Устройство для раскалывания монолитов распорными усилиями Советский патент 1983 года по МПК E21C37/02 

Изобретение oTtiocurcsi k горнодобывающей и камнеобрабатывающей промышленности, а именно к технике раскалывания горных пород при отделении блоков от массива и их обработке, а также при разрушении негабарита. Известно распорное устройство для раскола монолитов, включаюш,ее вводимые в заполненный жидкостью шпур давильные щеки с распорным клином и установленный на клине электронагревательный элемент 1. Недостатки устройства - невозможность его использования в трещиноватых породах и необходимость надежной герметизации шпура. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для раскалывания монолитов распорными усилиями, включающее помещаемые в отверстия монолита распорные щеки с внутренними скошенными поверхностями, распорные элементы, установленные вдоль наружных поверхностей щек между огюрны.ми выступами и отделенные от щек изолирующими прокладками, при этом в пространстве между щеками установлен распорный клин, а распорные элементы выполнены в виде биметаллических пластин связанных с источником низкого напряжеНИН 2. Однако известное устройство характеризуется тем, что наличие распорного клина увеличивает поперечные размеры устройства и, следовательно, диаметр щпура, в который помещается устройство, а также тем, что биметаллические пластины, по которым проходит электрический ток, контактируют с породой, при этом происходит утечка электричества в маесив,что повышает энергозатраты на раскалывание и не исключает возможность возникновения опасных условий труда. Для получения низкого напряжения в промышленных условиях необходимо комплектование устройства низковольтным трансформатором. В процессе преобразования тока промышленного напряжения происходят дополнительные потери электроэнергии. Цель изобретения - повышение эффективности раскалывания монолитов за счет снижения энергозатрат и повыщения безопасности эксплуатации устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для раскалывания монолитов распорными усилиями, включающее помещаемые в отверстие монолита распорные щеки с внутренними скошенными поверхностями, распорные элементы, установленные вдоль наружных поверхностей щек между опорными выступами и отделенные от щек изолирующими прокладками, снабжено электронагревательными элементами, установленными между изолирующими прокладками щек и распорными элементами, при этом внутренние скошенные поверхности щек выполнены ;нраллельньши, а распорные элементы жестко установлены между опорными выступами щек и выполнены из материала с коэффициентом расширения, превышающим коэффициент расширения материала щек. Кроме того, на внутренней поверхности одной из щек выполнены выступы, а на другой - пазы, при этом выступы одной щеки входят в пазы противоположной. На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство в шпуре или щели, продольный разрез по одной щеке; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, устройство в шпуре; на фиг. 3 - то же, устройство в щели. Каждая из щек состоит из сегментообразного (для щпуров, скважин) или плоского (для щелей, прорезей) со скошенной плоскостью корпуса I с опорными выступами, изготовленного из материала с малым коэффициентом линейного расширения распорного элемента 2, изготовленного из материала с большим коэффициентом линейного расширения нагревательного элемента 3, заключенного в изолирующую оболочку, и теплоизолирующей прокладки 4. Распорный элемент 2 на одном из торцов имеет щип 5, которым вставляется в соответствующее гнездо одного из опорных выступов корпуса 1, а другим концом упирается в другой выступ корпуса. Для исключения поперечного смещения щек относительно друг друга при размещении в отверстии они выполнены с пазами 6 и ответными им выступами 7 на сопрягающихся скошенных плоскостях. Для удобства обращения щеки снабжены рымболтами 8, к которым прикреплены гибкие тяги 9. Устройство работает следующим образом. В щпур или щель вводится сначала щека с узким верхним торцом так, чтобы направление ее действия было перпендикулярно намеченной линии отрыва, а поверхность торца совпадала с поверхностью породы. Затем вводят вторую щеку так, чтобы поверхность ее широкого торца была ниже первой. В случае, если размеры щпура или щели значительно превыщают наибольший поперечный размер устройства в сборе, между внутренними плоскостями щек может быть вставлена специальная пластина нужной толщины (соответственно с пазами и выступа.ми). Концы выводов электронагревателей подсоединяются к промышленной или световой электросети (в зависимости от характеристики нагревателей). Выделяемое тепло нагревает распорные элементы 2, тогда как корпуса щек 1 нагреваются незначительно, так как они экранированы теплоизоляционными прокладками 4. Распорные элементы 2 благодаря высокому коэффициенту линейного расщирения материала, из которого они выполнены, и направленному воздействию теплового потока получают значительное приращение длины, тогда как корпуса щек I, выполненные из материала с малым коэффициентом линейного расширения и экранированные от электронагревателей 3 теплоизоляционными прокладками 4, удлиняются незначительно. Распорные элементы 2, ограниченные в продольном расширении опорными выступами корпусов 1, изгибаются в стороны наименьшей жесткости, т.е. в стороны раскалываемого массива, образуя распорные усилия.

Изобретение позволяет упростить конструкцию устройства, так как предварительный распор между стенками отверстия достигается благодаря скошенным сопрягаюшимся плоскостям щек, а не специальным распорным клиньям с приводом, что уменьшает поперечные размеры устройства. ТоковедуШ1ие части устройства не контактируют непосредственно с породой, что повышает безопасность его применения, и само устройство работает от обычной промышленной или осветительной электросети, при этом потери электроэнергии на непроизводительную работу значительно снижены.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСКАЛЫВАНИЯ МОНОЛИТОВ РАСПОРНЫМИ УСИЛИЯМИ, включающее помещаемые в отверстие монолита распорные щеки с внутренними скощенными поверхностями, распорные элементы, установленные вдоль наружных поверхностей щек между опорны:Л NI .. . . ,fv Ч| ми выступами и отделенные от щек изолирующими прокладками, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности раскалывания монолитов за счет снижения энергозатрат и повыщения безопасности эксплуатации устройства, оно снабжено электронагревательными элементами, установленными между изолирующими прокладками щек и распорными элементами, при этом внутренние скощенные поверхности щек выполнены параллельными, а распорные элементы жестко установлены между опорными выступами щек и выполнены из материала с коэффициентом расщирения, превышающим коэффициент расщирения материала щек. 2. Устройство по п. 1, отличающееся , что на внутренней поверхности одной из щек выполнены выступы, а на другой - пазы, 9 при этом выступы одной щеки входят в па(Л зы противоположной. + 00