Устройство для термомеханического разрушения горных пород Советский патент 1983 года по МПК E21C37/16 E21B7/14 

ff Изобретение относится к устройствам для термомеханического разрушения горных пород путем одновременного воздействия режущего механического и огнеструйного инструментов и мо жет быть использовано для разрушения главным образом, мерзлых пород. Известно устройство для термомеханического разрушения -горных пород имеющее рядом расположенные пневматический ударник с породоразрушающей коронкой и огнеструйный инструмент в виде камеры, сгорания с соплом для истечения струи .раскаленного газа. Работа этого устройства оказывае ся достаточно эффективной при разрушеНИИ крепких скальных пород, в которых при нагревании создаются термические напряжения, вызывающие образо вание ослабленного слоя, разрушаемо го довольно легко пневматическим ударНИКОМ 1 . Однако использование этого устро ства для разрушения 1«ерзлых пород затруднено. Хотя нагрев и приводит (частичному оттаиванию породы ,ударни работает при этом с низкой производительностью из-за отсутствия посто ного теплового контакта с породой е буровой коронки. Наиболее близким к изобретению я ляется устройство для термомеханического разрушения горных пород, содержащее аксиально подвижный механический инструмент с режущей кромкой и установ ленный рядом с ним огнеструйным инстру мент с соплом для истечения раскаленного газа, расположенным с некот рым отставанием по отношению к режу щей кромке и ориентированным под углом к оси механического инструмен та. При работе этого устройства пятно нагрева, создаваемое огнеструйным инструментом, находится в приложения механической нагрузки. Устройство работает более производительно при разрушении скальных пород С2 J. Однако эффективность использования известного устройства при разрушении мерзлых пород невысокая. Цель изобретения - повышение эффективности устройства при его применении для разрушения мерзлых пород. Цель достигается тем, что в устроистве для термомеханического разрушения горных пород, содержащем аксиально подвижный механический инструмент с режущей кромкой и уста новленный рядом с ним огнеструйный инструмент с соплом для истечения раскаленного газа, расположенным с некотором отставанием по отношечию к .режущей кромке и ориентированным под углом к оси механического инструмента, сопло выполнено в форме щели, расположенной параллельно режущей кромке, а механический инструмент со стороны, обращенной к соплу, имеет плоскую поверхность для направленного движения истекающего из сопла раскаленного газа к режущей кромке. При этом щель сопла равна длине режущей кромки механического инструмента. Кроме того, сопло снабжено плосКИМ сходящимся кожухом П-образной фор№1, установленным на верхней плоскости механического инструмента. На фиг. 1 показано предложенное устройство для термомеханического разрушения горных пород; на фиг.2 установка устройства на землеройной машине. Устройство для термомеханического разрушения горных пород представляет собой объединенные в единую конструкцию огнеструйный 1 и механический 2 инструменты. Огнеструйный инструмент 1 имеет камеру сгорания: (не показана ) с соплом 3 на выходе для истечения газообразных продуктов сгорания. Соплу 3 придана форма щели и оно расположено под углом (до 40 ° ) к оси механического инструмента 2, который на обращенной к соплу 3 стороне имеет плоскую поверхность 4 для направленного, движения истекакяцего потока раскаленного газа к его режущей кромке 5. Длина режущей кромки 5 примерно равна длине щели сопла 3, при этом ; инструмент 2 выступает относительно среза сопла 3 и может перемещаться в аксиальном направлении с ПОМОЩБЮ силового цилиндра б, Всегда предпочтительно, чтобы режущая кромка 5 инструмента 2 была параллельна щели сопла 3. Предлагаемое устройство может быть смонтировано На землеройной машине (фиг. 2). для этого устройство оснащено узлом 7 крепления, посредством которого оно соединяется с возможностью поворота в .горизонтальной или наклонной плоскостях с подъемной платформой 8, шарнирно закрепляемой на самоходной тележке 9 машины. Конструкция узла 7 крепления может быть различной, например, такой, как на фиг.1. Соединенный с механическим инструментом 2 вал 10 установлен в опорном подшипнике 11 и зубчатой передачей 12 связан с валом приводного двигателя 13, закрепленного на платформе 8. Для того, чтобы обеспечить эффективную тепловую обработку разрушаемой мерзкой породы при одновременном аксиальном перемещении инструмента 2 сопло3 ориентируется под острым углом к его ори. В этом случае возникает явление прилипания плоской струи газа к поверхности 4 инструмента 2. Струя, поджатая атмосферным давлением с одной стороны, растекается по поверхности 4 инструмента 2 и, двигаясь по нему, достигает его режущей кромки 5, обеспечивая интенсивное тепловое воздействие на разрушаемую мерзлую породу

при любых расстояниях от нее до среза сопла 3.

Плоская струя дает возможность обрабатывать разрушаемую породу меньшими расходами высокотемпературного газа ввиду ее компактности за счет прилипания. Образующиеся :продукты разрушения удаляются более эффективно выбросом струей таза в открытое пространство.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЬК ПОРОД, содержащее аксиг1пь но подвижный механический инструмент с режущей кромкой и установленный рядом с ним огнеструйный инструмент с. соплом для истечения раскаленного газа, расположенным с некото1%01 отставанием по , отношению к режущей кромке и ориентиров а,нным под углом к оси механического инструмента, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности его применения при разрушении мерзлых пород, сопло выполнено в форме щели, расположенной параллельно режущей кромке, а механический инструмент со стороны, обращенной к соплу, имеет плоскую поверхность для направленного движения истекающего из сопла раскаленного газа к режущей кромке. 2.Устройство по п.1, о т л и. чающееся тем/ что щель сопла равна.длине режущей кромки механичес g кого инструиданта. 3.Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что сопло снаб же но плоским сход аимся кожухом П-образной формы, установленным на верхней плоскости механического инст румента.