Устройство для раскола горных пород

(19) (11) 4(З 1) Е 21 С 3 НИЕ ИЗОБРЕТЕН ОП НАВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский ордена Трудового Красного Знамени геологоразведочный институт нм. Серго Орджоникидзе (53) 622.233.05(088.8)(56) 1, Авторское свидетельство СССР В 568721, кл. Е 21 С 37(02, 1975.2. Авторское свидетельство СССР 9 25570, кл. Е 2 С 37(02, 1930 (прототип).(54) (57) уСТРойстВО ДЛя РАСКОЛА ГОРНЫХ ПОРОД, включающее раздвижные плашки и расположенный. между ними с возможностью осевого перемещениямногоступенчатый клин .с последовательно уменьшающейся конусиостью,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью снижения энергоемкости иповышения качества раскола, а такжеповышения надежности работы устройства за гчет создания нагрузок,сосредоточенных по участкам, равномерно распределенньв 1 по всей длинешпура, ступени клина связаны междусобой шарнирами, а плашки выполненыиз отдельных секций, связанных веждусобой шарнирно посредством тяг иустановленных на расстоянии друг.от друга, равном величине осевогохода клина.35 40 Изобретение относится к горномуделу, в частности может быть использовано при разработке месторожденийкристаллосырья и поделочного камня,а также в строительстве для разрушения фундаментов,Известно устройство для раскалывания горных пород, включающее клини плашки, помещенные в шпур, причемна клин действуют вибрирующие нагрузки (колебания) Я .Недостатком данного устройстваявляется низкая производительностьработ по расколу из-за ограниченнойвысоты отбиваемого слоя при заданномдиаметре шпуров. Для оптимальныхозначений угла клина М = 5-10 иприемлемом диаметре шпуров до 50 ммглубина шпуров составит всего 300500 мм.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является устройстводля раскола горных пород, включающее раздвижные плашки и расположенный между ними с возможностью осевого перемещения многоступенчатыйклин с последовательно уменьшающейся конусностью 1.При работе известного устройстванагрузка на породу передается плашками по всей площади соприкосновения плашек со стенками шпура. Известно, что с увеличением площадиприложения к стенкам шпура нагрузки,которая при работе сплошных плашекрассредоточена по всей площади, создаваемые в породе удельные напряжения снижаются, что приводит к снижению эффективности образования первоначальных трещин и увеличению суммарных энергозатрат (энергоемкости)этого процесса.Кроме того, в известном устройст".ве неплотное прилегание плашек кстенкам шпура приводит к возникновенщо концентрации напряжений в местахсоприкосновения выпуклостей стенокшпура с рабочей поверхностьюплашек. Концентрация напряженийспособствует формированию трещин вэтих местах, что снижает точностьраскола в выбранном направлениипо всей длине шпура. Цель изобретения - снижение энер" гоемкости и повышение качества раскола, а также повышение надежности работы устройства за счет создания 5 1 О 15 20 25 30 45 нагрузок, сосредоточенных по участкам, равномерно распределенным подлине шатура.Указанная цель достигается тем,что в устройстве для раскола горныхпород, включающем раздвижные плашки и расположенный между ними с возможностью осевого перемещения многоступенчатый клин с последовательноуменьшающейся конусностью, ступениклина связаны между собой шарнирами, а плашки выполнены из отдельныхсекций, связанных между собой шарнирно посредством тяг и установленныхна расстоянии друг от друга, равномвеличине осевого хода клина.На фиг. 1 представлено устройство, продольные разрезы; на фиг. 2 устройство в шпуре со схемой распределения распорных усилий,Устройство включает многоступенчатый клин 1, причем ступени егоимеют различный угол клина: верхняя - наибольший, а нижняя - наименьший. Боковые нерабочие поверхностиклина плоские, параллельные другдругу. В верхнем торце клина выпол"кено углубление 2 для соединения срабочим органом приводного механизма и два боковых буртика 3. На каждой ступени клнна смонтированы двесекции плашек 4, имеющие соответствующий угол наклона внутренней поверхности и облегающие клин со всехсторон. Верхние секции плашек имеютвыступы 5 для фиксированного расположения их в устье шнура. Плашкикаждой последующей секции присоединены к предыдущим с помощью тяг б,установленных на шарнирах 7, осикоторых запрессованы в плашках.Для фиксирования плашек на клине висходном положении они попарно соединяются двумя проволочными пружинами 8, оси 9 которых запрессованыв одной плашке, а их упоры 10 - надругой.Устройство работает следующимобразом. В пробуренные параллельно свободной поверхности шпуры вставляют клинья с размещенными на них плашками. Их опускают до тех пор, пока верхние плашки своими упорами 5 не расположатся на поверхности породы. Затем в углубление 2 клина 1 помещают наконечник пневматического вин электрического инструмента -бО 3 11530 отбойного молотка, перфоратора, бутобоя или электромагнитного молотка, и создают динамическую вибрирующую нагрузку на клин. Под действием этой нагрузки клин опускается и 5 раздвигает плашки, что создает в массиве породы в плоскости раскола, .проходящей через ряд шпуров параллель. но свободной поверхности, растягивающие напряжения. Так как верхняя 1 О ступень клина имеет самый большой угол, то и напряжения в приустьевой части шпуров максимальные. В результате у поверхности образуется трещина, которая распространяется вглубь 15 массива. Дальнейшее осевое смещение клина вызывает расширение уже образовавшейся в верхней части шпуров трещины, что не требует таких же больших усилий, как на формирование ее. Напряжения постепенно достигают предельных значений в средней части шпуров, и трещина продолжает расти в глубину. Таким образом удается достичь направленного распространения трещины на глубину всех ступеней, при этом усилие на клине будет меньше, чем для клинас одинаковым углом для всех ступеней.Выполнение клина в виде ступеней, 30 соединенных между собой шарниром, а плашек в виде отдельных секций, установленных на некотором расстоянии друг от друга и соединенных между собой шарнирно посредством тяг, позволяет обеспечить более плотное прилегание плашек к стенкам шнура по всей его длине. Это приводит к тому, что нагрузки от плашек передаются одновременно по всей . 40длине шнура и сосредоточены по площади .соприкосновения отдельных частей плашек с его стенками. Из-за того, что нагрузки сосредоточены, на площади соприкосновения отдельных частей плашек со стенками шпура, напряжения, возникающие в породе, будут значительно выше, чем нри работе сплошных плашЕк, и процесс трещинообразования по всей длине шпура будет происходить более эффективно, а его энергоемкость при этом снизится, За счет одновременной передачи нагрузки на стенки шпура по всей его длине повышается точность раскола в выбранном направлении. Причем изгибающие усилия на все части устройства снижаются, что способствует повышению надежности работы устройства.Кроме того, шарнирное соединение позволяет из набора отдельных секций собирать устройство необходимой длины и использовать его при работе со шпурами различной глубины. По окончании. раскалывания устройство должно быть извлечено из шпуров перед окончательной разборкой породы или получившихся блоков. Для этого под буртики 3 заводят специальную вилку и, пользуясь ею как рычагом, приподнимают клин. При этом плашки отходят от стенок шнура и под действием пружин воэ" вращаются в исходное положение. Если плашки внедряются в породу назиф столько, что усилие пружин недостаточно для нх возвращения, то, перемещая клин вверх-.вниз, наносят периодические удары утолщенной частью клина по нижним торцам плашек, что способствует нх освобождению, 3530 бО1153060 Составитель О. ПоповТехред С.Легеза ктор М. Дыпы Коррект Черни Заказ 24 б 7/2 ное д.4 иал ППП "Патент" г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 482НИИПИ Государственногопо делам изобретений13035, Москва, Ж, Р Подп комитета СС открытий ушская наб.