Скважинная вставка для направленного разрушения монолитов расширяющимися веществами Советский патент 1993 года по МПК E21C37/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для направленного разрушения горных пород, например, при добыче штучного камня,

Цель изобретения - повышение эффективности направляющего действия вставки и ее низкая долговечность.

На фиг. 1 изображен общий вид вставки: на фиг. 2 - то же, с отверстиями разных диаметров; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - вид сочлененных вставок; на фиг. 5 - замок для соединения вставок; на фиг. 6 - разрез скважины со вставкой.

Устройство состоит из металлической пластины 1, в которой равномерно по длине выполнены отверстия 2. Отверстия 2 расточены под конус с обеих сторон пластины 1 (фиг. 3). они могут иметь различные диаметры (фиг. 2). Пластины 1 могут снабжаться с торцевых сторон замками (фиг 5). что

обеспечивает их сочленение при монтаже в глубоких скважинах и шпурах.

Диаметр отверстий 2 можно принимать равным или меньше одного сантиметра. Как показали исследования, в отверстиях такого малого диаметра давление твердеющей расширяющейся массы резко падает (на 50- 70 % по сравнению с отверстиями 4 см). Это обеспечивает резкое снижение давления на стенки отверстий в пластине 1, что снижает требование к прочности материала пластины и позволяет уменьшать толщину стенок между отверстиями 2, увеличивать полезный объем скважины. Пластина 1 для наиболее распространенных шпуров диаметром 4 см принимается толщиной 1-0,8 см.

Используют вставку следующим образом.

В пробуренный шпур или скважину 3 помещают пластину 1 или несколько сочлененных пластин, который располагаются в

Ы

ю

00

- ч ел

плоскости проектного раскола 4 горных пород 5. Затем в скважину 3 заливают жидкую твердеющую массу 6 на основе НРС-1. При кристаллизации массы 6 в шпуре 3 происходит рост давления. При этом учитывая, что окна в пластинах 1 имеют форму отверстий, рассверленных под конус, концентрация напряжений в теле пластин будет значительно меньше чем, когда они выполнены прямоугольными. Кроме того, этому способствует соответствующий подбор диаметров отверстий 2. Максимальные напряжения в теле пластин 1 возникают по ее продольным сторонам, которые контактируют с горными породами 5. Однако давление действует на цилиндрические поверхности (а не плоские, как в аналоге), образованные отверстиями 2, что исключает деформацию пластины 1 и передачу давления на стенки скважины 3. В окрестности скважины 3 формируется анизотропное поле напряжений, с двумя, сим0

5

0

метрично расположенными, зонами 7 сжатия горного массива 6. Наличие этих зон обеспечивает формирование в горном массиве растягивающих напряжений, за счет которых формируется трещина в плоскости 4.

После разрушения горного массива, пластины 1 извлекают их демонтируют и используют повторно.

Формула изобретения Скважинная вставка для направленного разрушения монолитов расширяющимися веществами, включающая пластину, выполненную со сквозными отверстиями, равномерно расположенными по ее длине, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности направляющего действия вставки и увеличения ее долговечности, стенки каждого отверстия выполнены в виде усеченных конусов, соединенных меньшими основаниями.

Использование: направленное разрушение горных пород, преимущественно при добыче блоков штучного камня. Сущность изобретения: скважинвая вставка состоит из металлической пластины со сквозными отверстиями, равномерно расположенными по ее длине. Каждое отверстие выполнено в виде усеченных конусов, соединенных меньшими основаниями. Вставку помещают в скважину и ориенти1 руют в плоскости предполагаемого раскола монолита. Заполняют скважину неразрывным разрушающим средством. Форма отверстий способствует концентрации напряжений в плоскости предполагаемого раскола и образованию трещины. 6 ил.

Фиг.1.

Фиг.2.

А- А