УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД Российский патент 1998 года по МПК E21C37/02 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к добыче блочного камня.

Известно устройство для раскалывания горной породы при добыче блочного камня, включающее две раздвижные щеки и клин, помещаемые в предварительно пробуренный шпур. Разрушение породы осуществляется силовым воздействием щек на стенки шпура при внедрении клина в щель между щеками с помощью ударной нагрузки. (См. А.М.Орлов. Добыча и обработка природного камня. М. Стройиздат, 1977, с. 43).

Недостатком этого устройства является трудоемкость процесса, вследствие использования ручного труда, а также нарушение сплошности блоков породы из-за образования в их массиве мелких трещин при воздействии динамических нагрузок. Последнее снижает ценность и качество блочного камня.

Указанные недостатки исключены в устройстве для разрушения горных пород (см. авт. свид. N 787648, кл E 21 C 73/02), которое является наиболее близким к предлагаемому устройству. Это устройство включает гидроцилиндр двойного действия и цилиндрический рабочий орган, выполненный в виде размещенного между раздвижных щек клина, жестко связанного с поршнем гидроцилиндра. Здесь перемещение клина относительно щек достигается попеременной подачей рабочей жидкости в поршневую полость гидроцилиндра. При этом исключены непроизводительный ручной труд по забиванию клина и динамические нагрузки на разрушаемую породу.

Недостатком этого устройства является невозможность изменять глубину погружения рабочего органа устройства в шпур и тем самым изменять положение зоны расклинивания относительно устья шпура. Вместе с тем, положение этой зоны существенным образом определяет эффективность разрушения породы. Так для вязких монолитных пород зону расклинивания надо по возможности приближать к устью шпура. При этом раскалывание породы достигается при меньших расклинивающих усилиях. При работе на менее прочных породах с развитой слоистостью для исключения скола породы не в заданном направлении зону расклинивания желательно удалять от устья шпура вглубь породы.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности разрушения горных пород за счет обеспечения изменения глубины погружения рабочего органа в шпур.

Поставленная цель достигается за счет того, что в устройстве для разрушения горных пород, включающем гидроцилиндр двойного действия и цилиндрический рабочий орган, выполненный в виде клина, жестко связанного со штоком гидроцилиндра и размещенного между раздвижными щеками, верхние части клина и раздвижных щек выполнены с нулевым углом скоса и снабжены сменными разновеликими по длине втулками, длина большей из которых равна высоте этих верхних частей, а внутренний диаметр соответствует диаметру рабочего органа.

Существо изобретения заключается в следующем. При работе на различных породах на рабочий орган устройства надевается нужная по длине втулка, которая ограничивает глубину погружения рабочего органа в шпур, достигаются оптимальные условия нагружения породы и повышается эффективность ее разрушения.

За счет выполнения верхних частей клина и различных щек с нулевым углом скоса обеспечивается возможность изготовления рабочего органа увеличенного размера с оптимальным углом скоса клина и за счет этого достигается возможность погружения зоны расклинивания вглубь породы.

За счет того, что длина втулки равна высоте верхних частей клина и щек с нулевым градусом скоса, исключается нагружение зоной рабочего органа устройства.

За счет того, что внутренний диаметр втулок соответствует диаметру рабочего органа, обеспечивается необходимая жесткость зоны клина и щек, не погруженной в шпур. При существенном превышении внутреннего диаметра втулок внешнего диаметра рабочего органа появляется возможность поперечной деформации клина и щек, которая может привести к поломке последних.

Тем самым достигается достижение поставленной цели повышение эффективности разрушения породы за счет изменения глубины погружения рабочего органа в шпур.

На чертеже показан общий вид устройства.

Устройство содержит гидроцилиндр двойного действия, который состоит из цилиндра 1, поршня 2 и штока 3, с которым жестко связан клин 4, размещенный между раздвижными щеками 5, закрепленными посредством пружинной серьги 6 на цилиндре 1. Устройство снабжено сменными разновеликими втулками 7, ограничивающими глубину погружения рабочего органа, состоящего из клина 4 и раздвижных щек 5, в шпур 8.

Устройство работает следующим образом. На рабочий орган устройства надевается втулка 7. При этом чем прочнее и монолитнее разрабатываемая порода, тем большая по величине втулка используется. Затем в предварительно пробуренный шпур 8 погружается рабочий орган устройства, а глубина погружения ограничивается втулкой 7. Этим регулируется положение зоны расклинивания относительно устья шпура 8. В поршневую полость цилиндра 1 подается рабочая жидкость под давлением. Усиление через поршень 2 и шток 3 передается на клин 4, который перемещается в зазоре, образованном раздвижными щеками 5. В зоне расклинивания (в зоне раздвижных щек 5 с углом скоса, отличным от нуля) раздвижные щеки 5 перемещаются в радиальном направлении, нагружают стенки шпура и раскалывают породу. Направление раскалывания задается "строчкой" пробуренных шпуров, в некоторых из которых размещаются работающие одновременно предлагаемые устройства для разрушения горных пород. Втулка 7 предотвращает развитие больших по величине изгибных деформаций клина 4 и щек 5 в зоне над устьем шпура. Этим достигается работоспособность устройства. Подбором различных по величине втулок 7 можно достигать максимальной эффективности раскалывания породы. Так как с перемещением зоны расклинивания к устью шпура расклинивающий эффект возрастает, то максимальную по величине втулку 7 целесообразно использовать при работе на наиболее крепких и вязких породах. На менее прочных породах с целью исключения формирования нежелательных плоскостей скола целесообразно погружать зону расклинивания и использовать сменные втулки 7 меньших размеров.

Таким образом, предлагаемое решение позволяет изменять положение зоны расклинивания относительно поверхности раскалываемого блока породы и за счет этого достигать максимального эффекта.

Использование: горнодобывающая промышленность, добыча блочного камня. Сущность изобретения: устройство для разрушения горных пород включает рабочий орган, гидроцилиндр двойного действия, пружинную серьгу и сменные разновеликие по высоте втулки. Рабочий орган состоит из клина, который размещен между раздвижными щеками. Клин жестко соединен с поршнем. Верхние части наружных поверхностей клина и рабочих щек выполнены параллельными продольной оси рабочего органа. Раздвижные щеки крепятся на пружинной серьге. Под последней с охватом верхней части рабочего органа устанавливают сменные втулки. Подбором их высоты устанавливают величину погружения рабочего органа в шпур. 1 ил.

Устройство для разрушения горных пород, включающее гидроцилиндр двойного действия и рабочий орган в виде размещенного между раздвижными щеками клина, жестко связанного с поршнем гидроцилиндра, пружинную серьгу, в которой установлены раздвижные щеки, отличающееся тем, что устройство снабжено сменными разновеликими по высоте втулками, а верхние части клина и раздвижных щек выполнены с наружными поверхностями, параллельными продольной оси рабочего органа, при этом сменные втулки установлены под пружинной серьгой и с охватом верхней части рабочего органа и выполнены с высотой, не превышающей высоту верхних частей клина и раздвижных щек.