RU2528754C1 - Method of destruction of rocks and device for its implementation - Google Patents
Method of destruction of rocks and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2528754C1 RU2528754C1 RU2013112430/03A RU2013112430A RU2528754C1 RU 2528754 C1 RU2528754 C1 RU 2528754C1 RU 2013112430/03 A RU2013112430/03 A RU 2013112430/03A RU 2013112430 A RU2013112430 A RU 2013112430A RU 2528754 C1 RU2528754 C1 RU 2528754C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rod
- working body
- solenoid
- hole
- guide tube
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Технические решения относятся к горному делу и могут быть использованы для отбойки блоков от массива, проходки дорог в гористой местности, добычи строительного камня и кристаллического сырья.Technical solutions relate to mining and can be used to break blocks from an array, drive roads in mountainous areas, produce building stone and crystalline raw materials.
Известен способ разрушения горных пород по патенту РФ №2131032, кл. E21C 37/02, опубл. 27.05.1999 г., включающий бурение шпуров, которые сперва заполняют неньютоновской жидкостью, а затем - сыпучим или монолитным материалом, который под действием механической нагрузки становится сыпучим, и внедрение в сыпучий материал клиньев, к которым прикладывают периодическую ударную нагрузку.A known method of destruction of rocks according to the patent of Russian Federation No. 2111032, class. E21C 37/02, publ. 05/27/1999, including drilling holes, which are first filled with non-Newtonian fluid, and then with bulk or monolithic material, which, under the action of mechanical loading, becomes bulk, and the introduction of wedges into the bulk material, to which a periodic shock load is applied.
В этом способе перемещение элементов, контактирующих с сыпучим материалом и неньютоновской жидкостью, сопровождается большим трением о стенки шпуров, на преодоление которого затрачивается значительная часть усилия от ударной нагрузки. В длинных шпурах ударная нагрузка передается горной породе через элементы со сравнительно большой суммарной массой, обладающей значительной инерционностью. Если после перемещения клиньев до забоя шпуров не происходит отделения горной породы от массива, то извлечение зажатых с обеих сторон клиньев из шпуров связано с известными трудностями. Все это обуславливает сравнительно низкую эффективность способа.In this method, the movement of elements in contact with bulk material and non-Newtonian fluid is accompanied by large friction against the walls of the holes, to overcome which a significant part of the effort from the impact load is expended. In long boreholes, the shock load is transmitted to the rock through elements with a relatively large total mass with significant inertia. If after moving the wedges to the bottom of the holes there is no separation of the rock from the massif, then the extraction of wedges clamped on both sides of the holes is associated with known difficulties. All this leads to a relatively low efficiency of the method.
Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ разрушения горных пород по патенту РФ №2307934, кл. E21C 37/12, E21B 43/26, E21F 7/00, опубл. 10.10.2007 г., включающий бурение шпуров, заполнение их неньютоновской жидкостью, подачу в шпуры рабочих органов, к которым прикладывают периодическую ударную нагрузку. В качестве рабочих органов используют поршни, а периодическую ударную нагрузку создают нанесением по ним ударов разгоняемой штангой.The closest in technical essence and the totality of essential features is the method of destruction of rocks according to the patent of the Russian Federation No. 2307934, class. E21C 37/12, E21B 43/26, E21F 7/00, publ. 10.10.2007, including drilling holes, filling them with non-Newtonian fluid, feeding the working bodies to the holes, to which a periodic shock load is applied. Pistons are used as working bodies, and a periodic shock load is created by striking them with an accelerated bar.
В этом способе не учитывается способность неньютоновской жидкости передавать гидростатическое давление, обуславливающее при увеличении времени силового воздействия на нее проявления эффекта гидравлического усиления, из-за которого при прочих равных условиях возрастает усилие разрыва горной породы. Кроме этого, периодичность ударного воздействия не согласована с характером реакции на него массива горных пород, в котором формируют трещину, изменяющую по мере своего развития параметры вмещающей среды. Все это обуславливает относительно низкую эффективность способа.This method does not take into account the ability of a non-Newtonian fluid to transmit hydrostatic pressure, which causes, with an increase in the time of force exposure, the manifestation of the hydraulic reinforcement effect, due to which, all other things being equal, the rock breaking force increases. In addition, the frequency of the impact is not consistent with the nature of the reaction of the rock mass to it, in which a crack is formed that changes the parameters of the enclosing medium as it develops. All this leads to a relatively low efficiency of the method.
Известно устройство для образования направленных трещин в скважинах по патенту РФ №2202040, кл. E21C 37/06, опубл. 10.04.2003 г., включающее цилиндрический корпус и клинья, при этом корпус выполнен 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, class. E21C 37/06, publ. 04/10/2003, including a cylindrical body and wedges, while the body is made in the form of a pipe of elastic material having longitudinal wedges on the outer surface.
В этом устройстве ударная нагрузка прикладывается за пределами скважины и передается корпусу через штангу, обладающую сравнительно большой массой и, следовательно, высокой инерционностью. Если при одноразовой подаче устройства в скважину не происходит отделения горной породы от массива, то на извлечения его из скважины затрачивается значительная энергия. Поэтому устройство имеет относительно низкую эффективность.In this device, the shock load is applied outside the well and transmitted to the body through the rod, which has a relatively large mass and, therefore, high inertia. If during a one-time supply of the device to the well, rock does not separate from the massif, then significant energy is spent on extracting it from the well. Therefore, the device has a relatively low efficiency.
Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является устройство для разрушения горных пород по патенту РФ №2307934, кл. E21C 37/12, E21B 43/26, E21F 7/00, опубл. 10.10.2007 г., включающее рабочий орган, размещенный в шпуре, заполненном неньютоновской жидкостью, и средство приложения к рабочему органу периодической ударной нагрузки. Оно снабжено направляющей трубой, в которую с возможностью продольного перемещения вставлено средство приложения к рабочему органу периодической ударной нагрузки, выполненное в виде штанги. Рабочий орган выполнен в виде поршня, установленного соосно с направляющей трубой с возможностью контакта с торцом штанги.The closest in technical essence and combination of essential features is a device for the destruction of rocks according to the patent of the Russian Federation No. 2307934, class. E21C 37/12, E21B 43/26, E21F 7/00, publ. 10.10.2007, including a working body, placed in a hole filled with non-Newtonian fluid, and a means of applying to the working body a periodic shock load. It is equipped with a guide tube, into which, with the possibility of longitudinal movement, a means of application to the working body of a periodic shock load, made in the form of a rod, is inserted. The working body is made in the form of a piston mounted coaxially with the guide tube with the possibility of contact with the end of the rod.
Устройство имеет сравнительно сложную конструкцию, содержащую большое количество деталей, что снижает его надежность. В нем не учитываются изменения условий его работы, связанные с ростом формируемой трещины. Оно неспособно увеличивать продолжительность ударного импульса с целью обеспечения возможности передачи давления в неньютоновской жидкости для проявления эффекта гидравлического усиления. Все это обуславливает относительно низкую эффективность устройства.The device has a relatively complex structure containing a large number of parts, which reduces its reliability. It does not take into account changes in the conditions of its work associated with the growth of the formed crack. It is unable to increase the duration of the shock pulse in order to ensure the possibility of pressure transfer in a non-Newtonian fluid for the manifestation of the effect of hydraulic amplification. All this leads to a relatively low efficiency of the device.
Решаемые технические задачи заключаются в повышении эффективности разрушения горной породы за счет воздействия на неньютоновскую жидкость нарастающей нагрузкой, обеспечивающей проявление жидкостью эффекта гидравлического усиления, существенно увеличивающего усилие разрыва горной породы, согласование периодичности прикладывания нагрузки с реакцией на нее массива с формируемой трещиной, а также в повышении надежности работы устройства за счет упрощения его конструкции.The technical tasks to be solved are to increase the efficiency of rock destruction due to the influence of a growing load on the non-Newtonian fluid, which ensures that the fluid exhibits a hydraulic reinforcement effect that significantly increases the rock fracture force, matches the frequency of application of the load with the reaction of the massif with the formed crack on it, and also increases the reliability of the device due to the simplification of its design.
Задача решается тем, что в способе разрушения горных пород, включающем бурение шпура, заполнение его неньютоновской жидкостью, подачу в шпур рабочего органа, нанесение по нему ударов штангой, согласно предлагаемому техническому решению удары наносят через упругий элемент, например пружину, при этом к штанге периодически прикладывают усилия синхронно с ее отскоками.The problem is solved in that in the method of destruction of rocks, including drilling a hole, filling it with a non-Newtonian fluid, feeding the working body into the hole, striking it with a rod, according to the proposed technical solution, the blows are applied through an elastic element, such as a spring, while periodically make efforts synchronously with her bounces.
Благодаря нанесению ударов по рабочему органу через упругий элемент, например пружину, ударная нагрузка преобразуется в нарастающую нагрузку со сравнительно большой длительностью воздействия. Под действием такой нагрузки неньютоновская жидкость проявляет свойство не только твердого тела (как в прототипе), но и жидкости, способной передавать давление, благодаря чему возникает эффект гидравлического усиления, при котором усилие от рабочего органа возрастает пропорционально площади контакта неньютоновской жидкости с поверхностью формируемой трещины. Под действием ударных нагрузок неньютоновская жидкость глубже проникает в формируемую трещину, от чего возрастает усилие разрушения горной породы. Штанга после полного расхода кинетической энергии (на сжатие упругого элемента и рост формируемой трещины) под действием реакции породного массива и силы сжатия упругого элемента начинает отскакивать. Время от начала взаимодействия штанги с упругим элементом до начала ее отскока зависит от свойств породного массива и характера развития формируемой в нем трещины, изменяющей по мере роста параметры вмещающей ее среды. Поэтому восполнение затраченной на разрушение горной породы энергии осуществляют периодическим прикладыванием к штанге усилий синхронно с ее отскоками. В этом случае штанга совершает незатухающие колебания, раскачивающие поверхности формируемой трещины вне зависимости от ее размеров и свойств вмещающей среды, что свидетельствует о согласовании периодичности прикладывания нагрузки с реакцией на нее породного массива и тем самым о повышении эффективности разрушения горных пород.Due to the striking of the working body through an elastic element, such as a spring, the shock load is converted into an increasing load with a relatively long exposure time. Under the influence of such a load, a non-Newtonian fluid exhibits the property of not only a solid body (as in the prototype), but also a fluid capable of transmitting pressure, due to which there is a hydraulic reinforcement effect, in which the force from the working body increases in proportion to the area of contact of the non-Newtonian fluid with the surface of the formed crack. Under the action of shock loads, a non-Newtonian fluid penetrates deeper into the formed crack, which increases the rock breaking force. After the complete consumption of kinetic energy (for compression of the elastic element and the growth of the formed crack), the rod begins to bounce under the reaction of the rock mass and the compression force of the elastic element. The time from the beginning of the interaction of the rod with the elastic element to the beginning of its rebound depends on the properties of the rock mass and the nature of the development of the crack formed in it, which changes the parameters of the surrounding medium as it grows. Therefore, replenishment of the energy spent on the destruction of the rock is carried out by periodically applying efforts to the rod in synchronism with its rebounds. In this case, the rod performs undamped oscillations swinging the surface of the formed crack regardless of its size and the properties of the enclosing medium, which indicates the coordination of the frequency of application of the load with the reaction of the rock mass and thereby increasing the efficiency of rock destruction.
Целесообразно усилие создавать магнитным полем, например, от соленоида, снабженного системой управления. Это существенно упрощает управление движением штанги, что повышает эффективность способа.It is advisable to create a magnetic field, for example, from a solenoid equipped with a control system. This greatly simplifies the control of the movement of the rod, which increases the efficiency of the method.
Задача также решается тем, что устройство для разрушения горных пород, включающее рабочий орган, размещенный в шпуре, заполненном неньютоновской жидкостью, направляющую трубу, в которую с возможностью продольного перемещения вставлена штанга, согласно предлагаемому техническому решению между штангой и рабочим органом размещен упругий элемент, например пружина, при этом направляющая труба выполнена из немагнитного материала и на ней закреплен соленоид, снабженный системой управления, а конец штанги со стороны соленоида намагничен.The problem is also solved in that the device for the destruction of rocks, including a working body, placed in a hole filled with non-Newtonian fluid, a guide tube into which the rod is inserted with the possibility of longitudinal movement, according to the proposed technical solution, an elastic element is placed between the rod and the working body, for example spring, while the guide tube is made of non-magnetic material and a solenoid equipped with a control system is fixed on it, and the end of the rod from the side of the solenoid is magnetized.
Благодаря упругому элементу между штангой и рабочим органом воздействие на рабочий орган от штанги происходит в виде нарастающей нагрузки со сравнительно большой длительностью, обуславливающей передачу неньютоновской жидкостью давления от места контакта с рабочим органом до поверхности формируемой трещины с проявлением эффекта гидравлического усиления. Направляющая труба выполнена из немагнитного материала для обеспечения возможности взаимодействия штанги и соленоида через магнитное поле. Соленоид выполняет две функции. При отскоке штанги вначале он работает как приемная катушка, фиксирующая время возникновения в ней электродвижущей силы от изменения ее положения относительно намагниченного конца штанги. Сигнал (напряжение) от приемной катушки поступает в систему управления соленоида. После этого от системы управления на соленоид поступает импульс тока, от чего он становится источником магнитного поля, обеспечивающим прикладывание к штанге усилия синхронно с ее отскоком. Намагниченность конца штанги при ее перемещении по направляющей трубе из немагнитного материала обеспечивает изменение величины магнитного поля в соленоиде, от чего в нем возникает электродвижущая сила, преобразующаяся в системе управления соленоида в команду для подачи на соленоид импульса тока. В результате происходит согласование периодичности движения штанги и прикладываемой к ней дополнительной нагрузки вне зависимости от характера роста формируемой в породном массиве трещины. Все это обуславливает повышение эффективности устройства. Кроме этого, конструкция устройства становится проще (в сравнении с прототипом), что повышает надежность его работы.Due to the elastic element between the rod and the working body, the impact on the working body from the rod occurs in the form of an increasing load with a relatively long duration, which causes the non-Newtonian fluid to transfer pressure from the point of contact with the working body to the surface of the formed crack with the manifestation of the effect of hydraulic reinforcement. The guide tube is made of non-magnetic material to allow the interaction of the rod and the solenoid through a magnetic field. The solenoid has two functions. When the rod bounces, at first it works as a receiving coil, fixing the time of occurrence of the electromotive force in it from changing its position relative to the magnetized end of the rod. The signal (voltage) from the receiving coil enters the solenoid control system. After that, a current pulse is supplied from the control system to the solenoid, from which it becomes a source of magnetic field, which ensures that the force is applied to the rod in synchronism with its rebound. The magnetization of the end of the rod when it moves along the guide tube of non-magnetic material provides a change in the magnitude of the magnetic field in the solenoid, from which an electromotive force arises in it, which is converted in the control system of the solenoid into a command for applying a current pulse to the solenoid. As a result, the periodicity of the rod movement and the additional load applied to it are matched regardless of the nature of the growth of the cracks formed in the rock mass. All this leads to an increase in the efficiency of the device. In addition, the design of the device becomes easier (in comparison with the prototype), which increases the reliability of its work.
Целесообразно конец штанги со стороны соленоида намагнитить путем установки в нем магнита. Это упрощает намагничивание конца штанги, позволяет создавать магнитное поле заданной концентрации и величины, что повышает надежность работы устройства.It is advisable to magnetize the end of the rod from the side of the solenoid by installing a magnet in it. This simplifies the magnetization of the end of the rod, allows you to create a magnetic field of a given concentration and magnitude, which increases the reliability of the device.
Целесообразно, чтобы направляющая труба имела внешний диаметр меньше диаметра шпура и контактировала с рабочим органом. Это позволяет фиксировать расстояние рабочего органа до соленоида, что обеспечивает идентичность возникновения электродвижущей силы в соленоиде при отскоках штанги вне зависимости от места нахождения рабочего органа в шпуре, что повышает надежность работы устройства, а также увеличивает статическую нагрузку на рабочий орган за счет веса направляющей трубы с соленоидом, что усиливает проявление неньютоновской жидкостью эффекта гидравлического усиления.It is advisable that the guide tube had an outer diameter less than the diameter of the hole and in contact with the working body. This allows you to record the distance of the working body to the solenoid, which ensures the identity of the occurrence of electromotive force in the solenoid when the rod bounces, regardless of the location of the working body in the hole, which increases the reliability of the device and also increases the static load on the working body due to the weight of the guide pipe solenoid, which enhances the manifestation of non-Newtonian fluid hydraulic reinforcement effect.
Целесообразно рабочий орган выполнить в виде клина с твердосплавными вставками в плоскости, проходящей через ось клина и линию пересечения его сходящихся поверхностей. Это обеспечивает сочетание направленности усилий на стенки шпура и концентрации напряжений в плоскости предполагаемого разрыва горной породы. В результате трещина возникает при меньшем давлении неньютоновской жидкости и повышается вероятность ее формирования с заданной ориентацией, от чего повышается эффективность устройства.It is advisable to make the working body in the form of a wedge with carbide inserts in a plane passing through the axis of the wedge and the intersection line of its converging surfaces. This provides a combination of the directivity of the forces on the walls of the borehole and the concentration of stresses in the plane of the supposed rock break. As a result, a crack occurs at a lower pressure of a non-Newtonian fluid and the probability of its formation with a given orientation increases, which increases the efficiency of the device.
Целесообразно в конце направляющей трубы со стороны рабочего органа установить стержень с возможностью ограниченного продольного перемещения относительно нее. Это позволяет извлекать из шпура направляющую трубу вместе с упругим элементом и штангой (оставляя в шпуре только рабочий орган) и предохраняет соленоид от механической перегрузки за счет исключения возможности передачи на него ударной нагрузки по направляющей трубе, от чего повышается надежность работы устройства.It is advisable to install a rod at the end of the guide tube from the side of the working body with the possibility of limited longitudinal movement relative to it. This allows you to remove the guide tube from the hole together with the elastic element and the rod (leaving only the working body in the hole) and protects the solenoid from mechanical overload by eliminating the possibility of transferring the shock load to it along the guide pipe, which increases the reliability of the device.
Целесообразно соленоид выполнить многозвенным. Это позволяет существенно увеличивать высоту подъема штанги, что повышает ее энергию и, следовательно, эффективность работы устройства за счет более интенсивного разрушения горной породы.It is advisable to perform a multi-link solenoid. This allows you to significantly increase the height of the rod, which increases its energy and, therefore, the efficiency of the device due to more intense destruction of the rock.
Сущность технического решения поясняется примерами реализации способа разрушения горной породы, конкретного исполнения устройства для разрушения горных пород и чертежами фиг.1, 2.The essence of the technical solution is illustrated by examples of the implementation of the method of destruction of rocks, a specific implementation of the device for the destruction of rocks and the drawings of figures 1, 2.
На фиг.1 показана схема разрушения горной породы до образования трещины; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 после образования трещины, повернутый на 90°.Figure 1 shows a diagram of the destruction of the rock before the formation of cracks; figure 2 - section aa in figure 1 after the formation of cracks, rotated 90 °.
Способ разрушения горной породы реализуют с помощью устройства того же назначения следующим образом.The method of destruction of the rock is implemented using a device of the same purpose as follows.
Для разрушения горной породы бурят шпур 1 (фиг.1, 2), который заполняют неньютоновской жидкостью 2 (далее - жидкость 2). В шпур 1 подают рабочий орган 3 и наносят по нему удары штангой 4, разгоняемой в режиме свободного падения, через упругий элемент, например, пружину 5. При этом к штанге 4 периодически прикладывают усилия синхронно с ее отскоками. Усилие создают магнитным полем, например, от соленоида 6. Штанга 4 с возможностью продольного перемещения вставлена в направляющую трубу 7. При этом труба 7 выполнена из немагнитного материала и на ней закреплен соленоид 6, снабженный системой 8 управления. Соленоид 6 подключен к системе 8 управления через кабель 9. Конец штанги 4 со стороны соленоида 6 намагничен путем установки в нем магнита 10. Труба 7 имеет внешний диаметр меньше диаметра шпура 1 и контактирует с рабочим органом 3. Рабочий орган 3 выполнен в виде клина 11 с твердосплавными вставками 12 в плоскости, проходящей через ось клина 11 и линию пересечения его сходящихся поверхностей. В конце трубы 7 со стороны рабочего органа 3 установлен стержень 13 с возможностью ограниченного продольного перемещения относительно нее, для чего в стержне 13 выполнено отверстие (поз. не обозначено), в которое вставлен штырь 14, входящий в продольные прорези 15, выполненные в конце трубы 7. С помощью системы 8 управления через соленоид 6 пропускают ток, от чего штанга 4 втягивается в соленоид 6 и тем самым поднимается. После этого ток через соленоид 6 перестают пропускать, из-за чего штанга 4 падает вниз, сжимает пружину 5 и сближается с рабочим органом 3. При этом система 8 управления автоматически устанавливается в ждущий режим, когда соленоид 6 выполняет функцию приемной катушки и подключен к входу приемника (на фиг.1 не показан) в системе 8 управления. Штанга 4, когда ее кинетическая энергия полностью преобразуется в упругую энергию (в основном в энергию сжатой пружины 5), под действием упругих сил сжатия начинает отскакивать от рабочего органа 3. При отскоке намагниченный конец штанги 4 взаимодействует с соленоидом 6, из-за чего на концах последнего создается напряжение, которое через кабель 9 поступает в систему 8 управления. От этого из системы 8 управления на соленоид 6 поступает импульс тока, благодаря которому к штанге 4 прикладывается усилие синхронно с ее отскоком. После этого система 8 управления вновь устанавливается в ждущий режим до следующего отскока штанги 4. Отметим, что соленоид 6 при подаче на него импульса тока отсоединяется от приемника в системе 8 управления (для исключения возможности повреждения входа приемника от высокого напряжения). Штанга 4 в результате такого взаимодействия с соленоидом 6 совершает возвратно-поступательные движения и периодически воздействует на рабочий орган 3, от чего устройство опускается в шпур 1 с образованием на его стенках продольных бороздок 16 (далее - бороздки 16). При этом в неньютоновской жидкости 2 возрастает давление до возникновения в стенках шпура 1 трещины 17 (фиг.2), в которую затем вытесняется жидкость 2. Когда устройство опускается на заданную величину, определяющую объем поступившей в трещину 17 жидкости 2, соленоид 6 отключают от системы 8 управления и штанга 4 после нескольких свободных колебаний останавливается. После этого устройство извлекают из шпура 1. Если в формируемую трещину 17 нужно подать жидкость 2 в объеме, превышающем объем шпура 1, подачу устройства в шпур 1 можно осуществлять многократно. Для этого при каждой подаче устройства в шпур 1 используют дополнительный рабочий орган 3 (на фиг.1 не показан). При необходимости увеличения высоты подъема штанги 4 соленоид 6 может быть многозвенным.To destroy the rock, drill a hole 1 (FIGS. 1, 2), which is filled with non-Newtonian fluid 2 (hereinafter referred to as fluid 2). The
Особенность способа состоит в том, что в нем воздействие на жидкость 2 осуществляют в таком режиме, при котором она одновременно проявляет свойства твердого тела и обычной жидкости, например воды. Как твердое тело жидкость 2 проявляет свойство клина, который раздвигает поверхности трещины 17, но не доходит до ее границы. Однако, в отличие от механического клина, жидкость 2, постоянно изменяя свою форму, приобретает форму трещины 17. Поэтому на ее контакте с горной породой не концентрируются напряжения, приводящие к образованию случайных трещин с произвольной ориентацией. Кроме этого, жидкость 2 следует за границей трещины 17 и поэтому не искривляет ее поверхности, ибо не создаются условия для возникновения изгибающих сил. Таким образом, трещина 17 развивается только в одной плоскости, а ее поверхности оказываются ровными и без случайных трещин с произвольной ориентацией. Подобно обычной жидкости, обеспечивающей эффект гидравлического усиления, жидкость 2 передает давление и поэтому воздействует на поверхности трещины 17 с усилием, пропорциональным площади ее контакта с горной породой, которое оказывается большим усилия, прикладываемого к ней в месте нагнетания (месте расположения рабочего органа 3). Благодаря этому, необходимое для разрушения горной породы усилие в месте нагнетания жидкости 2 с ростом трещины 17 уменьшается, что в непрерывной сплошной среде позволяет проводить разрыв горной породы практически неограниченных размеров. В результате способ обеспечивает в пределах монолитной области породного массива создание через один шпур 1 ориентированной сплошной одиночной трещины 17 с ровными поверхностями любой протяженности, а также раскалывание на отдельные части блоков из горных пород любых размеров.The peculiarity of the method lies in the fact that in it the effect on the
В отличие от прототипа в рассматриваемом техническом решении воздействие на рабочий орган 3 осуществляют не только штангой 4, но и трубой 7 с установленным на ней соленоидом 6. При этом во время подачи тока на соленоид 6 усилие на рабочий орган 3 достигает максимального значения, ибо к силе сжатия пружины 5 добавляется усилие, передаваемое рабочему органу 3 через трубу 7, с которым соленоид 6 втягивает штангу 4. Благодаря этому, во время подачи напряжения на соленоид 6 под рабочим органом 3 создается значительное квазистатическое давление, из-за которого жидкость 2 глубже проникает в трещину 17, от чего возрастает эффект гидравлического усиления, способствующий более интенсивному разрушению горной породы.Unlike the prototype, in the considered technical solution, the impact on the working
Повышение эффективности устройства достигается тем, что вместо сравнительно сложного механизма подъема и сброса штанги 4, располагаемого за пределами шпура 1, используют соленоид 6 с системой 8 управления, размещенный на трубе 7, взаимодействующей с рабочим органом 3. Благодаря такому решению, вес устройства и его реакция на разгон и торможение штанги 4 направлены на вытеснение жидкости 2 в трещину 17 как при подъеме штанги 4 (подаче тока в соленоид 6), так и при ее падении на пружину 5. При этом усилие на жидкость 2 со стороны рабочего органа 3 носит сложный характер и включает переменную и постоянную составляющие. Под действием переменной составляющей усилия разрушение горной породы происходит в режиме динамических нагрузок, что снижает требования к мощности устройства и, следовательно, уменьшает его габариты и стоимость. Наличие постоянной составляющей усилия, кроме указанных положительных особенностей разрыва горной породы, исключает возвратное (направленное от забоя шпура 1) движение устройства под действием остаточного давления жидкости 2, обусловленного силами упругости поверхностей трещины 17.Improving the efficiency of the device is achieved by the fact that instead of a relatively complex mechanism for lifting and dumping the
Трубу 7 предполагается выполнять из немагнитного, но прочного материала, например нержавеющей стали. Магнит 10 устанавливают в выполненном в торце штанги 4 отверстии (поз. необозначено) и закрепляют в нем известными способами. В процессе работы устройства труба 7 опускается в шпур 1 под действием собственного веса и веса закрепленного на ней соленоида 6.The
При разрушении горной породы данным способом нижняя граница трещины 17 оказывается существенно глубже забоя шпура 1. Согласно проведенным экспериментам длина шпура 1 может быть в несколько раз меньше протяженности трещины 17. В производственных условиях добычи природного камня шпур 1 предполагается проходить на глубину примерно в два раза меньшую планируемой глубины нижней границы трещины 17. Длину трубы 4 выбирают такой, чтобы при полном опускании устройства в шпур 1 (до упора в забой), соленоид 6 не упирался в поверхность породного массива или разрушаемого блока. Устройство предполагается использовать в качестве навесного оборудования к серийно выпускаемым самоходным машинам.When the rock is destroyed by this method, the lower boundary of the
Предлагаемый способ позволяет через вертикальный шпур 1 в пределах монолитной области породного массива или блока создавать трещину 17 с заданной ориентацией неограниченных размеров. Это позволяет без дополнительных средств разрушения горных пород осуществлять разборку породного массива на составляющие его части по постельным трещинам, отстоящим друг от друга на расстоянии, например, исчисляемом десятью и более метрами, из-за чего отпадает необходимость отделения блоков камня по дополнительным горизонтальным плоскостям. В результате снижается трудоемкость разборки породного массива, а также создаются условия для минимизации потерь природного камня и добычи блоков с размерами, недостижимыми известными средствами.The proposed method allows through a
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013112430/03A RU2528754C1 (en) | 2013-03-19 | 2013-03-19 | Method of destruction of rocks and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013112430/03A RU2528754C1 (en) | 2013-03-19 | 2013-03-19 | Method of destruction of rocks and device for its implementation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2528754C1 true RU2528754C1 (en) | 2014-09-20 |
| RU2013112430A RU2013112430A (en) | 2014-09-27 |
Family
ID=51583060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013112430/03A RU2528754C1 (en) | 2013-03-19 | 2013-03-19 | Method of destruction of rocks and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2528754C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2582599C1 (en) * | 2015-01-27 | 2016-04-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | Method for wave action on deposit and device therefor |
| CN111305154A (en) * | 2020-04-13 | 2020-06-19 | 孟迎 | Farmland drainage device for hydraulic engineering |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU386092A1 (en) * | 1969-06-23 | 1973-06-14 | Институт горного дела Сибирского отделени СССР | DEVICE FOR WELL FORMATION IN GROUND |
| SU585279A1 (en) * | 1975-09-15 | 1977-12-25 | Институт Автоматики Ан Киргизской Сср | Electromagnetic percussive device for earth-drilling |
| SU1180257A1 (en) * | 1984-04-02 | 1985-09-23 | Kashuba Viktor A | Percussive tool |
| SU1314052A1 (en) * | 1985-03-18 | 1987-05-30 | Институт Автоматики Ан Киргсср | Working member for directional breaking of solid objects |
| RU2168722C2 (en) * | 1998-06-22 | 2001-06-10 | Курский государственный технический университет | Method of nondestructive test of multilayer articles and gear for its realization |
| RU2307934C1 (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-10 | Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук | Rock breakage method and device |
| RU2351761C1 (en) * | 2007-06-05 | 2009-04-10 | Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук | Method of rock destruction (versions) |
| RU108628U1 (en) * | 2011-05-05 | 2011-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Компания "Чистые технологии" | ELECTROMAGNETIC Drummer |
-
2013
- 2013-03-19 RU RU2013112430/03A patent/RU2528754C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU386092A1 (en) * | 1969-06-23 | 1973-06-14 | Институт горного дела Сибирского отделени СССР | DEVICE FOR WELL FORMATION IN GROUND |
| SU585279A1 (en) * | 1975-09-15 | 1977-12-25 | Институт Автоматики Ан Киргизской Сср | Electromagnetic percussive device for earth-drilling |
| SU1180257A1 (en) * | 1984-04-02 | 1985-09-23 | Kashuba Viktor A | Percussive tool |
| SU1314052A1 (en) * | 1985-03-18 | 1987-05-30 | Институт Автоматики Ан Киргсср | Working member for directional breaking of solid objects |
| RU2168722C2 (en) * | 1998-06-22 | 2001-06-10 | Курский государственный технический университет | Method of nondestructive test of multilayer articles and gear for its realization |
| RU2307934C1 (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-10 | Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук | Rock breakage method and device |
| RU2351761C1 (en) * | 2007-06-05 | 2009-04-10 | Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук | Method of rock destruction (versions) |
| RU108628U1 (en) * | 2011-05-05 | 2011-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Компания "Чистые технологии" | ELECTROMAGNETIC Drummer |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2582599C1 (en) * | 2015-01-27 | 2016-04-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | Method for wave action on deposit and device therefor |
| CN111305154A (en) * | 2020-04-13 | 2020-06-19 | 孟迎 | Farmland drainage device for hydraulic engineering |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013112430A (en) | 2014-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104375167B (en) | The down-hole coal bed seismic tomography prospecting controlled source and method of shock wave are excited based on spring | |
| US20170175446A1 (en) | Force Stacking Assembly for Use with a Subterranean Excavating System | |
| RU2528754C1 (en) | Method of destruction of rocks and device for its implementation | |
| RU2307934C1 (en) | Rock breakage method and device | |
| US6250386B1 (en) | Process for stimulation of oil wells | |
| RU2452853C1 (en) | Method of wave action on deposit, and device for its implementation | |
| RU2299323C1 (en) | Device for forming directional cracks | |
| CN105209709A (en) | A fluid pressure driven, high frequency percussion hammer for drilling in hard formations | |
| RU2473766C2 (en) | Method to drill rocks and device for its realisation | |
| CN103374911A (en) | Large-diameter drilled pile hard-rock construction method | |
| CN112943142B (en) | Device and method for unsealing restrictor through eccentric vibration | |
| RU2582599C1 (en) | Method for wave action on deposit and device therefor | |
| RU2601877C1 (en) | Device for drilling rocks | |
| EP3775484B1 (en) | A percussion device and a method for controlling a percussion mechanism of a percussion device | |
| RU2166779C1 (en) | Borehole source of seismic pulses | |
| JP4913739B2 (en) | Rock destruction method | |
| Gao et al. | Experimental Study on High‐Pressure Air Blasting Fracture for Coal and Rock Mass | |
| RU2579040C1 (en) | Device for breaking rocks plastic material | |
| RU2751935C1 (en) | Device for breaking rocks | |
| RU2372583C1 (en) | Combined plug | |
| RU2471986C1 (en) | Well device to form directed cracks | |
| RU2371669C1 (en) | Combined expansion-fill plug | |
| RU2560000C2 (en) | Device for drilling of rocks | |
| RU2776543C1 (en) | System for oriented point loading and rupture of borehole walls without blasting | |
| RU2164286C1 (en) | Plant for vibration and seismic action on oil pool |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150320 |