Устройство для разрушения монолитных объектов Советский патент 1992 года по МПК E21C37/10 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для образования заоткоски по строчке скважин вдоль же- лезнодорожных путей на карьерах для предварительного ослабления массива горных пород, а также для разрушения особо крупного негабарита.

Известен способ предварительного ослабления массива горных пород и устройство для его осуществления. Способ включает помимо статического импульсное воздействие на массив, приводящее к возникновению в породе усталостных явлений и прорастанию трещин вглубь массива. Устройство для осуществления этого способа включает два продольных распорных элемента, соединенных между собой упругой связью, и силовую камеру

К недостаткам устройства относятся большие габариты (вибровозбудитель сква- жинный ВВС-1 имеет диаметр 360 мм) и низкая эффективность работы вследствие низкого уровня реализуемых нагрузок,

обусловленная относительно малой рабочей площадью силовой камеры, выполненной в виде гидроцилиндра одностороннего действия. Размещение в устройстве нескольких гидроцилиндров принципиально этой проблемы не решают. Известно устройство для разрушения монолитных объектов, включающее цилиндрический корпус, образованный продольными элементами радиальной раздвижки и торцевыми обоймами со штуцерами подвода рабочей жидкости и ограничителями хода раздвижки продольных элементов, эластичную трубчатую оболочку, соосно расположенную в корпусе, компенсатор внутреннего объема трубчатой оболочки, расположенный в этой оболочке, жестко связывающий торцевые обоймы между собой, осевые и отходящие от них радиальные каналы для подвода рабочей жидкости из штуцеров обоймы в трубчатую оболочку.

Недостатком этого устройства является большая металлоемкость (особенно если усw

г

Ё

VI

4 СЛ

ю

NJ

тройство предназначено для работы в скважинах, т.е. имеет большие размеры) в связи с наличием практически монолитного компенсатора внутреннего объема эластичной оболочки.

Цель изобретения - снижение металлоемкости устройства.

Поставленная цель достигается путем выполнения компенсатора внутреннего объема эластичной оболочки с изолированной полостью в центральной части с дисками жесткости, расположенными в этой полости.

На фиг. 1 дано устройство, продольный разрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант конструкции компенсатора.

Устройство для разрушения монолитных объектов содержит продольные элементы 1 и 2 радиальной раздвижки, эластичную трубчатую оболочку 3, торцевые обоймы 4 и 5, выступы 6 и пазы 7, компенсатор 8 внутреннего объема, штуцера 9 иЮ подвода рабочей жидкости, гайки 11 и 12 и кольца 13 и 14 из упругого эластичного материала.

Продольные элементы 1 и 2 радиальной раздвижки образуют цилиндрический корпус с продольной цилиндрической полостью.

Эластичная трубчатая оболочка 3 установлена в продольной цилиндрической полости. На концах продольных элементов 1 и 2 установлены торцевые обоймы 4 и 5, Выступы 6 и 7 являются ограничителями хода раздвижки продольных элементов 1 и 2.

Вариант конструкции компенсатора 8 внутреннего объема представлен на фиг. 3, Компенсатор 8 выполнен с изолированной полостью в центральной части и состоит из патрубков 8.1 и дисков 8.2 жесткости, соединенных между собой посредством сварки. Диски 8.2 жесткости служат для снижения деформации компенсатора 8 под воздействием давления рабочей жидкости. Компенсатор 8 соединяется сваркой (возможно резьбовое соединение) со штуцерами 9 и 10, образуя резьбовую стяжку. Рабочая жидкость подводится в эластичную трубчатую оболочку 3 через осевой 15 и радиальный 16 каналы.

Радиальный канал 17 в штуцере 9 подводит рабочую жидкость в кольцевую проточку 18 для герметизации эластичной оболочки 3.

Упругие эластичные кольца 13 и 14 служат для фиксации продольных элементов 1 и 2 при сборке.

Устройство работает следующим образом.

Устройство вводится в скважину, предварительно пробуренную в разрушаемом объекте, так, чтобы направление действия продольных элементов 1 и 2 радиальной

раздвижки было перпендикулярно требуемой линии разрыва. Затем через каналы 15 и 1 б рабочая жидкость подается в кольцевой зазор между внутренней поверхностью эластичной оболочки 3 и раздвигает продольные элементы 1 и 2 в противоположные стороны, передавая нагрузку на разрушаемый объект.

При достижении некоторого усилия на элементы 1 и 2 на ответвлении линии высокого давления срабатывает регулируемый клапан (не указан) и сбрасывает часть рабочей жидкости в маслобак, при этом давление в системе снижается, клапан закрывается, давление начинает повышаться и цикл повторяется.

Таким образом, в гидросистеме на фоне статического реализуется импульсное воздействие, что приводит к возникновению в разрушаемом объекте усталостных явлений

и способствует прорастанию трещин вглубь массива.

Герметизация эластичной оболочки 3 осуществляется рабочей жидкостью, которая под давлением проходит через канал 17

в проточку 18 и прижимает концы оболочки 3 к внутренней цилиндрической поверхности обоймы 4. Расширению оболочки свыше допускаемых пределов препятствует ограничитель хода раздвижки элементов 1 и 2,

образованный системой выступы 6-- замкнутые пазы 7,

Для разрушения мощных пластов возможно применение гирлянды, состоящей из двух и более устройств. В случае использования одного устройства нижний штуцер 10 снабжается заглушкой.

Наличие в устройстве компенсатора 8 на 90 - 95% снижает рабочий объем внутри эластичной оболочки 3, существенно снижает потери амплитуды импульсного воздействия на сжатие рабочей жидкости и повышает эффективность работы.

Выполнение компенсатора 8 с изолиро- ванной полостью в центральной части существенно (до 50%) снижает металлоемкость устройства, что увеличивает удобства его эксплуатации и ремонта.

При больших габаритах устройства кон- струкция компенсатора 8, представленная на фиг. 3, имеет более простую технологию изготовления и пониженную себестоимость по сравнению с конструкцией, представленной в известном устройстве (практически монолитной).

Формула изобретения Устройство для разрушения монолитных объектов, включающее цилиндрический корпус, образованный продольными элементами радиальной раздвижки и торцевыми обоймами со штуцерами подвода рабочей жидкости и ограничителями хода раздвижки продольных элементов, эластичную трубчатую оболочку, соосно распо- ложенную в корпусе, компенсатор внутреннего обьема трубчатой оболочки,

0

расположенный в этой оболочке, жестко связанный с торцевыми обоймами,осевые и отходящие от них радиальные каналы для подвода.рабочей жидкости из штуцеров обойм в трубчатую оболочку, отличающейся тем, что, с целью снижения металлоемкости устройства, компенсатор внутреннего обьема выполнен с изолированной полостью в центральной части и с дисками жесткости, расположенными в этой полости.

Использование: горное дело, образование заоткоски по строчке скважин, предварительное ослабление массива горных пород, разрушение негабарита. Сущность изобретения: устройство содержит цилиндрический корпус, элементы радиальной раздвижки, торцовые обоймы, жестко связанные компенсатором внутреннего объекта, штуцеры подвода рабочей жидкости и ограничители хода раздвижки продольных элементов. Компенсатор внутреннего объема имеет изолированную полость в центральной части и в ней диски жесткости. 2 ил

//

Фиг.1

г « ж ; 5бш йЈхжж.

Фиг. 2

Фиг. 3