Спосіб спрямованого руйнування монолітних об’єктів

Реферат: Спосіб спрямованого руйнування монолітних об'єктів включає буріння шпуру, розміщення в ньому двох заколюючих елементів з утворенням між ними порожнини та заповнення порожнини невибуховим руйнуючим засобом (НРЗ). Заколюючі елементи, за які використовують металевий фасонний профіль, розміщують із попереднім розпором, забезпечуючи концентруюче притиснення заколюючих елементів до стінок шпуру в площині направленого руйнування. Один розпірний елемент установлюють у донній частині шпуру до розміщення заколюючих елементів, інший розпірний елемент установлюють в устя шпуру після розміщення НРЗ. Забезпечується підвищення якості руйнування об'єкта, технологічності способу й прискорення його реалізації за рахунок підвищення результуючого тиску на стінки шпуру від саморозширення НРЗ. UA 102937 C2 (12) UA 102937 C2 UA 102937 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до гірничої справи, зокрема до невибухового руйнування гірського масиву, й може бути використаним для руйнування породних негабаритів або промислових будівельних об'єктів. Відомий спосіб спрямованого руйнування гірських порід (SU, № 1328514 А1, МПК5 Е21С 37/06, опубл. 07.08.1987р.), який включає буріння свердловин в руйнованому об'єкті, заповнення свердловин засобом, що розширюється при твердінні - невибуховим руйнуючим засобом (НРЗ), розміщення в свердловині у площині спрямованого руйнування стрижнів із деформованого матеріалу. Використання відомого способу приводить до високих витрат НРЗ, обумовлених тим, що необхідно заповнити засобом повний обсяг свердловини, при цьому має місце витиснення засобу після розміщення стрижнів із деформованого матеріалу. Крім того розміщення стрижнів в площині спрямованого руйнування досить ускладнене, що пов'язано з людським фактором і складністю втримання стрижнів у первинному положенні за необхідною орієнтацією через невисоку щільність НРЗ. Це приводить до неякісного й неконтрольованого руйнування об'єкта. Найбільш близьким аналогом по технічній суті є спосіб спрямованого руйнування монолітних об'єктів (SU, № 1518512 А1, МПК5 Е21С 37/00, опубл. 30.10.1989р.), що включає буріння в руйнованому об'єкті шпуру у вигляді отвору, розміщення в шпурі перпендикулярно площині спрямованого руйнування діаметрально протилежно двох поздовжніх перегородок із двома заколюючими елементами, орієнтованими у площині спрямованого руйнування з утворенням між ними порожнини, заповнення порожнини НРЗ, при цьому поздовжні перегородки зв'язують між собою установлюванням двох розпірних еластичних елементів до заповнення порожнини НРЗ, а на поверхнях поздовжніх перегородок з заколюючими елементами розташовують вкладиші з еластичного матеріалу товщиною не більше висоти заколюючого елемента. Відомий спосіб характеризується невисокою якістю руйнування об'єкта, низькою технологічністю й невисокою швидкістю реалізації способу. Це викликано великою втратою результуючого тиску на стінки шпуру, оскільки установка двох розпірних елементів до заповнення шпуру НРЗ призводить до неконтрольованого розпору в результаті розширення засобу, що обумовлено реакцією гідратації НРЗ. Також розширення засобу у всіх напрямках надає значний тиск на розпірні еластичні елементи, що зв'язують поздовжні перегородки. Складність реалізації способу обумовлена необхідністю установки в шпурі великої кількості елементів, що пов'язано з людським фактором і вимагає значних часових витрат на його реалізацію. Крім того спосіб вимагає виготовлення спеціальних деталей і елементів, які повинні бути різних розмірів залежно від діаметра шпуру. У випадку зменшення розмірів елементів порівняно з необхідними, порушується щільність розміщення заколюючих елементів і додаткових перегородок щодо стінок шпуру, а у випадку збільшення - їх установка неможлива. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення способу спрямованого руйнування монолітних об'єктів, у якому за рахунок використання нових заколюючих елементів і особливостей їх установки забезпечується можливість створення більш високого результуючого тиску на стінки шпуру від розширення НРЗ за рахунок контрольованого розпору в площині спрямованого руйнування, що приводить до поліпшення якості руйнування об'єкта при підвищенні технологічності способу й прискоренні його реалізації. Поставлена задача вирішується тим, що в способі спрямованого руйнування монолітних об'єктів, що включає буріння в об'єкті, що руйнується, шпуру, розміщення в ньому двох заколюючих елементів з утворенням між ними порожнини, орієнтованих у площині спрямованого руйнування, розпірних елементів, що забезпечують притиснення заколюючих елементів, заповнення порожнини складом, що розширюються при твердінні, згідно з винаходом заколюючі елементи, за які використовують металевий фасонний профіль, розміщують із попереднім розпором, що забезпечує концентруюче притиснення заколюючих елементів до стінок шпуру в напрямку руйнування, при цьому один розпірний елемент установлюють у донній частині шпуру до розміщення елементів, що заколюють, інший розпірний елемент установлюють в устя шпуру після розміщення НРЗ. Доцільно як фасонний металевий профіль використовувати рівнобокий кутик або швелер, або їх комбінацію. Доцільно розпірний елемент установлювати конічної форми з основою циліндричної форми діаметром, меншим на 1 % діаметра шпуру. Суть способу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 показаний поздовжній розріз шпуру із установленими розпірними та заколюючими елементами; на фіг. 2 - розріз по А-А на фіг. 1. 1 UA 102937 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 На фігурах позначені: 1 - зруйновний об'єкт; 2 - шпур; 3 - розпірний елемент, установлений у донній частині шпуру; 4 - заколюючі елементи; 5 - площина спрямованого руйнування; 6 - НРЗ; 7 - розпірний елемент, установлений у устя шпуру. Спосіб здійснюють так. В зруйновному об'єкті 1 бурять шпур 2. В місці ведення робіт у донній частині шпуру 2 установлюють один розпірний елемент 3 конічної форми з основою циліндричної форми діаметром, меншим на 1 % діаметра шпуру 2, спрямований конусною частиною до устя шпуру 2. Після цього в шпур 2 поміщають два заколюючих елементи 4, за які використовують металевий фасонний профіль, наприклад рівнобокий кутик, які скріплені між собою однією смугою клейкої стрічки. При цьому кутові частини заколюючих елементів 4 орієнтують у площині 5 спрямованого руйнування. В утворену між заколюючими елементами 4 порожнину поміщають НРЗ 6. Після розміщення НРЗ 6 в устя шпуру 2 забивають до упору з заколюючими елементами 4 інший розпірний елемент 7, аналогічний розпірному елементу 3, який розміщують конусною частиною до дна шпуру 2, що забезпечує розрив клейкої стрічки й розпір заколюючих елементів 4, що створює притиснення кутових частин металевого фасонного профілю до стінок шпуру 2. У результаті реакції гідратації відбувається збільшення обсягу НРЗ 6, що створює результуючий тиск на внутрішні стінки металевого фасонного профілю, який руйнує монолітний об'єкт 1 по лінії притиснення кутових частин, яка перебуває в площині спрямованого руйнування 5. Приклад. Спрямоване руйнування монолітного об'єкта по пропонованому способу й відомому способу - найближчому аналогу здійснювали для руйнування гранітних негабаритних блоків висотою 0,8 м, шириною 1,0 м і довжиною 1,5 м. Спрямоване руйнування по пропонованому способу здійснювали так. У негабаритних гранітних блоках бурили по одному шпуру глибиною 0,5 м і діаметром 43 мм. Після чого в шпурі розміщували розпірний елемент, діаметр основи якого дорівнював 42 мм, який виготовляли заздалегідь так, щоб конусна частина коронки була спрямована до устя шпуру. У наступний етап у шпур опускали два заколюючих елементи, скріплені заздалегідь однією смугою тонкої клейкої стрічки. Як заколюючі елементи використовували два відрізки рівнобокого кутика 25 × 25 довжиною 35 мм. Кутики орієнтували в шпурі так, щоб їх кутові частини лежали в площині спрямованого руйнування. Далі кутики щільно притискали до розпірного елемента, діаметр основи якого дорівнював 42 мм, що забезпечувало початкове притиснення заколюючих елементів до стінок шпуру. У порожнину, що утворилася між куточками, поміщали НРЗ на основі оксиду кальцію. Після заповнення НРЗ у шпур забивали інший розпірний елемент, який виготовляли заздалегідь, так, щоб його конусна частина була спрямована убік донної частини шпуру, що забезпечувало повний розпір заколюючих елементів, і подальше руйнування гранітного блока по площині спрямованого руйнування. Через 4 години спостерігалися перші ознаки руйнування блока, що характеризуються потріскуванням. Через 5 годин у блоці з'явилися тріщини, які починалися від кутових частин заколюючих елементів і через 30 хвилин досягли границі блока, при цьому тріщини лежали в площині спрямованого руйнування. Після руйнування блока всі використовувані елементи використовували повторно. Спрямоване руйнування монолітного об'єкта по відомому способу здійснювали так. У гранітному блоці бурили шпур діаметром 43 мм і глибиною 0,5 м. Після чого в шпур поміщали діаметрально протилежно уздовж його осі поздовжні перегородки із закріпленими на них заколюючими елементами, виготовленими заздалегідь. Перегородки разом з заколюючими елементами орієнтували перпендикулярно площинці спрямованого руйнування блока. Між перегородками вставляли еластичні елементи, виготовлені з гуми, так, щоб вони розташовувалися в крайніх кутах перегородок. Утворену порожнину між перегородками, еластичними елементами й стінками шпуру заповнювали НРЗ. Через 6 годин спостерігалися перші ознаки розширення НРЗ - легке шипіння й потріскування. Через 45 хвилин після першого спостереження спостерігався зсув еластичних елементів зі своїх місць, внаслідок чого між стінками шпуру й заколюючими елементами з'явився просвіт. Через 15 хвилин після другого спостереження спостерігалося притиснення заколюючих елементів до стінок шпуру, при цьому площина спрямованого руйнування була зміщена. У результаті руйнування негабаритного блока відбулося через 8 годин, при цьому тріщина пройшла під кутом 15 градусів від площини спрямованого руйнування. Таким чином використання пропонованого способу спрямованого руйнування монолітних об'єктів забезпечує підвищення якості руйнування об'єкта, технологічності способу й прискорення його реалізації за рахунок підвищення результуючого тиску на стінки шпуру від саморозширення НРЗ. 2 UA 102937 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 1. Спосіб спрямованого руйнування монолітних об'єктів, що включає буріння в руйнованому об'єкті шпуру, розміщення в ньому двох заколюючих елементів з утворенням між ними порожнини, орієнтованих у площині спрямованого руйнування, розпірних елементів, що забезпечують притиснення заколюючих елементів, заповнення порожнини невибуховим руйнуючим засобом, який відрізняється тим, що заколюючі елементи, за які використовують металевий фасонний профіль, розміщують із попереднім розпором, забезпечуючи концентруюче притиснення заколюючих елементів до стінок шпуру в площині направленого руйнування, при цьому один розпірний елемент установлюють у донній частині шпуру до розміщення заколюючих елементів, інший розпірний елемент установлюють в устя шпуру після розміщення невибухового руйнуючого засобу. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як фасонний металевий профіль використовують рівнобокий кутик або швелер, або їх комбінацію. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що розпірний елемент установлюють конічної форми з основою циліндричної форми діаметром, меншим на 1 % діаметра шпуру. 3 UA 102937 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 4