Устройство для разрушения горных пород Советский патент 1993 года по МПК E21C37/04 

Изобретение относится к горному делу и строительству и касается устройств для разрушения горных пород при образовании траншей, при устройстве фундаментов, заглубленных сооружений, а также геологоразведочных работ.

Цель изобретения - повышение эффективности разрушения горных пород за счет увеличения скорости нарастания силового импульса.

Сущность изобретения заключается в следующем, В устройстве для разрушения горных пород в качестве энергоносителя используется сжатый воздух, а силовой импульс генерируется за счет предварительного сжатия и последующего быстрого расширения постоянного объема газа, заключенного а полости эластичной оболочки. Сжатие производится гидравлическим механизмом, а расширение газа происходит после сброса начальной нагрузки от сил гидравлики. Гидравлический механизм при этом работает от гидросистемы базовой машины. Скорость нарастания силового импульса на стенки скважины увеличивается за счет увеличения быстродействия элементов гидравлики,

- На фиг. 1 показано устройство в момент установки в скважине; на фиг.2 -устройство в момент заполнения полости эластичной оболочки сжатым воздухом; на фиг.З - устройство в момент сжатия воздуха гидравликой; на фиг.4 - устройство в момент реализации энергии.

Устройство работает следующим образом.

Производят бурение скважин первого ряда на уступе. После окончания первого ряда скважин буровая установка перемещается для бурения второго ряда скважин. Одновременно с бурением второго ряда скважин производится отбойка уступа по скважинам первого ряда. В скважины опускаются устройства, представленные на фйг.1, Полость 3 оболочки 2 заполняется энергоносителем (например, сжатым.врздухом) через впускной клапан А и отверстия 13 в гильзе 5. При этом давление закачиваемого сжатого воздуха ограничено давлением используемого компрессора и составляет обычно 0,5-0,6 МПа, Для повышения давления газа о полости 3 производится подача жидкости под высоким давлением в полость 7 оболочки б через клапан 8 от гидросистемы базо-. вой машины. Жидкость воздействует на

поршень 10, который сжимает упругие кольца 12 и, перемещаясь вниз, открывает отверстие 15. При этом обратный клапан 11 закрыт, а сжатые упругие кольца 12 образуют герметичную полость внутри гильзы 9. Через отверстие 15 жидкость попадает в полость 7 и сжимает газ в полости 3 через оболочку 6. Оболочка б воздействует на стенки скважины и создает в них предварительное напряжение. После сжатия газа в рабочей полости 3 до необходимой степени подача жидкости в полость 7 прекращается и по команде с пульта управления открывается клапан 8, В полости под поршнем 10

снижается давление жидкости и он под действием упругих сил колец 12 движется вверх. Между кольцами 12 образуются зазоры, через которые жидкость устремляется в полость гильзы 9. Образованию зазоров способствует давление жидкости, воздействующее на наружную поверхность колец 12. Жидкость проникает в полость гильзы 9 через отверстия 14. Силовой импульс, образованный за счет резко расширяющегося газа, воздейст

вует на. стенки скважины и разрушает горную

породу. Жидкость из полости 9 удаляется через обратный клапан 11 и впускной клапан 8 в маслобак.

Формула изобретения

Устройство для разрушения горных пород, включающее герметизатор устья скважины, соединенный с внешними гидросистемой и пневмосистемой, герметично закрепленную на нем эластичную замкнутую оболочку, полость которой сообщена с пневмосистемой, размещенную в полости эластичной замкнутой оболочки перфорированную гильзу и ус- тановленную в ней дополнительную эластичную замкнутую оболочку, полость

которой сообщена с гидросистемой, о т л и- чаю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности разрушения горных пород за счет увеличения скорости нарастания силового импульса, оно снабжено дополнительной перфорированной гильзой, поршнем с обратным клапаном и упругими кольцами, при этом дополнительная перфорированная гильза установлена в полости дополнительной эластичной замкнутой оболочки, упругие кольца размещены внутри дополнительной перфорированной гильзы с возможностью осевого перемещения, а поршень с обратным клапаном расположен над упругими кольцами,

Использование: разрушение горных пород при образовании траншей, устройство фундаментов, а-также при геологоразведочных работах, Сущность изобретения: полость 3 оболочки 2 заполняют сжатым воздухом через клапан 4. В полость 7 дополнительной оболочки 6 закачивают жидкость под давлением. Жидкость воздействует на поршень 10, который сжимает упругие кольца 12 в гильзе 9. Через отверстия 15 жидкость поступает в полость 7 оболочки 6 и сжимает газ в полости 3. Оболочка 2 прижимается к стенкам скважины и создает в них предварительное напряжение. Затем открывают клапан 8, Под действием упругих колец 12 поршень 10 движется вверх. Рабочая жидкость из.полости 7 поступает о полость 9, а давление газа в полости 3 резко падает. Образующийся при этом силовой мпульс приводит к разрушению породы. 4 ил;