[go: up one dir, main page]

RU2351761C1 - Method of rock destruction (versions) - Google Patents

Method of rock destruction (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2351761C1
RU2351761C1 RU2007121131/03A RU2007121131A RU2351761C1 RU 2351761 C1 RU2351761 C1 RU 2351761C1 RU 2007121131/03 A RU2007121131/03 A RU 2007121131/03A RU 2007121131 A RU2007121131 A RU 2007121131A RU 2351761 C1 RU2351761 C1 RU 2351761C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hole
liquid
temperature
newtonian fluid
heating element
Prior art date
Application number
RU2007121131/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007121131A (en
Inventor
Николай Георгиевич Кю (RU)
Николай Георгиевич Кю
Original Assignee
Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук filed Critical Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук
Priority to RU2007121131/03A priority Critical patent/RU2351761C1/en
Publication of RU2007121131A publication Critical patent/RU2007121131A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2351761C1 publication Critical patent/RU2351761C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: invention refers to mining and can be implemented for splitting of lumps, disassembly of constructions, for primary breaking, and for excavation of construction stone and crystal raw material. The method includes drilling blast holes, and supplying non-Newtonian liquid and wedges into them applying alternated impact load thereon. Non-Newtonian liquid is supplied under pressure via a tube, the gap between which and the walls of the blast hole is sealed by means of a bushing secured on the tube; the bushing is designed to slide along the blast hole walls. The tube is advanced into the blast hole till it rests on a bottom hole prior to supply of non-Newtonian liquid into it. Under the second version a heating element and loose material are supplied into the blast hole; loose material melts under temperature effect and transforms into non-Newtonian liquid filling the blast hole to a preset level. After that the heating element is extracted from the blast hole. Destruction of rock is performed after drop of temperature in the blast hole to the temperature of rock. Under the third version initially liquid is supplied into the blast hole, then loose material is supplied; liquid and loose material interact and create non-Newtonian liquid. In the fourth version first rods are inserted into the blast hole, then liquid is supplied; interacting, they create non-Newtonian liquid. In the fifth version non-Newtonian liquid is supplied into the blast hole; viscosity of the liquid is essentially dependant from temperature of cylinders strung on a wire to the end of which the heating element is connected. After that temperature of the heating element is raised till adjacent non-Newtonian liquid transits into liquid state, then the heating element is being transferred from bottom hole the head of the blast hole. Non-melted cylinders are forced through into direction of the bottom hole.
EFFECT: increased efficiency of method and reduced labour intensiveness and cost of destruction.
8 cl, 7 dwg

Description

Техническое решение относится к горному делу и может быть использовано для раскалывания негабаритов, разборки сооружений, отбойки блоков от массива, добычи строительного камня и кристаллического сырья.The technical solution relates to mining and can be used for splitting oversized materials, dismantling structures, breaking blocks from the massif, mining building stone and crystalline raw materials.

Известен способ разрушения горных пород по патенту РФ №2131032, кл. Е21С 37/02, опубл. в БИ №15, 1999 г., включающий бурение шпуров, которые сперва заполняют неньютоновской жидкостью, а затем - сыпучим или монолитным материалом, который под действием механической нагрузки становится сыпучим, и внедрение в сыпучий материал клиньев, к которым прикладывают периодическую ударную нагрузку.A known method of destruction of rocks according to the patent of Russian Federation No. 2111032, class. E21C 37/02, publ. in BI No. 15, 1999, which includes drilling holes, which are first filled with non-Newtonian fluid, and then with bulk or monolithic material, which, under the action of mechanical stress, becomes bulk, and the introduction of wedges into the bulk material, to which a periodic shock load is applied.

Этот способ сравнительно трудоемок из-за сложности заполнения длинных шпуров неньютоновской жидкостью без воздушных включений, снижающих эффективность передачи ударной нагрузки от клина горной породе.This method is relatively time-consuming due to the difficulty of filling long boreholes with non-Newtonian fluid without air inclusions, which reduce the efficiency of shock transfer from the wedge to the rock.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ разрушения горных пород по патенту РФ №2260122, кл. Е21С 37/02, опубл. в БИ №25, 2005 г., включающий бурение шпуров, подачу в них неньютоновской жидкости и клиньев, к которым прикладывают периодическую ударную нагрузку. Неньютоновскую жидкость подают в шпуры в оболочках из упругопластичного материала.The closest in technical essence and the set of essential features is the method of destruction of rocks according to the patent of the Russian Federation No. 2260122, class. E21C 37/02, publ. in BI No. 25, 2005, which includes drilling holes, supplying non-Newtonian fluid and wedges to them, to which a periodic shock load is applied. Non-Newtonian fluid is fed into the holes in the shells of an elastoplastic material.

В этом способе при многократном заполнении шпуров неньютоновской жидкостью (повышается эффективность разрушения горных пород) из шпуров после каждого вытеснения из них неньютоновской жидкости в формируемую трещину нужно извлекать оболочки. Это снижает эффективность разрушения горных пород из-за необходимости выполнения сравнительно трудоемких операций по извлечению оболочек, вдавленных в стенки шпуров. Кроме этого, требуется изготовление оболочек и их заполнение неньютоновской жидкостью.In this method, when the boreholes are repeatedly filled with non-Newtonian fluid (the efficiency of rock destruction increases), shells must be removed from the boreholes after each non-Newtonian fluid is pushed out of them into the formed crack. This reduces the efficiency of rock destruction due to the need to perform relatively labor-intensive operations to remove shells pressed into the walls of the holes. In addition, the manufacture of shells and their filling with non-Newtonian fluid is required.

Решаемая техническая задача заключается в повышении эффективности способа за счет снижения трудоемкости и стоимости разрушения горной породы.The technical problem to be solved is to increase the efficiency of the method by reducing the complexity and cost of rock destruction.

Задача решается тем, что в способе разрушения горных пород, включающем бурение шпуров, подачу в них неньютоновской жидкости и клиньев, к которым прикладывают периодическую ударную нагрузку, согласно техническому решению неньютоновскую жидкость подают под давлением и через трубу, зазор между которой и стенками шпура герметизируют закрепленной на трубе втулкой с возможностью скольжения ее по стенкам шпура, при этом трубу подают в шпур до упора в забой перед подачей в него неньютоновской жидкости.The problem is solved in that in the method of rock destruction, including drilling holes, supplying non-Newtonian fluid and wedges to them, to which a periodic shock load is applied, according to the technical solution, the non-Newtonian fluid is fed under pressure and through the pipe, the gap between which and the borehole walls are sealed with a fixed on the pipe with a sleeve with the possibility of sliding it along the walls of the borehole, while the pipe is fed into the borehole as far as it will go into the face before the non-Newtonian fluid is fed into it.

Подача в шпуры неньютоновской жидкости под давлением и через трубу, зазор между которой и стенками шпура герметизируют закрепленной на трубе втулкой с возможностью скольжения ее по стенкам шпура, позволяет обходиться без оболочек, что снижает трудоемкость способа. Подача трубы в шпур до упора в забой перед подачей в него неньютоновской жидкости исключает при этом возможность возникновения воздушных включений. Все это повышает эффективность разрушения горных пород.The supply of non-Newtonian fluid to the boreholes under pressure and through the pipe, the gap between which and the borehole walls is sealed with a sleeve fixed to the pipe with the possibility of sliding it along the borehole walls, makes it possible to do without shells, which reduces the complexity of the method. Piping the hole into the hole until it stops in the face before feeding non-Newtonian fluid into it eliminates the possibility of air inclusions. All this increases the efficiency of rock destruction.

Целесообразно в шпуры подавать неньютоновскую жидкость, вязкость которой существенно зависит от температуры, при температуре, значительно большей температуры горных пород. За счет этого неньютоновская жидкость при подаче ее в шпуры проявляет свойство обычной жидкости, которую можно нагнетать стандартными насосными установками, а при разрушении горной породы, когда неньютоновская жидкость остывает до температуры горной породы, она является пластичным веществом, обеспечивающим возможность управления процессом формирования трещины разрыва.It is advisable to feed non-Newtonian fluid into the borehole, the viscosity of which substantially depends on temperature, at a temperature much higher than the temperature of the rocks. Due to this, the non-Newtonian fluid, when it is fed into the borehole, exhibits the property of an ordinary fluid, which can be pumped by standard pumping units, and when the rock is destroyed, when the non-Newtonian fluid cools down to the rock temperature, it is a plastic substance that makes it possible to control the process of fracture formation

Задача во втором варианте исполнения решается тем, что в способе разрушения горных пород, включающем бурение шпуров, подачу в них клиньев, к которым прикладывают периодическую ударную нагрузку, согласно техническому решению в шпур подают нагревательный элемент и сыпучий материал, который под действием температуры расплавляется и превращается в неньютоновскую жидкость, заполняющую шпур до заданного уровня, после чего нагревательный элемент извлекают из шпура, при этом разрушение горной породы осуществляют после снижения температуры в шпуре до температуры горной породы.The problem in the second embodiment is solved by the fact that in the method of destruction of rocks, including drilling holes, feeding wedges into them, to which a periodic shock load is applied, according to the technical solution, a heating element and bulk material are melted into the hole, which melts and turns under the influence of temperature into a non-Newtonian fluid filling the borehole to a predetermined level, after which the heating element is removed from the borehole, while the destruction of the rock is carried out after lowering the temperature in borehole to the temperature of the rock.

Подача нагревательного элемента и сыпучего материала, который под действием температуры расплавляется и превращается в неньютоновскую жидкость, которая заполняет шпур до заданного уровня, позволяет заполнять шпуры неньютоновской жидкостью без оболочек и насосных установок, что снижает трудоемкость способа. Извлечение из шпура нагревательного элемента дает возможность вводить в шпур устройства для вытеснения неньютоновской жидкости в формируемую трещину. Разрушение горной породы после снижения температуры в шпуре до температуры горной породы обеспечивает неньютоновской жидкости требуемые свойства. Все это существенно повышает эффективность разрушения горной породы.The supply of the heating element and bulk material, which melts under the influence of temperature and turns into a non-Newtonian fluid, which fills the borehole to a predetermined level, allows filling the boreholes with non-Newtonian fluid without shells and pumping units, which reduces the complexity of the method. Removing the heating element from the borehole makes it possible to introduce into the borehole a device for displacing the non-Newtonian fluid into the formed crack. The destruction of the rock after lowering the temperature in the hole to the temperature of the rock provides non-Newtonian fluid with the required properties. All this significantly increases the efficiency of rock destruction.

Задача в третьем варианте исполнения решается тем, что в способе разрушения горных пород, включающем бурение шпуров, подачу в них клиньев, к которым прикладывают периодическую ударную нагрузку, согласно техническому решению в шпур вначале подают жидкость, а затем сыпучий материал, которые при взаимодействии образуют неньютоновскую жидкость.The task in the third embodiment is solved by the fact that in the method of rock destruction, including drilling holes, feeding wedges into them, to which a periodic shock load is applied, according to the technical solution, the liquid is first fed into the hole, and then the bulk material, which upon interaction forms a non-Newtonian liquid.

Такое техническое решение позволяет подбором жидкости, сыпучего материала и режима его расхода задавать нужные свойства неньютоновской жидкости и заполнять ею шпур без воздушных включений, не используя при этом оболочки и нагнетательные установки, а также неньютоновские жидкости, которые плавятся при повышении температуры. Это повышает эффективность разрушения горных пород за счет снижения трудоемкости и расширения области применения способа.This technical solution allows the selection of liquid, bulk material and its consumption mode to set the desired properties of a non-Newtonian fluid and fill it with borehole without air inclusions, without using shells and injection units, as well as non-Newtonian fluids that melt with increasing temperature. This increases the efficiency of rock destruction by reducing the complexity and expanding the scope of the method.

Целесообразно до подачи в шпур жидкости на поверхность шпура нанести слой гидроизоляционного материала. Это позволяет разрушать горные породы с высокой гидравлической проницаемостью.It is advisable to apply a layer of waterproofing material to the surface of the borehole before applying liquid to the borehole. This allows you to destroy rocks with high hydraulic permeability.

Целесообразно сыпучий материал подавать в шпур порциями с периодами, достаточными для полного взаимодействия предыдущей порции с жидкостью. Это обеспечивает выполнение заданных требований к свойствам неньютоновской жидкости за счет более полного взаимодействия входящих в нее компонентов.It is advisable to feed the bulk material into the hole in portions with periods sufficient for the full interaction of the previous portion with the liquid. This ensures the fulfillment of the specified requirements for the properties of a non-Newtonian fluid due to a more complete interaction of its constituent components.

Задача в четвертом варианте исполнения решается тем, что в способе разрушения горных пород, включающем бурение шпуров, подачу в них клиньев, к которым прикладывают периодическую ударную нагрузку, согласно техническому решению в шпур вначале подают стержни, а затем жидкость, которые при взаимодействии образуют неньютоновскую жидкость.The task in the fourth embodiment is solved by the fact that in the method of rock destruction, including drilling holes, feeding wedges into them, to which a periodic shock load is applied, according to the technical solution, the rods are first fed into the hole, and then the liquid, which, when interacting, form a non-Newtonian liquid .

Такое техническое решение позволяет заполнять неньютоновской жидкостью шпуры любой ориентации без оболочек и без нагревателей неньютоновской жидкости, что снижает трудоемкость разрушения горных пород. При этом не требуется неньютоновская жидкость, вязкость которой существенно зависит от температуры. Все это повышает эффективность способа.Such a technical solution allows filling non-Newtonian fluid with bores of any orientation without shells and without heaters of non-Newtonian fluid, which reduces the complexity of rock destruction. In this case, a non-Newtonian fluid is required, the viscosity of which substantially depends on temperature. All this increases the efficiency of the method.

Задача в пятом варианте исполнения решается тем, в способе разрушения горных пород, включающем бурение шпуров, подачу в них неньютоновской жидкости и клиньев, к которым прикладывают периодическую ударную нагрузку, согласно техническому решению в шпур подают неньютоновскую жидкость, вязкость которой существенно зависит от температуры, в виде цилиндров, нанизанных на провод, к концу которого подсоединен нагревательный элемент, после чего повышают температуру нагревательного элемента до перевода прилегающей к нему неньютоновской жидкости в жидкое состояние и перемещают его в направлении от забоя к устью шпура, при этом нерасплавленные цилиндры поддавливают в направлении забоя шпура.The problem in the fifth embodiment is solved by the method of rock destruction, including drilling holes, supplying non-Newtonian fluid and wedges to them, to which a periodic shock load is applied, according to the technical solution, a non-Newtonian fluid whose viscosity substantially depends on temperature is supplied to in the form of cylinders strung on a wire to the end of which a heating element is connected, after which the temperature of the heating element is increased until the adjacent non-Newtonian fluid is transferred tee in a liquid state and move it in the direction from the bottom to the mouth of the hole, while the molten cylinders squeeze in the direction of the bottom of the hole.

Такое техническое решение позволяет подавать неньютоновскую жидкость в шпуры любой ориентации без оболочек, что снижает трудоемкость разрушения горных пород.This technical solution allows you to feed non-Newtonian fluid into the holes of any orientation without shells, which reduces the complexity of the destruction of rocks.

Сущность технического решения поясняется примерами конкретной реализации и чертежами.The essence of the technical solution is illustrated by examples of specific implementations and drawings.

На фиг.1 показана схема подачи в шпур неньютоновской жидкости по первому варианту; на фиг.2 - схема разрушения горной породы до формирования трещины; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2 во время формирования трещины; на фиг.4 - схема заполнения шпура неньютоновской жидкостью по второму варианту; на фиг.5 - схема заполнения шпура неньютоновской жидкостью по третьему варианту; на фиг.6 - схема заполнения шпура неньютоновской жидкостью по четвертому варианту; на фиг.7 - схема подачи в шпур неньютоновской жидкости по пятому варианту.In Fig.1 shows a diagram of the supply to the hole non-Newtonian fluid according to the first embodiment; figure 2 - diagram of the destruction of the rock before the formation of cracks; figure 3 is a section aa in figure 2 during the formation of the cracks; figure 4 is a diagram of the filling of the borehole with a non-Newtonian fluid according to the second embodiment; figure 5 is a diagram of the filling of the hole with non-Newtonian fluid according to the third embodiment; Fig.6 is a diagram of the filling of the hole with non-Newtonian fluid according to the fourth embodiment; 7 is a diagram of the supply of non-Newtonian fluid to the hole according to the fifth embodiment.

В первом варианте реализации способа разрушения горных пород (далее - способ) в горной породе бурят шпур 1 (фиг.1). В шпур 1 до упора в его забой подают трубу 2. На трубе 2 закреплена втулка 3 с возможностью скольжения ее по стенкам шпура 1. Свободный от втулки 3 конец трубы 2 подсоединен к баку 4. В баке 4 находится неньютоновская жидкость 5, которую по трубе 2 подают в шпур 1 под давлением. Под действием давления втулка 3 вместе с трубой 2 выдавливается из шпура 1 в направлении от его забоя к устью. В результате в шпур 1 подают неньютоновскую жидкость 5 под давлением, исключающим появление воздушных включений. Для исключения необходимости применения оборудования, способного продавливать пластичные вещества через сравнительно длинные каналы малого сечения (трубу 2), используют неньютоновскую жидкость 5, вязкость которой существенно зависит от температуры, а подают ее в шпур 1 при температуре, значительно большей температуры горных пород. Для этого в баке 4 и трубе 2 устанавливают нагревательные элементы (на фиг.1 не показаны) и нагревают их до температуры, при которой неньютоновскую жидкость 5 можно нагнетать стандартными насосами (как обычную жидкость). После заполнения шпура 1 неньютоновской жидкостью 5 до требуемого уровня (задается технологией разрушения горной породы) трубу 2 с втулкой 3 удаляют из шпура 1 и вместо них в шпур 1 (фиг.2) подают штангу 6 с клином 7 на конце. К свободному от клина 7 концу штанги 6 прикладывают периодическую ударную нагрузку, в результате чего в стенках шпура 1 (фиг.3) возникает и развивается трещина 8. Образовав трещину 8 нужных размеров, штангу 6 с клином 7 извлекают из шпура 1.In the first embodiment of the method of destruction of rocks (hereinafter referred to as the method), a hole 1 is drilled in the rock 1 (Fig. 1). A pipe 2 is fed into the hole 1 until it stops in its bottomhole. A sleeve 3 is fixed to the pipe 2 with the possibility of sliding it along the walls of the hole 1. The end of the pipe 2, free from the sleeve 3, is connected to the tank 4. In the tank 4 there is a non-Newtonian fluid 5, which is passed through the pipe 2 served in the hole 1 under pressure. Under the action of pressure, the sleeve 3 together with the pipe 2 is squeezed out of the hole 1 in the direction from its bottom to the mouth. As a result, a non-Newtonian fluid 5 is fed into the hole 1 under pressure, which excludes the appearance of air inclusions. To eliminate the need for equipment capable of pushing plastic substances through relatively long channels of small cross-section (pipe 2), non-Newtonian fluid 5 is used, the viscosity of which depends significantly on the temperature, and feed it into the hole 1 at a temperature significantly higher than the temperature of the rocks. For this, heating elements are installed in the tank 4 and the pipe 2 (not shown in FIG. 1) and heated to a temperature at which the non-Newtonian liquid 5 can be pumped with standard pumps (like ordinary liquid). After filling the hole 1 with a non-Newtonian fluid 5 to the required level (determined by the technology of rock destruction), the pipe 2 with the sleeve 3 is removed from the hole 1 and instead of them, hole 6 with a wedge 7 at the end is fed into hole 1 (Fig. 2). A periodic shock load is applied to the end of the rod 6 free from the wedge 7, as a result of which a crack 8 appears and develops in the walls of the hole 1 (Fig. 3). Having formed a crack 8 of the required size, the rod 6 with the wedge 7 is removed from the hole 1.

Отметим, что на фиг.2 и 3 показан простейший вариант разрушения горной породы, в котором трещину 8 формируют только в одной плоскости. Вместе с этим трещины 8 можно формировать одновременно в нескольких плоскостях, например в трех. При этом на штанге устанавливают несколько клиньев 7, ориентированных в различных направлениях.Note that figure 2 and 3 shows the simplest option of destruction of the rock, in which the crack 8 is formed in only one plane. Along with this, cracks 8 can be formed simultaneously in several planes, for example, in three. At the same time, several wedges 7 are installed on the rod, oriented in different directions.

Во втором варианте реализации способа в горной породе бурят шпур 1 (фиг.4), в который подают нагревательный элемент 9. Затем в шпур 1 подают сыпучий материала 10, который под действием температуры расплавляется и превращается в неньютоновскую жидкость 5. Заполнив шпур 1 неньютоновской жидкостью 5 до требуемого уровня, удаляют из него нагревательный элемент 9. После снижения температуры неньютоновской жидкости 5 до температуры горных пород в шпур 1 (фиг.2) подают штангу 6 с клином 7 на конце. К свободному от клина 7 концу штанги 6 прикладывают периодическую ударную нагрузку, в результате чего в стенках шпура 1 (фиг.3) формируется трещина 8. Образовав трещину 8 нужных размеров, штангу 6 с клином 7 извлекают из шпура 1.In the second embodiment of the method, a hole 1 is drilled in the rock (Fig. 4), into which a heating element 9 is fed. Then, bulk material 10 is fed into the hole 1, which melts under the influence of temperature and turns into a non-Newtonian fluid 5. Filling the hole 1 with a non-Newtonian fluid 5 to the desired level, remove the heating element 9 from it. After lowering the temperature of the non-Newtonian fluid 5 to the temperature of the rocks, a rod 6 with a wedge 7 at the end is fed into the hole 1 (FIG. 2). A periodic shock load is applied to the end of the rod 6 free from the wedge 7, as a result of which a crack 8 is formed in the walls of the hole 1 (Fig. 3). Having formed a crack 8 of the required size, the rod 6 with the wedge 7 is removed from the hole 1.

В третьем варианте реализации способа в горной породе бурят шпур 1 (фиг.5), на поверхность которого наносят слой (на фиг.5 не показан) гидроизоляционного материала. После этого в шпур 1 вначале подают жидкость 11, а затем сыпучий материал 12, который при взаимодействии с жидкостью 11 образует неньютоновскую жидкость 5. Сыпучий материал 12 подают в шпур 1 порциями с периодами, достаточными для полного взаимодействия предыдущей порции с жидкостью 11. Заполнив шпур 1 неньютоновской жидкостью 5 до требуемого уровня, подают в него (фиг.2) штангу 6 с клином 7 на конце. К свободному от клина 7 концу штанги 6 прикладывают периодическую ударную нагрузку, в результате чего в стенках шпура 1 (фиг.3) создается трещина 8. Образовав трещину 8 нужных размеров, штангу 6 с клином 7 извлекают из шпура 1.In the third embodiment of the method, a hole 1 is drilled in the rock (Fig. 5), on the surface of which a layer (not shown in Fig. 5) of the waterproofing material is applied. After that, in the hole 1, liquid 11 is first supplied, and then the bulk material 12, which, when interacting with the liquid 11, forms a non-Newtonian liquid 5. The bulk material 12 is fed into the hole 1 in portions with periods sufficient for the previous portion to completely interact with the liquid 11. Filling the hole 1 non-Newtonian fluid 5 to the desired level, served in it (figure 2) rod 6 with a wedge 7 at the end. A periodic shock load is applied to the end of the rod 6 free of the wedge 7, as a result of which a crack 8 is created in the walls of the borehole 1 (Fig. 3). Having formed a crack 8 of the required size, the rod 6 with the wedge 7 is removed from the borehole 1.

В четвертом варианте реализации способа в горной породе бурят шпур 1 (фиг.6), в который вначале подают стержни 13, а затем жидкость 14. При взаимодействии стержней 13 и жидкости 14 образуется неньютоновская жидкость 5. Заполнив шпур 1 неньютоновской жидкостью 5 до требуемого уровня, подают в него (фиг.2) штангу 6 с клином 7 на конце. К свободному от клина 7 концу штанги 6 прикладывают периодическую ударную нагрузку, в результате чего в стенках шпура 1 (фиг.3) возникает и развивается трещина 8. Образовав трещину 8 нужных размеров, штангу 6 с клином 7 извлекают из шпура 1.In the fourth embodiment of the method, a hole 1 is drilled in the rock (Fig. 6), into which the rods 13 and then the liquid 14 are first fed. When the rods 13 and the liquid 14 interact, a non-Newtonian liquid 5 is formed. Filling the hole 1 with a non-Newtonian liquid 5 to the required level , served in it (figure 2) rod 6 with a wedge 7 at the end. A periodic shock load is applied to the end of the rod 6 free from the wedge 7, as a result of which a crack 8 appears and develops in the walls of the hole 1 (Fig. 3). Having formed a crack 8 of the required size, the rod 6 with the wedge 7 is removed from the hole 1.

В пятом варианте реализации способа в горной породе бурят шпур 1 (фиг.7), в который подают цилиндры 15 из неньютоновской жидкости 5, вязкость которой существенно зависит от температуры. Цилиндры 15 нанизаны на провод 16, к концу которого подсоединен нагревательный элемент 17. Повышают температуру нагревательного элемента 17 до перевода прилегающей к нему неньютоновской жидкости 5 в жидкое состояние. Затем нагревательный элемент 17 перемещают в направлении от забоя к устью шпура 1, нерасплавленные цилиндры 15 поддавливают в направлении забоя шпура 1. Заполнив шпур 1 неньютоновской жидкостью 5 до требуемого уровня, удаляют из него нагревательный элемент 17. После снижения температуры неньютоновской жидкости 5 до температуры горных пород в шпур 1 (фиг.2) подают штангу 6 с клином 7 на конце. К свободному от клина 7 концу штанги 6 прикладывают периодическую ударную нагрузку, в результате чего в стенках шпура 1 (фиг.3) формируется трещина 8. Образовав трещину 8 нужных размеров, штангу 6 с клином 7 извлекают из шпура 1.In the fifth embodiment of the method, a hole 1 is drilled in the rock (Fig. 7), into which cylinders 15 are made of non-Newtonian fluid 5, the viscosity of which substantially depends on temperature. The cylinders 15 are strung on a wire 16, to the end of which a heating element 17 is connected. The temperature of the heating element 17 is increased until the adjacent non-Newtonian fluid 5 is brought into a liquid state. Then the heating element 17 is moved in the direction from the bottom to the mouth of the hole 1, the molten cylinders 15 are pressed in the direction of the bottom of the hole 1. After filling the hole 1 with the non-Newtonian fluid 5 to the required level, the heating element 17 is removed from it. After the temperature of the non-Newtonian fluid 5 is reduced to the temperature of the mountains rocks in the hole 1 (figure 2) serves the rod 6 with a wedge 7 at the end. A periodic shock load is applied to the end of the rod 6 free of the wedge 7, as a result of which a crack 8 is formed in the walls of the borehole 1 (Fig. 3). Having formed a crack 8 of the desired size, the rod 6 with the wedge 7 is removed from the borehole 1.

Множество вариантов способа обусловлено широким диапазоном его использования. Для конкретных условий разрушения горных пород наиболее подходящим по оптимизационным критериям является лишь один из его вариантов. Например, в технологиях добычи природного камня, в которых разрушение горных пород является основным процессом производства, наиболее приемлемым следует считать первый вариант способа. Этот вариант при сравнительно небольших затратах на изготовление оборудования позволяет отделять от породного массива блоки горных пород в независимости от ориентации шпуров 1 и температуры окружающей среды.Many variants of the method due to the wide range of its use. For specific rock destruction conditions, only one of its options is most suitable for optimization criteria. For example, in natural stone mining technologies, in which rock destruction is the main production process, the first variant of the method should be considered the most acceptable. This option, at relatively low costs for the manufacture of equipment, allows rock blocks to be separated from the rock mass regardless of the orientation of the holes 1 and the ambient temperature.

Для реализации второго варианта способа требуется менее сложное (относительно первого варианта) оборудование. Однако с его помощью можно разрушать горные породы только через нисходящие шпуры 1. Этот вариант предназначен для разрушения негабаритов, разборки старых сооружений и фундаментов. В нем предполагается использовать стандартные гибкие нагревательные элементы (ленты или шнуры).To implement the second variant of the method requires less complex (relative to the first variant) equipment. However, with its help it is possible to destroy rocks only through descending holes 1. This option is intended for the destruction of oversized, dismantling of old structures and foundations. It is supposed to use standard flexible heating elements (tapes or cords).

Наиболее простым и дешевым при разрушении горных пород через нисходящие шпуры является третий вариант способа. Он может быть легко реализован практически в любых условиях. Для заполнения шпура 1 (отверстия, выполненного, например, в блоке стандартной дрелью) неньютоновской жидкостью достаточно налить в него воды и насыпать сухой глины. Затем в шпур 1 нужно вставить стержень (желательно заостренный на конце) и нанести по нему несколько ударов, например, кувалдой. Этот вариант способа рассчитан на выполнения разовых работ и пассировки блоков камня сравнительно малых размеров.The simplest and cheapest when destroying rocks through descending holes is the third version of the method. It can be easily implemented in almost any environment. To fill the hole 1 (the hole, made, for example, in the block with a standard drill) with non-Newtonian fluid, it is enough to pour water into it and pour dry clay. Then, in the hole 1, you need to insert the rod (preferably pointed at the end) and inflict several blows on it, for example, with a sledgehammer. This variant of the method is designed to perform one-time work and passivation of stone blocks of relatively small sizes.

По сравнению с третьим вариантом четвертый вариант способа позволяет разрушать горные породы через шпуры 1 любой ориентации и существенно большей производительности. Однако для его реализации требуется предварительное изготовление стержней, например, из смеси глины, песка и воды с последующим их просушиванием.Compared with the third option, the fourth variant of the method allows you to destroy rocks through holes 1 of any orientation and significantly greater productivity. However, its implementation requires preliminary production of rods, for example, from a mixture of clay, sand and water, followed by drying.

Пятый вариант способа отличается от первого возможностью его реализации более простым оборудованием, а от второго - разрушением горных пород через шпуры 1 любой ориентации. Однако в отличие от второго варианта в пятом варианте способа требуется предварительно изготавливать цилиндры 15 из неньютоновской жидкости 5 и нанизывать их на провод 16 с нагревателем 17.The fifth variant of the method differs from the first in the possibility of its implementation with simpler equipment, and from the second in the destruction of rocks through holes 1 of any orientation. However, unlike the second option, in the fifth variant of the method, it is required to prefabricate the cylinders 15 from a non-Newtonian fluid 5 and string them onto a wire 16 with a heater 17.

Claims (8)

1. Способ разрушения горных пород, включающий бурение шпуров, подачу в них неньютоновской жидкости и клиньев, к которым прикладывают периодическую ударную нагрузку, отличающийся тем, что неньютоновскую жидкость подают под давлением и через трубу, зазор между которой и стенками шпура герметизируют закрепленной на трубе втулкой с возможностью скольжения ее по стенкам шпура, при этом трубу подают в шпур до упора в забой перед подачей в него неньютоновской жидкости.1. A method of rock destruction, including drilling holes, supplying non-Newtonian fluid and wedges to them, to which a periodic shock load is applied, characterized in that the non-Newtonian fluid is supplied under pressure and through a pipe, the gap between which and the borehole walls are sealed by a sleeve fixed to the pipe with the possibility of sliding it along the walls of the borehole, while the pipe is fed into the borehole as far as it will go into the face before the non-Newtonian fluid is fed into it. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в шпуры подают неньютоновскую жидкость, вязкость которой существенно зависит от температуры, при температуре, значительно большей температуры горных пород.2. The method according to claim 1, characterized in that the non-Newtonian fluid is fed into the boreholes, the viscosity of which substantially depends on the temperature, at a temperature significantly higher than the temperature of the rocks. 3. Способ разрушения горных пород, включающий бурение шпуров, подачу в них клиньев, к которым прикладывают периодическую ударную нагрузку, отличающийся тем, что в шпур подают нагревательный элемент и сыпучий материал, который под действием температуры расплавляется и превращается в неньютоновскую жидкость, заполняющую шпур до заданного уровня, после чего нагревательный элемент извлекают из шпура, при этом разрушение горной породы осуществляют после снижения температуры в шпуре до температуры горной породы.3. The method of destruction of rocks, including drilling holes, feeding wedges into them, to which a periodic shock load is applied, characterized in that a heating element and bulk material are fed into the hole, which melts under the influence of temperature and turns into a non-Newtonian fluid filling the hole until a predetermined level, after which the heating element is removed from the hole, while the destruction of the rock is carried out after lowering the temperature in the hole to the temperature of the rock. 4. Способ разрушения горных пород, включающий бурение шпуров, подачу в них клиньев, к которым прикладывают периодическую ударную нагрузку, отличающийся тем, что в шпур вначале подают жидкость, а затем сыпучий материал, которые при взаимодействии образуют неньютоновскую жидкость.4. A method of destroying rocks, including drilling holes, feeding wedges into them, to which a periodic shock load is applied, characterized in that liquid is first supplied to the hole, and then bulk material, which upon interaction forms a non-Newtonian liquid. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что до подачи в шпур жидкости на поверхность шпура наносят слой гидроизоляционного материала.5. The method according to claim 4, characterized in that before applying liquid to the hole, a layer of waterproofing material is applied to the surface of the hole. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что сыпучий материал подают в шпур порциями с периодами, достаточными для полного взаимодействия предыдущей порции с жидкостью.6. The method according to claim 4, characterized in that the bulk material is fed into the hole in portions with periods sufficient for the full interaction of the previous portion with the liquid. 7. Способ разрушения горных пород, включающий бурение шпуров, подачу в них клиньев, к которым прикладывают периодическую ударную нагрузку, отличающийся тем, что в шпур вначале подают стержни, а затем жидкость, которые при взаимодействии образуют неньютоновскую жидкость.7. A method of destroying rocks, including drilling holes, supplying wedges to them, to which a periodic shock load is applied, characterized in that the rods are first fed into the hole, and then the liquid, which upon interaction forms a non-Newtonian fluid. 8. Способ разрушения горных пород, включающий бурение шпуров, подачу в них неньютоновской жидкости и клиньев, к которым прикладывают периодическую ударную нагрузку, отличающийся тем, что в шпур подают неньютоновскую жидкость, вязкость которой существенно зависит от температуры, в виде цилиндров, нанизанных на провод, к концу которого подсоединен нагревательный элемент, после чего повышают температуру нагревательного элемента до перевода прилегающей к нему неньютоновской жидкости в жидкое состояние и перемещают его в направлении от забоя к устью шпура, при этом нерасплавленные цилиндры поддавливают в направлении забоя шпура. 8. A method of rock destruction, including drilling holes, supplying non-Newtonian fluid and wedges to them, to which a periodic shock load is applied, characterized in that non-Newtonian fluid, the viscosity of which substantially depends on temperature, is supplied into the hole, in the form of cylinders strung on a wire , to the end of which a heating element is connected, after which the temperature of the heating element is increased until the adjacent non-Newtonian fluid is brought into a liquid state and moved in the direction from I am the mouth of the hole, while the unmelted poddavlivat cylinders in the direction of the hole bottom.
RU2007121131/03A 2007-06-05 2007-06-05 Method of rock destruction (versions) RU2351761C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007121131/03A RU2351761C1 (en) 2007-06-05 2007-06-05 Method of rock destruction (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007121131/03A RU2351761C1 (en) 2007-06-05 2007-06-05 Method of rock destruction (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007121131A RU2007121131A (en) 2008-12-10
RU2351761C1 true RU2351761C1 (en) 2009-04-10

Family

ID=41014968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007121131/03A RU2351761C1 (en) 2007-06-05 2007-06-05 Method of rock destruction (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2351761C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2528754C1 (en) * 2013-03-19 2014-09-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук Method of destruction of rocks and device for its implementation

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1004635A1 (en) * 1981-09-09 1983-03-15 за вители , . I Исиченко .Л.Маркеёв I / i .f(.. .;, I I - ,.j г Arrangement for breaking oversize rock
SU1270325A1 (en) * 1984-11-06 1986-11-15 Карагандинский политехнический институт Method of breaking-off blocks of natural stone
US5015039A (en) * 1990-01-08 1991-05-14 The United States Of America As Represented By The Department Of The Interior Hydraulically actuated mechanical rock excavator
RU2079654C1 (en) * 1994-09-08 1997-05-20 Институт горного дела СО РАН Method of rock breakage
RU2131032C1 (en) * 1997-08-01 1999-05-27 Институт горного дела СО РАН Method of rock breakage
RU2167293C1 (en) * 2000-03-07 2001-05-20 Институт горного дела-Научно-исследовательское учреждение СО РАН Method of rocks breakage
RU2260122C1 (en) * 2004-06-23 2005-09-10 Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук Rock cutting method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1004635A1 (en) * 1981-09-09 1983-03-15 за вители , . I Исиченко .Л.Маркеёв I / i .f(.. .;, I I - ,.j г Arrangement for breaking oversize rock
SU1270325A1 (en) * 1984-11-06 1986-11-15 Карагандинский политехнический институт Method of breaking-off blocks of natural stone
US5015039A (en) * 1990-01-08 1991-05-14 The United States Of America As Represented By The Department Of The Interior Hydraulically actuated mechanical rock excavator
RU2079654C1 (en) * 1994-09-08 1997-05-20 Институт горного дела СО РАН Method of rock breakage
RU2131032C1 (en) * 1997-08-01 1999-05-27 Институт горного дела СО РАН Method of rock breakage
RU2167293C1 (en) * 2000-03-07 2001-05-20 Институт горного дела-Научно-исследовательское учреждение СО РАН Method of rocks breakage
RU2260122C1 (en) * 2004-06-23 2005-09-10 Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук Rock cutting method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2528754C1 (en) * 2013-03-19 2014-09-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук Method of destruction of rocks and device for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007121131A (en) 2008-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10767480B2 (en) Extensible reaming self-anchoring anchor rod and supporting method thereof
CN100497887C (en) Bush bulging shell type self-drilling hollow anchor rod
CN107060760A (en) A kind of method that colliery withdraws tunnel presplit blasting caving release
CN107503747A (en) A kind of static blasting economic benefits and social benefits fracturing weakens top plate method
CN105971640A (en) Strengthening method for gob-side entrydriving narrow coal pillar
CN104121830A (en) Expansion pipe type quasi-static hydraulic pressure rock cracking method
CN102505687A (en) Pre-explosion drilling, grouting and anchoring integrated anchor rod and construction method thereof
CN104358580B (en) The major part jet perforating tubular type grouted anchor bar of a kind of ribmet skeleton and construction method
CN106050282B (en) A kind of anchor structure and reinforcement means of gob side entry retaining thin coal pillar
RU2351761C1 (en) Method of rock destruction (versions)
US20070286687A1 (en) Method and equipment for constructing micropiles in soil
US3893303A (en) Rock securing method
US8857122B2 (en) System of tying, cleaning and re-cementing masonry using port anchors
CA2896812A1 (en) In-situ leaching of ore deposits located in impermeable underground formations
SU1507962A1 (en) Method of hydraulic fracturing of formation
CN211008565U (en) Hydraulic joint cutting pressure relief device for coal mine tunnel broken surrounding rock roof
CN114645700A (en) Method for filling high-pressure water-induced fractured rock mass with strong plastic material
RU2291948C1 (en) Method for cementing oil and gas wells and device for realization of said method
RU2079654C1 (en) Method of rock breakage
RU2659292C1 (en) Method of efficient management of hard-to-break roof in mechanized faces
RU2361062C1 (en) Method of elimination of behind-casing flow in wells of small diametre
RU2167293C1 (en) Method of rocks breakage
RU2379508C1 (en) Destruction method of rocks and device for its implementation
RU2702041C1 (en) Device for oriented rupture of rocks
RU2470131C1 (en) Method of placing cement plug in well uncased section for drilling new borehole

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100606