Устройство для термического разрушения горных пород высокотемпературной газовой струей Советский патент 1981 года по МПК E21C21/00 E21B7/14 

Изобретение касается устройства для термического разрушения горных пород высокотемпературной струей газ и может быть использовано для прорез ния щелей в массиве крепких горных пород при добыче блоков природного камня, проходки различного назначения выработок в скальных массивах, обработки поверхности каменных блоко иjдругих технологических процессов подобного назначения. По основному авт. св. № 734407 из вестно устройство для термического разрушения горных пород высокотемпературной струей газа, содержащее газогенератор с сопловой крышкой и при мыкающую к срезу сопла насадку с каналом для направленного истечения газа, который выполнен плоским и рас ширяющимся в направлении истечения газовой струи, при этом в теле насад ки предусмотрены расположенные опозитно и параллельно длинным стенкам канала отверстия для подачи импульса сжатого газа в канал насадки l}. Путем поочередной подачи импульсов газа под давлением в управляющие отверстия достигается отключение истекающей высокотемпературной газовой струи от среднего положения то в одну, то в другую сторону и ее прилипание к боковым стенкам канала насадки, в результате чего раскаленная струя газа воздействует то на одну, то на другую половину забоя прорезаемой щели. В процессе работы этого устройства и период воздействия высокотемпературной газовой струи на одну половину забоя происходит термическое разрушение поверхностного слоя породы на этой половине забоя, а поверхность другой половины забоя нагревается отраженными струями газа и излучением, но не разрушается. Поэтому в последующем цикле воздействия высокотемпературной газовой струи на эту половину забоя температурный градиент в поверхностном слое породы снижается, и, следовательно, интенсивность разрушения уменьшается. Цель изобретения - повышение эффективности разрушения горных пород. Это достигается тем, что в насадке выполнены открытые в сторону разрушаемой поверхности каналы, сообщенные с отверстиями для подачи импульса сжатого газа в канал насадки. При этом каналы в теле насадки направлены вдоль коротких стенок ее канала. В отверстиях для подачи импульса сжатого газа в канал насадки размеще ны дроссельные элементы. Такое выполнение устройства обесп чивает чередующееся попеременное нагревание и охлаждение боковых участков забоя, что увеличивает темпера,турные градиенты в поверхностном сло породы и повьппает тем самым эффектив ность процесса термического разрушения горной породы. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1. Устройство для термического разру шения горных пород содержит газогене ратор 1 с сопловой крышкой 2, к срезу сопла 3 которой примыкает насадка 4 с плоским расшнрякщимся каналом 5, расположенным соосно соплу 3 и огран ченным двумя плоскими параллельными поверхностями 6, и примыкающими к ни двумя цилиндрическими поверхностями 7, наклоненными под одинаковым углом к продольной оси канала 5. В теле насадки 4 в непосредственной близости от среза сопла 3 выполнены управляющие отверстия 8 и 9 для подвода импульса газа (хладагента), выходящие навстречу одно другому на цилиндрических наклонных поверхностя 7канала 5, и каналы 10 и 11 для подачи хладагента (например воздушноводяной смеси) на забой через отверстия 12 и 13. Управляющие отверстия 8и 9 сообщены соответственно с кана лами 10 и 11, расположенными в насад ке 4 вдоль коротких стенок канала 5. В системе подачи хладагента установлен распределитель 14, обеспечивакящй поочередный подвод хладагента в каналы 10 и II. Отверстия 12 и 13 для выброса хладагента на забой расположены в плоскости, проходящей через продольные оси цилиндрических 64 поверхностей 7 канала 5, и ориентированы на боковые участки 15 t; 6 забоя . Для регулирования расхода хладагента через управляющие отверстия 8 и 9 в них установлены жиклеры 17 и 18. При работе устройства высокотемпературная газовая струя истекает из сопла 3 в канал 5 насадки 4. При положении распределителя 14 в правой рабочей позиции (см. фиг. 1) хладагент из системы подачи подводится в канал 11, откуда через отверстие 13 выбрасывается на боковой участок 6 забоя. Одновременно через жиклер 8 и отверстие 9 в плоский канал 5 насадки 4 подается небольшое количество хладагента, котсфый при соприкосновении с высокотемпературным теплоносителем быстро испаряется и создает импульс давления, отклоняющий струю теплоносителя к противоположной стенке плоского канала 5 насадки 4. При переключении распределителя 14 в левую рабочую позицию хладагент подается в канал 10, откуда через отверстие 12 выбрасывается на противоположный боковой участок 15 забоя. Одновременно через жиклер 17 и отверстие 8 в плоский канал 5 насадки 4 подается хладагент, который, испаряясь, создает управляющий импульс, отклоняющий струю теплоносителя к противоположной (правой) стенке канала 5. При подаче хладагента через канал JO и отверстие 12 на боковой участок 15 забоя высокотемпературная газовая струя автоматически отклоняется вправо и воздействует на боковой участок 15 забоя. Таким образом достигается чередующееся попеременное нагревание и охлаждение боковых участков забоя, что увеличивает температурные градиенты в поверхностном слое породы и, следовательно, повышает эффективность процесса термического разрушения горной породы. Формула изобретения 1. Устройство дпя термического разрушения горных пород высокотемпературной газовой струей по авт. св. №73440 отличающееся тем, что, с целью повьш1ения эффективности процесса разрушения, в насадке вьтолнены ткрытые в сторону разрушаемой поверх-

ности каналы, сообщенные с отверстиями для подачи импульса сжатого газа в канал насадки.

2,Устройство по п. 1, отличающее ся тем, что каналы в теле насадки направлены вдоль коротких стенок ее канала.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что в отверf4

f

стиях для подачи импульса сжатого газа в канал насадки размещены дроссельные элементы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 734407, кл. Е 21 С 21/00, 1977 (прототип).

X/rff ffZCAV

tk/fj