению льда между рабочим органом 2 и стенкой шпура 14. Significant expansion of the working environment, i.e. the movement of the ice piston can occur mainly at the ice-rock contact in the area of perforation due to the fact that the rigidity of the walls of thick-walled metal of the body is incomparably higher than that of medium-strength rocks or concrete. In connection with this circumstance, the ice pressure from the chamber 2 is transmitted to the hole 14, which leads to additional loads on its walls. At the same time, ice exerts pressure on the skirt of the stuffing box 8, pressing it against the walls and thereby prevents the flow of ice between the working body 2 and the wall of the hole 14.

Часть воды, замерзающей между стенкой компенсатора выталкивающих усилий 5 и стенкой шпура 14, а также в перфорации якоря 6 закрепляет корпус устройства в шпуре. Расширение льда при замерзании воды ниже якоря компенсируется эластичным сжимаемым материалом 7 размещенным внутри компенсатора 5, что предотвращает выдавливание корпуса из шпура. Снижение сцепления и трения между корпусом и рабочим телом может быть достигнуто футеровкой внутренней части аккумулирующей камеры корпуса 1 или частичным нагревом корпуса до образования на его внутренней поверхности пленки воды. Part of the water freezing between the wall of the compensator buoyancy forces 5 and the wall of the hole 14, as well as in the perforation of the armature 6 secures the housing of the device in the hole. The expansion of ice during freezing of water below the anchor is compensated by an elastic compressible material 7 located inside the compensator 5, which prevents the body from being squeezed out of the hole. The reduction of adhesion and friction between the housing and the working fluid can be achieved by lining the inside of the storage chamber of the housing 1 or by partially heating the housing until a water film forms on its inner surface.

Claims

1. A device for the destruction of rocks, comprising a housing with a hollow storage chamber mounted coaxially to the housing and in communication with the storage chamber, a hollow perforated working body filled with a liquid working component, characterized in that, in order to increase the efficiency of rock destruction, the device is equipped with a buoyancy force compensator made in the form of a glass filled with elastic material, adjacent to the bottom of the end of the working body, the opposite storage chamber.

2. The device according to claim 1, characterized in that through the radial holes are made in the walls of the glass.