Устройство для направленного раскалывания монолитных объектов

 

Использование: получение блоков заданной формы из крепких горных пород. Сущность изобретения: устройство состоит из клина 1 и двух сопряженных с ним полуцилиндров 4, соединенных кольцевыми пружинами 9. Одна из поверхностей клина выполнена плоской, а другая - криволинейной, либо обе поверхности выполнены вогнутыми. На острие клина может быть выполнена цилиндрическая опора 7 с пирамидальным лезвием 8 на нижнем основании. На наружных поверхностях полуцилиндров 4 установлены лезвия 5. Устройство устанавливают в шпур и ориентируют лезвия 5 в заданном направлении. Осуществляют динамическое внедрение клина 1 между полуцилиндрами 4. Лезвия 5 внедряются в стенки шпура и откалывают блок. Криволинейная форма поверхностей клина обеспечивает поворот полуцилиндров 4 и внедрение лезвий 5 под требуемым углом. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, может быть использовано для получения каменных блоков заданной формы из крепких горных пород.

Известно устройство для раскалывания монолита, включающее клин и распорный элемент в виде двух связанных между собой полуцилиндров, внутренние поверхности которых сопряжены с боковыми поверхностями клина. Однако известное устройство не может обеспечить скол монолита в заданном направлении и сдвижение блоков.

Целью изобретения является повышение эффективности раскалывания монолита.

Цель достигается тем, что одна из боковых поверхностей клина выполнена криволинейной, а полуцилиндры выполнены с пирамидальными лезвиями, размещенными на их наружных поверхностях. Внутренняя поверхность одного из полуцилиндров может быть выполнена выпуклой. Клин может быть выполнен с симметрично вогнутыми боковыми поверхностями и цилиндрической опорой на острие, при этом полуцилиндры установлены над опорой, а на нижнем основании опоры выполнено пирамидальное лезвие.

На фиг. 1 показана конструкция устройства; на фиг.2 и 3 - ее варианты; на фиг.4 - ориентация скалывающих усилий в процессе работы устройства.

Устройство состоит из клина 1, одна из плоскостей которого плоская 2, вторая - криволинейная 3. Распорный элемент состоит из двух полуцилиндров 4, на наружных поверхностях которых имеются пирамидальные лезвия 5. Внутренняя поверхность одного из полуцилиндров 4 - выпуклая 6. Клин 1 имеет цилиндрическую опору 7, в нижнем основании которой имеется пирамидальное лезвие 8. Два полуцилиндра 4 соединены кольцевыми пружинами 9.

Устройство работает следующим образом.

Бурится шпур в монолите в плоскости заданного направления раскола на глубину 2/3 поперечного сечения монолита, диаметром, равным диаметру цилиндра клина. На гибких связях в шпур опускается в собранном виде устройство, лезвия 5 которого ориентированы в заданном направлении. Несколькими ударами через упругий стержень производится зажатие контактирующих плоскостей верхней 1 и нижней 4 частей устройства. Затем устанавливается источник динамического возмущения, которым могут служить: 1) взрыв заряда ВВ, 2) электрический разряд в жидкости, 3) простой механический ударник в виде отбойного молотка и др. Под действием динамической нагрузки обеспечивается дальнейшее внедрение клина 1 в щелевую полость между двух полуцилиндров 4, при этом лезвие 5 поворачивается, ориентируя скалывающее усилие под углом, близким или равным углу внутреннего трения сцепления (см. фиг.4).

П р и м е р. Испытания проводились по разрушению монолита из кварцита размерами 1500х1500х1000 мм. Бурился шпур глубиной 650 мм, на дне шпура подготавливали насыпь из буровой мелочи толщиной 5-6 см для предохранения режущего лезвия клина от деформации. Шпур заполнялся водой, устройство на гибких связях опускалось в шпур, при этом лезвия устройства были ориентированы перпендикулярно каналу шпура в заданном направлении. Динамические усилия обеспечивались от работы электрогидроразрядного устройства. После 12 разрядов блок был разрушен, причем скол по нижнему основанию был обеспечен в заданном направлении.

Испытания показали высокую эффективность работы устройства по разрушению и направленному сколу валунов и негабаритов.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО РАСКАЛЫВАНИЯ МОНОЛИТНЫХ ОБЪЕКТОВ, включающее клин и распорный элемент в виде двух связанных между собой полуцилиндров, внутренние поверхности которых сопряжены с боковыми поверхностями клина, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности раскалывания, одна из боковых поверхностей клина выполнена криволинейной, а полуцилиндры выполнены с пирамидальными лезвиями, размещенными на их наружных поверхностях.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя поверхность одного из полуцилиндров выполнена выпуклой.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что клин выполнен с симметрично вогнутыми боковыми поверхностями и цилиндрической опорой на острие, при этом полуцилиндры установлены над опорой, а на нижнем основании опоры выполнено пирамидальное лезвие.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4