Способ разрушения горного массива

 

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано при разрушении горных пород в процессе проходки выработок. Цель - повышение эффективности разрушения напряженного массива за счет направленного его ослабления. Для этого предварительно определяют направление максимального сжимающего напряжения в массиве 4. Затем воздействуют на массив 4 ультразвуковым колебанием в месте контакта породоразрушающего инструмента 2 с массивом. Направляют ультразвуковые колебания перпендикулярно направленности максимального сжимающего напряжения по каналам 10 в породоразрушающем инструменте 2. Причем ультразвуком воздействуют на массив с опережением относительно воздействия инструментом 2. В результате направленности колебаний распространяющиеся волны сжатия и растяжения действуют на уже ослабленный массив. Постепенное ослабление массива снижает опасность разрушения массива с учетом его напряженного состояния (горного удара). 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Е 21 С 37/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2

2 (21) 4719834/03 (22) 09.07.89 (46) 30.07.91. Бюл. 1Ф 28 (71) Восточный научно-исследовательский горнорудный институт (72) Л.M. Ltèíêåð, Е, Г. Фурсов и В.С.Ахременко (53) 622.243.094 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 554401, кл, Е 21 С 37/20, 1974.

Авторское свидетельство СССР

М 457802, кл. Е 21 С 37/20, 1973. (54) СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНОГО

МАССИВА (57) Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано при разрушении горных пород в процессе проходки выработок, Цель — повышение эффективности разрушения напряженного массива эа счет направлен„„Я2 „„1666707A1 ного его ослабления. Для этого предварительно определяют направление максимального сжимающего напряжения в массиве 4, Затем воздействуют на массив 4 ультразвуковым колебанием в месте контакта породоразрушающего инструмента 2 с массивом. Направляют ультразвуковые колебания перпендикулярно направленности максимального сжимающего напряжения по каналам 10 в породоразрушающем инструменте 2, Причем ультразвуком воздействуют на массив с опережением относительно воздействия инструментом 2, В результате направленности колебаний распространяющиеся волны сжатия и растяжения действуют на уже ослабленный массив. Постепенное ослабление массива снижает опасность разрушения массива с учетом его напряженного состояния (горного удара}. 2 ил.

1666707

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено преимуще.,ственно для механического разрушения напряженного горного массива с его направленным предварительным ослаблением при отработке месторождений подземным способом.

Цель изобретения — повышение эффективности разрушения напряженного массива за счет направленного ослабления последнего.

На фиг,1 показана схема реализации

, разрушения горных пород; на фиг.2 — при мер реализации способа.

Способ осуществляется с помощью породоразрушающей, например, бурильной установки 1, содержащей породоразрушающий инструмент 2 и ультразвуковой генератор 3.

В разрушающем массиве 4 известными способами определяют направление дейст1 вия максимальных сжимак>щих напряжений. Затем на массиве 4, на контакте его c, породоразрушающим инструментом 2 бурильной установки 1 и с опережением по отношению к воздействию инструментом 2 (буровой коронки) воздействуют ультразву)

; ком посредством генератора 3, При этом

, ультразвуковые колебания направляют пер пендикулярно направленности действия максимального сжимающего напряжения в массиве 4, При подаче ультразвуковых колебаний

, последнего распространяется в виде волн сжатия и растяжения. В результате их на правленности перпендикулярно максим) мальным сжимающим напряжениям эти волны действуют на уже ослабленный массив, При этом, частоту ультразвуковых коле баний выбирают в зависимости от физико-механических свойств разрушающих пород и изменяют в широких диапазонах.

Для осуществления предложенного способа в выработках 5 бурового горизонта производят бурение установкой 1. По ходу движения бурового инструмента 2, закрепленного на манипуляторах 6, на массив горной породы 4 действуют направленным ультразвуком, подающимся из ультразвукового генератора 3, расположенного на буровой установке 1. При этом ультразвуковой магнитострикционный излучатель 7 помещают в торцовой части буровой коронки 2 в щелевых полостях 8 соединяют с ультразвуковым генератором 3 посредством. провода

9, расположенного в промывочном канале

10 инструмента 2 и на буровой установке 1.

В результате перечисленных операций создаются условия для работы породораэрушающего инструмента и обеспечивается безопасность при дальнейшем разрушении массива.

Способ может применяться для бурения скважин в напряженном массиве с использованием стационарного и самоходного оборудования, а также может быть использовано при добыче полезных ископаемых проходческими комбайнами и в геологоразведке при бурении глубоких скважин, Пример, При разрушении массива по ходу движения породоразрушающего инструмента на массив воздействовали ультразвуком. Для этого ультразвуковой излучатель помещали,в щелевых полостях породоразрушающего инструмента, в частности, буровой коронки. Для подачи ультразвука непосредственно к месту контакта массива с режущей кромкой инструмента, излучатель помещали на расстоянии 0,1 — 0,2 мм от кромки лезвия инструмента. Воздействие ультразвуком осуществляли с опережением (1 — 50 мс) в направлении, перпендикулярном направлению действия максимальных сжимающих напряжений.

При подаче опережающих ультразвуковых колебаний на массив скорость бурения увеличивалась в результате предварительного разрушения внутриструктурной решетки ча" стиц породы и образовании в ней сети микротрещин, и в целом иэ-за снижения сил сопротивления движению режущему инструменту.

Постепенное ослабление массива снижало опасность разрушения массива с учетом его напряженного состояния (горного удара).

Формула изобретения

Способ разрушения горного массива, согласно которому на массив воздействуют породоразрушающим- инструментом, и ультразвуковыми колебаниями в месте контакта последнего с массивом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения напряженного массива эа счет направленного ослабления последнего, предварительно определяют направление максимального сжимающего напряжения в массиве, причем направление ультразвуковых колебаний ориентируют перпендикулярно направленности максимального сжимающего. напряжения с опережением относительно воздействия породораэрушающим инструментом.

1666707

Составитель С. Робатень

Редактор Т. Орловская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О. Кравцова

Заказ 2506 Тираж 304 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101