Спосіб руйнування гірського масиву

Изобретение относится к средствам разрушения пород горного массива с помощью гидромеханического воздействия на этот массив струи высокого давления и механического инструмента, в частности в виде дисковой шарошки. В основу настоящего изобретения поставлена задача повышения эффективности способа разрушения горного массива, при котором подаваемая высоконапорная струя жидкости направляется на заднюю кромку режущего инструмента. Технический результат изобретения заключается в непрерывной подточке рабочего инструмента в процессе его работы, что обеспечивает высокую производительность и снижение энергоемкости процесса. При этом может быть достигнуто и увеличение срока службы инструмента, т.к. исключается его преждевременная поломка из-за затуплення рабочей части. Поставленная задача достигается тем, что при способе разрушения горного массива, включающем воздействие инструмента на массив с образованием ступа, воздействие на массив уступа высоконапорной струи жидкости, согласно настоящему техническому решению, струю направляют на заднюю кромку инструмента, с. преобразованием ее до входа в контакт с массивом в плоскофакельную стр ую. В предпочтительном варианте реализации способа угол, под которым струю направляют на поверхность инструмента, определяют соотношением где - угол встречи струи с поверхностью инструмента, град; - угол между задней кромкой инструмента и поверхностью забоя, град. Также формируют пульсирующую стр ую, а плоскофакельную струю получают посредством преобразования пульсирующей стр уи; и наконец ось симметрии струи располагают в плоскости задней грани инструмента. На фиг.1 показана дисковая шарошка со струе формирующим элементом, вид сбоку; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - узел Б на фиг.1; на фиг.4 - вариант подачи струи в плоскости вращения шарошки, вид сбоку; на фиг.5 - то же, параллельно плоскости вращения шарошки, вид сбоку; на фиг.6 - вариант попеременного контакта нескольких рабочих инстр ументов, вид сбоку. Шарошка 1 имеет ось 2 вращения и переднюю рабочую кромку 3, образованную поверхностью усеченного конуса и заднюю рабочую кромку 4 (фиг.1), образованную плоскостью, перпендикулярной оси вращения шарошки. Со стороны задней рабочей кромки 4 под углом к ней установлен струеформирующий элемент 5. Само устройство установлено под углом к линии осевой подачи. Экспериментами установлено, что Задняя кромка 6 шарошки 1 выполнена в виде плоскости вращения кривой, сопряженной с плоскостью вокруг оси вращения шарошки (фиг.4). Задняя кромка 7 шарошки 1 выполнена в виде усеченного конуса, но с меньшим углом у основания, чем передняя кромка 3 (фиг.5). Шарошек 1 на рабочем органе может быть установлено несколько, например 8 - 20шт., с соответственным количеством струеформирующи х элементов 5, которые направлены на периферийную часть рабочих кромок шарошек. За счет соотношения достигается максимальное совместное механогидравлическое воздействие инструмента и струи на породу. Кроме того, стр уя 8, входящая в контакт с задней кромкой 4 в этом диапазоне углов не отражается, а движется вдоль задней кромки, преобразуясь тем самым в плоскофакельную стр ую 9. Дисковая шарошка работает следующим образом. В процессе работы дисковую шарошку 1 с осью 2 вращения, передней рабочей кромкой 3 перекатывают по забою 10 с образованием уступа Одновременно с механическим воздействием на уступ воздействуют стр уей высоконапорной воды 8. Стр ую 8 подают на заднюю рабочую кромку 4 (фиг.1), 6, 7 (фиг.4, 5) в точк у до входа в контакт с массивом и тем самым преобразуют струю 8 в плоскофакельную струю 9 (фиг.2), направленную в зону контакта шарошки с разрушаемым массивом. При этом плоскофакельная струя 9 перемещается по задней кромке 4, 6, 7 шарошки 1, которая, перекатываясь, производит заточку этой кромки, посредством кавитационного износа на величину Одновременно передняя рабочая кромка 3 шарошки 1 под воздействием трения о породу изнашивается на величину При этом вновь образованный угол заточки режущей кромки мало отличается от первоначального угла Это приводит к тому, что в процессе износа рабочих кромок шарошки усилия, необходимые для разрушения породы, не возрастают, что в конечном счете повышает эффективность разрушения. При выполнении предлагаемого устройства в виде нескольких дисковых шарошек 1 со струе формирующим элементом 5 плоскофакельную стр ую получают посредством преобразования пульсирующей стр уи 8, причем контакт шарошек последовательно прерывают и возобновляют, но уже со смежной шарошкой. Тем самым достигается снижение износа задней кромки шарошки, так как износ происходит только в зоне контакта с породой, а распределяется этот износ на все шарошки.