SU941578A1 - Apparatus for breaking monolithic formations - Google Patents

Apparatus for breaking monolithic formations Download PDF

Info

Publication number
SU941578A1
SU941578A1 SU802962081A SU2962081A SU941578A1 SU 941578 A1 SU941578 A1 SU 941578A1 SU 802962081 A SU802962081 A SU 802962081A SU 2962081 A SU2962081 A SU 2962081A SU 941578 A1 SU941578 A1 SU 941578A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
destruction
rock
wedge element
hole
increase
Prior art date
Application number
SU802962081A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Иванович Царенко
Александр Григорьевич Качкаров
Борис Владимирович Костыркин
Виталий Иванович Волченко
Владимир Николаевич Гапонов
Герман Анатольевич Томилов
Original Assignee
Проектно-конструкторское бюро электрогидравлики АН УССР
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 Проектно-конструкторское бюро электрогидравлики АН УССР filed Critical Проектно-конструкторское бюро электрогидравлики АН УССР
Priority to SU802962081A priority Critical patent/SU941578A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU941578A1 publication Critical patent/SU941578A1/en

Links

Landscapes

  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ МОНОЛИТНЫХ ОБРАЗОВАНИИ(54) DEVICE FOR DESTRUCTION OF MONOLITHIC EDUCATION

Изобретение относитс  к разрушению горных пород и может быть использовано дл  отбойки и пассировки твердых минеральных пород и других хрупких материалов, например бетона.The invention relates to the destruction of rocks and can be used for blasting and passaging of solid mineral rocks and other fragile materials, such as concrete.

Известно устройство дл  разрушени  горных пород, в котором используетс  энерги  электрогидравлического удара, состо щее из внешнего и внутреннего электрода, системы подачи жидкости и ТИТ. Электрогидравлический удар  вл етс  видом механической энергии, полученной непосредственно от преобразовани  электроэнергии высокого напр жени  в плотную низкотемпературную плазму и воздействует на стенки шпура, ударной волной жидкости в течение Ш с. Импульс давлени  волны воздействует на стенки шпура одинаково по всем направлени м и создает внутри породы динамические напр жени  раст жени , которые разрушают породу путем образовани  трешин, направленных радиально по всем направлени м. Кроме того, силы импульса давлени , действующие на нижнюю часть взрывател , выталкивают его из шпура 1.A device for destroying rocks is known, which uses electro-shock energy, consisting of an external and internal electrode, a fluid supply system, and a TIT. Electro-hydraulic shock is a type of mechanical energy, obtained directly from the conversion of high-voltage electric energy into dense low-temperature plasma and affects the walls of the hole, the shock wave of a liquid for Ø s. The pressure impulse of a wave acts on the bore-hole walls equally in all directions and creates dynamic tensile stresses inside the rock, which destroy the rock by forming cracks directed radially in all directions. In addition, the pressure pulse forces acting on the lower part of the fuse push out him from the hole 1.

Недостатками данного устройства  вл ютс  невозможность осуществлени  разрушени  породы по линии заданного направлени ; потер  части энергии, выделенной на искровом разр дном промежутке, на выталкивание взрывател  из шпура; кратковременное напр женное состо ние породы, дл щеес  в течение с.The disadvantages of this device are the impossibility of carrying out the destruction of the rock along a line of a given direction; the loss of part of the energy released in the spark discharge gap to push the fuse out of the hole; short-term stress state of the rock, lasting for c.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  устройство дл  разрушени  монолитных образований, содержащее давильные щеки, расположенный между ними распорный клиновой элемент и привод. Вертикальные усили , действующие на торец распорного клинового элемента, от давлени  паров жидкости, наход щейс  в шпуре и испар емой электронагревателем, преобразуютс  в горизонтальные усили  разрушени  монолитных образований за счет воздействи  распорного клинового элемента на давильные щеки при поступательном перемещении в направлении из шпура 2.The closest to the technical essence and the achieved result to the proposed is a device for the destruction of monolithic formations, containing the pressing cheeks, the spacer wedge element located between them and the drive. The vertical forces acting on the end of the spacer wedge element, due to the vapor pressure of the fluid in the hole and evaporated by the electric heater, are transformed into horizontal forces of destruction of monolithic formations due to the action of the distance wedge cheeks during translational movement in the direction from the hole 2.

Недостатком этого устройства  вл етс  отсуствие усилий, достаточных дл  разрушени  монолитов, из-за низкого давлени  паров жидкости под торцом клинового элемента вследствие того, что они уход т через зазор между давильными щеками.A disadvantage of this device is the lack of forces sufficient to destroy the monoliths, due to the low vapor pressure of the liquid under the end of the wedge element due to the fact that they escape through the gap between the pressure jaws.

Цель изобретени  - повышение эффективности разрушени  твердых пород путем воздействи  на них статической и динамической нагрузкой одновременно.The purpose of the invention is to increase the efficiency of destruction of hard rocks by acting on them with static and dynamic loads at the same time.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве привод выполнен электрогидравлическим , что позвол ет одним устройством воздействовать на породу и динамической и статической нагрузкой.The goal is achieved by the fact that in the device the drive is made electrohydraulic, which allows one device to act on the rock with both dynamic and static load.

Клиновой элемент может быть расширен под УГЛОМ не более 3°.The wedge element can be expanded under the ANGLE of no more than 3 °.

Распорный клиновой элемент имеет грани дл  взаимодействи  с давильными щеками.The expansion wedge element has faces for interacting with the pressure jaws.

Дл  разрушени  породы по линии заданного направлени  можно вз ть несколько устройств и их плоские грани сориентировать по заданной линии.To destroy the rock, several devices can be taken along a line of a given direction and their flat sides can be oriented along a given line.

Преобразование динамических усилий электрогидравлического удара в статические напр жени  раст жени  по линии заданного направлени  достигаетс  заклинкой граней внешнего трубчатого электрода, выполненных под углом -Кг, .The transformation of the dynamic forces of an electrohydraulic shock into static tensile stresses along a line of a given direction is achieved by wedging the edges of the outer tubular electrode, made at an angle of -Kg,.

где Ki - коэффициент трени  давильной ше,ки о стенки шпура;where Ki is the coefficient of friction of the pressing shear on the wall of the hole;

К.2 - коэффициент трени  давильной щеки о грани внешнего трубчатого электрода.K.2 - the coefficient of friction of the pressing cheek about the edge of the outer tubular electrode.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства дл  разрушени  твердых минеральных пород по заданной линии; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (устройство ориентировано гран м ( вдоль линии заданного направлени  разрушени ; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2. ,FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for breaking solid mineral rocks along a given line; in fig. 2 shows section A-A in FIG. 1 (the device is oriented facets (along the line of the specified direction of destruction; in Fig. 3 - section BB in Fig. 2.,

Устройство содержит генератор импульсных токов 1, (фиг. 1), давильные щеки 2, расположенный между ними распорный клиновой элемент 3 и привод, состо щий из ij,i грсинегг; изолированного электрода 4 и внешнего электрода 3, который  вл етс  клиновым элементом. При этом клиновой элемент 3 имеет грани 5 дл  взаимодействи  с давильными щеками 2. Выступающа  в шпуре из внешнего трубчатого электрода клинового элемента 3 часть центрального изолированного стержневого электрода 4 образует искровой разр дный промежуток 6. Грани 5 образуют расшир ющийс  книзу уголThe device comprises a generator of pulse currents 1, (Fig. 1), crushing cheeks 2, a spaced wedge element 3 interposed between them, and an actuator consisting of ij, i grsinegg; an insulated electrode 4 and an outer electrode 3, which is a wedge member. In this case, the wedge element 3 has faces 5 for interacting with the pressure jaws 2. A part of the central insulated rod electrode 4 projecting into the hole from the outer tubular electrode of the wedge element 3 forms a spark discharge gap 6. The edges 5 form an angle extending downwards

A Ki-Кг,A Ki-Kg

гдеК - коэффициент трени  давильной щеки о стенки шпура;whereK is the coefficient of friction of the pressing cheek against the wall of the hole;

Кг - коэффициент трени  давильной щеки о грани внешнего трубчатого элек-трода.Kg is the coefficient of friction of the pressing cheek about the edge of the external tubular electrode.

Дл  работы св зки устройств может быть применен переключатель 7 дл  последова-.A switch 7 for sequential operation can be used for coupling the devices.

тельной подачи импульсов тока каждому устройству .supply current pulses to each device.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Энерги  высокого напр жени  от генератора импульсных токов 1 переклк)чателем 7 по кабельным св з м направл етс  к одному из устройств, где выдел етс  на искровом разр дном промежутке в виде электрогидравлического удара, который создает в породе вокруг шпура динамические напр жени  раст жени  и стремитс  вытолкнуть устройство из шпура. Грани 5 внешнего трубчатого электрода 3 скольз т между плоскими поверхност ми давильных щек 2, удерживаемых в шпуре силами трени  о стенки шпура до тех пор, пока силы .реакции вертикальных составл ющих деформации породы вокруг шпура от движени  щек 2 не станут равными выталкивающим усили м электрогидравлического удара. После прекращени  действи  электрогидравлического удара грани 5 остаютс  заклиненными между давильными щеками 2, чем обеспечиваетс  напр женное состо ние материала в плоскости , параллельной плоскост м граней 5 до подачи в этот щпур следующего электрогидравлического удара.High voltage energy from the pulse current generator 1 is switched by cable switch 7 to one of the devices, where it is released on the spark gap in the form of electro-hydraulic shock, which creates in the rock around the borehole dynamic stresses of tension and tends to push the device out of the hole. The edges 5 of the outer tubular electrode 3 slide between the flat surfaces of the pressing cheeks 2 held in the hole by friction against the walls of the hole until the forces of the vertical component deformation of the rock around the hole from the movement of the cheeks 2 become equal to the pushing forces of the electrohydraulic hitting After the electro-hydraulic impact ceases, the faces 5 remain wedged between the pressing cheeks 2, which ensures the stress state of the material in a plane parallel to the planes of the faces 5 before the next electro-hydraulic shock is fed to this rail.

При равенстве усилий воздействий щек 2 на породу и сил реакции от деформации породы движение клинового элемента 3 в направлении из шпура прекращаетс .When the forces of the cheeks 2 on the rock are equal, and the reaction forces from rock deformation, the movement of the wedge element 3 in the direction from the hole stops.

Из сравнени  треугольника усилий, составленного силой выталкивани  клинового элемента 3 и силами воздействи  щеки на стенки шпура, с треугольником сил реакции породы и сил трени  щеки о стенки шпура вытекает необходимое и достаточное условие определ ющее угол между гран ми 5 внещнего трубчатого электрода (клинового элемента ) 3Comparing the triangle of forces made up by the force of pushing the wedge element 3 and the forces of the cheek on the walls of the hole, the triangle of reaction forces of the rock and the forces of the cheek against the walls of the hole results in a necessary and sufficient condition determining the angle between the faces of the 5th outer tubular electrode 3

К,-К2,K, -K2,

где KI - коэффициент трени  давильной щеки о стенки шпура;where KI is the coefficient of friction of the pressing cheek against the wall of the hole;

, К2 - коэффициент трени  давильной щеки о грани внешнего трубчатого электрода., К2 - coefficient of friction of the pressing cheek on the edge of the outer tubular electrode.

Коэффициент трени  цилиндрической (шероховатой) поверхности стальной щеки 2 о стенки шпура Ki 0,20-0,15; коэффициент трени  плоской (гладкой) поверхности щеки 2 о грани клинового элемента 3 Кг 0,05- 0,10, отсюда угол между гран ми at Ki - К.2 0,15-0,05 рад, что составл ет 3-8°, следовательно дл  угла между гран ми менее 3° всегда обеспечиваетс  скольжение граней внешнего трубчатого электрода -между щеками при удержании их силами трени  о стенки щпура.The coefficient of friction of the cylindrical (rough) surface of the steel cheek 2 against the wall of the hole Ki 0.20-0.15; coefficient of friction of the flat (smooth) cheek surface 2 on the face of a wedge element 3 Kg 0.05-0.10, hence the angle between the edges at Ki - K.2 0.15-0.05 glad that is 3-8 ° therefore, for an angle between faces less than 3 °, the sides of the outer tubular electrode always slide between the cheeks while they are held by friction against the walls of the pinch.

Claims (2)

Предлагаемое устройство обеспечивает по сравнению с известными разрушение твердых минеральных пород по линии заданного направлени , что особенно важно при отбойке л пассировке блоков на карьерах по добыче блочного камн ; повышение процента выхода кондиционйого сырь  вследствие уменьшени  трёщиноватости породы;улучшение условий труда эксплуатации взрывател  за счет исключени  массивного груза, ограничиваюшей высоту его выталкивани  из шпура; увеличение производительности электрогидравлической установки за счет уменьшени  потерь времени на вспомогательные операции. Формула изобретени  I. Устройство Дл  разрушени  монолитных образований, содержащее давильные щеки, расположенный между ними распорный клиновой элемент и привод, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности разрушени  твердых пород путем воздействи  на них статической и динамической нагрузкой одновременно, привод выполнен электрогидравлическим. 2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что клиновой элемент расширен под углом не более 3°. 3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью разрущени  породы по линии заданного направлени , распорный клиновой элемент имеет грани дл  взаимодействи  с давильными щеками. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 123500, кл. F 42 D 1/00, 1957. The proposed device provides, in comparison with the known, the destruction of solid mineral rocks along a line of a given direction, which is especially important when blasting and passage of blocks in open pits for block rock extraction; an increase in the percentage of yield of conditioned raw materials due to a decrease in the fracture of the rock, an improvement in the working conditions of operation of the fuse by eliminating a massive load, which limits the height of its ejection from the hole; increase in the performance of the electrohydraulic installation by reducing the time lost in auxiliary operations. Claim I. Device For destruction of monolithic formations containing crushing cheeks, spaced wedge element between them and drive, characterized in that, in order to increase the efficiency of destruction of hard rocks by acting on them with static and dynamic load, the drive is made electro-hydraulic. 2. A device according to claim 1, characterized in that the wedge element is expanded at an angle of not more than 3 °. 3. The device according to claim 1, characterized in that, in order to destroy the rock along a line of a given direction, the expansion wedge element has faces for interacting with the pressing jaws. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number 123500, cl. F 42 D 1/00, 1957. 2.Авторское свидетельство СССР № 575421, кл. Е 21 С 7/02, 1976 (прототип ).2. USSR author's certificate number 575421, cl. E 21 C 7/02, 1976 (prototype). ++ Фи2. /Phi2. / б-бbb
SU802962081A 1980-07-23 1980-07-23 Apparatus for breaking monolithic formations SU941578A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802962081A SU941578A1 (en) 1980-07-23 1980-07-23 Apparatus for breaking monolithic formations

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802962081A SU941578A1 (en) 1980-07-23 1980-07-23 Apparatus for breaking monolithic formations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU941578A1 true SU941578A1 (en) 1982-07-07

Family

ID=20910428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802962081A SU941578A1 (en) 1980-07-23 1980-07-23 Apparatus for breaking monolithic formations

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU941578A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dyskin et al. Model of rockburst caused by cracks growing near free surface
Maurer The state of rock mechanics knowledge in drilling
SU941578A1 (en) Apparatus for breaking monolithic formations
US2804797A (en) Tubular, pronged reinforcing member for rock strata
RU2285898C1 (en) Suspended tamping bar of blast holes
US4690460A (en) Power unit
Shi et al. Using PI diagram method to assess the failure modes of rigid-plastic beams subjected to triangular impulsive loads
Hawrylewicz et al. Experiment with electric discharge in rock splitting
SU1779747A1 (en) Device for breaking of monolithic objects
RU1781531C (en) Device for directed destruction of monolithic objects
US4396065A (en) Pipe joint separation
Gong et al. Numerical simulation of influence of joint orientation on rock fragmentation process induced by a TBM cutter
RU2038150C1 (en) Electrohydraulic method of crushing rock
US4790602A (en) Fluid actuated apparatus for mechanically splitting rock-like material
RU2224106C2 (en) Process of breaking-down monolithic objects into blocks and gears for its implementation
RU2234673C1 (en) Method of explosion of ascending wells
RU2209969C1 (en) Device for formation of directional fractures in boreholes
RU2291388C2 (en) Method of the multi-row blasting of the borehole charges and the device for the method realization
RU2738562C1 (en) Suspended bottomhole
RU2052103C1 (en) Process of separation of blocks of natural stone
RU2167293C1 (en) Method of rocks breakage
SU1270327A1 (en) Hydraulic wedge device for breaking solid objects
Silva et al. Electrohydraulic rock blasting: An alternative for mining in urban areas
Palmer Fracture Mechanics Models of Ice-Structure Interaction
Singh et al. Hypothesis for the mechanism of rock failure under impact