Способ термомеханического раз-рушения горных пород

Способ термомеханического раз-рушения горных пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 802547 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.08.78 (21) 2658006/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 07.02.81. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 15.02.81 (51) М. Кл.

Е 21 С 37/16

Е21 В 7/14

Гооударстаенный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 622.243..94 (088.8) 1, В. Ф. Бызов, В. Д. Ицхакин, В. И. Жолнач, С. А. Тимченко, О. А. Гуляева и С. Н. Клейменов т -"., "";., 7

l

Криворожский ордена Трудового Красного замени горнорудный институт Министерства высшего и .среднего специального образования Украинской ССР -. ) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО

РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение касается устройства для термомеханического разрушения горных пород с помощью огнеструйных или плазменных горелок и механических инструментов.

В частности известно устройство для термомеханического разрушения горных пород при проходке горных выработок, содержащее приводимый во вращение ротор, на котором смонтированы калильные форсунки и механические резцы, расположенные сзади этих форсунок по ходу вращения ротора. С помощью этого устройства забой проходимой выработки разрушается в результате образования примыкающих одна к другой концентричных кольцевых канавок, каждую из которых получают последовательным воздействием на породу нагрева и резания (1) .

При работе известного устройства время нагрева породы мало и термически напряженный слой в ней не превышает десятой части миллиметра. Поэтому фактически происходит механическое разрушение породы, т. к. величина внедрения резцов в породу намного превышает глубину ее прогрева (термически напряженного слоя) . В результате эффективность разрушения породы оказывается низкой.

Более близким техническим решением из известных к настоящему изобретению является устройство для термомеханического разрушения горных пород, включающее, по меньшей мере, две концентрически расположенные кольцевые планшайбы, связанные с приводом для их вращения и несущие механические породоразрушающие инструменты и источники нагрева (2).

В качестве источника нагрева используют плазматроны, а в качестве инструмента— шарошки, при этом планшайбы вращаются со скоростью 5 — 20 об/мин.

Однако, и при использовании таких источников нагрева и механических инструментов эффективность процесса разрушения остается сравнительно низкой из-за отсутствия согласования режимов термической и механической обработки. Основная причина заключается в том, что известное устройство не обеспечивает нагревания породы на достаточную глубину, чтобы образовался термически напряженный слой, равный приблизительно глубине скола или внедрения механического инструмента. коз

80254 торый можно было бы легко удалить этим инструментом. Поэтому в большей степени разрушение породы происходит в механическом режиме.

Цель изобретения заключается в том, чтобы повысить эффективность процесса разрушения за счет улучшения согласования режимов термической и механической обработки.

Цель достигается в результате того, что планшайбц смонтированы с возможностью осевого перемещения одна относительно дру g гой.

При этом каждая планшайба соединена с домкратами, служащими для их взаимного перемещения и создания осевого усилия на механические инструменты.

На фиг. 1 — устройство для термомеха- нического разрушения горных пород, вид сверху; фиг. 2 — разрез А — А фиг. 1.

Устройство для термомеханического разрушения горных пород имеет две приводимые во вращение концентрично расположенные планшайбы 1 и 2 (фиг. 1 и 2), каждая из которых несет установленные в чередующемся порядке источники 3 нагрева (плазматроны) и механические инструменты 4 (шарошки) .

23

Центрально расположенная планшайба

1 (фиг. 2) снабжена домкратами 5 для создания осевого усилия на шарошки 4 при ее вращении. Периферийная планшайба 2 также оснащена домкратами 6 для перемещения ее в осевом направлении относительно планшайбы 1 и создания осевого усилия на шарошки 4 при ее вращении. Перемещение планшайбы 2 может осуществляться по заданной программе.

Устройство работает следующим образом.

При проходке выработки источники 3 нагрева включены постоянно и обрабатывают при вращении планшайб 1 и 2 поверхность породы по концентричным кольцевым дорож-40 кам. Каждая дорожка при этом обрабатывается многократно всеми источниками 3 нагрева при каждом обороте планшайб 1 и

2, а шарошки 4 в это время с помощью домкратов 5 и б выведены из контакта с породой. 4$

Механическая обработка кольцевых дорожек производится поочередно, например, от центра к периферии. При этом сначала включают домкраты 5 планшайбы 1, шарошки 4 которой обрабатывают кольцевую дорожку наименьшего радиуса. После уда30 ления термически напряженного слоя включаются в работу домкраты 6 планшайбы 2, а шарошки 4 планшайбы 1 выводятся из контакта с породой с помощью домкратов 5

Поскольку время оборота планшайбы 1 и 2 составляет 0,6 — 0,8 с, то за два оборота происходи-. нагрев поверхностного слоя породы по кольцевой дорожке до температуры разрушения. Таким образом, к моменту повторного контакта шарошек 4 планшайбы 2 с кольцевой дорожкой в следующем цикле горная порода будет прогрета на достаточную глубину, то есть на глубину внедрения инстрчмента или на глубину скола.

Благодаря описанной конструкции устройства удается достичь согласования оптимальных режимов термической и механической обработки и повысить тем самым производительность разрушения породы.

В результате термического и механического воздействия на. месте кольцевой дорожки образуется канавка. Получаемые канавки, примыкая одна к другой, образуют сплошную поверхность разрушения на забое выработки.

В некоторых случаях целесообразно обрабатывать каждую кольцевую дорожку в пределах ее участков термическим и механическим воздействием. При этом механический инструмент скалывает нагретый слой не сплошь, а отдельными участками с пропусками по траектории движения с тем, чтобы пропущенные участки могли быть подвергнуты повторной термической обработке.

Формула изобретения

1. Устройство для термомеханического разрушения горных пород, включающее, по меньшей мере, две концентрически расположенные кольцевые планшайбы, связанные с приводом для их вращения и несущие механические породоразрушающие инструменты и источники нагрева, отличающееся, тем, что, с целью повышения эффективности процесса разрушения за счет улучшения согласования режимов термической и механической обработки, планшайбы смонтированы с возможностью осевого перемещения одна относительно другой.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждая планшайба соединена с домкратами, служащими для их взаимного перемещения и создания осевого усилия на механические инструменты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 46859, кл. Е 21 С 21/00, 1935.

2. Сборник «Термомеханические методы разрушения горных пород», Киев, «Наукова думка», 1977, с. 114.

8О2547

94c 8. f

Составитель В. Махаева

Редактор Т. Авдейчик Техред А. Бойкас Корректор М. Демчни

Заказ 10233/41 Тираж 638 Подмисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4