Устройство для разрушения горных пород

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С4эФз Советских

Социалистииеских

Республик (11) >22 325

{51) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.04.75(21) 2127008/03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

E 21 С 37/18

Е 21 Э 9/00

Гасударственный нонетет

Вееета Мнннстрее ЕР аа делен неееретеннй и етнр@ нй (43) Опубликовано 25.07,76.Бюллетень № 27 (53) УДК 622.243.94 (088.8) (45) Дата опубликования описания 01.12.76 (72) Авторы изобретении

О. B. Явтушенко, В. И. Лойк и В. К. Коробской (71) Заявитель

Институт геотехнической механики АН Украинской CCP (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к горной промышленности и может быть реализовано в качестве породоразрушаюшего органа буровых проходческих и других установок.

Известны устройства для разрушения горных пород, включающие генератор СВЧэнергии, передающий волновод, корпус с излучающей полостью и механическим породоразрушаюшим инструментом.

Для повышения эффективности разрушения механический породоразрушающий элемент известного устройства выполнен со сквозным каналом, сообщаемым с каналом волновода, рабочая поверхность которого выполнена кри- 5 волинейной формы.

Однако применение комбинированного способа разрушения горных пород (СВЧ-энергией совместно с механическим породораэрушаюшим элементом) вызывает нагрев меха- gp нического инструмента, что приводит его к быстрому износу, снижает стойкость и долговечность. Частая смена механического инструмента отрицательно сказывается на производительиос и процесса разрушения. И

11ель изобретения — повышение производительности процесса разрушения горных пород за счет замены действия на породу механического породоразрушаюшего инструмента воздействием импульсного взрыва, происходящим в излучающей полости устройства.

Это достигается тем, что устройство снабжено искровым СВЧ-разрядником, штыри которого соосно установлены на противоположных стенках излучающей полости на расстоянии четверти длины волны от дна полости, а в корпусе выполнены каналы для подачи горючего и окислителя в излучающую полость.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

Оно выполнено в виде массивного корпуса 1 с излучающей полостью 2, в которую введен элемент 3, возбуждающий в полости электромагнитные волны (в данном случае - петля связи), запитанный передающим волноводом 4. Для предохранения петли связи 3 и волновода 2 от взрывной волны дно полости 2 заполнено диэлектриком 5 (например силуром). Взрывная смесь, составленная из горючего и окислителя, подается

5223 в полость 2 по каналам 6 и 7. Смесь зажигается дугой искрового СВЧ-разрядника

8. Открытый конец полости 2 имеет расширение в виде конического рупора. Подача взрывной смеси регулируется дозатором 9. йля гашения импульса отдачи служит демпфер .10.

Устройство работает следующим образом.

СВЧ-энергия по передающему волноводу 4 подается в излучающую полость 2 петлей 1О связи 3 и из полости 2 излучается на забой. В момент включения СВЧ-генератора на искровом СВЧ-разряднике 8 возникает пик напряжения, обеспечивающий пробой промежутка разрядника, после чего устанав- у ливается напряжение лугового разряда. Затем по каналам 6 и 7 в полость 2 подают горючее и окислитель и дуговым разрядом вызывается взрыв. Излучение СВЧ-энергии производится непрерывно. Импульсные вэры- ро вы следуют друг за другом через промежутки времени, зависящие от параметров разрушаемой горной породы. Частота взрывов регулируется дозатором 9. Расширение открытого конца полости 2 служит для при- 2 дания тепловому пятну в породе размеров, совпадающих с размерами поперечного сечения корпуса 1.

В результате облучения СВЧ-энергией горная порода нагревается и ослабляется эа 30 счет шелушения и трещинообразования. Поскольку образование трещин значительно уменьшает сопротивление породы взрыву, ограничивает распространение взрывной волны и позволяет проникать в массив расши- 35 ряющимся газам взрыва, доразрушение производится импульсным взрывом, дающим большие мгновенные мощности. Так как истечение продуктов сгорания происходит в сотые

40 доли секунды, импульс отдачи не велик и гасится демпфером.

Кроме того, облучение СВЧ-энергией забоя позволяет выполнить разрушение гор= ной породы направленным, поскольку в ближней зоне излучения площадь теплового пят= на в горной породе равна площади излучающего раскрыва.

Предлагаемое устройство просто и эконо-. мично эа счет замены дорогостоящего и быстроизнашивающегося механического породоразрушаюшего инструмента действием импульс=ного взрыва в излучающей полости

В результате отсутствия непосредственно= го контакта рабочего органа с породой не происходит расхода породоразрушающего инструмента, уменьшается число промежуточных тяжелонагруженных деталей, необходимых при воздействии на породу механического инструмента. Использование такого органа для прож ходки и бурения позволит значительно увели= чить производительность этих работ.

Ф ормула изобретения

Устройство для разрушения горных пород, включающее генератор СВЧ-энергии, передающий волновод и корпус с излучающей полостью, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности процесса разрушения, оно снабжено искровым

СВЧ-разрядником, штыри которого установлены на противоположных стенках излучающей полости на расстоянии четверти длины волны от ее дна, а в корпусе выполнены каналы для подачи горючего и окислителя в излучающую полость.

ЦНИИПИ Заказ 3908/329

У %.1Ы.Ы

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4