Газогенератор для направленного разрушения горных пород


 


Владельцы патента RU 2477791:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" (RU)

Изобретение относится к горным работам, осуществляемым, например, при отбойке блочного камня, осторожном разрушении природных и искусственных объектов, добыче драгоценных и полудрагоценных камней в щадящем режиме. Устройство включает корпус, размещенный в нем горючий элемент со сквозными вдоль оси каналами, заполненными окислителем. На поверхности торцевой части горючего элемента со стороны воспламенительного устройства установлен диск диаметром, превышающим внутренний диаметр корпуса на 0,5-1,0 мм. Диск выполнен из стойкого к термоокислительному старению материала. Повышается надежность и стабильность работы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к горным работам, осуществляемым, например, при отбойке блочного камня, разрушении природных и искусственных объектов, добыче драгоценных и полудрагоценных камней в щадящем режиме. Как правило, эти работы выполняются с применение взрывчатых веществ (ВВ), которые негативно воздействуют на окружающую среду и влияют на качество добываемой продукции. Так например, использование ВВ при добыче блоков монолита горных пород, проходке тоннелей шпуровыми зарядами, снижает выход кондинционного камня [1] или происходит законтурное разрушение массива вследствие напряжений, возникающих под воздействием детонации (и связанной с ней бризантностью), присущей всякому ВВ в той или иной мере. Применение ВВ с низкой скоростью детонации, например Гранилен-1,2 или шланговые заряды типа ЗША [2] не исключают полностью этих вредных воздействий. Для исключения этих воздействий можно использовать различные виды газогенераторов (ГТ) и устройств, работающих в не детонационном режиме.

Известен состав для буровзрывных работ (патент RU 2152376) в основу которого входят: твердый окислитель и горючие - жидкие или твердые углеводороды с энергетической добавкой алюминия. К достоинствам данного состава можно отнести простоту изготовления, в то же время имеется существенный недостаток - при использовании в качестве горючего жидких углеводородов и алюминия свойства состава приближаются к низкобризантным ВВ.

Известен газогенератор (патент RU №2211923), содержащий реагенты, при инициировании которых создается высокое давление в зарядной полости, обеспечивающее разрушение горных пород при добычи блочного камня, драгоценных и полудрагоценных камней, объектов в щадящем (не бризантном) режиме. Применение ГГ основано на способе ведения буровзрывных работ (патент RU №2153069).

Авторами в качестве прототипа выбран газогенератор - патент RU №2211923. К достоинствам прототипа следует отнести:

- стабильность и однородность состава, как по сечению, так и по длине ГГ,

- минимальный разброс по составу компонентов газогенератора при его снаряжении;

- поперечное сечение ГГ может иметь форму круга, шестигранника, квадрата и любую другую форму, обеспечивающую достаточно плотную упаковку каналов, ориентированных вдоль оси ГГ.

В конструкции прототипа имеются недостатки, а именно:

- сложно механизировать процесс загрузки ГГ твердым окислителем, так как снаряжение окислителем проводится на вибростенде, то не удается обеспечить выступ горючего элемента на 2-3 мм над поверхностью окислителя, в противном случае окислитель полностью перекрывает горючий элемент, что приводит к невозможности воспламенения состава ГГ;

- хранение и транспортировка ГГ должна проводиться строго в вертикальном положении, чтобы не произошло просыпание окислителя в пространство, предназначенное для установки воспламенительного устройства (ВС), и чтобы не произошло нарушение однородности загрузки.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков при сохранении положительных качеств данного прототипа. Технический результат достигается тем, что:

1. Газогенератор для направленного разрушения (Фиг.1) горных пород, включающий корпус 4 и размещенный в нем горючий элемент 5 со сквозными вдоль оси каналами, заполненными окислителем 6, отличающийся тем, что на поверхности торцевой части горючего элемента со стороны воспламенительного устройства, установлен диск 3, диаметром превышающим внутренний диаметр корпуса газогенератора на 0,5-1,0 мм и толщиной 2,0-5,0 мм.

2. Газогенератор по п.1, отличающийся тем, что диск выполнен из стойкого к термоокислительному старению материала, например полиэтилена.

Введение в конструкцию газогенератора (Фиг.1) нового элемента в виде диска 3, обеспечивает при хранении и транспортировке не просыпание окислителя в полость ГГ, предназначенную для установки ВС. На основании эксперимента диаметр диска принимается на 0,5-1,0 мм больше по отношению к внутреннему диаметру газогенератора и толщиной 2,0-5.0 мм (при толщине диска менее 2 мм не обеспечивается жесткость конструкции - возможно просыпание окислителя в полость воспламенителя; аналогично - при диаметре диска менее 0,5 мм по отношению к внутреннему диаметру корпуса; при увеличении размеров диаметра диска более 1,0 мм и толщины более 5,0 мм приводит к перерасходу материала).

Материал диска должен быть допущен к длительному контакту с применяемым окислителем, например полиэтилен, полипропилен, полистирол и т.д. По нашим данным эти материалы желательно использовать в виде пенополиэтилена, пенополипропилена или пенополистирола с целью снижения массы при гарантированном отсутствии попадания окислителя в полость, предназначенную для ВС, а также для снижения разброса в длине от состава ГГ к ВС. Особо следует отметить, что установка диска позволяет механизировать процесс загрузки окислителем, тем самым добиться снижения доли ручного труда и воспроизводимости параметров ГГ от партии к партии. Предлагается следующая технология загрузки:

- установка диска 3 на верхнюю часть горючего элемента 5 в корпусе газогенератора 4;

- вставка на сборку технологической крышки 2, упирающейся в смонтированный выше диск (дополнительная опора для диска от смещения);

- установка этой сборки донной частью ГГ в кондуктор. Количество одновременно монтируемых сборок определяется масштабами производства и наличием необходимого оборудования (вибростенда, его мощности, параметрами кондуктора);

- виброзагрузка окислителя в корпус ГГ с помощью кондуктора;

- демонтаж сборок ГГ от кондуктора после загрузки окислителем;

- на готовые сборки ГГ монтируются днища 1 и далее ГГ направляются для дальнейшего использования (на склад или к потребителю). Использование газогенератора по назначению предполагает замену технологической крышки на воспламеняющее устройство 7. Такие мероприятия повышают промышленную безопасность их применения. С учетом прототипа диск может быть в виде круга, в виде квадрата или шестигранника.

Источники информации

1. Карасев Ю.Г., Бака Н.Т. Природный камень. Добыча блочного и стенового камня. Санкт-Петербургский горный институт. СПб, 1997. 428 с.

2. Нефедов М.А. Направленное разрушение горных пород взрывом. СПб.: Издательство С.-Петербургского университета, 1991. 188 с.

1. Газогенератор для направленного разрушения горных пород, включающий корпус и размещенный в нем горючий элемент со сквозными вдоль оси каналами, заполненными окислителем, отличающийся тем, что на поверхности торцевой части горючего элемента со стороны воспламенительного устройства установлен диск диаметром, превышающим внутренний диаметр корпуса газогенератора на 0,5-1,0 мм.

2. Газогенератор по п.1, отличающийся тем, что диск выполнен из стойкого к термоокислительному старению материала при длительном контакте с окислителем, например полиэтилена.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству и горной промышленности, в частности к пневматическим устройствам ударного действия. .

Изобретение относится к техническим средствам для бурения скважин и проходки стволов с помощью высоковольтных импульсных разрядов, развивающихся непосредственно в горной породе, и может найти применение в горной промышленности для проходки скважин и стволов в крепких горных породах глубиной сотни метров.

Изобретение относится к области машин ударного действия для разрушения скальных пород и мерзлых грунтов. .

Изобретение относится к техническим средствам для электроимпульсного бурения с обратной внутренней промывкой скважин сплошного бурения или с отбором керна и может найти применение при геологоразведочных работах, в горнодобывающей промышленности, при строительных и других работах, где требуется бурение скважин в крепких горных породах.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для добычи ценного кристаллического сырья и природного камня, разборки завалов и сооружений, дробления негабаритов.

Изобретение относится к горноперерабатывающей промышленности, к способам контроля за процессом электроимпульсного разрушения горных пород. .

Изобретение относится к области резания блоков из природного камня и искусственных материалов. .

Изобретение относится к устройствам разупрочнения массива горных пород, а также может быть использовано для пробивания отверстий в массиве. .

Изобретение относится к механизмам для передачи крутящего момента и может быть использовано в перфораторах и/или отбойных молотках. .

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для управления труднообрушаемой кровлей при разработке месторождений полезных ископаемых, расположенных в условиях криолитозоны

Изобретение относится к устройствам ударного действия для разрушения крупных блоков высокопрочных горных пород, шлакометаллических отходов металлургического производства, чугунных изделий, железобетонных конструкций, фундаментов и т.п

Изобретение относится к области проходки скважин или туннелей методом выплавления породы

Изобретение относится к области горного и дорожно-строительного машиностроения, а именно к электромагнитным импульсным механизмам, и может быть использовано для разрушения горных пород, отделения шламовых образований в ковшах для разливки металлов, активизации рабочих органов горных машин, вибровозбудителя в вибротранспортных машинах и т.п

Изобретение относится к горнодобывающей и строительной отрасли промышленности

Изобретение относится к горному делу, строительству и геофизике - к гидравлическим ударным устройствам импульсного действия, применяется при разрушении горных пород и других твердых материалов и при сейсморазведке в качестве импульсного невзрывного источника сейсмических колебаний. Машина содержит корпус, боек, камеру прямого хода, камеру обратного хода и дополнительную камеру, образованные между корпусом и бойком, выполненные в корпусе каналы для подвода и отвода рабочей жидкости, канал управления и дополнительный канал, инструмент, источник расхода рабочей жидкости, аккумулятор, бак, гидрораспределитель, с помощью которого камера прямого хода соединена либо с источником расхода рабочей жидкости, аккумулятором и камерой обратного хода, либо со сливом в бак. Камера управления гидрораспределителя через канал управления соединена постоянно с дополнительной камерой, а его золотник подпружинен с усилием, равным усилию в камере управления гидрораспределителя при давлении рабочей жидкости, равном установленной величине РЗ. Камера прямого хода соединена гидрораспределителем с источником расхода рабочей жидкости, аккумулятором и камерой обратного хода с помощью дополнительного канала через обратный клапан после задержки бойка и достижения в системе установленной величины РЗ давления перед началом прямого хода бойка, после начала прямого хода бойка - с помощью дополнительного канала через обратный клапан и канала для подвода и отвода рабочей жидкости камеры прямого хода. Дополнительная камера в конце обратного хода бойка соединена с источником расхода рабочей жидкости, аккумулятором и камерой обратного хода, а в конце прямого хода бойка - со сливом в бак. Корпус, боек и канал для подвода и отвода рабочей жидкости камеры прямого хода выполнены с возможностью образования замкнутого объема рабочей жидкости в камере прямого хода в конце обратного хода бойка. Техническая задача - повышение коэффициента полезного действия гидравлической ударной машины и улучшение качества сейсмического сигнала за счет исключения повторных ударов бойка по инструменту вследствие осуществления задержки бойка перед началом прямого хода. 1 ил.

Газогенератор (3) используется для разбивания или раскалывания естественных и искусственных сооружений, будучи вставленным в пробуренные шпуры и воспламенен с целью начала реакции горения в дефлаграционном или недетонационном режиме. Газогенератор состоит из первой части (11) с первой главной полостью (12) и второй части (13) со второй главной полостью (14). В первой части содержатся окислитель и горючий состав. Во второй части содержится жидкость, например вода, служащая для распределения давления, вырабатываемого газами, образующимися в реакции горения. Первая и вторая главные полости отделены друг от друга днищем первой части (21), которое, например, может быть установлено в соответствии с размером первой полости и объемом окислителя в нем. Настоящее газогенераторное устройство, в частности, хорошо приспособлено для использования в горизонтально пробуренных отверстиях. Первая часть может состоять из композиции, использующей как часть горючего состава несущую структуру полимерного материала и добавленный к нему алюминий или подобный материал, снижающий время горения и повышающий энергетичность композиции. Может использоваться особое воспламенительное устройство (27). Газогенератор удобен в пользовании, безопасен в работе, имеет более низкий уровень шума, позволяет осуществить более точное разделение объектов. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к бурению скважин. Устройство для совмещенного механического и термического расширения скважин содержит электронагреватели с адсорбером, которые последовательно установлены в магистрали подвода воздуха, при этом адсорбер выполнен в виде двух вставленных один в другой и ограниченных поверхностями цилиндров разного диаметра, причем адсорбер внутренней стенкой меньшего цилиндра плотно насажен на внешнюю поверхность трубы для отвода парогазовой смеси в атмосферу, адсорбент размещен в подпружиненной кассете, свободно перемещающейся в вертикальном направлении между внутренней поверхностью большего цилиндра и внешней поверхностью меньшего цилиндра. Цилиндры разных диаметров адсорбера выполнены из биметаллов, при этом материал внутренней поверхности большого цилиндра имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза больше, чем коэффициент теплопроводности материала внешней поверхности большего цилиндра, а материал внешней поверхности меньшего цилиндра имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза меньше, чем коэффициент теплопроводности меньшего цилиндра со стороны трубы для отвода горячего парогазового потока в окружающую среду. Обеспечивает повышение эффективности термического расширения скважин при длительной эксплуатации. 4 ил.

Изобретение относится к области проходки скважин и стволов высоковольтными разрядами в крепких горных породах и может найти применение в горнодобывающей промышленности, а также в строительной отрасли. В снаряде последовательно соединены гидротоковвод (1), колонна бурильных труб (2) и буровой наконечник, включающий в себя корпус (6), высоковольтные и заземленные электроды (7 и 8) и высоковольтный изолятор (9). Внутри колонны бурильных труб (2) коаксиально укреплен осевой токовод (5), на который свободно надета центральная труба (10) с жестко закрепленными на ней зарядным устройством (14) и источником высоковольтных импульсов (15), под которым установлена пружина-амортизатор (12) в свободно надетом на центральную трубу (10) кожухе (13). К нижнему концу центральной трубы (10) прикреплены один или несколько забойных упоров (11), которые выполнены с возможностью продольного перемещения до выхода из бурового наконечника более чем на 1/3 межэлектродного расстояния. Это увеличивает в несколько раз срок безаварийной работы зарядного устройства (14) и источника импульсов высокого напряжения (15). 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.

Изобретение относится к горнодобывающей и строительной отраслям промышленности. Способ электроразрядного разрушения твердых материалов включает формирование шпура в твердом материале, размещение в нем картриджа с веществом, предающим ударную волну, и взрываемым проводником, и инициирование разряда взрывающимся проводником. Картриджи изготавливают из пластичного материала с акустической жесткостью, близкой к акустической жесткости разрушаемого материала. Взрывающийся проводник зажат в материал картриджа. В качестве пластичного материала используется полиэтилен или пластилин. Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения горных пород и утилизации бетонных и железобетонных блоков и конструкций. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.
Наверх