Способ разрушения горного массива Советский патент 1990 года по МПК E21C25/60 E21C45/00 

Изобретение относится к средствам, разрушения пород горного массива с помощью гидромеханического воздействия на этот массив струи высокого давления и механического инструмента, в частности в виде дисковой шарошки.

Цель изобретения - повышение эффективности разрушения путем заточки инструмента в процессе его работы.

На фиг.1 показана дисковая шарошка со струеформирующим элементом, вид сбоку; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - узел I на фиг.1; на фиг.А - вариант подачи струи в плоскости вращения шарошки, вид сбоку; на фиг.5 то же, параллельно плоскости вращения шарошки, вид сбоку; на фиг.6 - вариант попеременного контакта нескольких рабочих инструментов, вид сбоку.

Шарошка 1 имеет ось 2 вращения и переднюю рабочую кромку 3, образованную поверхностью усеченного конуса и заднюю рабочую кромку (фиг.1), образованную плоскостью, перпендикулярной оси вращения шарошки.

Со стороны задней рабочей кромки под углом oil к ней установлен струе- формирующий элемент 5. Само устройство установлено под углом ft к линии осевой подачи. Экспериментами устаoiновлено, что -v- 1 .

Задняя кромка 6 шарошки 1 выполнена в виде плоскости вращения кривой, сопряженной с плоскостью вокруг оси вращения шарошки (фиг.).

Задняя кромка 7 шарошки 1 выполнена в виде усеченного конуса, но с меньшим углом у основания, чем передняя кромка 3 (фиг.5).

Шарошек 1 на рабочем органе может быть установлено несколько, например

сл со

00

о ел

8 - 20 шт, с соответственным количеством струеформирующих элементов 5, KOtopbie направлены на периферийную часть рабочих кромок шарошек.

oi За счет соотношения - 1 достигаРется максимальное совместное механогидравлическое воздействие инструмента и струи на породу, кроме того, .. струя 8, входящая в контакт с задней кромкой 1 в этом диапазоне углов не отражается, а движется вдоль задней кромки, преобразуясь тем самым в плоскофакельную струю 9.

Дисковая шарошка работает следую- щим образом.

В процессе работы дисковую шарошку 1 с осью 2 вращения, передней рабочей кромкой 3 перекатывают по забою 10 с образованием уступа Н. Одновременно с механическим воздействием на уступ воздействуют струей высоконапорной воды 8. Струю 8 подают на заднюю ра- бочую кромку Ь (фиг.1), 6, 7 (фиг., 5) в точку К до входа в контакт с массивом и тем самым преобразуют стру 8 в плоскофакельную струю 9 (фиг.2), направленную в зону контакта шарошки с разрушаемым массивом. При этом плоскофакельная струя 9 перемещается по задней кромке 4, 6, 7 шарошки 1, которая, перекатываясь, производит заточку этой кромки, посредством кавитационного износа на величину М. Одновременно передняя рабочая кромка 3 шарошки 1 под воздействием трения о породу изнашивается на величину Т. При этом вновь образованный угол за- точки режущей кромки у мало отличается от первоначального угла J. Это приводит к тому, что в процессе износа рабочих кромок шарошки усилия, необходимые для разрушения породы, не возрастают, что в конечном счете повышает эффективность разрушения.

0

5

Q Q

5

При выполнении предлагаемого устройства в виде нескольких дисковых шарошек 1 со струеформирующим элементом 5 плоскофакельную струю получают посредством преобразования пульсирующей струи 8, причем контакт шарошек последовательно прерывают и возобновляют, но уже со смежной шарошкой. Тем самым достигается снижение износа задней кромки шарошки, так как износ происходит только в зоне контакта с породой, а распределяется этот износ на все шарошки.

Формула изобретения

1.Способ разрушения горного массива, включающий воздействие инструмента на массив с образованием уступа, воздействие на массив уступа вы- соконапорной струи жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения путем подтачивания инструмента, струю направляют на заднюю кромку инструмента, с преобразованием ее до входа в контакт с массивом в плоскофакельную струю.

2.Способ по п.1, отличающий с я тем, что угол, под которым струю направляют на поверхность инструмента, определяют соотношением

об О : где od, - угол встречи струи

с поверхностью инструмента, град; i - угол между задней кромкой инструмента и поверхностью забоя, град.

3.Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что формируют пульсирующую струю, а плоскофакельную струю получают посредством преобразования пульсирующей струи.

. Способ по п.1, отличающий с я тем, что ось симметрии струи располагают в плоскости задней грани инструмента.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разрушения горных пород. Цель - повышение эффективности разрушения за счет обеспечения самозаточки инструмента. Способ заключается в том, что струю рабочей жидкости подают на заднюю грань рабочего инструмента, при этом преобразуют ее в плоскофакельную, которая, растекаясь по плоскости задней грани, обеспечивает ее износ и разрушение массива горной породы. Струю подают тоньше и в плоскости задней грани, преобразуя ее в пульсирующую. 3 з.па. ф-лы, 6 ил.

Ю

Фиг.3

/// /s/77s s/s /// /7/ /s/ s/s s/s /rs s/s s/s

ФигЛ

Фиг. 5

з г

у /////// ////// /////////////////////////// ////

ю

Фцг.б