Способ управляемого обрушения грунта и устройство для его осуществления

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е)881325 Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликло делам лзобретенлй и открытий(54) СПОСОБ УПРАВЛЯЕМОГО ОБРУШЕНИЯ ГРУНТА И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ1Изобретение относится к технике интенси. фикации процессов гидромеханизированного грунтозабора и предназначено для использования при разработке тяжелых грунтов землесосными снарядами,Известные способы управляемого обрушения грунта в обводненных забоях включают в себя процессы врубообразования механическими или же гидравлическими разрыхлителямн земснарядов и самообрушение потерявших устойчивость грунтовых масс 1.Однако такой способ образования врубовой щели в тяжелых грунтовых условиях занимает 20 - 30% рабочего времени и чревато аварийными последствиями, особенно при наличии пропластков связных грунтов.Взрывной метод образования ослабляющей врубной щели, примененный на Аргунском гравийно-песчаном карьере, позволяет повысить производительность земснарядов 40 % (21.Однако способ имеет весьма ограниченную сферу применения по условиям охраны окружающей водной среды. Кроме того, этот способ ослабления рабочих уступов земснарядов далеко не безопасен и включает в себя непроизводительные траты времени на отвод земснарядов из опасной зонывзрывания.Применение надувных оболочек в оконтуривающнх скважинах, хотя и эффективно для обрушения грунта, но все же не исключает операцию его подработки у подошвы уступа, или же устройства ослабляющего вруб а. ф Известно устройство для гидродинамической разработки грунта, включающее вибровозбудитель направленного действия, секцию трубчатых буровых штанг, грузоподьемную лебедку, направляющее устройство срегулируемым углом наклона, транспортное1 а средство и гидромоторный насадок 3,Такое устройство может работать лишьв подводных условиях,Цель изобретения - повышение эффективности врубообразования, уменьшение силсцепления по плоскостям скольжения обрушаемого блока, сохранение постоянного углаоткоса уступа в последующих циклах обрушения, 881 325Цель достигается тем, что ослабляющий вруб в подошве уступа выполняется по фронту забоя из скважин пакетом перемещаемых по высоте гилромониторов, а блоки обрушаемого грунта по боковым его плоскостям оконтуриваются щелями, соединенными с фронтальной щелью, с шагом межлу ними, равным ширине захвата пакета гидромониторов.Пакет гидромониторов располагают в скважинах, буримых из фронтальной оконтуривающей щели параллельно углу откоса уступа на расстоянии глубины ослабляющего вруба от его поверхности.Указанная цель достигается устройством,конический гилромониторный насадок которого выполнен из крыльчатки и кольцеобразной эластичной камеры, охватывающей буровую штангу, при этом в полости камеры на буровой штанге смонтированы редукционный и обратный клапаны.Внутри эластичной камеры смонтирована ластинчатая пружина, а верхний конец головнбй секции буровой штанги снабжен коническим обтекателем обратного хода, диа. метр которого меньше диаметра конического наконечника.На фиг. 1 показана технологическая схема способа врубообразования и расположение оконтуривающих щелей; на фиг. 2 - устройство для выполнения предлагаемого способа; на фиг. 3 -- поперечный разрез А-А на фиг. 2 головной секции буровой штанги устройства; на фиг, 4 - узел 1 на фиг, 2 (узел заделки стягивающей пружины и обратный клапан для выпуска воды из эластичной камеры).На транспортном средстве 1, оборудованном направляющими 2 с регулируемым углом их наклона и грузоподъемной лебедкой 3 смонтировано гидромониторное размывающее устройство 4 с вибропогружателем направленного действия, погружаемое в грунт из фронтальной оконтуривающей щели 5, перпендикулярно которой расположены щели 6, оконтуривающие обрушаемый блокгрунта по его боковым плоскостям. Гидромониторное размцкающее устройство 4 (см. фиг. 2) питается водой от высоконапорного насоса 7, установленного на понтоне 8 и состоит из головной секции буровой штанги с коническим наконечником 9, где расположен гидромониторный насадок 10, для ориентирования которого относительно фронтальной поверхности забоя служит толстостенная крыльчатка 11.На головной секции штанги 9 имеется Эластичная камера 12, поверхность которой, соприкасающаяся со стенкой скважины, защищена секциями металлической защитной рубашки 13.Для наполнения эластичной камеры 12 водой и прелотвращения ее разрыва от чрезмерного давления служит редукционный клапан 14. Опорожнение эластичной камеры производится через обратный клапан 15.Возврату эластичной камеры 2 в сжатое состояние способствуют пластинчатыепружины 16, монтируемые в подвесках5 7 и 18,Для предотвращения аварийных деформаций эластичной камеры 2 при подъеме всего устройства служит конический обтекательобратного хода 9, диаметр которого не 1 Осколько больше лиаметра эластичной камеры в сжатом ее состоянии.Верхняя промежуточная секция 20 буровой штанги соединена с наголовником вибровозбудителя направленного действия 21,в котором имеется ниппель 22 для подключе 11 ния высоконапорного шланга от трубопроводной системы насоса 7.Последовательность рабочих операцийдля выполнения способа управляемого обрушения грунта следующая.По кровле уступа на расстоянии от бров ки, равном расчетной глубине вруба (определяется в зависимости от физико-механических свойств грунта, литологической структуры уступа, высоты забоя и глубины грунтозабора), специальным землеройным мехад 5 низмом выполняется фронтальная оконтуривающая щель 5 (см. фиг. ), перпендикулярно которой нарезаются боковые оконтуривающие щели 6, шаг между которымизависит от количества гидромониторных раэмыкающих устройств 4 в пакете.ЗО Во фронтальную оконтуривающую щель5 посредством лебедки 3 опускают пакет гидромониторных размывающих устройств 4,длина секций буровой штанги которых за.висит от длины направляющих 2 и высотыуступа, Весь пакет устройств 4 под действием направленных колебаний вибровозбудителей 21 (см. фиг. 2) под углом р к горизонту погружается в грунт. По достижении заданной отметки подошвы уступа всеустройства 4 в пакете соединяются с трубо 4 О проводной системой насоса 7, и включаетсянасос. Вода по буровым трубчатым штангам 20 поступает в головную секцию 9, изкоторой через редукционный клапан 14 перетекает в эластичную камеру 2 и, наполняяее с пониженным давлением, плотно прижи 4 мает камеру к стенкам скважины, предотвращая переток воды из гидромониторноиструи вверх по скважине, Этим самым повышается эффективность врубообразованиягидромониторной струей высокого давления.После прорыва струи гилромонитора через толщу грунта и образования вруба (чтоконтролируется показаниями манометра),если блок грунта не образуется, насос 7 выключается, вода из эластичной камеры 12через обратный клапан 15 посредством пру 55 жин 16 выжимается, весь став буровой штанги лебедкой 3 приподнимается на некоторуювысоту и снова включается насос, В этомслучае размыв свода вруба производят дотех пор, пока блок грунта не обрушится полностью. После обрушения грунта весь пакет устройств 4 поднимается, устанавливается во фронтальной оконтуривающей щели смежного блока и цикл рабочих операций повторяется.формула изобретения1. Способ управляемого обрушения грунта, включающий проходку скважины, подготовку в кровле уступа фронтальной оконтуривающей щели, а в подошве - ослабляющего вруба, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности врубообразования, уменьшения снл сцепления по боковым плоскостям обрушаемого блока грунта, ослабляющий вруб в подошве уступа выполняют по фронту забоя из скважин пакетом перемещаемых по высоте гидромониторов. а оконтуривающне щели выполняют по всей высоте блока н соединяют с фронтальной щелью, с шагом между ними, равным ширине захвата пакета гидромониторов.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что с целью сохранения постоянного угла откоса уступа в последующих циклах обрушения, пакет гидромониторов располагают в скважинах, буримых из фронтальной оконтуривающей щели параллельно углу откоса уступа на расстоянии глубины ослабляющего аруба от его поверхности,3. Устройство для осуществления сно.соба по п, 1, включающее вибровозбудительнаправленного действия, секцию трубчатыхбуровых штанг, грузоподъемную лебедку,Ьнаправляющее устройство с регулируемымуглом наклона, транспортное средство н конический гидромониторный насадок, отли.чающееся тем, что конический гидромониторный насадок выполнен из крыльчатки и кольцеобразной эластичной камеры, охватываю.щей буровую штангу, при этом в полости камеры на буровой штанге смонтированы ре.дукционный и обратный клапаны,4, Устройство по п, 3, отличающееся тем,что, с целью возврата эластичной камеры всжатое состояние и беспрепятственного подь ема устройства из скважины, внутри эластичной камеры смонтирована пластинчатаяпружина, а верхний конец головной секциибуровой штанги снабжен коническим обте.кателем обратного хода, диаметр которогоменьше диаметра конического наконечника.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Никонов Г, П. и др. Гидромеханизацня в угольной промышленности, М., Углетехнздат, 1952, с.56 - 57.2%2. Таршаковский Б, И. и др, Управляемое обрушение уступов на карьерах. Киев,Техника, 1974, с. 62 - 66.3. Авторское свидетельство СССР608935, кл. Е 21 С 45/00, 1975.881325 4 ьг.4 фи ареев Составитель Г Техред А. Бойка Тираж 630 ВНИ И ПИ Государственного по делам изобретений и 13035, Москва, Ж - 3, Раущ лиал ППП Патент, г. Ужгорорректор А ференцодпнсноеССР комитета Соткрытийская наб.,д, ул. Прое 4(5 ктная, 4 едактор Т. Парфеновааказ 990453 4 уеличено