Способ дробления пористых и трещиноватых массивов и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК E21C37/06 

(54) СПОСОБ ДРОБЛЕНИЯ ПОРИСТЫХ

И ТРЕЩИНОВАТЫХ МАССИВОВ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

I

Изобретение относится к технике разрушения горных пород и других пористых или трещиноватых массивов, имеющих значительные габариты, и может быть применено в горнодобывающей, строительной и других отраслях цромыщленности и народного хозяйства, где необходимо производить разрущение горных пород, остатков старых сооружений, слежавщихся или смерзщихся материалов, а также при морском бурении.

Известен способ дробления массивов при помощи зарядов взрывчатых веществ, закладываемых в подготовленные в массиве шпуры или скважины с последующим подрывом зарядов 1.

Указанный способ наиболее прост в осуществлении и экономичен и получил широкое распространение в промышленности и строительстве.

К недостаткам данного способа дробления можно отнести то, что взрыв создает, кроме полезной работы, ряд побочных эффектов - высокую запыленность местности, выделение газообразных продуктов взрыва, воздействие на окружающую среду звуком, вредное воздействие на экологию гидравлическим ударом при подводных взрывах.

возникновение сейсмических колебаний в почве. Способ не может быть применен при проведении работ в стесненных условиях, например при разгрузке слежавшихся или смерзшихся материалов из железнодорожJ ных вагонов, складских помещений, бункеров, силосов, при работе с материалами, могущими сдетонировать, в местах, где трудно обеспечить предотвращение побочных разрущений взрывом. Поэтому ведение работ в этих условиях требует большого количества тяжелого ручного труда и высоких экономических затрат.

Известно устройство для разрушения пород путем гидравлического удара 2.

Но данное устройство не применимо в условиях близко расположенных охраняемых объектов.

Целью изобретения является повышение эффективности и безопасности дробления.

Указанная цель достигается тем, что

поверхность массива вокруг шпура изоли20 руют непроницаемой эластичной оболочкой,

вакуумируют шпур и окружающие породы,

а затем резко сообщают с внешней средой.

При этом шпуры располагают по контуру разрушаемого участка и в его центре вакуумируют все шпуры, а с окружающей средой сообщают только контурные щпуры.

Данный способ может быть осуществлен устройством, включающим корпус с отверстием, эластичную непроницаемую оболочку и клапан-переключатель.

На фиг. 1 показано устройство для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - то же, вариант.

В массиве 1 бурится шпур (скважина) 2, который герметизируется с поверхности полой эластичной пробкой 3, закрепленной на эластичной оболочке 4, которой покрывают массив 1, она представляет из себя полотнище круглой или другой формы, выполненное из непроницаемого материала, например из прорезиненной ткани, в центре которого закреплена эластичная пробка 3.

Эластичная пробка 3 сообщена с линией 5, на которой установлен клапан б, сообщенный с вакуум-насосом 7.

В варианте способа по фиг. 2 в массиве 1 происходят одновременно несколько шпуров (скважин). Центральный шпур 2 и вокруг него на равном расстоянии радикально расположенные шпуры 8.

Подготовленный массив 1 затем накрывают оболочкой и вводят эластичные полые пробки - в центральный шпур эластичную пробку 3, в радиальные шпуры эластичные пробки 9.

Эластичная пробка 3 сообщена линией 5 через клапан 6 с вакуум-насосом 7. Эластичные пробки 9 сообщены с клапанами 10. Кроме такого подключения, каждый из шпуров (скважин) 8 может также подключаться к одному или нескольким вакуум-насосам 7.

После описанной подготовки отрывают клапан б по первой модификации способа (см. фиг. 1) и производят откачку воздуха из щпура 2 вакуумным насосом 7. По мере снижения давления в щпуре 2 глубже осаживается эластичная пробка 3, а эластичная оболочка 4 плотнее прижимается к поверхности массива 1. За счет наличия пор и трещин в теле массива 1 вокруг щпура 2 по мере откачки воздуха образуется зона пониженного давления, после чего производят резкое переключение клапана б на сообщение линии 5 с атмосферой или окружающей средой. При этом происходит быстрое заполнение зоны пониженного давления воздухом, который расклинивает поры и трещины массива 1 и вызывает дробление его.

В варианте способа (см. фиг. 2) также производят откачку воздуха по линии 5 вакуум-насосом 7 из центрального шпура 2

или одновременно из центрального шпура 2 и радиальных щпуров 8. После чего радиальные шпуры 8 резко сообщают с атмосферой или окружающей средой открытием клапанов 10. Резкое заполнение провакуумированного пространства разрущаемого массива вызывает дробление материала в зоне несколько большего радиуса расположения радиальных шпуров 8.

Если одного ударного импульса недостаточно для полного дробления срабатываемого массива, осуществляют создание многократных импульсов путем чередования вакуумирования и резкого сообщения с окружающей средой. Силу единичного ударного импульса легко можно регулировать степенью вакуумирования массива или параметрами среды, с которой осуществляют резкое сообщение прозакуумированного массива. Резкое сообщение шпуров с баллоном сжатого воздуха или подача струи воды под давлением позволит значительно увеличить единичный ударный импульс.

Способ позволяет значительно повысить производительность труда и улучшить его условия на работах, связанных с дроблением горных массивов или материалов.

Формула изобретения

1.Способ дробления пористых и трещиноватых массивов, включающий бурение шпуров, помещение в них устройств, генерирующих ударный импульс, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и безопасности дробления, поверхность массива вокруг шпура изолируют непроницаемой оболочкой, вакуумируют шпур и окружающие породы, а затем резко сообщают с внешней средой.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что шпуры располагают по контуру разрушаемого участка и в его центре вакуумируют все шпуры, а с окружающей средой сообщают только контурные шпуры.

3.Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее корпус с отверстием, отличающееся тем, что оно снабжено эластичной непроницаемой оболочкой и клапаномпереключателем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Ассонов В. А. Взрывные работы. М., Углетехиздат, 1958, с. 3-10.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 386140, кл. Е 21 С 32/00, 1971 (прототип).