Устройство для термомеханического разрушения горных пород Советский патент 1982 года по МПК E21B7/14 E21B7/18 

(54) УСТРОЙСТВО для ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к устройствам для термомеханического разрушения гоЕ«ьгх пород и может быть использовано для образования щелей ч большой протяженности, например, при добыче и разделке крупных блоков из природногб камня.

Известна машина для образования щеЛей в массиве горных пород с помощью нескольких огнеструйных горелок, которые при помощи штанг монтируются на поворотном в вертикальной плоскости рычага, закрепляемом на несущей раме ходовой части машины tl.

Однако применение этой машины ограничивается только терморазрушаемыми породами ввиду использования только огнеструйных горелок.

Наиболее близким по техническоглу решению к предлагаемому изобретению является устройство для термомеханического разрушения горных пород струями раскаленного газа с абразивом, содержащее соединенный с буровой штангой корпус, имеющий сообщенную со штангой шламоотводящую трубу и несущий по меньшей мере одну огнеструйную горелку с соплом, ориентированным под острялм углом к

разрушаемой поверхности, при этом торец корпуса со стороны разрушаемой поверхности выполнен выпуклой формы, переходящей в полость шламоотводящей трубы 2.

Известное устройство в силу своих конструктивных особенностей приспособлено для образования скважин прямоугольной формы и не может ис10пользоваться для прюрезания щелей.

Цель изобретения - обеспечение возможности использования устройства для образования щелей большой протяженности.

15

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для термомеха- нического разрушения горных пород, содержащем соединенный с буровой штангой корпус, имеющий сообщенную

20 со штангой шламоотводящую трубу и несущий, по меньшей мере, одну огнеструйную горелку с соплом, ориентированным под острым углом к разрушаемой поверхности, торец корпуса

25 со стороны разрушаемой поверхности выполнен выпуклой , переходящей в полость шламоотводящей трубы, шламоотводящая труба расположена на противоположной от огнеструйной

30 горелки стороне корпуса, который

имеет с каждой стороны упорный и стыковочный наружные выступы для последовательного и ступенчатого соединения нескольких устройств между собой.

На фиг. 1 изображено устройство для термомеханического разрушения горных пород, на фиг. 2 - несколько таких устройств, соединенных между собой в процессе образования щели.

Устройство для термомеханическо;го разрушения горных пород имеет прикрепленный к штанге 1 (фиг.1) корпус 2, несущий на одной стороне огнеструйную горелку 3/ ориентированную своим соплом под острым углом к разрушаемой поверхности. На противоположной, относительно горелки 3, стороне корпуса 2 выполнена шламоотводящая труба 4, сообщаемая с пространством штанги 1.

Торец 5 корпуса 2 со стороны разрушаемой поверхности имеет выпуклую форму, армированную выступами б из твердого сплава, между которыми образованы полости 7.

С одной стороны корпуса 2 выполнены упорный 8 и стыковочный 9 выступы, а с другой - упорный 10 и стыковочный 11 выступы, которые предназначены для последовательного и ступенчатого соединения нескольких устройств в процессе образования щели (фиг.2).

На боковых сторонах корпуса 2 установлены эластичные уплотнители 12 в виде полуколец. В верхней части они защищены от раскаленного газа охлаждаемыми металлическими щетками 13, ас внутренней стороны омываются сжатым воздухом, подаваемым по щелям 14.

Образование щели большой протяженности осуществляют с нескольких устройств следующим образом.

. Перед началом работы устройств в породе любым способом прорезают щель 15 на ширину уступа 16 или заходки 17 фиг.2 . Запускают и выводят на рабочий режим огнеструйные горелки 3 устройств, которые сочленяют между собой с помощью упорных 8 и 10 и стыковочных 9 и 11 выступов и опускают в щель 15.

Истекающие сверхзвуковые раскаленные струи газа омывают поверхности торцовых стенок 18, отбивая частицы породы в виде шелушек и обогащаясь твердой абразивной фазой. Далее двухфазный поток, огибая выпуклый торец 5 корпуса 2, под действием массовых сил прижимается к забою 19 уступа 16 щели 15, вызывая его интенсивное разрушение.

Выступы 6 на торце 5 и полости 7 между выступами 6 .заставляют двухфазный поток пульсировать, что активизирует их воздействие на забой 19. Отработанный газ и продукты

разрушения выбрасываются в шламоотводящую трубу 4 и далее по ней поступают в полость штанги 1 в пылегазосборник (не показан).

Для повышение эффективности разрушения устройствам могут сообщаться колебания с помощью вибраторов (не показаны), соединяемых со штангами 1.

При помощи предлагаемого устройства эффективность нарезки щелей может быть существенно повышена за счет комбинированного воздействия раскаленных газов и абразива на горную породу независимо от их

крепости, состава и состояйия.

Формула изобретения

Устройство для термомеханического разрушения горных пород, содержащее соединенный с буровой штангой корпус, имеющий сообщенную со штан-i гой шламоотводящую трубу и несущий,

ПО меньшей мере, одну огнеструйную горелку с соплом, ориентированным под острым углом к разрушаемой поверхности, торец корпуса со стороны разрушаемой поверхности выполнен выпуклой , переходящей в полость шламоотводящей трубы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности использования его для образования щелей большой протяженности,, шламоотводящая труба

расположена на противоположной от огнеструйной горелки стороне корпуса, который имеет с калсдой стороны упорный и стыковочный наружные выступы для последовательного и ступенчатого соединения.нескольких устройств между собой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. Е 21 В 7/14, 04.03.81 (прототип).