Устройство для термического разрушения горных пород высокотемпературной газовой струей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Cblo3 Советскик

Социапистическик

Республик » 887806 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву Ф 734407 (22) Заявлено 08. 10. 79 (21) 2826965/22-03 с присоединением заявки М— (23) Приорктет—

Опубликовано 0 7. 1 2. 81 . Бюллетень М 45

Дата опубликования описания 07 . 1 2 . 8 1 (5! )М. Кл.

Е 21 С 21/00

Е 21 В 7/14

3Ъеударствапв11 комитет

СССР во делам изееретеиий и еткрмтиЯ (53) УДК622.243. .94 (088. 8) (72) Авторы изобретения

И. П. Голдаев, Е. П. Полевичек и Н. II. Бут

Харьковский авиационный институт им. Н. Е. Жуковского (7I) Заявитель

154) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ

ГОРНЫХ ПОРОД ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ГАЗОВОЙ

СТРУЕЙ

Изобретение касается устройства для термического разрушения горных пород высокотемпературной струей газа и может быть использовано для прорезания щелей в массиве крепких горных пород при добыче блоков природного камня, проходки различного назначения выработок в скальных массивах, обработки поверхности каменных блоков и;других технологических процессов подобного назначения.

По основному авт. св. Ф 734407 известно устройство для термического разрушения горных пород высокотемпературной струей газа. содержащее газогенератор с сопловой крышкой и примыкающую к срезу сопла насадку с каналом для направленного истечения газа, который выполнен плоским и расширяющимся в направлении истечения газовой струи, при этом в теле насадки предусмотрены расположенные опозитно и параллельно длинным стенкам канала отверстия для подачи импульса сжатого газа в канал насадки f1).

Путем поочередной подачи импульсов газа под давлением в управляющие отверстия достигается отключение истекающей высокотемпературной газовой струи от среднего положения то в одну, то в другую сторону и ее прилипание к боковым стенкам канала насадки, в результате чего раскаленная струя газа воздействует то на одну, то на другую половину забоя прорезаемой щели.

В процессе работы этого устройства и период воздействия высокотемпературной газовой струи на одну половину забоя происходит термическое разрушение поверхностного слоя породы на этой половине забоя, а поверхность другой половины забоя нагревается отраженными струями газа и излучением, но не разрушается. Поэтому в последующем цикле воздействия высокотемпературной газовой струи на эту поло3 88 вину забоя температурный градиент в поверхностном слое породы снижается, и, следовательно, интенсивность разрушения уменьшается.

Цель изобретения — повышение эффективности разрушения горных пород.

Это достигается тем, что в насадке выполнены открытые в сторону разрушаемой поверхности каналы, сообщенные с отверстиями для подачи импульса сжатого газа в канал насадки.

При этом каналы в теле насадки направлены вдоль коротких стенок ее канала.

В отверстиях для подачи импульса сжатого газа в канал насадки размещены дроссельные элементы.

Такое выполнение устройства обеспечивает чередующееся попеременное нагревание и охлаждение боковых участков забоя, что увеличивает темпера, турные градиенты в поверхностном слое породы и повышает тем самым эффективность процесса термического разрушения горной породы.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг, 2 — вид А на фиг. 1.

Устройство для термического разрушения горных пород содержит газогенератор 1 с сопловой крышкой 2, к срезу сопла 3 которой примыкает насадка

4 с плоским расширяющимся каналом 5, расположенным соосно соплу 3 и ограниченным двумя глоскими параллельными поверхностями 6, и примыкающими к ним двумя цилиндрическими поверхностями

7, наклоненными под одинаковым углом к продольной оси канала 5.

В теле насадки 4 в непосредственной близости от среза сопла 3 выполнены управляющие отверстия 8 и 9 для подвода импульса газа (хлацагента), выходящие навстречу одно другому на цилиндрических наклонных поверхностях

7 канала 5, и каналы 10 u II для подачи хладагента (например воздушноводяной смеси) на забой через отверстия 12 и 13. Управляющие отверстия

8 и 9 сообщены соответственно с каналами 10 и 11, расположенными в насадке 4 вдоль коротких стенок канала 5.

В системе подачи хладагента установлен распределитель 14, обеспечивающий поочередный подвод хладагента в каналы 10 и !1. Отверстия 12 и 13 для выброса хладагента на забой расположены в плоскости, проходящей через продольные оси цилиндрических

7806 4

50 формула изобретения

5 !

О !

45 поверхностей 7 кяняля 5, и ориентированы на боковые участки 15 k. I6 забоя.

Для регулирования расхода хладагента через управляющие отверстия 8 и 9 в них установлены жиклеры 17 и 18.

При ряботе устройства высокотемперятурная газовая струя истекает из сопла 3 в канал 5 насадки 4.

При положении распределителя !4 в правой рабочей позиции (см. фиг. !) хладагент из системы подачи подводится в канал 11, откуда через отверстие

13 выбрасывается на боковой участок

16 забоя. Одновременно через жиклер

l8 и отверстие 9 в плоский канал 5 насадки 4 подается небольшое количество хладагента, который при соприкосновении с высокотемпературным теплоносителем быстро испаряется и создает импульс давления, отклоняющий струю теплоносителя к противоположной стенке плоского канала 5 насадки 4.

Прн переключении распределителя !4 в левую рабочую позицию хладагент подается в канал IO, откуда через отверстие 12 выбрасывается на противоположный боковой участок 15 забоя, Одновременно через жиклер 17 и отверстие 8 в плоский канал 5 насадки 4 подается хладагент, который, испаряясь, создает управляющий импульс, от" клоняющий струю теплоносителя к противоположной (правой) стенке канала 5.

При подаче хладагента через канал

10 и отверстие 12 на боковой участок

15 забоя высокотемпературная газовая струя автоматически отклоняется вправо и воздействует на боковой участок

15 забоя.

Таким образом достигается чередующееся попеременное нагревание и охлаждение боковых участков забоя, что увеличивает температурные градиенты в поверхностном слое породы и, следовательно, повышает эффективность процесса термического разрушения горной породы.

1. Устройство для термического разрушения горных пород высокотемпературной газовой струей по авт. св. У 734402 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса разрушения, в насадке выполнены открытые в сторону разрушаемой поверх5 887806 6 ности каналы, сообщенные с отверстия- стиях для подачи импульса сжатого ми для подачи импульса сжатого газа в газа в канал насадки pasMemåHM дросканал насадки. сельные элементы.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каналы в те- Источники информации, ле насадки направлены вдоль коротких принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т — Ф 734407, кл. Е 21 С 21/00, 1977 л и ч а ю щ е е с я тем что в отвер- (прототип).

Составитель H. Махаева

Техред Л. Пекарь Корректор Г. Назарова

Редактор Т. Колодцева,Заказ !0696/6

Тираж б 30 Подннсное

В!!ИИПИ 1 лсударствснного комитет» СССР до делам изобретений и лткрыIий

113035, Москва, 1 .<-35, Раушская наС,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r . У к лрлд, уч . Проектная, 4