RU2299323C1 - Device for forming directional cracks - Google Patents

Device for forming directional cracks Download PDF

Info

Publication number
RU2299323C1
RU2299323C1 RU2005140869/03A RU2005140869A RU2299323C1 RU 2299323 C1 RU2299323 C1 RU 2299323C1 RU 2005140869/03 A RU2005140869/03 A RU 2005140869/03A RU 2005140869 A RU2005140869 A RU 2005140869A RU 2299323 C1 RU2299323 C1 RU 2299323C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plunger
glass
ring
load
barrel
Prior art date
Application number
RU2005140869/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Георгиевич Кю (RU)
Николай Георгиевич Кю
Original Assignee
Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук
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 Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук filed Critical Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук
Priority to RU2005140869/03A priority Critical patent/RU2299323C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2299323C1 publication Critical patent/RU2299323C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry, possible use for creating cracks to extract valuable crystalline resources and natural stone, removing blockages and structures, splitting of lumps.
SUBSTANCE: device includes cylindrical body with axial aperture and plunger inserted into aforementioned aperture. Cylindrical body is made in form of a barrel, and plunger is mounted with possible longitudinal movement up to a stop against barrel bottom. Circular shelf is made on the end of plunger. A ring is pinned onto plunger, ring having internal diameter less than diameter of circular shelf, and is held on open end of barrel. Load is held on the end of plunger free of barrel, for example, metallic cylinder with handles. A spring is pinned onto plunger between load and ring.
EFFECT: increased efficiency of device operation due to increased impact load without additional equipment, expanded area of possible use due to possible creation of directional crack without well drilling.
3 cl, 2 dwg

Description

Техническое решение относится к горному делу и может быть использовано для образования трещин с целью добычи ценного кристаллического сырья и природного камня, разборки завалов и сооружений, дробления негабаритов.The technical solution relates to mining and can be used to form cracks in order to extract valuable crystalline raw materials and natural stone, disassemble debris and structures, crush oversized materials.

Известно устройство для образования направленных трещин в скважинах по патенту РФ № 2202040, Е21С 37/06, опубл. в БИ №10, 2003 г., включающее цилиндрический корпус в виде трубы из упругого материала, имеющей на внешней поверхности продольные клинья.A device for the formation of directed cracks in the wells according to the patent of the Russian Federation No. 2202040, Е21С 37/06, publ. in BI No. 10, 2003, including a cylindrical body in the form of a pipe made of an elastic material with longitudinal wedges on the outer surface.

Устройство не содержит механизма для создания ударной нагрузки и поэтому способно работать только совместно с дополнительным оборудованием. Оно может образовывать трещины лишь на стенках скважины. Эти ограничения обуславливают его сравнительно узкую область применения и низкую эффективность.The device does not contain a mechanism for creating shock loads and therefore is able to work only in conjunction with additional equipment. It can form cracks only on the walls of the well. These limitations determine its relatively narrow scope and low efficiency.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является устройство для образования направленных трещин в скважинах по патенту РФ № 2229595, кл. Е21С 37/02, 37/12, опубл. в БИ №15, 2004 г., включающее цилиндрический корпус и рабочие органы в виде клиньев на его наружной поверхности. В корпусе выполнено осевое отверстие, в которое вставлен плунжер, имеющий на свободном конце ступенчатое утолщение и кольцевой выступ, при этом корпус оканчивается клином, а на плунжер между кольцевым выступом и корпусом надета пружина.The closest in technical essence and combination of essential features is a device for the formation of directed cracks in wells according to the patent of the Russian Federation No. 2229595, class. Е21С 37/02, 37/12, publ. in BI No. 15, 2004, including a cylindrical body and working bodies in the form of wedges on its outer surface. An axial hole is made in the housing, into which a plunger is inserted, having a stepped thickening and an annular protrusion at the free end, while the housing ends with a wedge and a spring is put on the plunger between the annular protrusion and the housing.

Это устройство предназначено для образования трещин из скважины. Для его работы необходимо оборудование, обеспечивающее ударную нагрузку на плунжер. Поэтому оно имеет относительно узкую область применения и низкую эффективность работы.This device is designed to form cracks from the well. For its operation, equipment is needed that provides shock loading to the plunger. Therefore, it has a relatively narrow scope and low work efficiency.

Решаемая техническая задача заключается в повышении эффективности работы устройства за счет создания требуемой ударной нагрузки без дополнительного оборудования и расширении области применения за счет возможности образования направленной трещины и без бурения скважины.The technical problem to be solved is to increase the efficiency of the device by creating the required shock load without additional equipment and expanding the scope due to the possibility of the formation of a directed crack and without drilling the well.

Задача решается тем, что в устройстве для образования направленных трещин, включающем цилиндрический корпус с осевым отверстием и плунжер, вставленный в это отверстие, согласно предлагаемому техническому решению цилиндрический корпус выполнен в виде стакана, а плунжер установлен с возможностью продольного перемещения до упора в дно стакана. На конце плунжера выполнен кольцевой выступ, на плунжер надето кольцо с внутренним диаметром, меньшим, чем диаметр кольцевого выступа, и закреплено на открытом конце стакана. На свободном от стакана конце плунжера закреплен груз, например металлический цилиндр с рукоятками, и между грузом и кольцом на плунжер надета пружина.The problem is solved in that in the device for the formation of directional cracks, including a cylindrical body with an axial hole and a plunger inserted into this hole, according to the proposed technical solution, the cylindrical body is made in the form of a glass, and the plunger is installed with the possibility of longitudinal movement to the stop in the bottom of the glass. An annular protrusion is made at the end of the plunger, a ring is put on the plunger with an inner diameter smaller than the diameter of the annular protrusion, and is fixed on the open end of the glass. A load, such as a metal cylinder with handles, is secured to the end of the plunger free from the glass, and a spring is put on the plunger between the load and the ring.

Выполнение корпуса в виде стакана и установка плунжера с возможностью продольного перемещения до упора в дно стакана обеспечивают ударную нагрузку на разрушаемый объект при контакте разгоняемого плунжера с дном стакана. Кольцевой выступ на плунжере и надетое на плунжер кольцо с внутренним диаметром, меньшим, чем диаметр кольцевого выступа, которое закреплено на открытом конце стакана, исключают самопроизвольный распад устройства на составляющие его части. Закрепленный на свободном от стакана конце плунжера груз, например металлический цилиндр с рукоятками, без существенного возрастания габаритов устройства повышает кинетическую энергию ударного узла и, тем самым, увеличивает ударную нагрузку на разрушаемый объект. Пружина, надетая на плунжер между грузом и кольцом, облегчает подъем плунжера для его разгона и удерживает стакан на контакте с разрушаемым объектом. Разгон плунжера легко осуществляется вручную, что исключает необходимость применения дополнительного оборудования. Ударная нагрузка для образования трещины может передаваться не только через пластичное вещество в скважине (как в прототипе), но и непосредственно разрушаемому объекту при его контакте с устройством. Поэтому в ряде случаев (для разрушения блоков малых размеров или горной породы низкой прочности, например мерзлого грунта, льда) образование трещины можно осуществлять и без бурения скважины. Таким образом, за счет создания требуемой ударной нагрузки без дополнительного оборудования и возможности образования направленной трещины без бурения скважины повышается эффективность работы устройства и расширяется область его применения.The execution of the body in the form of a glass and the installation of the plunger with the possibility of longitudinal movement until it stops in the bottom of the glass provide an impact load on the destructible object upon contact of the accelerated plunger with the bottom of the glass. An annular protrusion on the plunger and a ring worn on the plunger with an inner diameter smaller than the diameter of the annular protrusion, which is mounted on the open end of the glass, exclude spontaneous disintegration of the device into its component parts. The load, for example, a metal cylinder with handles, fixed at the end of the plunger free from the glass, without significantly increasing the dimensions of the device, increases the kinetic energy of the shock assembly and, thereby, increases the shock load on the object being destroyed. A spring mounted on the plunger between the load and the ring facilitates the lifting of the plunger to disperse it and keeps the glass in contact with the object to be destroyed. Acceleration of the plunger is easily carried out manually, which eliminates the need for additional equipment. The shock load for the formation of cracks can be transmitted not only through a plastic substance in the well (as in the prototype), but also directly to the destroyed object upon its contact with the device. Therefore, in some cases (for the destruction of small blocks or rock of low strength, for example, frozen soil, ice), a crack can be formed without drilling a well. Thus, due to the creation of the required shock load without additional equipment and the possibility of the formation of a directed crack without drilling a well, the efficiency of the device increases and its field of application expands.

Целесообразно основание стакана выполнить в виде заостренного наконечника. Это снижает сопротивление внедрению устройства в разрушаемый объект либо в пластичное вещество в скважине, обеспечивает формирование трещин в заданных плоскостях.It is advisable to make the base of the glass in the form of a pointed tip. This reduces the resistance to the introduction of the device into a destructible object or into a plastic substance in a well, and provides the formation of cracks in predetermined planes.

Целесообразно при этом заостренный наконечник армировать твердосплавными вставками. Это обеспечивает возможность образования трещин и в крепких горных породах (например, в гранитах и их аналогах) без бурения скважин.It is advisable to reinforce the pointed tip with carbide inserts. This provides the possibility of cracking in strong rocks (for example, granites and their analogues) without drilling wells.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения и чертежами.The essence of the technical solution is illustrated by an example of a specific design and drawings.

На фиг.1 показано устройство для образования направленных трещин (далее - устройство), продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Figure 1 shows a device for the formation of directed cracks (hereinafter referred to as the device), a longitudinal section; figure 2 is a section aa in figure 1.

Устройство (фиг.1) состоит из цилиндрического корпуса в виде стакана 1, в который вставлен плунжер 2 с возможностью продольного перемещения до упора в его дно. Основание стакана 1 выполнено в виде заостренного наконечника 3. Наконечник 3 армирован твердосплавными вставками 4. На конце плунжера 2 выполнен кольцевой выступ (поз. не обозначен). На плунжер 2 надето кольцо 5, которое закреплено на конце стакана 1 резьбовым соединением (поз. не обозначено). Внутренний диаметр кольца 5 выполнен меньшим, чем диаметр кольцевого выступа. На свободном от стакана 1 конце плунжера 2 с помощью резьбового соединения (поз. не обозначено) закреплен груз в виде металлического цилиндра 6 (далее - цилиндр 6) с рукоятками 7. Между цилиндром 6 и кольцом 5 на плунжер 2 надета пружина 8. Устройство подано в скважину 9, которая заполнена пластичным веществом 10. В стенках скважины 9 сформирована направленная трещина 11 (фиг.2).The device (figure 1) consists of a cylindrical body in the form of a glass 1, into which a plunger 2 is inserted with the possibility of longitudinal movement to the stop in its bottom. The base of the glass 1 is made in the form of a pointed tip 3. The tip 3 is reinforced with carbide inserts 4. An annular protrusion (pos. Not indicated) is made at the end of the plunger 2. A ring 5 is put on the plunger 2, which is fixed on the end of the glass 1 with a threaded connection (pos. Not indicated). The inner diameter of the ring 5 is made smaller than the diameter of the annular protrusion. A load in the form of a metal cylinder 6 (hereinafter referred to as cylinder 6) with handles 7 is secured to the end of the plunger 2 free from the cup 1 and secured by a screw 7. Between the cylinder 6 and the ring 5, a spring 8 is put on the plunger 2. The device is supplied into the well 9, which is filled with a plastic substance 10. A directional crack 11 is formed in the walls of the well 9 (FIG. 2).

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

Устройство со стороны стакана 1 подают в скважину 9 (фиг.1), предварительно заполненную пластичным веществом 10 (например, смесью глины и отработанного машинного масла). С помощью рукояток 7 приподнимают плунжер 2 вместе с цилиндром 6 и разгоняют их в направлении дна стакана 1. В момент контакта плунжера 2 с дном стакана 1 возникает ударная нагрузка, которая передается через стакан 1 пластичному веществу 10 в скважине 9. Давление в пластичном веществе 10 возрастает до образования в стенках скважины 9 трещины 11. Далее подъем и разгон плунжера 2 с цилиндром 6 повторяют периодически. От этого устройство ступенчато перемещается в направлении забоя скважины 9 и развивает трещину 11 за счет вытеснения в нее пластичного вещества 10 из скважины 9. Создав трещину 11 требуемых размеров, устройство извлекают из скважины 9. В случае образования трещины 11 без бурения скважины 9 наконечник 3 стакана 1 устанавливают на поверхность разрушаемого объекта (не показано) и воздействуют на нее ударными нагрузками (подъемом и разгоном плунжера 2). От этого на контакте устройства и разрушаемого объекта вначале образуется лунка ("выкол"), а затем - трещина 11. Ударными нагрузками воздействуют до тех пор, пока разрушаемый объект не расколется на отдельные части или трещина 11 не достигнет требуемых размеров.The device from the side of the cup 1 is fed into the well 9 (Fig. 1), pre-filled with a plastic substance 10 (for example, a mixture of clay and used engine oil). Using the handles 7, the plunger 2 is lifted together with the cylinder 6 and accelerated in the direction of the bottom of the cup 1. At the moment of the contact of the plunger 2 with the bottom of the cup 1, an impact load arises which is transmitted through the cup 1 to the plastic substance 10 in the well 9. The pressure in the plastic substance 10 increases until a crack 11 forms in the walls of the borehole 9. Next, the rise and acceleration of the plunger 2 with the cylinder 6 is repeated periodically. From this, the device moves in a stepwise direction toward the bottom of the well 9 and develops a crack 11 by displacing plastic substance 10 from the well 9. Having created a crack 11 of the required size, the device is removed from the well 9. If a crack 11 is formed without drilling the well 9, the tip 3 of the cup 1 is mounted on the surface of a destructible object (not shown) and is impacted by shock loads (lifting and accelerating the plunger 2). From this, at the contact of the device and the destructible object, a hole ("puncture") is first formed, and then a crack 11. Impact loads are applied until the destructible object breaks into separate parts or the crack 11 reaches the required dimensions.

Устройство предназначено для образования трещин (с целью разрушения объекта) в условиях, при которых применение самоходной техники либо механизмов с приводами (электрическими, пневматическими, гидравлическими) невозможно либо нецелесообразно. Например, во время ликвидации последствий стихийного бедствия возникает проблема быстрой разборки завала, а коммуникационные системы (подъездные дороги и электроснабжение) оказываются нарушенными. Либо когда при разборке отдельных частей старого сооружения во время ремонта работы по разрушению объектов носят случайный характер, и поэтому приобретение дорогостоящего оборудования экономически не оправдано. Отметим, что устройство может эффективно (без применения сложных измерительных систем) использоваться в научных исследованиях процесса передачи ударных нагрузок твердому телу через пластичное вещество 10, поданное в скважину 9.The device is intended for cracking (with the aim of destroying the object) under conditions in which the use of self-propelled machinery or mechanisms with drives (electric, pneumatic, hydraulic) is impossible or impractical. For example, during the liquidation of the consequences of a natural disaster, the problem arises of quick dismantling of the blockage, and communication systems (access roads and electricity supply) are disrupted. Or when during the dismantling of individual parts of the old structure during repair work on the destruction of facilities is random, and therefore the acquisition of expensive equipment is not economically justified. Note that the device can be effectively (without the use of complex measuring systems) used in scientific research of the process of transferring shock loads to a solid body through a plastic substance 10 fed into the well 9.

Приведем следующий пример. При отсутствии пружины 8 энергия W0 удара на контакте плунжера 2 и дна стакана 1 определяется из выражения (без приложения усилий на рукоятки 7)We give the following example. In the absence of a spring 8, the impact energy W 0 at the contact of the plunger 2 and the bottom of the cup 1 is determined from the expression (without applying force to the arms 7)

Figure 00000002
Figure 00000002

где m0 - масса падающего груза (суммарная масса плунжера 2 и цилиндра 6 с рукоятками 7);where m 0 is the mass of the falling load (total mass of the plunger 2 and cylinder 6 with arms 7);

g - ускорение свободно падающего тела;g - acceleration of a freely falling body;

Н - высота, с которой падает груз (расстояние между плунжером 2 и дном стакана 1).N - the height from which the load falls (the distance between the plunger 2 and the bottom of the glass 1).

Согласно проведенным исследованиям почти вся (более 90%) энергия падающего груза передается через устройство пластичному веществу 10 в скважине 9 (из-за плавного вхождения плунжера 2 в пластичное вещество 10 отскок плунжера 2 от дна стакана 1 практически отсутствует). Устройство воздействует на пластичное вещество 10 в скважине 9 с энергией W, определяемой какAccording to studies, almost all (more than 90%) of the energy of the falling cargo is transferred through the device to the plastic substance 10 in the well 9 (due to the smooth entry of the plunger 2 into the plastic substance 10, there is practically no rebound of the plunger 2 from the bottom of the glass 1). The device acts on a plastic substance 10 in a well 9 with an energy W, defined as

Figure 00000003
Figure 00000003

где m - масса устройства;where m is the mass of the device;

а - ускорение, с которым устройство внедряется в пластичное вещество 10;a is the acceleration with which the device is embedded in a plastic substance 10;

Δh - глубина, на которую внедряется устройство в пластичное вещество в результате одиночного удара.Δh is the depth to which the device is embedded in a plastic substance as a result of a single impact.

Исходя из выражений (1) и (2) и малой потери энергии при ее передаче от плунжера 2 стакану 1, имеемBased on the expressions (1) and (2) and the small loss of energy during its transfer from the plunger 2 to the glass 1, we have

Figure 00000004
Figure 00000004

Согласно закону Ньютона сила F, с которой устройство воздействует на пластичное вещество 10 вдоль оси скважины 9, учитывая выражение (3), определяется какAccording to Newton’s law, the force F with which the device acts on the plastic substance 10 along the axis of the well 9, taking into account expression (3), is defined as

Figure 00000005
Figure 00000005

Принимая, что во время действия ударной нагрузки движение устройства вдоль оси скважины 9 является равномерно замедленным, имеемAssuming that during the action of the shock load, the movement of the device along the axis of the well 9 is uniformly slowed down, we have

Figure 00000006
Figure 00000006

где t - время, в течение которого устройство внедрялось в пластичное вещество 10.where t is the time during which the device was introduced into the plastic substance 10.

Из выражения (5) имеемFrom the expression (5) we have

Figure 00000007
Figure 00000007

В результате, зная массу т устройства и массу mo составляющих его частей, глубину Δh внедрения устройства в пластичное вещество 10 и высоту Н, с которой падает груз (расстояние между плунжером 2 и дном стакана 1), можно оценивать силу F, ускорение а и время t внедрения устройства в пластичное вещество 10. Чтобы определить эти величины обычным путем (без предлагаемого устройства), требуется специальная многоканальная измерительная система (вместо линейки и весов) с широким динамическим (до десяти килоньютон) и частотным (до нескольких десятков килогерц) диапазоном.As a result, knowing the mass t of the device and the mass m o of its constituent parts, the depth Δh of the penetration of the device into the plastic substance 10 and the height H with which the load falls (the distance between the plunger 2 and the bottom of the cup 1), we can estimate the force F, acceleration a and the time t of the introduction of the device into a plastic substance 10. To determine these values in the usual way (without the proposed device), a special multichannel measuring system (instead of a ruler and weights) with a wide dynamic (up to ten kilonewton) and frequency (up to several tens of kilos) is required Hertz) range.

Таким образом, устройство способно работать без дополнительных ударных механизмов, может образовывать направленные трещины и без бурения скважин.Thus, the device is able to work without additional shock mechanisms, can form directional cracks without drilling wells.

Основание стакана 1 выполняют в виде заостренного наконечника 3 (далее - наконечник 3). Наконечник 3 может иметь различную форму, например, конуса, треугольной пирамиды, клина. Его форму и размеры выбирают, исходя из требований к давлению на контакте устройства и пластичного вещества 10 в скважине 9, а также к характеру формирования трещин 11. При необходимости формирования одиночной трещины 11 в заданной плоскости (как показано на фиг.2) наконечник 3 выполняют в виде клина. Для одновременного формирования трещин 11 в трех плоскостях, расположенных под углом 120°, применяют наконечник 3 в виде треугольной пирамиды. Форму конуса используют тогда, когда ориентация и число формируемых трещин 11 не имеют значения. Размеры наконечника 3 рассчитывают, исходя из прочности разрушаемого объекта (требуемого давления в пластичном веществе 10), энергии ударных нагрузок (силы F) и диаметра скважины 9. Следует также отметить, что благодаря наконечнику 3 существенно снижается сопротивление внедрению устройства непосредственно в разрушаемый объект (при отсутствии скважины 9) либо в пластичное вещество 10 в скважине 9.The base of the glass 1 is made in the form of a pointed tip 3 (hereinafter - tip 3). The tip 3 may have a different shape, for example, a cone, a triangular pyramid, a wedge. Its shape and dimensions are selected based on the pressure requirements on the contact of the device and the plastic substance 10 in the well 9, as well as on the nature of the formation of cracks 11. If necessary, the formation of a single crack 11 in a given plane (as shown in figure 2), the tip 3 is performed in the form of a wedge. For the simultaneous formation of cracks 11 in three planes located at an angle of 120 °, a tip 3 in the form of a triangular pyramid is used. The cone shape is used when the orientation and the number of formed cracks 11 are not important. The dimensions of the tip 3 are calculated based on the strength of the destructible object (the required pressure in the plastic substance 10), the energy of the shock loads (force F) and the diameter of the well 9. It should also be noted that due to the tip 3, the penetration resistance of the device directly into the destructible object is significantly reduced (at absence of well 9) or into plastic substance 10 in well 9.

Для разрушения (образования трещин) прочных горных пород (гранитов и их аналогов) наконечник 3 армируют твердосплавными вставками 4 (далее - вставки 4). Вставки 4 выполняют две функции. Во-первых, образуют на поверхности скважины 9 продольные бороздки (не показано), концентрирующие напряжения в плоскости формирования трещины 11 (обеспечивают направленное разрушение). Во-вторых, в случае образования трещины 11 без бурения скважины 9, предохраняют наконечник 3 от повреждения о прочную поверхность разрушаемого объекта.For the destruction (formation of cracks) of strong rocks (granites and their analogues), the tip 3 is reinforced with carbide inserts 4 (hereinafter - inserts 4). Box 4 has two functions. Firstly, longitudinal grooves (not shown) form on the surface of the well 9, concentrating stresses in the plane of crack formation 11 (provide directional fracture). Secondly, in the case of a crack 11 without drilling a well 9, the tip 3 is protected from damage against the solid surface of the object being destroyed.

Чтобы устройство во время работы и транспортировки не распадалось на отдельные части, ход плунжера 2 относительно стакана 1 ограничен. Для этого на поданном в стакан 1 конце плунжера 2 выполнен кольцевой выступ, а на плунжер 2 надето кольцо 5, которое закреплено на конце стакана 1. Внутренний диаметр кольца 5 выполнен меньшим, чем диаметр кольцевого выступа. Способ крепления кольца 5 к стакану 1 не носит принципиальный характер. Однако желательно, чтобы кольцо 5 с элементами его крепления к стакану 1 свободно входило в скважину 9. В этом случае устройство можно вводить в скважину 9 на максимальную глубину (до цилиндра 6) и тем самым образовывать трещину 11 набольшего размера.To the device during operation and transportation does not fall into separate parts, the stroke of the plunger 2 relative to the glass 1 is limited. For this purpose, an annular protrusion is made on the end of the plunger 2 fed into the glass 1, and a ring 5 is put on the plunger 2, which is fixed on the end of the glass 1. The inner diameter of the ring 5 is made smaller than the diameter of the annular protrusion. The method of attaching the ring 5 to the glass 1 is not fundamental. However, it is desirable that the ring 5 with its fastening elements to the glass 1 freely enter the well 9. In this case, the device can be inserted into the well 9 to the maximum depth (to the cylinder 6) and thereby form a crack 11 of the largest size.

Энергия ударных нагрузок пропорциональна суммарной массе подвижных относительно стакана 1 частей устройства. Увеличивать эту массу (с целью повышения энергии ударных нагрузок) можно путем удлинения плунжера 2. Однако это приводит к увеличению габаритов устройства, что нежелательно (неудобно при работе). Поэтому на свободном от стакана 1 конце плунжера 2 закреплен металлический цилиндр 6 с рукоятками 7. Это, во-первых, позволяет без существенного изменения габаритов устройства значительно увеличить энергию ударной нагрузки, во-вторых, благодаря рукояткам 7 - максимально использовать вес рабочего тела для разгона плунжера 2.The energy of shock loads is proportional to the total mass of the moving parts of the device relative to the glass. It is possible to increase this mass (in order to increase the energy of shock loads) by lengthening the plunger 2. However, this leads to an increase in the dimensions of the device, which is undesirable (inconvenient during operation). Therefore, at the end of the plunger 2, which is free from the cup 1, a metal cylinder 6 with handles 7 is fixed. This, firstly, without significantly changing the dimensions of the device, can significantly increase the energy of the shock load, and secondly, thanks to the handles 7 - maximize the use of the working fluid weight for acceleration plunger 2.

Между цилиндром 6 и кольцом 5 на плунжер 2 может быть надета пружина 8. Она выполняет две функции. Во-первых, при образовании трещины 11 без бурения скважины 9 пружина 8 прижимает стакан 1 к поверхности разрушаемого объекта. За счет этого наконечник 3 не изменяет своего положения при перемещении плунжера 2 в направлении от дна стакана 1. Вся ударная нагрузка воздействует в одно место (сосредоточивается по линии контакта наконечника 3 с разрушаемым объектом). В результате затрачиваемая энергия тратится на образование только формируемых трещин. Поэтому объект разрушается с минимальной энергоемкостью, так как отсутствуют мелкие осколки, на образование которых требуется затрачивать много энергии. Во-вторых, пружина 8 облегчает подъем цилиндра 6 вместе с плунжером 2 (поднимать цилиндр 6 вверх менее удобно, чем разгонять его вниз). Жесткость пружины 8 подбирают экспериментальным путем. С одной стороны, она должна способствовать подъему цилиндра 6, а с другой - не оказывать существенного влияния на энергию ударных нагрузок. По результатам испытания устройства предложено жесткость пружины 8 выбирать такой, чтобы она под действием веса цилиндра 6 (с рукоятками 7) и плунжера 2 сжималась до контакта плунжера 2 с дном стакана 1.Between the cylinder 6 and the ring 5 on the plunger 2 can be worn spring 8. It performs two functions. Firstly, when a crack 11 is formed without drilling a well 9, the spring 8 presses the cup 1 against the surface of the object to be destroyed. Due to this, the tip 3 does not change its position when moving the plunger 2 in the direction from the bottom of the nozzle 1. The entire shock load acts in one place (it is concentrated along the line of contact between the tip 3 and the object to be destroyed). As a result, the energy expended is spent on the formation of only formed cracks. Therefore, the object is destroyed with minimal energy consumption, since there are no small fragments, the formation of which requires a lot of energy to be spent. Secondly, the spring 8 facilitates the lifting of the cylinder 6 together with the plunger 2 (raising the cylinder 6 up is less convenient than accelerating it down). The stiffness of the spring 8 is selected experimentally. On the one hand, it should promote the rise of cylinder 6, and on the other hand, it should not have a significant effect on the energy of shock loads. According to the test results of the device, it is proposed that the spring stiffness 8 be chosen so that it is compressed by the weight of the cylinder 6 (with the handles 7) and the plunger 2 until the plunger 2 contacts the bottom of the cup 1.

Устройство предполагается использовать при добыче кристаллического сырья и блочного камня, разборке старых сооружений и завалов, раскалывании негабаритов, заготовке блоков льда. В зимнее время его можно эффективно использовать для ликвидации гололеда, при копке траншеи в мерзлом грунте. Устройство отличается простотой конструкции, надежностью в работе. Оно может быть изготовлено практически в любой механической мастерской.The device is supposed to be used in the extraction of crystalline raw materials and block stone, the dismantling of old structures and blockages, the breaking of oversized materials, and the preparation of ice blocks. In winter, it can be effectively used to eliminate ice, when digging a trench in frozen ground. The device is simple in design, reliable in operation. It can be made in almost any mechanical workshop.

Claims (3)

1. Устройство для образования направленных трещин, включающее цилиндрический корпус с осевым отверстием и плунжер, вставленный в это отверстие, отличающееся тем, что цилиндрический корпус выполнен в виде стакана, а плунжер установлен с возможностью продольного перемещения до упора в дно стакана, при этом на конце плунжера выполнен кольцевой выступ, на плунжер надето кольцо с внутренним диаметром, меньшим диаметра кольцевого выступа, и закреплено на открытом конце стакана, причем на свободном от стакана конце плунжера закреплен груз, например металлический цилиндр с рукоятками, и между грузом и кольцом на плунжер надета пружина.1. A device for the formation of directional cracks, including a cylindrical body with an axial hole and a plunger inserted in this hole, characterized in that the cylindrical body is made in the form of a glass, and the plunger is installed with the possibility of longitudinal movement until it stops in the bottom of the glass, while at the end an annular protrusion is made of the plunger, a ring with an inner diameter less than the diameter of the annular protrusion is put on the plunger and secured to the open end of the glass, and a load is secured to the end of the plunger free from the glass, for example An example is a metal cylinder with handles, and a spring is put between the load and the ring on the plunger. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что основание стакана выполнено в виде заостренного наконечника.2. The device according to claim 1, characterized in that the base of the glass is made in the form of a pointed tip. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что заостренный наконечник армирован твердосплавными вставками.3. The device according to claim 2, characterized in that the pointed tip is reinforced with carbide inserts.
RU2005140869/03A 2005-12-26 2005-12-26 Device for forming directional cracks RU2299323C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005140869/03A RU2299323C1 (en) 2005-12-26 2005-12-26 Device for forming directional cracks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005140869/03A RU2299323C1 (en) 2005-12-26 2005-12-26 Device for forming directional cracks

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2299323C1 true RU2299323C1 (en) 2007-05-20

Family

ID=38164151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005140869/03A RU2299323C1 (en) 2005-12-26 2005-12-26 Device for forming directional cracks

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2299323C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101644156B (en) * 2009-07-17 2011-06-08 中国矿业大学 Method for weakening coal-rock mass by hydraulic blasting and fracturing
RU2454539C1 (en) * 2011-01-11 2012-06-27 Учреждение Российской академии наук Институт горного дела Сибирского отделения РАН Downhole device for formation of directed crevasses
CN102678117A (en) * 2012-05-28 2012-09-19 中国矿业大学 Directional hydraulic fracturing method based on energizing blasting
CN103498680A (en) * 2013-10-16 2014-01-08 大同煤矿集团有限责任公司 Method for increasing top-coal recovery rate in primary mining period of fully-mechanized caving face

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101644156B (en) * 2009-07-17 2011-06-08 中国矿业大学 Method for weakening coal-rock mass by hydraulic blasting and fracturing
RU2454539C1 (en) * 2011-01-11 2012-06-27 Учреждение Российской академии наук Институт горного дела Сибирского отделения РАН Downhole device for formation of directed crevasses
CN102678117A (en) * 2012-05-28 2012-09-19 中国矿业大学 Directional hydraulic fracturing method based on energizing blasting
CN102678117B (en) * 2012-05-28 2014-10-29 中国矿业大学 Directional hydraulic fracturing method based on energizing blasting
CN103498680A (en) * 2013-10-16 2014-01-08 大同煤矿集团有限责任公司 Method for increasing top-coal recovery rate in primary mining period of fully-mechanized caving face
CN103498680B (en) * 2013-10-16 2015-10-21 大同煤矿集团有限责任公司 Improve the method for fully mechanized coal face period of beginning mining top-coal recovery rate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109184765B (en) Detachable hydraulic anchor rod capable of yielding and releasing energy in steady state and supporting method thereof
CN108222990B (en) M-shaped energy release anchor rod
US8920077B2 (en) Post tensioned foundations, apparatus and associated methods
RU2299323C1 (en) Device for forming directional cracks
CN108868856B (en) Energy-absorbing anchoring method of high-impact-resistant large-deformation energy-absorbing anchoring tray assembly
RU2371670C1 (en) Combined plug
CN101725364A (en) Displacement release type anchor head device
NO152146B (en) PROCEDURE FOR RECOVERY OF FASTENING ELEMENTS, SUCH AS BOLTS AND NUTS, IN HARD RECORDING MATERIALS AND FIXING ELEMENTS FOR USE IN EXECUTION OF THE PROCEDURE
CN200984732Y (en) Hydraulic breaking hammer drill-rod
US9670729B2 (en) Hydraulic rotator converter for a hydraulic impact hammer and method
CN104781475A (en) Hydraulic hammer device for excavators
AU688099B2 (en) Device and method for augering a conical hole in solid media
CN110939465A (en) Construction method of novel coal bunker suitable for reciprocating load action
US9566702B2 (en) Hydraulic rotator converter for a hydraulic impact hammer and method
CN113819819B (en) Safe construction method for land blasting slope base molding
RU2528754C1 (en) Method of destruction of rocks and device for its implementation
RU2372583C1 (en) Combined plug
CN208669214U (en) A kind of coring bit for making bit freezing core voluntarily fall off
US3399928A (en) Ram impactor
CN201202483Y (en) Self-locking type anchor rod prestress control device
WO2019237161A1 (en) Rock breaking hammer
RU2371669C1 (en) Combined expansion-fill plug
RU2471986C1 (en) Well device to form directed cracks
RU2229596C1 (en) Device for directed destruction of rock
CN204108964U (en) Pan soil is pulverized and is used pneumatic pick head

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091227