Способ разрушения горных пород

 

Изобретение относится к области горной промьшшенности и предназначено для борьбы с горными ударами . Цель изобретения -повышение эффективности разрушения при использовании в качестве давильных элементов стержней из материалов со свойствами памяти формы за счет рационального нагружения горных пород. По линии намеченного трещинообразования бурят скважины (С). Расстояние между ними определяют из выражения и

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9) (И) 16 А1 (51) 4 E 21 С 37/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3900827/22-03 (22) 11 .04.85 (46) 23.05.87. Бюп. Ф 19 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) А.П.Линецкий, И.M.ÏåòóõîB и Э.Н.Работа (53) 622.234(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1153061, кл. E 21 С 37/04, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 968397, кл. Е 21 С 37/02, 1981 . (54) СПОСОБ РАЗРУИЕНИЯ ГОРНИХ ПОРОД (57) Изобретение относится к области горной промьш)ленности и предназначено для борьбы с горными ударами. Цель изобретения †.повышение эффективности разрушения при использовании в качестве давильных элементов стержней иэ материалов со свойствами "памяти формы за счет рационального нагружения горных пород. По ли— нии намеченного трещинообразования бурят скважины (С). Расстояние между ними определяют из выражения а Ф=

=(5,2-0,2f)d, где f. — коэффициент крепости породы по шкале Протодъяконова, d — диаметр С. Размещают в С давильные элементы. Для изготовления этих элементов используют. сплав титана и никеля марки ТН1. При нагревании элементов до указанной температуры путем пропускания электрического тока по нагревательным элементам они принимают клинообразную форму с фиксированным увеличением размерапо одной из осей. Для обеспечения заданного вида разрушений оси элементов ориентируют в плоскостях, перпендикулярных линии предполагаемого трещинообразования. Поскольку приращение размера для элементов иэ дан-. ного материала фиксированно, строго определенным является и развиваемое усилие. Это позволило установить данную зависимость требуемого расстояния между скважинами от крепости по— род и диаметра скважины. 2 ил.

1 131

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для борьбы с горными ударами, внезапными выбросами угля, породы и газа, внезапными разломами почвы, для создания буроотрывных исполнительных органов, для отрыва мраморных, гранитных блоков и дробления негабарита в карьерах, а также для создания. системы трещин и разрывов в нефтяных и газовых скважинах для увеличения их дебита.

Цель изобретения — поньппение эффективности разрушения при использовании в качестве давильных элементов стержней из материалов со свойствами памяти" формы за счет рационального нагружения горных пород

2166 и L?=(5,2-0,2й.)сl.

55 пород поперечными стержнями из материала со свойствами "памяти" формы сделаны следующие выводы. В том случае, когда разрушение производят путем разрыва или отрыва, угол заострения давильных элементов принимают сньппе 90 и расстояние между скважинами н ряду выбирают из соотношений

3,0д(й3 < 5,0d — для горного массива крепостью f=l — 7 по шкале Протодьяконова, 1, 5д (4 3 (3, 0d — для горного массива крепостью f=7-13 и 21 3 < l 5d для горного массива крепостью f.=l420 по той же шкапе.

Эти соотношения описываются выражением

Усилия внедрения поперечных давильных элементов в стенки скважин, необходимые для прорастания и раскрытия трещин н горном массиве или бетонах, определяют для разных видов разрушения аналитически из зависимостей: например, для разрыва (д P+d)2

F75g5+ 6

/ р я в для отрыва гдето П- кубиковая прочность образцов к из горных пород или бетонов, кгс/см»; б — предел прочности горных по- 35

P род или бетонов на разрыв, кгс/см — исходные напряжения, действующие в направлении противоположном внедрению давиль- 40 ных элементов, кгс/см2; у — угол внутреннего трения горных пород или бетонов, град; с — сцепление горных пород или бетонов, кгс/см 45 и Х вЂ” расстояние между скважинами, см;

d — диаметр скважин, см;

К вЂ” коэффициент AopMbI отрываемого параллелепипеда горных $0 пород или бетонов„ расстояние от скважин до обнаруженной кромки горных пород или бетонов.

На основании статистического анализа результатов натурных и лабораторных испытаний горных пород при различных видах разрушения (при разрыве и отрыве), различной крепости горных

На фиг. 1 представлен пример осуществления способа, разрывом; на фиг. 2 — пример осуществления способа отрывом от массива.

Способ осуществляется следующим образом.

В скважины, пробуренные по линии намеченного трещинообразования, размещают давильные элементы.

Для изготовления давильных элементов использован сплав титана и никеля марки ТН1, имеющий мартенситную точку перехода из одной формы в друо с. гую в пределах 40-60 С. Никелид титана используется потому, что он является наиболее прочным из сплавов с ппамятью" формы и может разрушить самые крепкие горные породы. При нагревании давильных элементов в течение 2 мин до указанной температуры путем пропускания по нагревательным элементам, расположенным внутри труб, электрйческого тока напряжением 220 В, силой 6 A (провода от нагревательных элементов подключаются к пускателю), они принимают заданную исходную клинообразную форму с фиксированным увеличением размера по одной из осей.

Для обеспечения заданного вида разрушения (отрын, разрыв) эти оси давильных элементов ориентируют в плоскостях, перпендикулярных линии предлагаемого трещинообразования. Поскольку приращение размера для давильных элементов из данного материала фиксированно (занисит только от их размера, а следовательно, диаметра скважины), строго определенным является и развиваемое усилие, что позволяет установить данную зависимость требуемого расстояния между скнажинами от кре66 а E= (5,2-0,2f)d, f0 где f — коэффициент крепости пород по шкале Протодьяконова;

d — диаметр скважины.

Яля pagoda

ll J1 I и п ах

4um а

1 и лаХ

Фи г. 2

Составитель О.Попов

Техред М.Ходанич

Редактор Е.Папп

Корректор С.Черни

Заказ 1942/27 Тираж 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.1роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 13121 пости пород и диаметра скважины (размера давильного элемента).

Формула изобретения

Способ разрушения горных пород, включащий бурение скважин по линии предполагаемого трещинообразования, размещение в скважинах давильных элементов, ориентированных в плоскостях, перпендикулярных к линии предполагаемого трещинообразования, и нагружение пород в этих плоскостях давильными элементами, о т л и ч аt

Фиаf фло вприЖ ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения при использовании в качестве давильных элементов стержней из материалов со свойствами "памяти формы за счет рационального нагружения горных пород, расстояние д P между скважинами определяют из выражения