УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД Российский патент 2010 года по МПК E21C37/16 E21B7/14 

Изобретение относится к горной промышленности и принадлежит к устройствам термического разрушения горных пород. Наиболее эффективная область его применения - это вторичное дробление негабарита на гранитных карьерах при добыче щебня.

Известно устройство для разрушения горных пород, содержащее трубу с коммуникациями для подачи топлива и окислителя, распределитель, расположенный в верхней части трубы, и смонтированную в нижней части трубы реактивную горелку с механическим инструментом (см. Л-1) Недостатком известного устройства является его низкая эксплуатационная надежность из-за перегрева механического инструмента, находящегося в зоне воздействия на забой высокотемпературной газовой струи.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является устройство для разрушения горных пород (см. Л-2). Оно и взято за прототип. Устройство-прототип включает трубу с коммуникациями для подачи топлива, окислителя и хладоагента, а также распределитель, расположенный в верхней части трубы, и смонтированную в нижней части трубы реактивную горелку с механическим инструментом. Хладоагент (например, вода или антифриз) в этом устройстве используется для охлаждения рабочей части механического инструмента, находящегося в зоне высокотемпературного нагрева забоя.

К недостаткам данного устройства следует отнести сложность конструкции и, как следствие, низкую надежность его работы, а также отсутствие возможности воздействия на забой высокотемпературного нагрева с последующим его охлаждением. Такое контрастное температурное воздействие на забой приводит к значительному повышению эффективности разрушения горных пород.

Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение эксплуатационной надежности устройства и повышение эффективности разрушения горных пород.

Сущность изобретения состоит в том, что устройство для разрушения горных пород включает трубу с коммуникациями для подачи топлива, окислителя и хладоагента, а также распределитель, расположенный в верхней части трубы, и смонтированную в нижней части трубы реактивную горелку, при этом оно дополнительно содержит переходник с кронштейном, расположенные между трубой и реактивной горелкой, причем на кронштейне закреплен инструмент, имеющий внутренний канал, сообщенный с коммуникацией подачи хладоагента, и инструмент расположен вне зоны высокотемпературного нагрева забоя и соединен с кронштейном подвижно, кроме того, их положение относительно друг друга фиксируется стопором.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 представлен общий вид устройства для разрушения горных пород.

Заявляемое устройство содержит реактивную горелку 1, переходник 2, трубу 3 с коммуникациями для подачи топлива 4, окислителя 5, хладоагента 6, распределитель 7, кронштейн 8, стопор 9, инструмент 10 с внутренним каналом 11.

Работа предлагаемого устройства для разрушения горных пород заключается в следующем.

В камеру сгорания реактивной горелки 1 по коммуникациям 4 и 5 под давлением подаются топливо и окислитель, где они смешиваются. После воспламенения смеси продукты сгорания внутрикамерным давлением со сверхзвуковой скоростью выбрасываются через исходящее сопло. На выходе из сопла формируется газовая струя с температурой 900-1350°С и скоростью 1300-1350 м/с.

Инструмент находится вне зоны теплового воздействия и не перегревается, а по его внутреннему каналу 11 на разогретый поверхностный слой горной породы поступает хладоагент 6. За счет такого контрастного температурного воздействия на забой в горной породе возникают термоупругие напряжения, превышающие предел прочности. Так как температура газовой струи меняется по ее длине, оптимальное тепловое воздействие на забой в зависимости от физико-механических свойств горной породы регулируется путем установки инструмента 10 в кронштейне 8 с помощью стопора 9.

Предлагаемое устройство можно использовать как ручной инструмент для вторичного дробления негабарита на гранитных карьерах при добыче щебня. По сравнению с взрывным способом или применением гидромолотов эксплуатация предлагаемого ручного инструмента позволит повысить производительность работ и снизить затраты на их выполнение.

Источники информации

1. Авт. свид. №905413, МПК Е21В 7/14, 1982.

2. Патент СССР №1725762, МПК Е21В 7/14, 1991.

Изобретение относится к горной промышленности и принадлежит к устройствам термического разрушения горных пород, преимущественно для вторичного дробления негабарита на гранитных карьерах при добыче щебня. Устройство включает трубу с коммуникациями для подачи топлива, окислителя и хладагента, а также распределитель, расположенный в верхней части трубы, и смонтированную в нижней части трубы реактивную горелку с инструментом. Между трубой и реактивной горелкой размещен переходник с кронштейном, на котором закреплен инструмент, имеющий внутренний канал, сообщенный с коммуникацией подачи хладагента. При этом кронштейн с инструментом соединены между собой подвижно и их положение фиксируется относительно друг друга стопором. Такое устройство создает в кусках горной породы термоупругие напряжения, превышающие предел их прочности. Это позволит повысить производительность работ по разрушению горных пород и снизить затраты на их выполнение. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для разрушения горных пород, включающее трубу с коммуникациями для подачи топлива, окислителя и хладагента, а также распределитель, расположенный в верхней части трубы, и смонтированную в нижней части трубы реактивную горелку, отличающееся тем, что между трубой и реактивной горелкой размещен переходник с кронштейном, на котором закреплен инструмент, имеющий внутренний канал, сообщенный с коммуникацией подачи хладагента.

2. Устройство для разрушения горных пород по п.1, отличающееся тем, что инструмент расположен вне зоны высокотемпературного нагрева забоя и соединен с кронштейном подвижно, при этом их положение относительно друг друга фиксируется стопором.