Устройство для разрушения горных пород

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ойтуз Соиэтсиих Социалистицеова Республик37/18 9/00 инеиием заявкис пр Гасударатееиный ноцнтет Вевета Инннстрее СС ее делам нзабретенн н етнрелнй(088.8) ия 01,12.7 ликования опис 72) Авторы изобретения тушенко, В. И. Лойк и В, К, Коробско 71) Заявите ехнической механики АН Украинской СС нстит(5 ТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ЫХ ПО Изобретение относится к горнои промышленности и может быть реализовано в качеве породоразрушаюшего органа буровых проходческих и других установок.Известны устройства для разрушения горных дород, включающие генератор СВЧ- энергии, передаюший волновод, корпус с излучаюшей полостью и механическим породоразрушаюшим инструментом. Для повышения эффективности разрушения механический породоразрушаюший элемент известного устройства выполнен со сквозным каналом, сообшаемым с каналом волновода, рабочая поверхность которого выполнена криволинейной формы.Однако применение комбинированного способа разрушения горных пород (СВЧ-энергией совместно с механическим породораэрушаюшим элементом) вызывает нагрев механического инструмента, что приводит его к быстрому износу, снижает стойкость и долговечность. Частая смена механического инструмента отрицательно сказывается на производительности процесса разрушения. Цель изобретения - повышение производительности процесса разрушения горных пород за счет замены действия на породу механического породораэрушаюшего инструмента воздействием импульсного взрыва, происходящим в излучающей полости устройства.Это достигается тем, что устройство снабжено искровым СВЧ-разрядником, штыри которого соосно установлены на противоположных стенках излучающей полости на расстоянии четверти длины волны от дна полости, а в корпусе выполнены каналы для подачи горючего и окислителя в иэлучаюшую полость.На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.Оно выполнено в виде массивного корпуса 1 с излучаюшей полостью 2, в которую введен элемент 3, возбуждаюший в полости электромагнитные волны (в данном случае - петля связи), запитанный передаюшим волноводом 4. Для предохранения петли связи 3 и волновода 2 от взрывной волны дно полости 2 заполнено диэлектриком 5 (например силуром). Взрывная смесь, составленная из горючего и окислителя, подается5223в полость 2 по каналам 6 и 7. Смесь зажигается дугой искрового СВЧ-разрядника8, Открытый конец полости 2 имеет расширение в виде конического рупора. Подачавзрывной смеси регулируется дозатором 9.йля гашения импульса отдачи служит демпфер .10.Устройство работает следующим образом.СВЧ-энергия по передающему волноводу 4подается в излучающую полость 2 петлей щсвязи Э и из полости 2 излучается на забой. В момент включения СВЧ-генераторана искровом СВЧ-разряднике 8 возникаетпик напряжения, обеспечивающий пробойпромежутка разрядника, после чего устанав- рливается напряжение дугового разряда. Затем по каналам 6 и 7 в полость 2 подаютгорючее и окислитель и дуговым разрядомвызывается взрыв, Излучение СВЧ-энергиипроизводится непрерывно. Импульсные взры- р)вы следуют друг за другом через промежутки времени, зависящие от параметров разрушаемой горной породы. Частота взрывоврегулируется дозатором 9. Расширение открытого конца полости 2 служит для при Ьдания тепловому пятну в породе размеров,совпадающих с размерами поперечного сечения корпуса 1,В результате облучения СВЧ-энергиейгорная порода нагревается и ослабляется за 30счет шелушения и трешинообразования, Поскольку образование трещин значительноуменьшает сопротивление породы взрыву,ограничивает распространение взрывной волны и позволяет проникать в массив расширяюшимся газам взрыва, доразрушение производится импульсным взрывом, дающим большие мгновенные мощности. Так как истечение продуктов сгорания происходит в сотые40 доли секунды, импульс отдачи не велик и гасится демпфером.Кроме того, облучение СВЧ-энергией забоя позволяет выполнить разрушение горной породы направленным, поскольку в ближней зоне излучения площадь теплового пятна в горной породе равна площади излучающего раскрыва,Предлагаемое устройство просто и экономично за счет замены дорогостоящего и быстроизнашивающегося механического породоразрушаюшего инструмента действием импульс=- ного взрыва в излучающей полостиВ результате отсутствия непосредственного контакта рабочего органа с породой не происходит расхода породоразрушающего инструмента, уменьшается число промежуточных тяжелонагруженных деталей, необходимых при воздействии на породу механического инструмента. Использование такого органа для прож ходки и бурения позволит значительно увели-. чить производительность этих работ.Ф ормула изобретенияУстройство для разрушения горных пород, включающее генератор СВЧ-энергии, передающий волновод и корпус с излучающей полостью, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности процесса разрушения, оно снабжено искровым СВЧ-разрядником, штыри которого установлены на противоположных стенках излучающей полости на расстоянии четверти длины волны от ее дна, а в корпусе выполнены каналы для подачи горючего и окислителя в излучающую полость.