Шарошечный расширитель скважин

 

1и1853085

О П И С Л Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.11.79 (21) 2840329/22-03 с присоединением заявки № (51) M. Кл.з

Е 21В 10/32

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.08.81. Бюллетень № 29 (45) Дата опубликования описания 07.08.81 (53) УДК 622.24.051..57(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения В. А. Свищев, Ш. А.-Г. Болгожин, С. В. Шипов и К. К. Цыб

Г:..:"-:: т, ьфкцй

Институт горного дела АН Казахской ССР (71) Заявитель (54) ШАРОШЕЧНЫЙ РАСШИРИТЕЛЬ СКВАЖИН

Изобретение относится к буровзрывным работам и может быть использовано в горном деле для добычи полезных ископаемых, а также при строительстве гидротехнических каналов и дорожных выемок в скальных породах.

Известен расширитель, представляющий собой корпус с пазами, в которых подвижно закреплены рычаги с шарошками, раскрываемые под действием клина при вращении бурового става (1).

Известен расширитель скважин, включающий корпус, шарошкодержатель с шарошками и привод раздвижки шарошкодержателя (2).

Недостатком расширителей является то, что они придают расширяемой части скважин цилиндрическую форму. Из практики взрывных работ известно, что при цилиндрической форме скважинных зарядов разрушающие агенты взрыва — волны напряжений и давление газов (до начала прорыва последних через раскрывшиеся трещины) действуют на породу одинаково интенсивно как в сторону обнаженной поверхности, так и в противоположном направлении, т. е. в сторону целика. Однако вызываемое тем самым трещинообразование в «тылу» взрываемого блока осложняет бурение последующих скважин из-за «прихватов» бурового снаряда и, кроме того, снижает эффект взрыва из-за высоких потерь энергии ударной волны и взрывных газов вследствие экранирующего действия трещин.

5 Цель изобретения — повышение эффективности взрывной отбойки путем придания расширяемой части скважины сводчатой формы в поперечном сечении.

Указанная цель достигается тем, что ша10 рошечный расширитель скважин снабжен дополнительным шарошкодержателем с шарошками, при этом каждый шарошкодержатель выполнен в виде поршня, установленного с возможностью перемещения в

15 корпусе, а плоскости выдвижения шарошкодержателей расположены под углом 80—

110 . Шарошкп могут быть выполнены в виде двух усеченных конусов, соединенных большими основаниями с углом между об20 разующими этих конусов 80 — 100 .

На фиг. 1 и 2 изображен расширитель в двух проекциях; на фиг. 3 — разрез А — А фиг. 1; на фиг. 4 — разрез Б — Б фиг. 2.

Расширитель состоит из корпуса 1, внут25 ри которого расположены как минимум две овалообразные поршневые камеры В, повернутые одна относительно другой на 80—

110, шарошкодержателей 2 (также овалообразных) сшарошками 3. В теле корпуса 1

30 по обеим сторонам каждой камеры В встро853085 ены ролики 4, воспринимающие реакцию породы при внедрении в нее шарошек 3.

Для подачи сжатого воздуха из пустотелой буровой штанги (на чертеже не изображен) в поршневые камеры В служат трубки 5. 5

Предлагаемый расширитель работает следующим образом.

По окончании бурения обычной скважины буровой став поднимают и стандартное шарошечное долото заменяют расширите- 10 лем. Затем буровой став опускают в ту же скважину на требуемую глубину, ориентируя расширитель таким образом, чтобы его шарошки были направлены в сторону обнаженной поверхности взрываемого забоя, и 15 по ставу буровых штанг подают сжатый воздух, который по трубке 5 поступает в поршневые камеры В. При этом шарошкодержатели 2 прижимают расположенные в них шарошки 3 к стенке скважины с уси- 20 лием, достаточным для внедрения в породу вооружения шарошек. Реакция породы воспринимается свободно вращающимися роликами 4, которые не допускают перекосов расширителя в скважине. Затем с по- 25 мощью механизма подачи станка буровой став поочередно поднимают и опускают на требуемую высоту (например, на /4 или /з глубины скважины, считая ее от забоя) до тех пор, пока указанная часть скважины 30 не будет расширена шарошками до заданного профиля. После прекращения подачи сжатого воздуха в расширитель последний извлекается из скважины, станок переезжает на новую скважину, и описанный цикл 35 бурения и расширения скважины повторяется.

Использование расширителя обеспечивает более интенсивное трещинообразование в сторону обнаженной поверхности и, следо- 40 вательно, лучшее качество дробления взрываемой горной массы.

Выполнение шарошек в виде двух усеченных конусов, соединенных большими основаниями с углом между образующими этих конусов 80 — 100 и расположение осей вращения шарошек под углом 80 — 110 друг к другу обеспечивают в совокупности сводчатую форму поперечного сечения скважины с плоским основанием.

Сводчатая форма скважин и заряда улучшает качество дробления взрываемого блока горной породы и уменьшает трещинообразование в невзрываемом массиве за счет более благоприятного распределения энергии взрыва: большей ее части на полезное дробление в объеме взрываемого блока и меньшей — на вредное трещинообразование в «тылу» последнего.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 333267, кл. Е 21В 9/28, 1971.

2. Авторское свидетельство № 221603, кл. E 21B 9/22, 1967 тип) .

СССР

СССР (прото1, Шарошечный расширитель скважин, включающий корпус, шарошкодержатель с шарошками и привод раздвижки шарошкодержателя, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности взрывной отбойки, расширитель снабжен дополнительным шарошкодержателем с шарошками, при этом каждый шарошкодержатель выполнен в виде поршня, установленного с возможностью перемещения в корпусе, а плоскости выдвижения шарошкодержателей расположены под углом 80 — 110 .

2. Расширитель по и. 1, отл и ч а юще ес я тем, что шарошки выполнены в виде двух усеченных конусов, соединенных большими основаниями с углом между образующими этих конусов 80 — 100 .

853085 т (к !

1 у:Ю, Составитель Ю. Конради

Техред М. Гайдамак

Корректор E. Осипова

Редактор С. Титова

Заказ 1811/4 Изд. № 498 Тираж 634 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2