Устройство для направленного разрушения минеральных сред Советский патент 1982 года по МПК E21C37/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО РАЗРУШЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ СРЕД

1

Изобретение относится к устройствам для разрушения горных пород и может быть использовано на камнедобывающих карьерах и в камнеобрабатывающей .промышленности для отбойки и разделки блоков, а также при направленном разрушении различных минеральных сред.

Известно гидроклиновое устройство для колки камня, включающие гидроцилиндр, поршень, шток с клином и распорные элементы (ш,еки) 1.

Известно также устройство, включающее две основные и две дополнительные щеки с режущими гранями, прилегающими к четырехгранным пирамидальным клиньям с одинаковыми углами приострения. Наличие режущих граней способствует получению направленного раскола 2.

Недостатком указанного устройства является одновременность воздействия на породу всех четырех разрушающих элементов. Поэтому при наличии в породе естественных зон ослабления, например трещины, ожидаемый эффект получен не будет, так как раскол пойдет в соответствии с теорией дислокации по естественно ослабленной поверхности - трещине. Кроме того, устройство имеет длинную закладную часть и предназначено для раскола блоков большой высоты, что требует бурения глубоких шпуров и равномерной нагрузки по всей их длине.

Цель изобретения - улучшение направленности раскола и снижение энергоемкости разрушения.

Указанная цель достигается тем, что пары смежных граней клина имеют разные углы приострения, причем щеки с закалывающими элементами прилегают к граням кли10на с большими углами приострения.

На фиг. 1 изображен продольный разрез закладной части устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство состоит из гидроцилиндра

15 (с поршнем) 1, штока 2 с пирамидальным клином 3. К смежным граням клина Г и В прилегают соответственно распорные 4 и закольные 5 элементы (щеки), соединенные тягами 6 с гидроцилиндром 1. Закольные

20 щеки 5 по образующим в средней части снаб.жены трехгранными призмами-закольникамк 7, выполненными из твердого сплава. Распорные 4 и закольные 5 щеки прижаты к клину возвратными кольцевыми пружинами 8.

Пирамидальный клин 3 выполнен четырехгранным с различными углами приострения смежных граней Г и В. Угол / приострения граней В больше, чем аналогичный угол ot граней Г.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В щпуры, пробуренные в горной породе, устанавливают закладную часть устройства таким образом, чтобы ребра трехгранных призм 7 закольных щек 5 располагались в плоскости раскола. При создании давления в гидроцилиндре 1 щток 2 с пирамидальным клином 3 движется вниз. Клиновая часть 3 перемещает распорные 4 и закольные 5 щеки в радиальных направлениях. При этом за счет большего угла приострения граней В (ot-) закольные щеки 5 приобретают большую скорость радиального перемещения, что обеспечивает опережающее воздействие на породу трехгранных призм 7 по отношению К: распорным щекам 4. В результате этого в плоскости раскола в породе создаются концентрированные напряжения, приводящие к развитию трещины (раскола). При дальнейшем движении клина трехгранные призмы 7 внедряются по развивающейся трещине, углубляя ее и одновременно воздействуя как дополнительные распорные клинья, а распорные щеки 4, используя создавшееся: ослабление породы в плоскости раскола, производят окончательный раскол. При возвратном движении щтока 2 с клином 3 распорные 4 и закольные 5 щеки кольцевыми пружинами 8 возвращаются в исходное положение.

Таким образом, предлагаемое устройство для направленного разрущения горных пород по сравнению с известными устройствами такого же назначения за счет опережающего воздействия закольников обладает рядом преимуществ:

а)раскол блоков происходит по заданному направлению даже при наличии значительной трещиноватости и пористости в горных породах, при этом поверхность раскола приближается к плоскости;

б)уменьшаются энергозатраты на разрушение, что позволяет снизить давление в гидросистемах и тем самым уменьшить их вес и стоимость;

в)использование существующих гидроцилиндрических устройств с реконструированной по предлагаемому техническому решению закладной частью обеспечивает значительное увеличение шага шпуров.

За счет уменьшения энерго- и трудозатрат на раскол, уменьшения трудозатрат на последующих операциях по обработке блоков, за счет точного раскола себестоимость готовой продукции снижается на 5-lOVoПричем снижение себестоимости достигается без дополнительных капитальных затрат, так как в действующих рабочих органах заменяется только закладная часть устройства.

Формула изобретения

Устройство для направленного разрушения минеральных сред, включающее гидроцилиндр, поршень, шток с клином в виде четырехгранной пирамиды, по бокам которого расположены распорные щеки и щека с закалывающими элементами, а также возвратные пружины, отличающееся тем, что, с целью улучшения направленности раскола и снижения энергоемкости разрушения, пары смежных граней клина имеют разные углы приострения, причем щеки с закалывающими элементами прилегают к граням клина с большими углами приострения. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 662712, кл. Е 21 С 37/02, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 98428, кл. Е 21 С 37/02, 1936 (прототип).

Фиг. 2