Устройство для раскола горных пород

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСКОЛА ГОРНЫХ ПОРОД, включающее раздвижные плашки и расположенный между ними с возможностью осевого перемещения многоетупенчатьй клин с последовательно уменьшающейся конусностью, отличающееся тем, что, с целью снижения энергоемкости и повьш1ения качества раскопа, а также повьшгения надежности padoibi устройства за г.чет создания нагрузок, сосредоточенных по участкам, равномерно распределенньм по всей дпине шпура, ступени клина связаны между сЬбой шарнирами, а плашки выполнены из отдельных секций, связанных иезвду собой шар1шрно Посредством тяг я установленных на расстоянии друг от друга, равнсш величине осевого W хода клина.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 4рц E 21 С 37/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3679146! 22-03 (22) 26.12.83 (46) 30.04.85. Бюл. № 16 (72} А.И. Корнеев, С.В. Морозов и В.В. Чубаров (7I) Московский ордена Трудового

Красного Знамени геологоразведочный институт нм. Серго Орджоникидзе (53) 622.233.05(088.8) (56) I. Авторское свидетельство СССР № 568721, кл. Е 21 С 37!02, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 25570, кл. E 21 С 37/02, 1930 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСКОЛА

ГОРНЫХ ПОРОД, включающее раздвижные плашки и расположенный. между ними с возможностью осевого перемещения многоступенчатый клин с последовательно уменьшающейся конусиостью, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения энергоемкости и повышения качества раскола, а также повышения надежности работы устройства за гчет создания нагрузок, сосредоточенных по участкам, равномерно распределенньы по всей длине шпура, ступени клина связаны между собой шарнирами, а плашки выполнены из отдельных секций, связанных вежду собой шарнирно посредством тяг и установленных на расстоянии друг. от друга, равном величине осевого хода клина.

1153060

40

Изобретение относится к горному делу, в частности может быть использовано при разработке месторождений кристаллосырья и поделочного камня, а также в строительстве для разрушения фундаментов, Известно устройство для раскалывания горных пород, включающее клин и плашки, помещенные в шпур, причем на клин действуют вибрирующие нагрузки (колебания) (1), Недостатком данного устройства является низкая производительность работ по расколу из-за ограниченной высоты отбиваемого слоя при заданном диаметре шпуров. Для оптимальных о значений угла клина М = 5-10 и приемлемом диаметре шпуров до 50 мм глубина шпуров составит всего 300

500 мм.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для раскола горных пород, включающее раздвижные плашки и расположенный между ними с возможностью осевого перемещения многоступенчатый клин с последовательно уменьшающейся конусностью (?).

При работе известного устройства нагрузка на породу передается плашками по всей площади соприкосновения плашек со стенками шпура. Известно, что с увеличением площади приложения к стенкам шпура нагрузки, которая при работе сплошных плашек рассредоточена по всей площади, создаваемые в породе удельные напряжения снижаются, что приводит к сниже нию эффективности образования первоначальных трещин и увеличению суммарных энергозатрат (энергоемкости) этого процесса.

Кроме того, в известном устройст". ве неплотное прилегание плашек к стенкам шпура приводит к возникновеняо концентрации напряжений в местах соприкосновения выпуклостей стенок шпура с рабочей поверхностью плашек. Концентрация напряжений способствует формированию трещин в этих местах, что снижает точность раскола в выбранном направлении по всей длине шпура.

Цель изобретения — снижение энергоемкости и повышение качества раскола, а также повышение надежности работы устройства за счет создания

f5

45 нагрузок, сосредоточенных по участ- . кам, равномерно распределенным по длине шпура.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для раскола горных пород, включающем раздвижные плашки и расположенный между ними с возможностью осевого перемещения многоступенчатый клин с последовательно уменьшающейся конусностью, ступени клина связаны между собой шарнирами, а плашки выполнены из отдельных секций., связанных между собой шарнирно посредством тяг и установленных на расстоянии друг от друга, равном величине осевого хода клина.

На фиг. 1 представлено устройство, продольные разрезы; на фиг. 2устройство в шпуре со схемой распределения распорных усилий.

Устройство включает многоступенчатый клин 1, причем ступени его имеют различный угол клина: верхняя — наибольший, а нижняя — наимень. ший. Боковые нерабочие поверхности клина плоские, параллельные друг другу. В верхнем торце клина выполнено углубление 2 для соединения с рабочим органом приводного механизма и два боковых буртика 3. На каждой ступени клИна смонтированы две секции плашек 4, имеющие соответствующий угол наклона внутренней поверхности и облегающие клин со всех сторон. Верхние секции плашек имеют выступы 5 для фиксированного расположения их в устье шнура. Плашки каждой последующей секции присоединены к предыдущим с помощью тяг б, установленных на шарнирах 7, оси которых запрессованы в плашках.

Для фиксирования плашек на клине в исходном положении они попарно соединяются двумя проволочными пружинами 8, оси 9 которых запрессованы в одной плашке, а их упоры 10 — на другой.

Устройство работает следующим образом .

В пробуренные параллельно свободной поверхности шпуры вставляют клинья с размещенными на них плашками. Их опускают до тех пор, пока верхние плашки своими упорами 5 не расположатся на поверхности породы.

-Затем в углубление 2 клина 1 помещают наконечник пневматического кин электрического инструмента— бО

3 11530 отбойного молотка, перфоратора, бутобоя или электромагнитного молотка, и создают динамическую вибрирующую нагрузку на клин. Под действием этой нагрузки клин опускается и 5 раздвигает плашки, что создает в массиве породы в плоскости раскола, .проходящей через ряд шпуров параллельно свободной поверхности, растягивающие напряжения. Так как верхняя 10 ступень клина имеет самый большой угол, то и напряжения в приустьевой части шпуров максимальные. В результате у поверхности образуется трещина, которая распространяется вглубь 15 массива. Дальнейшее осевое смещение клина вызывает расширение уже образовавшейся в верхней части шпуров трещины,.что не требует таких же больших усилий, как на формирование ее. Напряжения постепенно достигают предельных значений в средней части шпуров, и трещина продолжает расти в глубину. Таким образом удается достичь направленного распространения трещины на глубину всех ступеней, при этом усилие на клине будет меньше, чем для клина с одинаковым углом для всех ступеней.

Выполнение клина в виде ступеней, З0 соединенных между собой шарниром, а плашек в виде отдельных секций, установленных на некотором расстоянии друг от друга и соединенных между собой шарнирно посредством тяг, позволяет обеспечить более плотное прилегание плашек к стенкам шнура по всей его длине. Это приводит к тому, что нагрузки от плашек передаются одновременно по всей . 40 длине шнура и сосредоточены по площади .соприкосновения отдельных частей плашек с его стенками. Из-за. того, что нагрузки сосредоточены, на площади соприкосновения отдельных частей плашек со стенками шпура, напряжения, возникающие в породе, будут значительно выше, чем нри работе сплошных плашЕк, и процесс трещинообразования по всей длине шпура будет происходить более эффективно, а его энергоемкость при этом снизится. За счет одновременной передачи нагрузки на стенки шпура по всей его длине повышается точность раскола в выбранном направлении. Причем изгибающие усилия на все части устройства снижаются, что способствует повышению надежности работы устройства.

Кроме того, шарнирное соединение позволяет из набора отдельных секций собирать устройство необходимой длины и использовать его при работе со шпурами различной глубины.

По окончании. раскалывания устройство должно быть извлечено из шпуров перед окончательной разборкой породы или получившихся блоков. Для этого под буртики 3 заводят специальную вилку и, пользуясь ею как рычагом, приподнимают клин.

При этом плашки отходят от стенок шнура и под действием пружин воэ" вращаются в исходное положение. Если плашки внедряются в породу на" столько, что усилие пружин недостаточно для нх возвращения, то, перемещая клин вверх-.вниз, наносят периодические удары утолщенной частью клина по нижним торцам плашек, что способствует нх освобождению.

I)53060

II53060

Составитель О. Попов

Редактор М. Дыпын Техред С.Легеза

Корректор С. Черни

Филиал ППП "Патент" г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 24б7/22 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5