Устройство для раскалывания горных пород и бетона

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и строительству и может быть использовано, в частности, для разрушения горных пород и бетона. Задачей изобретения является создание устройства для раскалывания горных пород и бетона, технологичного в исполнении, надежного и удобного в эксплуатации с расширенным диапазоном применения. Для решения этой задачи в устройстве, включающем цилиндрический корпус со сквозным продольным каналом и выполненными в нем в ряд поперечными гнездами, в которых размещены поршни, причем поршни выполнены с выступами, а корпус - с упорами для ограничения хода поршней, корпус снабжен дополнительным продольным каналом для обеспечения обратного хода поршней, а упор на корпусе выполнен в виде специальной стопорной гайки. Цилиндрический корпус снабжен соединительными элементами для стыковки однотипных устройств на диаметрально противоположных торцах, причем соединительные элементы выполнены ы виде штуцеров. Кроме того, поршни выполнены раздвижными и образованы по крайней мере двумя поршнями, с возможностью их возвратно-поступательного движения относительно друг друга. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и строительству и может быть использовано, в частности, для разрушения горных пород и бетона.

Известны многочисленные устройства для разрушения горных пород и бетонов - гидроклинья [1] , включающие корпус, гидроцилиндр с поршнем и штоком и рабочий орган в виде распорного клина и раздвижных щек. В различных известных конструкциях гидроклиньев рассматриваются всевозможные модификации названных элементов, в которых они являются обязательными составляющими.

Однако при использовании данных гидроклиньев концентрация раскалывающего усилия сосредотачивается у устья шпура. При сравнительно небольших осевых усилиях за счет эффекта "клина" создается высокое растягивающее усилие, при этом раскалываемый материал обладает вязкостью, разлом его происходит на небольшом участке в окрестности точки приложения усилия. Кроме того, перемещения щек в поперечном направлении ограничены и не могут практически превышать половины диаметра шпура, что зачастую бывает недостаточно для раскалывания породы, особенно если последняя имеет пластические включения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для раскалывания горных пород, в котором рабочий орган в шпуре перемещается в поперечном направлении [2]. Устройство состоит из цилиндра со сквозным продольным каналом и поперечными гнездами, с размещенными в них боковыми поршнями с уступами, которые упираются в соответствующие им упоры в корпусе цилиндра, препятствующие выходу поршней за пределы цилиндра. В устройство подается масло, которое является рабочей жидкостью в данном гидравлическом устройстве.

Однако данное устройство имеет ряд существенных недостатков. Поршень с выступами при наличии упоров на корпусе цилиндра невозможно вставить на место без нарушения целостности корпуса цилиндра, при этом в случае повреждений уплотняющих прокладок в процессе эксплуатации устройство практически не подлежит ремонту. После раскалывания породы очень трудно вернуть поршни в исходное положение, так как в устройстве не предусмотрен их принудительный обратный ход. Таким образом затрудняется использование устройства, так как требуются значительные затраты времени на извлечение устройства из шпура. Существенным недостатком устройства является невозможность соединения его в цепь последовательно с аналогичными устройствами. Диапазон применения устройства при этом ограничивается кусками породы сравнительно небольших размеров.

Изобретение решает задачу создания устройства для раскалывания горных пород и бетона, технологичного в изготовлении, надежного и удобного в эксплуатации с расширенным диапазоном применения.

Для решения этой задачи в известном устройстве, включающем цилиндрический корпус со сквозным продольным каналом и выполненными в корпусе в ряд поперечными гнездами, в которых размещены поршни, причем поршни выполнены с выступами, а корпус - с упорами для ограничения хода поршней, цилиндрический корпус снабжен дополнительным продольным каналом для обеспечения обратного хода поршней, а упор на корпусе выполнен в виде стопорной гайки.

Кроме того, цилиндрический корпус снабжен соединительными элементами для стыковки однотипных устройств, размещенными на его диаметрально противоположных торцах, причем соединительные элементы выполнены в виде штуцеров.

Кроме того, для увеличения хода поршней, что необходимо при разрушении пород с невысоким модулем упругости, поршни выполнены раздвижными в виде по крайней мере двух поршней с возможностью их возвратно-поступательного движения относительно друг друга.

При такой конструкции устройства размещение поршней в корпусе цилиндра возможно без нарушения сплошности, имеется возможность замены вышедших из строя в процессе эксплуатации элементов устройства (уплотнительных прокладок, поршней), второй продольный канал в корпусе цилиндра позволяет возвращать поршни в исходное положение после раскалывания породы (обратный ход), появляется возможность раскалывания блоков больших размеров, так как значительно увеличивается поверхность нагружения по длине шпура за счет возможности соединения устройств друг с другом.

Перечисленные отличительные признаки позволяют упростить изготовление и снизить себестоимость устройства, а также существенно расширить диапазон пород и габариты образцов, разрушаемых с помощью предлагаемого устройства, включив в него такие породы как известняк, песчаник, аргилит, уголь и т.д.

На фиг. 1 представлен продольный разрез предлагаемого устройства; на фиг. 2 - разрез устройства А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - поперечный разрез устройства А-А при вдвижении поршня; на фиг. 4 - продольный разрез предлагаемого устройства с поршнями двойной раздвижности; на фиг. 5, 6 и 7 - поперечные разрезы Б-Б на разных стадиях выдвижения поршней двойной раздвижности.

Устройство содержит сплошной цилиндрический корпус 1, в котором имеются поперечные гнезда 2. В гнездах корпуса расположены поршни 3, ограничение хода которых осуществляется стопорной гайкой 4. В корпусе устройства имеются продольные каналы 5 и 6, соединяющие соответственно поршневые и штоковые полости поршней. С одной стороны устройства каналы 5 и 6 закрыты заглушками 7 и 8, а с другой - подсоединены к насосу через штуцера 9 и 10. Поршни 3 могут быть выполнены двойной раздвижности. В этом случае в гнездах корпуса расположены поршни, состоящие из внешнего поршня 12 и внутреннего поршня 13 (фиг. 4).

Устройство работает следующим образом.

Для разрушения горного массива в нем бурят шпур, в который помещают корпус устройства 1. С помощью насоса в устройство подается рабочая жидкость, которая по каналу 5 через проточку 11 давит на основание поршней 3, начиная их перемещать выдвигая при этом поршни за пределы корпуса 1. В случае двойной раздвижности рабочая жидкость давит на основания поршней 12 и 13, выдвигая при этом сначала оба поршня вместе, а потом еще дальше внутренний поршень 13 за пределы корпуса. Поршни при этом начинают давить на стенки шпура, оказывая на массив разрушающее воздействие. Дойдя до крайнего верхнего положения, поршень 3 упирается в гайку 4, при двойной раздвижности поршень 12 упирается в гайку 14, а поршень 13 - в выступ 15. После раскалывания породы или выбора хода поршней, для возвращения их в исходное положение рабочая жидкость в устройство подается по каналу 6 и оказывает давление на поршень 3 из штоковой полости. В случае двойной раздвижности после возвращения внешнего поршня в исходное положение рабочая жидкость через отверстие 16 попадает в штоковую полость внутреннего поршня 13, также возвращая его в исходное положение. Канал 5 при этом остается открытым и служит для слива рабочей жидкости из поршневой полости. После возвращения поршней в исходное положение устройство извлекается из шпура.

В случае, если необходимо расколоть блок породы, размеры которого значительно превышают длину устройства, вынув заглушки 7 и 8 с помощью штуцеров 9 и 10, устройства соединяют между собой в таком количестве, чтобы суммарная длина была примерно равна длине пробуренного шпура. После этого соединенные устройства вставляют в шпур и процесс раскалывания осуществляется в описанном порядке.

В устройстве отсутствуют различного рода эластичные трубки, что позволяет надежно использовать его для разрушения крепких пород, таких как гранит, диабаз, мрамор. Наличие двойной и более раздвижности позволяет разрушать породы с низким модулем упругости, такие как сланец, уголь и др. Наличие обратного хода поршней и возможность соединения устройств между собой позволяют эффективно раскалывать породные блоки больших размеров, что очень важно для дальнейшего использования породы в качестве облицовочного и поделочного материалов. Устройство технологично в изготовлении и надежно в эксплуатации, так как позволяет производить ремонт и замену отдельных узлов.

Формула изобретения

1. Устройство для раскалывания горных пород и бетона, включающее цилиндрический корпус со сквозным продольным каналом и выполненными в нем в ряд поперечными гнездами, в которых размещены поршни, причем поршни выполнены с выступами, а корпус - с упорами для ограничения хода поршней, отличающееся тем, что цилиндрический корпус снабжен дополнительным продольным каналом для обеспечения обратного хода поршней, а упор на корпусе выполнен в виде стопорной гайки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что цилиндрический корпус снабжен соединительными элементами для стыковки однотипных устройств на диаметрально противоположных торцах.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что соединительные элементы для стыковки однотипных устройств выполнены в виде штуцеров.

4. Устройство по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что поршни выполнены раздвижными.

5. Устройство по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что поршни выполнены в виде по крайней мере двух поршней с возможностью их возвратно-поступательного движения относительно друг друга.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7



 

Похожие патенты:

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

Изобретение относится к горному делу и строительству и м.б

Изобретение относится к горному делу

Изобретение относится к горному делу и м4б

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и предназначено для разшурения горных пород и бетонных конструкций

Изобретение относится к горному делу, строительству, может использоваться для разрушения пород при проходке горных выработок, разборке кирпичных и бетонных сооружений и других монолитных объектов на блоки правильной формы годные для дальнейшего использования

Изобретение относится к областям строительного и горного дела, может быть использовано для разрушения монолитных бетонных и железобетонных сооружений, толстостенных кирпичных строений, горных пород, земляных массивов, асфальтобетонных покрытий. Монолитный массив разрушают путем приложения силы 100-1000 кН, развиваемой контактирующим с массивом длинномерным гибким элементом в виде соединенных замками отрезков круглозвенной цепи, который принудительно натягивают на длину от 1 до 6 метров гидравлическим устройством, содержащим источник давления жидкости и, по меньшей мере, один гидроцилиндр с гибким штоком, связанный цепями с якорем и разрушаемым монолитным массивом. Техническим результатом является расширение области применения, повышение мобильности и обеспечение возможности работы в труднодоступных местах, особенно при ликвидации последствий техногенных аварий и природных катастроф. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для формирования в породных массивах сплошных трещин нужных размеров, повышающих эффективность воздействия на породный массив с целью, например, создания условий, облегчающих обрушение кровли в выработанное пространство. Технический результат - увеличение растягивающего усилия в плоскости, ортогональной оси скважины, и исключение влияния устройства на усилие разрыва горной породы. Устройство включает полый цилиндрический корпус с радиальными отверстиями, втулку со скошенным вовнутрь торцом, рукав из проницаемого для жидкости материала, заполненный сыпучим веществом, отвердевающим при взаимодействии с жидкостью. Оно снабжено вторым рукавом. Полый цилиндрический корпус с радиальными отверстиями выполнен в виде стакана, который со стороны, противоположной его дну, вставлен с возможностью продольного перемещения во втулку до радиальных отверстий. Втулка со стороны, свободной от указанного корпуса, скреплена с колонной труб для подачи рабочей жидкости. Один из указанных рукавов намотан на втулку, а второй на свободный от втулки конец корпуса до радиальных отверстий. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх