Спосіб руйнування монолітних об’єктів

Реферат: Спосіб руйнування монолітних об'єктів включає буріння в об'єкті шпуру, заливку в нього невибухової руйнівної речовини (НРР) і фіксацію невибухової руйнівної речовини в шпурі, при цьому після заливання в шпур невибухової руйнівної речовини, в ньому, коаксіально осі, розміщують перфоровану трубчасту капсулу діаметром, рівним 0,25-0,37 діаметра шпуру, а фіксацію невибухової руйнівної речовини в шпурі здійснюють швидкотвердіючим матеріалом, що розширюється, який подається в шпур після розміщення в нього капсули, як швидкотвердіючий матеріал, що розширюється, використовують швидкотвердіючий бетон з розширюючими добавками. Використання пропонованого способу дозволить підвищити швидкість руйнування, запобігти викиду НРР зі шпуру і підвищити якість руйнування монолітних об'єктів при підвищенні технологічності способу. UA 100808 C2 (12) UA 100808 C2 UA 100808 C2 5 Винахід належить до гірничої промисловості, будівництва і може бути використаним для невибухового руйнування монолітних об'єктів на земній поверхні, в підземних гірничих виробках, а також в умовах підвищених (більше 25 °С) температур. Відомий спосіб розколювання кам'яних матеріалів невибуховими руйнівними речовинами (НРР), (RU, № 2141563 С1, МПК 6 Е21С 37/00, опубл. 20.11.1999 p.), що включає виконання порожнин, наприклад шпурів, для розміщення НРР, приготування робочої суміші НРР з водою і заповнення нею порожнин, при цьому відстань між порожнинами в ряду визначають за залежністю: PK TK d , a  C K  d L 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 p де С - коефіцієнт, який враховує тип матеріалу, що розколюється, рівний для бетону 2,1, для скельних гірських порід - 4,0; KL - коефіцієнт, що враховує відносну (в діаметрах) довжину порожнин (шпурів); d - діаметр порожнини, м, Р - напруга НРР в стінках порожнин при стандартизованих (L 50d, d=50 мм, температура об'єкта Т=25 °С) умовах; KT - коефіцієнт, що враховує температуру матеріалу, що розколюється; Kd - коефіцієнт, що враховує діаметр порожнини d; []р - міцність матеріалу на розтягування, МПа. Недоліками даного способу є "вистрілювання" НРР зі шпурів при підвищених (більше 25 °С) температурах, що окрім зниження продуктивності становить загрозу для робітників, тобто знижує безпеку робіт. Можливість переміщення НРР, який збільшується в процесі гідратації у напрямку гирла шпуру, сприяє зниженню розвивуваного внутрішньошпурового тиску, що призводить до скорочення розрахункової відстані між шпурами, це викликає підвищення трудомісткості пов'язаної з бурінням і збільшення витрат матеріалів. Найбільш близьким по технічній суті є спосіб руйнування монолітних об'єктів (SU, № 1640412 А1, МПК 5 Е21С 37/00, опубл. 07.04.1991 p.), що включає буріння в об'єкті шпуру, установку в шпур шнекової напрямної з хвостовиком, заливку в шпур НРР по лопаті шнека, фіксацію НРР в шпурі установкою в його гирловій частині запірного пристосування шляхом нагвинчування на хвостовик шнекової напрямної і розпір запірного пристосування в стінки шпуру. Відомий спосіб не забезпечує досягнення необхідного технічного результату з таких причин. У процесі реалізації відомого способу термокінетичні процеси, що супроводжуються екзотермічною реакцією в НРР по всьому об'єму шпуру, відбуваються нерівномірно. Це зумовлено нестабільною температурою, викликаною відведенням тепла від стінок шпуру, що призводить до утворення пари і неконтрольованого викиду диспергованої НРР зі шпуру. При цьому порушується співвідношення компонентів НРР, що призводить до зменшення тиску саморозширення НРР особливо в умовах підвищених температур та при примусовому збільшенні швидкості протікання реакції гідратації. Це викликає зниження продуктивності руйнування. Розміщення в шпурі шнекової напрямної призводить до значного зменшення робочого об'єму, що також знижує якість руйнування через недостатню кількість НРР, що заливається. Крім того, операції розміщення в шпурі шнекової напрямної, нагвинчування запірного пристосування на хвостовик, заливка НРР по лопатях шнека обумовлюють низьку технологічність способу. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу руйнування монолітних об'єктів, в якому за рахунок вирівнювання температури НРР по всьому об'єму шпуру забезпечується стабілізація швидкості термокінетичних процесів по всьому об'єму шпуру і збереження необхідного водотвердого співвідношення НРР, що призводить до підвищення якості руйнування монолітних об'єктів при підвищенні технологічності способу. Поставлена задача вирішується тим, що в способі руйнування монолітних об'єктів, який включає буріння в об'єкті шпуру, заливку в нього невибухової руйнівної речовини і фіксацію невибухової руйнівної речовини в шпурі, згідно з винаходом, після заливання в шпур невибухової руйнівної речовини, в ньому, коаксіально осі, розміщують перфоровану трубчасту капсулу діаметром, рівним 0,25-0,37 діаметра шпуру, а фіксацію невибухової руйнівної речовини в шпурі здійснюють швидкотвердіючим матеріалом, що розширюється, який подається в шпур після розміщення в нього капсули. Доцільно як швидкотвердіючій матеріал, що розширюється, використовувати швидкотвердіючий бетон з розширюючими добавками. Суть запропонованого способу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 схематично показаний шпур з встановленою капсулою; на фіг. 2 розріз по А-А. 1 UA 100808 C2 5 10 15 20 25 30 На фігурах позначені: 1 - досліджуваний монолітний об'єкт руйнування; 2 - шпур, 3 - НРР, 4 перфорована трубчаста капсула, 5 швидкотверднучий матеріал для фіксації НРР, що розширюється. Пропонований спосіб руйнування монолітних об'єктів здійснюють наступним чином. У досліджуваному монолітному об'єкті 1, бурять шпур 2, в який заливають приготований розчин НРР 3, Після заливки НРР в шпур, в ньому коаксіально осі шпуру розміщують перфоровану трубчасту капсулу 4 діаметром, рівним 0,25-0,37 діаметра шпуру 3. Потім виконують фіксацію НРР в шпурі подачею швидкотвердіючого бетону з розширюючими добавками. Приклад. У монолітний об'єкт, за який був прийнятий гранітний блок, розмірами 1,200,500,70 м, бурили шпур глибиною 1 м і діаметром 42 мм. Після цього готували НРР, за який застосовували НРР-80 з добавкою 2 % алюмінієвої пудри шляхом змішування порошку з водою. Приготовлену суміш заливали в пробурений шпур. Після заливки в шпур невибухової руйнівної речовини, в нього, коаксіально його осі, розміщували перфоровану трубчасту капсулу діаметром, рівним 0,012 м і довжиною 0,9 м з отворами по всьому об'єму капсули. Після цього в гирлову частина шпуру на глибину 10 см заливали швидкотвердіючий бетон, який розширюється. В результаті протікання реакції гідратації НРР збільшувалась в обсязі, одночасно відбувалося зростання температури матеріалу. Вирівнювання внутрішньошпурового тиску відбувалося за рахунок поглинання тепла трубчастою капсулою і стінками шпуру, що забезпечило стабілізацію і рівномірність термокінетичного процесу зростання обсягу НРР, що супроводжується підвищенням внутрішньошпурового тиску. У результаті підвищення тиску саморозширення, через 5 годин після заливки НРР в шпур, сталося руйнування гранітного блока. У порівнянні зі способом аналогом виключений викид НРР зі шпуру при додаванні в НРР каталізатора - алюмінієвої пудри. Реалізація способу аналога без додавання в НРР алюмінієвої пудри привела до руйнування через 14 годин. Таким чином використання пропонованого способу дозволить підвищити швидкість руйнування, запобігти викиду НРР зі шпуру і підвищити якість руйнування монолітних об'єктів при підвищенні технологічності способу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 1. Спосіб руйнування монолітних об'єктів, що включає буріння в об'єкті шпуру, заливку в нього невибухової руйнівної речовини і фіксацію невибухової руйнівної речовини в шпурі, який відрізняється тим, що після заливання в шпур невибухової руйнівної речовини, в ньому, коаксіально осі, розміщують перфоровану трубчасту капсулу діаметром, рівним 0,25-0,37 діаметра шпуру, а фіксацію невибухової руйнівної речовини в шпурі здійснюють швидкотвердіючим матеріалом, що розширюється, який подається в шпур після розміщення в нього капсули. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як швидкотвердіючий матеріал, що розширюється, використовують швидкотвердіючий бетон з розширюючими добавками. 2 UA 100808 C2 Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3