Спосіб спрямованого руйнування монолітних об’єктів та пристрій для його здійснення

1 Спосіб спрямованого руйнування монолітних об'єктів, який включає буріння шпурів в площині наміченого відколу, заповнення їх твердіючою розширювальною масою, який відрізняється тим, що в кожний шпур розміщують дві розсувні щоки, які орієнтують впродовж площини відколу, а також клин, який діє на щоки при поступальному переміщенні в напрямку устя шпура при дії статичного навантаження розширювальної маси 2 Робочий орган для спрямованого руйнування монолітних об'єктів, який містить дві розсувні щоки із зустрічно скошеними поверхнями, а також встановлений між щоками клин і розпірний елемент, який відрізняється тим, що зовнішня поверхня розсувних щік виконана у вигляді прилеглих півциліндрів, а внутрішня - сполучена з зовнішньою поверхнею клина, а розпірний елемент розміщено в порожнині шпура, обмеженій стінками шпура та робочим органом, при цьому як розпірний елемент застосована твердіюча маса, яка розширюється Взаємозв'язана група винаходів відноситься до гірничої справи, будівельного виробництва пов'язаного з реконструкцією підприємств і може бути використана для формування спрямованого розвитку тріщин при руйнуванні гірських порід або мононолітних бетонних конструкцій, а також при відокремленні від масиву та наданні правильної форми брилам каменя Відомий спосіб спрямованого формування тріщин в масиві твердого середовища, який включає буріння через один холостих та робочих шпурів по лінії наміченого формування тріщин, розміщення в робочих шпурах руйнувальних пристосувань, який відрізняється тим, що холості шпури бурять похилими по відношенню до робочих шпурів, а устя і забій кожного холостого шпура розміщуют на відстані 0,5-2,0 діаметра шпура від устя і забою ВІДПОВІДНИХ робочих шпурів, при цьому як руйнувальне пристосування використовують суміші, розширяючи при затвердінні (А С СРСР № 1251611, кл Е21С37/оо, заявл 25 12 84) Проте цей спосіб включає в себе великий об'єм бурильних робіт, що спричиняє збільшення собівартості робіт та складність технології спрямованого руйнування об'єкту Найбільш близьким до запропонованого винаходу по технічній суті та досягаемому результату (прототип) є спосіб спрямованого руйнування гірських порід, який включає буріння свердловин в площині розколу і заповнення свердловини твердіючою розширювальною масою, який відрізняється тим, що в свердловинах в площині розколу розміщують стержень із матеріалу, здатного деформуватися (А С СРСР № 1328514, кл Е21С 3 7об, заявл 17 01 86 , бюл № 29,1987) Недоліком відомого способу є низька ефективність спрямованого руйнування та низька точність розколу об'єктів, особливо при розміщенні стержнів в глибоких шпурах (свердловинах) Відомий пристрій для забезпечення спрямованої дм в свердловині речовин, розширюючих при затвердінні, який включає вставку, яка в поперечному перетині має форму двотавра та послідовно розміщені по довжині в його стояку вікна, який відрізняється тим, що він обладнаний заколюючими елементами з загостреннями, при цьому у вставці в площині розміщення стояка на рівні вікон виконані наскрізні щілини, в яких загостреннями від подовжньої осі вставки, установлені наколюючи елементи з можливістю виходу загострень із полок двотавру, при цьому заколюючи елементи обладнані поперечними полицями, опозитними загостренням, та пружними прокладками, розміщеними між цими полицями і ребрами стояка, які утворю СО 1^ 00 Ю 45873 ють вікна на рівні розміщення щілин (А С СРСР що містить дві розсувні щоки із зустрічне скоше№1737113, кл Е21С37/оо, заявл 15 06 90 бюл № ними поверхнями, а також встановлений між що20, 1992) ками клин і розпірний елемент, згідно з винаходом, Однак ця конструкція складна, при цьому назовнішня поверхня розсувних щік виконана в видійність та ефективність пристрою знижується по гляді примкнутих полу циліндрів, а внутрішня мірі збільшення МІЦНОСТІ монолітних об'єктів та сполучена з зовнішньою поверхнею клина, а розтиску робочого тіла пірний елемент розміщено в порожнині шпура, Відомий також, вибраний як прототип, робочий обмеженою стінками шпура та робочим органом, орган для розколу монолітних об'єктів, який вклюпри цьому, як розпірний елемент застосована твечає дві розсувні щоки із зустрічне скошеними пордіюча розширювальна маса верхнями і встановленим між щоками клин, який Виконання робочого органа у вигляді клина та має два сполучених по поздовжній осі елемента, розсувних щік, в процесі дії на них розпірного елевстановлених з утворенням між ними порожнини, мента, забезпечує ріст зусилля розпору, яке плаврозпірний елемент, розміщений в порожнині клино збільшується з часом Статичне зусилля розпіна, який відрізняється тим, що розпірний елемент рного елемента заставляє клин переміщуватися, виконано у вигляді стержня із матеріалу, який наутворюючи, тим самим, концентратори напруженбухає при насиченні водою, причому стержень ня в монолітному об'єкті в напрямку перпендикувиконано із дерева (А С СРСР № 1740662, кп лярному лінії розколу, в наслідок чого відбуваєтьЕ21С37/о2 заявл 12 06 90, бюл №22,1992) ся розкол об'єкта Недоліком прототипу є відносно мала ефектиСуть винаходу пояснюється кресленням, де вна площа елемента, яка приймає участь в утвозображені ренні зусилля розпору, що не забезпечує ефектина фіг 1 - заявлений робочий орган, поздовжвного руйнування монолітних об'єктів, особливо ній переріз, таких, як великогабаритні МІЦНІ породи і фундамена фіг 2 - розріз А-А фіг 1 нти з арматурою Заявлений спосіб реалізують таким чином В основу першого із групи винаходів покладеПри здійсненні способа спрямованого руйнуно задачу удосконалення способу спрямованого вання монолітних об'єктів, параметри його вибируйнування монолітних об'єктів, в якому за рахурають в залежності від коефіцієнта МІЦНОСТІ порід нок створення направлених розколюючих зусиль Так при ЗМІНІ коефіцієнта МІЦНОСТІ ВІД 3 до 20 по від переміщення клина відносно розсувних щік при шкалі проф Протод'яконова ВІДПОВІДНО ЗМІНЮЄТЬСЯ розширюванні твердіючої маси, забезпечується відстань між шпурами від 100 до 20 см , при діамепідвищення статичного навантаження на стінки трі шпурів 30-100 мм На поверхні порід, які підляшпура і, тим самим, дозволить підвищити ефектигають розколу проводять ЛІНІЮ Уздовж лінії бурять вність та точність розколу і спростити технологію шпури таким чином, щоб вісь кожного шпура розміщувалась в одній площині Потім шпури на всю В основу другого із групи винаходів покладено глибину заповнюють твердіючою розширювальзадачу удосконалення робочого органу для розконою масою Розсувні щоки спільно з клином опуслу монолітних об'єктів шляхом зміни конструкції кають в шпур та орієнтують уздовж площини відрозсувних щік і клину та застосування як розпірноколу В процесі твердіння розширювальної маси, го елемента речовини, розширюючої при твердінзбільшується тиск на щоки, клин та стінки шпура, ні, що дозволить забезпечити локалізацію розтягуякий досягає при використанні сучасних твердіювальних напружень точно в площині розколу і, тим чих розширювальних мас (НРС, НРВ) до 800 самим, зберегти суцільність каменя як в самому кгс/см2 Статичний тиск розширювальної маси заблоці, так і в законтурній частині масиву ставляє клин переміщуватися вверх в бік устя Перша поставлена задача вирішується тим, шпура, передаючи навантаження на розсувні щощо в способі спрямованого руйнування монолітних ки В МОНОЛІТІ формується поле напружень із знаоб'єктів, який включає буріння шпурів в площині чною анізотропією по напрямку Це поле має еліпнаміченого відколу, заповнення їх твердіючою соїдальну форму, причому велика вісь еліпса розширювальною масою, згідно з винаходом, в розміщена перпендикулярно лінії проектного накожний шпур розміщують дві розсувні щоки, які прямку розколу, де тиск на стінки шпура досягає орієнтують впродовж площини відколу, а також максимального значення і забезпечує спрямоварозпірний кпин, який діє на щоки при поступальний розкол моноліта ному переміщенні в напрямку устя шпура при дії статичного навантаження розширювальної маси Робочий орган для розколу монолітних об'єктів містить пару розсувних щік 1 та розміщений між Наявність нових ознак забезпечує збільшення ними клин 2 Зовнішня поверхня розсувних щік 1, розпірних зусиль, підвищення ефективності і точяка контактує із стінками шпура 3, виконана у виності спрямованого руйнування При збільшенні гляді примкнутих полу циліндрів, а внутрішня статичного навантаження клин починає переміщусполучена з зовнішньою поверхнею клина 2 В ватися, а розсувні щоки зміщуються в радіальнопочатковому положенні кпин 2 розміщено в верхпротилежних напрямках і взаємодіють на монолітній частині розсувних щік 1, який своєю вершиною ний об'єкт з зростаючим зусиллям В МОНОЛІТІ межує з площиною торцьової поверхні щік Для створюються розтягувальні навантаження, нормазручності складання робочого органа та правильльні до площини передбаченого відриву, які досяної установки його в шпурі, верхня частина клина гають величини зусилля, достатнього для розриву має закріплений Т-образний елемент 4 Робочий масиву орган, в зібраному стані, розміщується в усті шпуДруга поставлена задача вирішується тим, що ра 3, який заповнений твердіючою розширюваньв робочому органі для розколу монолітних об'єктів, 45873 ною масою 5, при цьому розсувні щоки 1 установдії статичного навантаження розширювальної малені вздовж площини відколу си 5, клин 2 переміщується поздовжньо в напрямку Пристрій працює таким чином устя шпура і, в наслідку взаємодії сполучених клиВ шпур 3, пробурений в монолітному утворенна і щік 1, ПОСЛІДНІ зміщуються в протилежному ні, наприклад гірській породі, заливають твердіючу радіальному напрямку та діють на монолітний об'розширювальну масу 5 на 0,90-0,95 його довжини, єкт з зростаючим зусиллям, визиваючи в ньому після цього в шпур вводять попередньо зібрані поступове зростання розтягувальних напружень В вмісто розсувні щоки 1 та клин 2 Робочий орган в мить, коли розтягувальні напруження досягнуть шпурі орієнтують таким чином, щоб ЛІНІЯ примимежі МІЦНОСТІ матеріалу, відбувається руйнування кання полу циліндрів розсувних щік 1 співпадала з об'єкта (розрів) площиною наміченого розриву монолітного об'єкЗастосування запропонованого робочого орта При розширенні твердіючої маси 5 в шпурі З, гану забезпечує руйнування як скальних пород так підвищується тиск на стінки шпура та робочий орі залізобетонних масивів з можливістю управління ган Вибирається зазор між стінками шпура 3 і попроцесом тріщеноутворення верхньою розсувних щік 1, вільно опущених в Запропоноване виконання робочого органу шпур 3 і, таким чином, створюються умови, необдозволяє забезпечить постійне, багаторазове його хідні для ефективної роботи робочого органа По використання, має малу вагу та габарити мірі зростання тиску усередині шпура 3, за рахунок А-А г1 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71