Устройство для раскалывания каменных блоков
Владельцы патента RU 2379509:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ - ВНИИЭФ" (RU)
Изобретение относится к горному делу и строительству и может найти применение для разрушения скальных пород и бетона высоким импульсным давлением газообразных продуктов взрыва. Устройство для раскалывания каменных блоков содержит взрывную камеру с перегородкой с осевым отверстием, установленную перед выхлопным каналом, газогенерирующий заряд, размещенный в полости камеры, затвор, ствол, установленный в шпуре, сообщенный с взрывной камерой. Сквозные отверстия выполнены в стенках ствола с установленными в них упорами, выполненными с возможностью радиального перемещения при их взаимодействии с расклинивающим элементом, размещенным в канале ствола с возможностью продольного перемещения. Расклинивающий элемент выполнен в виде поршня, а в стенке ствола вдоль его образующей перед упорами выполнено не менее двух сквозных диаметрально расположенных отверстий. Изобретение позволяет повысить надежность работы устройства, путем удержания его в скважине, повысить безопасность работы с заявляемым устройством. 2 ил.
Изобретение относится к горному делу и строительству и может найти применение для разрушения скальных пород и бетона высоким импульсном давлением газообразных продуктов взрыва с помощью устройства с конструктивными элементами, механически прижимаемыми к стенке шпуры, скважины, трещины.
Известен скважинный скалолом (пат. РФ №2001268 от 13.11.91, опубл. 15.10.93, бюл. №37-38). Скважинным скалолом содержит взрывную камеру с пороховым зарядом и выхлопным каналом, дополнительный пороховой заряд с камерой и газопроницаемую перегородку, установленную в камере с дополнительным пороховым зарядом с возможностью перемещения в сторону дополнительного порохового заряда под действием пороховых газов основного пороха заряда. Удержание скалолома в скважине обеспечивается инерционным элементом, создающим благодаря консольному закреплению расклинивающий эффект.
Недостатками данной установки являются увеличенные поперечные габариты установки за счет наличия инерционного элемента, выступающего за пределы взрывной камеры в радиальном направлении, применение в качестве рабочих только пороховых зарядов, что усложняет технологию применения в установке промышленных ВВ, разбивка заряда на 2 части усложняет технологию работ с устройством, применение в конструкции одноразовых разрушаемых элементов приводит к удорожанию работ, проводимых с применением данной установки.
Известно устройство для раскалывания каменных блоков (ПМ РФ №54094 от 04.10.2005, опубл. 10.06.2006, бюл. №16), содержащее взрывную камеру с выхлопным каналом и затвором, в полости которой помещен газогенирирующий заряд, сообщающийся с взрывной камерой ствол, установленный в шпуре, перегородку с осевым отверстием и стопорное устройство, взрывная камера соединена со стволом разъемным соединением, перегородка установлена в ней перед выхлопным каналом, в стенках ствола выполнены сквозные отверстия, в которых установлены упоры с возможностью радиального перемещения при их взаимодействии с установленным в канале ствола с возможностью продольного перемещения расклинивающим элементом, выполненным с дроссельным отверстием.
Этим устройством решается возможность применения не только пороховых зарядов, но и промышленного ВВ, позволяет существенно упростить технологию применения устройства в полевых условиях.
Недостатком известного устройства является то, что при прохождении продуктов взрыва в шпур (скважину) происходит частичное раскрытие трещины в каменном блоке, при этом резко снижается удерживающая сила упоров, вследствие этого возможен выброс раскалывающего устройства из скважины, что повышает опасность при работе с данным устройством, снижает надежность работы устройства.
Задача состоит в создании надежного устройства, повышении безопасности при работе.
Технический результат заключается в повышении надежности работы устройства путем удержания его в скважине за счет воздействия газов, находящихся в полости ствола, на раскалывающий элемент в виде поршня, повышении безопасности работы с заявляемым устройством.
Технический результат достигается тем, что в известном устройстве для раскалывания каменных блоков, содержащем взрывную камеру с перегородкой с осевым отверстием, установленной перед выхлопным каналом, газогенерирующий заряд, размещенный в полости камеры, затвор, ствол, установленный в шпуре, сообщенный с взрывной камерой, сквозные отверстия, выполненные в стенках ствола с установленными в них упорами с возможностью радиального перемещения при их взаимодействии с расклинивающим элементом, размещенным в канале ствола с возможностью продольного перемещения, расклинивающий элемент выполнен в виде поршня, а в стенке ствола вдоль его образующей перед упорами выполнено не менее двух сквозных диаметрально расположенных отверстий.
Система из признаков: упоров, поршня и стенки скважины поддерживает постоянное усилие прижатия упоров к стенке скважины на начальной стадии образования трещины за счет давления газов на поршень и тем самым удерживает устройство для раскалывания каменных блоков в шпуре, скважине, тем самым повышает безопасность работы с устройством и его надежность.
Выполнение в стенке ствола вдоль его образующей диаметрально расположенных сквозных отверстий не менее двух влияет на работоспособность устройства.
За счет газов, выходящих из отверстий под большим давлением, происходит раскалывание скальной породы или бетона и, одновременно, происходит давление на поршень, который поджимает упоры к стенке шпуры и таким образом влияет на заявляемый технический результат.
На фиг.1 показано предлагаемое устройство. На фиг.2 - конструкция клиновых упоров, удерживающих устройство в шпуре (скважине).
Устройство содержит взрывную камеру (1) с выхлопным каналом, перед которым установлена перегородка с отверстиями (14). В камере, снабженной затвором (2) размещен газогенерирующий заряд, например, ВВ (9). Ствол (3) размещен в шпуре (скважине) (4) и фиксируется по боковым стенкам шпура (скважины) при помощи нескольких упоров (6), установленных в сквозных отверстиях (15) ствола (3) и расклинивающего элемента (7) в виде поршня. К заряду ВВ (9) подключен электродетонатор (11), от которого через отверстия (12) выведены провода (13) для подрыва электродетонатора. В стенке ствола (3) выполнено несколько сквозных отверстий (5), расположенных в диаметрально противоположном положении до упоров (6).
Устройство работает следующим образом.
Взрывная камера 1 с присоединенным стволом 3 вставляется в шпур (или скважину) до упора по поверхности 10, после чего под собственным весом осуществляется перемещение расклинивающего элемента 7 в направлении к выходному отверстию ствола 3, за счет чего упоры 6 соприкасаются с боковой поверхностью шпура (скважины) 4. Во внутренней полости взрывной камеры 1 размещается заряд ВВ 9 с электродетонатором 11, от которого через отверстие 12 в затворе 2 выведены провода 13 для подрыва электродетонатора. После установки заряда ВВ 9 производится запирание взрывной камеры 1 затвором 2.
После подрыва заряда ВВ 9 продукты взрыва через отверстие в перегородке 14 проходят в полость ствола и воздействия на торец поршня, обращенный к взрывной камере, производят расклинивание упоров, за счет чего осуществляется их прижим к боковой поверхности шпура (скважины) 4, одновременно часть продуктов взрыва через отверстия 5 в стволе 3 поступает в зазор между внешней поверхностью ствола 3 и боковой поверхностью шпура (скважины) 4. При достижении достаточного давления продукты взрыва разрушают скальную породу или бетон. До разрушения скальной породы или бетона удержание устройства в скважине осуществляется при помощи упоров 6.
Предлагаемое устройство позволяет обеспечить раскалывание скальных пород при помощи продуктов взрыва промышленных ВВ, без образования микротрещин в скальных породах, примыкающих к стенкам шпура (скважины), что проверено и подтверждено экспериментальным путем как на образцах гранитов различной прочности, так и в полевых условиях на карьерах.
Устройство для раскалывания каменных блоков, содержащее взрывную камеру с перегородкой с осевым отверстием, установленной перед выхлопным каналом, газогенерирующий заряд, размещенный в полости камеры, затвор, ствол, установленный в шпуре, сообщенный с взрывной камерой, сквозные отверстия, выполненные в стенках ствола с установленными в них упорами с возможностью радиального перемещения при их взаимодействии с расклинивающим элементом, размещенным в канале ствола с возможностью продольного перемещения, отличающееся тем, что расклинивающий элемент выполнен в виде поршня, а в стенке ствола вдоль его образующей перед упорами выполнено не менее двух сквозных диаметрально расположенных отверстий.
