Пристрій для газодинамічного відділення блочного каменя

Реферат: Пристрій для газодинамічного відділення блочного каменя, що містить вибухову камеру, внутрішня поверхня якої має сферичну, циліндричну та конічну секції, що звужується під заданим кутом і закінчується циліндричним патрубком, який вводиться в шпур, а вибуховий заряд, який розміщений в геометричному центрі сферичної секції, сполучається через отвір з джерелом ініціювання вибуху, крім того, додатково містить обсадну трубу шпуру з двома симетричними віконними отворами по його висоті, в яких одними сторонами попарно розміщуються, відповідно, дві перші та дві другі направляючі площини, які другими протилежними сторонами прикріплені до обсадної труби шпуру, в місцях з'єднання яких також знаходиться перегородка, що проходить по лінії діаметра шпуру в вигляді прямокутної пластини, одна частина якої має меншу ширину, якою розміщується в циліндричному патрубку, який скріплений з обсадною трубою шпуру, другі сторони перших та других направляючих площин з одноіменних віконних отворів закріплені з протилежних сторін перегородки, яка скріплена також з обсадною трубою шпуру. UA 79576 U (12) UA 79576 U UA 79576 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничо-видобувної промисловості, зокрема до засобів відділення монолітного каменю від массиву, і може бути використана для відділення блочного каменя від гірничого масиву, при руйнуванні монолітних бетонних блоків у будівництві, при виконанні гірничо-рятівних робіт, для введення закріплюючих розчинів при ремонті тунелів і колекторів. Відомі засоби реалізації динамічних методів відділення монолітів від масиву спираються переважно на застосування зарядів бризантних вибухових речовин у вигляді відрізка детонуючого шнура, що підривається в шпурі, або зарядів димного пороху, що розкладається в режимі надшвидкого горіння, спеціальних К-трубок діаметром 18 мм, що являють собою заряд вибухової суміші в пластиковій оболонці, в складі якої присутні аміачна селітра, рідкі нітроефіри для підвищення чутливості суміші до ініціюючого імпульсу та для зменшення її критичного діаметра, порошковий кремнезем. В відомому пристрої з метою зменшення впливу динаміки процесу вибуху на оточуючий масив та спрямування його дії по заданій площині відриву або площині розташування зарядів застосовуються різні конструкції демпфуючих прокладок [1]. В пристрої для визначення енергетичних характеристик вибухових речовин, який містить ємність з розташованою в ній вибуховою речовиною (ВР) і засобом для її детонації, який відрізняється тим, що виконана компактною ємність заповнена рідиною з зарядом ВР, розташованим в її центрі, має рівнемір у вигляді верхньої частини корпуса ємності із шкалою і датчиками для фіксації переміщення рідини, або розташованої вертикально над ємністю і зв'язаної з нею однієї циліндричної трубки та/або розташованих на різній висоті корпуса ємності декількох трубок із шкалою і датчиками, а корпус ємності також оснащено датчиками для вимірювання тиску газів в ємності [2]. Недоліками цих пристроїв є використання чутливих високовартісних вибухових речовин бризантної дії, здатних детонувати при малих діаметрах заряду і генерувати надто високий тиск в ударній хвилі, яка викликає розвиток мережі мікродефектів в структурі породи в ближній до шпуру зоні, утворення системи тріщин, що супроводжується втратами цінної мінеральної сировини. При видобутку блокового каменю найбільш бажаним є відокремлення власне вибухового процесу від руйнованого масиву шляхом розміщення заряду низькочутливої вибухової суміші з великим критичним діаметром детонації в спеціальну вибухову камеру за межі шпуру. Внутрішні параметри камери дозволяють застосувати малошвидкісні вибухові суміші, які за чутливістю та детонаційними характеристиками неспроможні детонувати безпосередньо в шпурі малого діаметра, наприклад: комполайти, полімікси, гранулотол, вибухові суміші на основі конверсійних ВР і т.д. Найбільш близьким до запропонованого пристрою є газоструминний пристрій для руйнування блокових масивів, що являє собою вибухову камеру з зарядом, внутрішня поверхня якої складається з трьох секцій - верхньої сферичної, середньої циліндричної, нижньої конічної, яка звужується донизу під заданим кутом і закінчується циліндричним патрубком, що вводиться в шпур, заповнений водою, при цьому заряд розміщено в геометричному центрі верхнього сферичного відсіку вибухового пристрою, в заряд занурені кінці електричних проводів із спіраллю розжарювання, покритою наважкою екзотермічної суміші [3]. Недоліком пристрою є відсутня можливість спрямування ударної хвилі і розширюваних вибухових газів в бічну частину шпуру для направленого розриву площини блочного каменю, що не дозволяє зменшити тріщинуватості блочного масиву, порушується правильність форми блочного каменя, що призводить до збільшення технологічних затрат на його обробку. В основу корисної моделі поставлено задачу спрямування ударної хвилі і розширюваних вибухових газів в бічну частину шпуру за допомогою пристрою для газодинамічного відділення блочного каменя, що дозволяє спрямувати тиск ударної хвилі і розширюваних газів на бічну поверхню шнура і перетворити їх роботу на утворення направленого розриву площини поверхні та забезпечити підвищення якості та правильності блочного каменю, скоротити затрати на його обробку. Рішення поставленої задачі досягається тим, що пристрій для газодинамічного відділення блочного каменя, що містить вибухову камеру, внутрішня поверхня якої має сферичну, циліндричну та конічну секції, що звужується під заданим кутом і закінчується циліндричним патрубком, який вводиться в шпур, а вибуховий заряд, який розміщений в геометричному центрі сферичної секції, сполучається через отвір з джерелом ініціювання вибуху, який відрізняється тим, що додатково містить обсадну трубу шпуру з двома симетричними віконними отворами по його висоті, в яких одними сторонами попарно розміщуються, відповідно, дві перші та дві другі направляючі площини, які другими протилежними сторонами прикріплені до обсадної труби шпуру, в місцях з'єднання яких також знаходиться перегородка, що проходить по лінії діаметра 1 UA 79576 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 шпуру в вигляді прямокутної пластини, одна частина якої має меншу ширину, якою розміщується в циліндричному патрубку, який скріплений з обсадною трубою шпуру, другі сторони перших та других направляючих площин з одноіменних віконних отворів закріплені з протилежних сторін перегородки, яка скріплена також з обсадною трубою шпуру. На фіг. 1 наведено загальний вигляд пристрою для газодинамічного відділення блочного каменя, а на фіг. 2 вигляд перерізу пристрою по діаметру шпура. Пристрій для газодинамічного відділення блочного каменя, фіг. 1, містить вибухову камеру 1, внутрішня поверхня якої має сферичну, циліндричну та конічну секції, що звужується під заданим кутом , і закінчується циліндричним патрубком 2, який вводиться в шпур 3, а вибуховий заряд 4, який розміщений в геометричному центрі сферичної секції, сполучається через отвір 5 з джерелом ініціювання вибуху. Обсадна труба 6 шпуру 3 має два симетричні віконні отвори 7 та 8 по її висоті, в яких одними сторонами попарно розміщуються, відповідно, дві перші 9.1 і 9.2 та дві другі 10.1 та 10.2 направляючі площини, які другими протилежними сторонами прикріплені до обсадної труби 6 шпуру, в місцях з'єднання яких також знаходиться перегородка 11, що проходить на лінії діаметра шпуру 3 в вигляді прямокутної пластини, одна частина якої має меншу ширину, якою розміщується в циліндричному патрубку 2, який скріплений з обсадною трубою 6 шпуру 3, другі сторони перших 9.1 і 9.2 та других 10.1 та 10.2 направляючих площин з одноіменних віконних отворів 7 та 8, відповідно, закріплені з протилежних сторін перегородки 11, яка скріплена також з обсадною трубою 6 шпуру 3. Вибухова камера 1 може бути виконана зі сталі з товщиною стінки, яка залежить від геометрії секцій камери [2]. Як засоби ініціювання можуть бути використані: електродетонатор, детонаційний шнур або безпровідні системи ініціювання. Циліндричний патрубок 2 може бути виконаний з прокатного металевого профілю у вигляді труби і при установці скріплюється з обсадною трубою. Призначений для з'єднання вибухової камери 1 зі шпуром 3. Шпур 3 проходиться за допомогою ручного бурового молотка, електросвердла або перфоратора та призначений для розміщення обсадної труби 6 пристрою для газодинамічного відділення блочного каменя. Вибуховий заряд 4 встановлюється в камері 1, може бути виконаний на основі конверсійних ВР, або існуючих промислових ВР таких як комполайти, полімікси, гранулотол, який розміщений в геометричному центрі сферичної секції, сполучається через отвір з джерелом ініціювання вибуху. Обсадна труба 6 може бути виконана зі сталі товщиною 2,5…5 мм та призначена для збереження цілісності блочного каменя за межами віконних отворів 7 та 8 від дії вибуху. Віконні отвори 7 та 8 обсадної труби призначені для спрямовування продуктів детонації і вибухових газів безпосередньо на гірський масив у необхідному напрямку по лінії відділення блочного каменя. Направляючі площини дві перші 9.1 і 9.2 та дві другі 10.1 та 10.2, що розташовуються по всій довжині обсадної труби 6 призначені для спрямовування продуктів детонації і вибухових газів у віконні отвори 7 і 8 та захисту обсадної труби 6 від дії вибуху, можуть бути виконані зі сталі, мають прогин 5 % і з'єднуються за допомогою шарнірного кріплення з металевою перегородкою 11. Перегородка 11 призначена для рівномірного розподілення енергії вибуху у віконні отвори 7 і 8 та встановлюється перпендикулярно напрямку бажаного створення поверхні блочного каменю, може бути виготовлена з металу товщиною2,5…5 мм. Пристрій для газодинамічного відділення блочного каменя встановлюється в шпурі та монтується наступним чином. Спочатку встановлюється обсадна труба 6 в підготовлений шпур 3. Далі в неї встановлюється перегородка 11 з закріпленими направляючими площинами 9.1, 9.2 та 10.1, 10.2 з урахуванням вибраного напряму подачі імпульсу вибухової хвилі. Потім вибухова камера 1 заповнюється вибуховим зарядом 4 через циліндричний патрубок 2 і з'єднується з джерелом ініціювання через отвір 5 та розміщується в надшпуровій частині за допомогою циліндричного патрубку 2, який скріплюється з обсадною трубою 6 шпуру 3. Робота газодинамічної установки виконується таким чином. В результаті вибуху заряду 4 за допомогою джерела ініціювання вибуху, утворюється газовий потік, який після повного внутрішнього відбиття від сталі в вибуховій камері 1 спрямовується в циліндричний патрубок 2 і далі в обсадну трубу 6 з перегородкою 11, створюючи розпір через віконні отвори в шпурі 6. Перегородка 11 розділяє симетричний за формою шпур на дві частини, в які спрямовується потік газів, що звужується в бічному напрямку направляючими площинами 9.1 і 9.2 та 10.1 і 10.2 та спрямовує бічний ударний імпульс в віконні отвори 7 та 8, створюючи в масиві зародкові тріщини. При цьому форма бічного імпульсу залежить від направляючої поверхні, яку 2 UA 79576 U 5 10 15 20 25 утворюють направляючі площини 9.1 і 9.2 та 10.1 і 10.2. Далі тріщини розширюються по лінії напрямку дії, утворюючи поверхні розриву гірського масиву заданої форми. Пристрій для газодинамічного відділення блочного каменя, що пропонується, має переваги над іншими пристроями в тому, що додаткове використання обсадної труби шпуру з двома симетричними віконними отворами по його висоті, направляючих площин, перегородки, що проходить на лінії діаметра шпуру дозволяє точно задати лінію розриву площини без виникнення небажаних сколів та тріщин у інших напрямках, забезпечити правильність форми блочного каменя і зменшити технологічні затрати на його обробку, підвищити продуктивність праці. Використання пристрою також забезпечує: - зниження трудомісткості робіт в результаті вивільнення постійного обслуговуючого персоналу і працівників технічного нагляду, збільшення міжремонтних термінів устаткування і зменшення об'єму планово-запобіжних ремонтів; - скорочення витрати матеріалів і електроенергії; - збільшення терміну служби машин і їх вузлів цехів обробки каменю та скорочення витрати запасних частин; - підвищення якості продукції; - полегшення праці обслуговуючого персоналу і підвищення безпеки праці. Джерела інформації: 1. Карасев Ю.Г., Бакка Н.Т. Природный камень. Добыча блочного и стенового камня. СанктПетербургский горный институт. СПб: 1997.-428 с. 2. Деклараційний патент України на винахід №52238А. Спосіб визначення енергетичних характеристик вибухових речовин і пристрій для його здійснення. Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут". Кравець В. Г., Воєводка Анджей, Вовк О.О., Косенко Т.В. G01L 5/14, G01L 23/00, F42B 35/00. 16.12.2002. Бюл. № 12, 2002. 3. Патент України на корисну модель №29481. Газоструминний пристрій для руйнування блокових масивів. Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут". Кравець В. Г., Луговий П.З., Барановський З., Ган А. Л., Толкач О. П., Загоруйко Є.А. МПК Е21С 37/00, 10.01.2008. Бюл. №1,2008. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 Пристрій для газодинамічного відділення блочного каменя, що містить вибухову камеру, внутрішня поверхня якої має сферичну, циліндричну та конічну секції, що звужується під заданим кутом і закінчується циліндричним патрубком, який вводиться в шпур, а вибуховий заряд, який розміщений в геометричному центрі сферичної секції, сполучається через отвір з джерелом ініціювання вибуху, який відрізняється тим, що додатково містить обсадну трубу шпуру з двома симетричними віконними отворами по його висоті, в яких одними сторонами попарно розміщуються, відповідно, дві перші та дві другі направляючі площини, які другими протилежними сторонами прикріплені до обсадної труби шпуру, в місцях з'єднання яких також знаходиться перегородка, що проходить по лінії діаметра шпуру в вигляді прямокутної пластини, одна частина якої має меншу ширину, якою розміщується в циліндричному патрубку, який скріплений з обсадною трубою шпуру, другі сторони перших та других направляючих площин з одноіменних віконних отворів закріплені з протилежних сторін перегородки, яка скріплена також з обсадною трубою шпуру. 3 UA 79576 U 4 UA 79576 U Комп’ютерна верстка М. Мацело 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 5