RU2731967C2

RU2731967C2 - Destructing tool and rock destruction method

Info

Publication number: RU2731967C2
Application number: RU2018130971A
Authority: RU
Inventors: Клаус Эртмер
Original assignee: Клаус Эртмер
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2018-08-28
Publication date: 2020-09-09
Also published as: RU2018130971A3; DE102017119913A1; RU2018130971A

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: group of inventions relates to destructive tool for destruction of rocks, method of destruction of rocks by means of destructing tool. Destructive tool for destruction of rocks comprises main part with convex longitudinal side, first working end is equipped with undercutting tool for making a notch, parallel to cutting bottom in first segment of sawing wall, which starts directly from cut bottom, and second working end. At that, the second working end is equipped with a crushing tool and is intended for application of compression force to the second segment of the sawing wall. Second segment is located at the opposite bottom of the beginning of the cut. Cross-section increases in direction from first working end to second working end. Hinged cantilever is rigidly connected to main part at second working end for suspension of destructing tool to movable bracket of construction machine.

EFFECT: technical result is higher efficiency of breaking rock and reduced vibration.

10 cl, 8 dwg

Description

Изобретение касается разрушающего инструмента и способа разрушения горных пород. Горной породой в контексте изобретения считается как натуральный, так и искусственный камень, например бетон.The invention relates to a destructive tool and a method for breaking rocks. A rock in the context of the invention is considered to be both natural and artificial stone, such as concrete.

Из уровня техники известны различные приспособления для отбойки горной породы и способы ее отбойки. Как правило, в настоящее время для разработки горной породы проводятся взрывные работы, используются гидравлические молоты или технология бурения и откалывания. Технология бурения и откалывания предусматривает просверливание в подлежащей отбойке горной породе ряда отверстий, в которые затем вводятся раскалывающие инструменты для откалывания породы.Various rock breaking devices and methods of rock breaking are known from the prior art. As a rule, blasting operations, hydraulic hammers or drilling and splitting technology are used to mine rock. Drilling and splitting technology involves drilling a series of holes in the rock to be blasted, into which splitting tools are then inserted to break the rock.

В документе ЕР 2489823 В1 описано устройство и способ раскалывания твердых материалов, таких как скальная порода или бетон, с использованием технологии бурения и откалывания. Устройство содержит основание с установленной на нем вдоль первой оси рабочей головки с возможностью смещения в поперечном направлении и поворота относительно основания вокруг второй оси. На рабочей головке установлены бурильное устройство и раскалывающее устройство, которые могут занимать рабочее положение поочередно.EP 2489823 B1 describes a device and method for splitting hard materials such as rock or concrete using drilling and splitting technology. The device contains a base with a working head mounted on it along the first axis with the possibility of transverse displacement and rotation relative to the base around the second axis. A drilling device and a splitting device are installed on the working head, which can alternately occupy the working position.

В документе DE 102013206565 В4 описано гидравлическое раскалывающее устройство в форме клиновидного копья, используемого для разрушения горной породы способом бурения и откалывания.DE 102013206565 B4 describes a hydraulic splitting device in the form of a wedge-shaped spear, used for breaking rocks by drilling and splitting.

Также известна технология разрушения горных пород при помощи навесной экскаваторной фрезы. В документе ЕР 2324158 В1 описана навесная экскаваторная фреза.Also known is the technology of destruction of rocks using a mounted excavator cutter. EP 2324158 B1 describes a mounted excavator cutter.

Известные способы и инструменты для разрушения горных пород обладают различными преимуществами и недостатками. Так, в настоящее время проведение взрывных работ является самым эффективным способом, но по причине опасности и сильных вибраций, воздействующих на окружающую среду, возможности для его применения все больше ограничиваются. Сейчас в тех случаях, когда взрывные работы или бурение запрещены или невозможны, для отбойки чаще всего применяется гидравлический молот. Гидравлический молот не оказывает значительной нагрузки на окружающую среду при разрушении горных пород, но он далеко не так эффективен, как взрывные работы или технология бурения и откалывания. При взрывании или при разрушении гидравлическим молотом невозможно контролировать размер обломков. Как правило, обломки приходится дополнительно расщеплять на более мелкие, чтобы их можно было обработать в дробилке. Производственная мощность навесных экскаваторных фрез в значительной мере определяется прочностью обрабатываемой горной породы на сжатие по одной оси. Экономически целесообразно и рационально использовать отбойку при помощи навесных экскаваторных фрез только при прочности горной породы на сжатие по одной оси до 60 МПа. Поэтому навесные экскаваторные фрезы применяются преимущественно для разрушения низко- и среднепрочных горных пород, например, известняка или гипса.The known methods and tools for breaking rocks have various advantages and disadvantages. So, at present, blasting is the most effective method, but due to the danger and strong vibrations affecting the environment, the possibilities for its use are increasingly limited. Now, in cases where blasting or drilling is prohibited or impossible, a hydraulic hammer is most often used for breaking. The hydraulic hammer does not have a significant impact on the environment when breaking rocks, but it is nowhere near as effective as blasting or drilling and splitting technology. When blasting or breaking with a hydraulic hammer, the size of the debris cannot be controlled. As a rule, the debris has to be additionally split into smaller ones so that they can be processed in a crusher. The production capacity of mounted excavator cutters is largely determined by the compressive strength of the processed rock along one axis. It is economically feasible and rational to use chipping with the help of mounted excavator cutters only with the compressive strength of the rock along one axis up to 60 MPa. Therefore, excavator mounted cutters are used primarily for breaking low and medium-strength rocks, such as limestone or gypsum.

В документе DE 102016125158.5, который принадлежит тому же заявителю и который на момент подачи данной заявки еще не опубликован, также описан разрушающий инструмент для отбойки горной породы. Этот разрушающий инструмент вводится в пропил в горной породе для того, чтобы отламывать кусок между несколькими пропилами. Этот разрушающий инструмент содержит основную часть с первым рабочим концом, на котором расположен как минимум один подрезной инструмент для выполнения надреза, проходящего параллельно дну пропила, в первом сегменте стенки пропила. Первый сегмент стенки начинается непосредственно от дна пропила. Основная часть имеет второй рабочий конец, предназначенный для приложения усилия сжатия ко второму сегменту стенки пропила. Второй сегмент стенки располагается у начала пропила, противоположного дну. Наконец, с основной частью жестко соединена навесная консоль для навески разрушающего инструмента на подвижный кронштейн строительной машины. В этой более ранней патентной заявке, кроме того, описан способ разрушения горных пород. Полное содержание документа DE 102016125158.5 включено в раскрытие сущности изобретения в данном документе, так что подробное описание здесь можно не приводить. Однако при использовании описанного разрушающего инструмента существует опасность, что если ширина пропила не будет соответствовать заданному значению, то он будет проскальзывать через пропил в значительной степени неэффективно, не приводя к желаемому разрушению горной породы.DE 102016125158.5, which belongs to the same applicant and which at the time of filing this application has not yet been published, also describes a destructive tool for breaking rock. This crushing tool is inserted into a cut in the rock to break off a piece between multiple cuts. This destructive tool comprises a main part with a first working end, at which at least one scoring tool is located for making a cut parallel to the bottom of the cut in the first segment of the cut wall. The first wall segment starts directly from the bottom of the cut. The main part has a second working end designed to apply a compressive force to the second segment of the kerf. The second wall segment is located at the start of the cut, opposite to the bottom. Finally, a hinged console is rigidly connected to the main part for attaching a destructive tool to a movable arm of a construction machine. This earlier patent application also describes a method for breaking rocks. The entire content of DE 102016125158.5 is included in the disclosure of the invention in this document, so that a detailed description can be omitted here. However, when using the described destruction tool, there is a danger that if the kerf does not match the specified value, it will slip through the kerf largely ineffectively, without leading to the desired destruction of the rock.

Поэтому задачей настоящего изобретения стало создание еще более совершенного разрушающего инструмента для разламывания горной породы, который должен обеспечивать более эффективное отламывание породы и при этом не создавать сильной вибрации при использовании. Необходимо эффективно предотвратить проскальзывание разрушающего инструмента во время работы. Место отлома должно без дополнительной обработки иметь как можно более ровную поверхность. Также должен быть представлен способ разрушения горных пород.Therefore, the object of the present invention was to provide an even more perfect destructive tool for breaking rocks, which should provide more efficient breaking of the rock without generating strong vibration during use. It is necessary to effectively prevent slippage of the destructive tool during operation. The break-off point should have as smooth a surface as possible without additional processing. A method of breaking rocks should also be presented.

Решением задачи изобретения является разрушающий инструмент в соответствии с прилагаемым пунктом 1 формулы изобретения и способ в соответствии с прилагаемым пунктом 9.The solution to the problem of the invention is a destructive tool in accordance with the attached paragraph 1 of the claims and the method in accordance with the attached paragraph 9.

В соответствии с настоящим изобретением разрушающий инструмент предназначен для разламывания горной породы. Для этого в породе выполняется несколько пропилов, обрамляющих материал, который надлежит отломать. Предпочтительно, чтобы выполнялось два или несколько пропилов на заданную глубину, проходящих, как правило, параллельно друг другу и расположенных на заданном расстоянии друг от друга. При этом пропилы могут располагаться также под углом друг к другу, если это будет более эффективно для выполнения отлома в конкретном месте. Разрушающий инструмент вводится в один из пропилов для отламывания горной породы посредством приложения к ней поперечных усилий, направленных в значительной степени перпендикулярно плоскостям пропила. Разрушающий инструмент имеет выпуклую основную часть, т.е. длинная сторона основной части имеет выпуклый изгиб. Поперечное сечение основной части от первого свободного конца до противоположного ему второго конца увеличивается, т.е. ширина разрушающего инструмента увеличивается от вершины на первом конце в направлении противоположного конца. Предпочтительно, чтобы сторона, противоположная выпуклой продольной стороне, была вогнутой, но она может быть также практически прямой. Основная часть на втором рабочем конце имеет жестко закрепленную консоль для навески разрушающего инструмента на подвижный кронштейн строительной машины, а именно экскаватора. Предпочтительно, чтобы разрушающий инструмент можно было навешивать путем замены на ту же строительную машину, на которую навешивается врезной диск для выполнения пропила. Для быстрого и легкого переоснащения с врезного диска на предлагаемый разрушающий инструмент предпочтительно, чтобы строительная машина была оборудована автоматическим устройством для быстрой смены навесного оборудования. Кронштейн строительной машины (экскаватора) передает необходимые усилия, чтобы установить разрушающий инструмент в нужное положение и ввести его в пропил в горной породе.In accordance with the present invention, the breaking tool is designed to break rock. For this, several cuts are made in the rock, framing the material that must be broken off. Preferably, two or more cuts are made at a given depth, generally parallel to one another and spaced at a predetermined distance from one another. In this case, the cuts can also be located at an angle to each other, if this will be more effective for breaking off in a specific place. The destructive tool is inserted into one of the cuts to break off the rock by applying shear forces to it, directed largely perpendicular to the planes of the cut. The breaking tool has a convex body, i.e. the long side of the body has a convex bend. The cross-section of the body from the first free end to the opposite second end increases, i.e. the width of the breaking tool increases from the tip at the first end towards the opposite end. It is preferred that the side opposite the convex longitudinal side is concave, but it can also be substantially straight. The main part at the second working end has a rigidly fixed console for attaching a destructive tool to a movable arm of a construction machine, namely an excavator. Preferably, the breaking tool can be hinged by replacing it with the same construction machine to which the plunge-cut disc is hinged for cutting. For quick and easy conversion from a cutting disc to the proposed destruction tool, it is preferred that the construction machine be equipped with an automatic quick coupler. The arm of the construction machine (excavator) transmits the necessary forces to position the demolition tool in the desired position and guide it into the cut in the rock.

На первом рабочем конце расположен как минимум один подрезной инструмент для выполнения надреза, проходящего параллельно дну пропила в первом (более глубоком) сегменте стенки пропила. Ширина первого рабочего конца основной части несколько больше, чем ширина пропила. Второй рабочий конец, который располагается ближе к навесной консоли, чем первый, оснащен дробящим инструментом для приложения усилия сжатия ко второму (менее глубокому) сегменту стенки пропила. Разрушающий инструмент вводится первым рабочим концом в пропил сбоку и перемещается по нему линейно. При этом подрезные инструменты воздействуют на первый сегмент стенки и выполняют надрез, предпочтительно проходящий по дну пропила. Одновременно с этим на горную породу между пропилами через второй сегмент стенки прилагается усилие сжатия. Это усилие сжатия действует за счет увеличения поперечного сечения основной части в продольном направлении и усиливается дробящим инструментом, расположенным на втором рабочем конце основной части.At the first working end, at least one scoring tool is located for making a notch parallel to the bottom of the cut in the first (deeper) segment of the kerf. The width of the first working end of the main part is slightly larger than the kerf. The second working end, which is closer to the hinged console than the first, is equipped with a crushing tool to apply a compressive force to the second (shallower) section of the kerf. The breaking tool is introduced with the first working end into the cut from the side and moves linearly along it. In this case, the scoring tools act on the first wall segment and make an incision, preferably along the bottom of the cut. At the same time, a compressive force is applied to the rock between the cuts through the second wall segment. This compressive force acts by increasing the cross-section of the body in the longitudinal direction and is reinforced by a crushing tool located at the second working end of the body.

Предлагаемый разрушающий инструмент имеет ряд преимуществ по сравнению с ранее известными разрушающими инструментами. Благодаря этому с помощью предлагаемого разрушающего инструмента можно эффективно отламывать большие объемы горной породы, причем разрушение осуществляется без сильной вибрации. Это является существенным преимуществом перед проведением взрывных работ. Надрез, выполняемый подрезным инструментом, определяет место разлома и обеспечивает контролируемое разрушение горной породы. На дне пропила образуется относительно ровная поверхность отлома. Увеличение поперечного сечения основной части в продольном направлении и усилие сжатия, оказываемое дробящим инструментом, эффективно предотвращают проскальзывание разрушающего инструмента.The proposed destructive tool has a number of advantages over the previously known destructive tools. Due to this, with the help of the proposed destructive tool, it is possible to effectively break off large volumes of rock, and the destruction is carried out without strong vibration. This is a significant advantage over blasting operations. The notch made by the scoring tool identifies the location of the fracture and provides controlled rock breakage. A relatively flat break-off surface is formed at the bottom of the cut. The increase in the cross-section of the main body in the longitudinal direction and the compression force exerted by the crushing tool effectively prevent the crushing tool from slipping.

В предпочтительном варианте реализации разрушающий инструмент содержит несколько подрезных инструментов, которые предпочтительно расположены в виде удлинения первого рабочего конца. Наличие нескольких подрезных инструментов позволяет выполнять надрезы быстро и равномерно.In a preferred embodiment, the destruction tool comprises a plurality of scoring tools, which are preferably arranged as an extension of the first working end. Multiple scoring tools allow you to cut quickly and evenly.

Дробящий инструмент может быть реализован в нескольких вариантах. В предпочтительном варианте реализации разрушающий инструмент выполняется в виде дробящего клина. Дробящий клин частично расширяется относительно основной части. Хорошие результаты показал вариант, при котором широкая сторона дробящего клина примерно на 30-40% шире, чем основная часть, но упомянутый диапазон ширины не следует расценивать как ограничение; возможно использовать более широкие или более узкие дробящие клинья. Предпочтительно, чтобы дробящий клин приводился в действие гидравлической системой строительной машины, например, через цилиндр рукояти ковша экскаватора. Усилие сжатия, прилагаемое через дробящий клин, воздействует в дополнение к усилию сжатия, оказываемому основной частью, и обеспечивает полный отлом горной породы от разрабатываемой стены. Предпочтительно, чтобы по внешней окружности дробящий клин был оснащен несколькими пластинами, которые будут увеличивать его жесткость и которые можно будет заменять по мере износа. Хорошо показали себя варианты исполнения с четырьмя пластинами, расположенными с обеих сторон вершины дробящего клина в направлении основной части.The crushing tool can be implemented in several versions. In a preferred embodiment, the breaking tool is in the form of a crushing wedge. The crushing wedge partially expands relative to the main body. Good results were shown by the option in which the wide side of the crushing wedge is about 30-40% wider than the main part, but the mentioned range of width should not be regarded as a limitation; it is possible to use wider or narrower crushing wedges. Preferably, the crushing wedge is driven by the hydraulic system of the construction machine, for example through the arm cylinder of an excavator bucket. The compression force applied through the crushing wedge acts in addition to the compression force exerted by the main body and ensures complete breakage of the rock from the excavated wall. Preferably, the crushing wedge is equipped with several plates around its outer circumference, which will increase its rigidity and which can be replaced as they wear out. Versions with four plates, located on both sides of the top of the crushing wedge in the direction of the main part, have proven themselves well.

В альтернативном варианте исполнения задействован дробящий клин в виде гидравлического молота. Гидравлический молот содержит ударный механизм и долото, которое в предпочтительном варианте реализации должно располагаться перпендикулярно продольной оси разрушающего инструмента. Долото вводится в горную породу с помощью ударного механизма, выполняет вруб и высвобождает материал породы из массива.In an alternative embodiment, a crushing wedge in the form of a hydraulic hammer is used. The hydraulic hammer contains an impact mechanism and a chisel, which in a preferred embodiment should be located perpendicular to the longitudinal axis of the breaking tool. The chisel is inserted into the rock using a percussion mechanism, cuts and releases rock material from the rock mass.

Предпочтительным вариантом исполнения дробящего инструмента может также являться эксцентрический ударный механизм. Использование эксцентрического ударного механизма и гидравлического молота предпочтительно, если прочность разрушаемой горной породы при сжатии по одной оси превышает 60 МПа. При более низкой прочности на сжатие по одной оси предпочтительно использование дробящего клина. Предпочтительно, чтобы дробящий клин, гидравлический молот и эксцентрический ударный механизм можно было отсоединять от основной части и использовать в зависимости от типа горной породы.An eccentric percussion mechanism may also be a preferred embodiment of the crushing tool. The use of an eccentric percussion mechanism and a hydraulic hammer is preferable if the compressive strength of the rock to be destroyed along one axis exceeds 60 MPa. For lower uniaxial compressive strengths, a crushing wedge is preferred. Preferably, the crushing wedge, hydraulic hammer and eccentric impact mechanism can be detached from the main body and used depending on the type of rock.

Основная часть разрушающего инструмента может быть выполнена из нескольких компонентов. Первый рабочий конец, на котором установлен как минимум один подрезной инструмент, предпочтительно выполнять в виде отдельного конструктивного узла, желательно с возможностью отсоединения от основной части. Тогда при износе подрезного инструмента конструктивный узел, на котором установлен подрезной инструмент, можно будет заменять без больших трудозатрат. Предпочтительно, чтобы основная часть имела на втором рабочем конце несущую пластину, к которой будет крепиться дробящий инструмент. Предпочтительно, чтобы дробящий инструмент крепился на несущей пластине с возможностью отсоединения. Также дробящий инструмент и несущая пластина могут быть соединены друг с другом жестко и отсоединяться от основной части в виде единого конструктивного узла. Основная часть может дополнительно включать несколько пластин, расположенных по периметру и служащих для усиления жесткости и стабильности основной. Предпочтительно, чтобы такие пластины были выполнены как изнашивающиеся детали с возможностью замены. Один из предпочтительных вариантов исполнения включает в себя основную часть из нескольких пластин, выпуклых в продольном направлении и жестко соединенных друг с другом.The main body of a destructive tool can be made of several components. The first working end, on which at least one scoring tool is installed, is preferably made in the form of a separate structural unit, preferably with the ability to be detachable from the main part. Then, when the scoring tool is worn out, the structural unit on which the scoring tool is installed can be replaced without much labor. Preferably, the main body has at the second working end a carrier plate to which the crushing tool will be attached. It is preferred that the crushing tool is detachably attached to the carrier plate. Also, the crushing tool and the carrier plate can be rigidly connected to each other and detached from the main part in the form of a single structural unit. The main part may additionally include several plates located around the perimeter and serving to enhance the rigidity and stability of the main part. Preferably such plates are replaceable as wear parts. One preferred embodiment includes a body of a plurality of plates longitudinally convex and rigidly connected to one another.

Предлагаемый способ разрушения горной породы включает нижеописанные шаги. Сначала в горной породе фрезой выполняют как минимум два параллельных пропила. Пропилы могут проходить в породе как горизонтально, так и вертикально. Они имеют заданную глубину, заданную ширину и располагаются на заданном расстоянии друг от друга. Выбор глубины и ширины пропилов и расстояния между пропилами зависит от свойств разрабатываемого материала. Определяющими факторами при этом являются тип и структура породы. Также при выборе глубины и ширины пропилов и расстояния между пропилами учитываются требования к размеру конечного продукта. Параметры пропилов зависят также от размеров разрушающего инструмента, который будет использоваться на следующем этапе процесса. Так, предпочтительно, чтобы глубина пропила соответствовала длине (т.е. глубине введения) разрушающего инструмента. Ширина пропила также должна соответствовать ширине разрушающего инструмента. Для выполнения пропилов предпочтительно использовать врезное колесо, оснащенное подходящим фрезерным инструментом. Для фрезерования горной породы подходят, например, врезные диски с твердосплавным инструментом. Твердосплавный инструмент может быть выполнен в форме круглого долота. Предпочтительно, чтобы врезной диск приводился в действие гидравлическим способом или через приводной вал строительной машины, например через вал трактора. Хорошо показали себя врезные диски, выполненные в виде навесного агрегата для установки на подвижном кронштейне строительной машины, такой как экскаватор, экскаватор-погрузчик или трактор. Свободное пространство, создаваемое пропилами, снимает напряжения в горной породе и позволяет эффективно разламывать ее.The proposed method of destruction of rocks includes the steps described below. First, at least two parallel cuts are made with a cutter in the rock. The cuts can be made horizontally or vertically in the rock. They have a given depth, a given width, and are positioned at a given distance from each other. The choice of the depth and width of cuts and the distance between cuts depends on the properties of the material being developed. The determining factors are the type and structure of the breed. Also, when choosing the depth and width of cuts and the distance between cuts, the requirements for the size of the final product are taken into account. The cuts parameters also depend on the size of the destruction tool that will be used in the next stage of the process. Thus, it is preferred that the cutting depth corresponds to the length (i.e., insertion depth) of the breaking tool. The kerf must also match the width of the breaking tool. For the cuts, it is preferable to use a plunge wheel equipped with a suitable milling tool. For milling rock formations, for example, plunge-cut discs with carbide tools are suitable. The carbide tool can be made in the form of a round bit. Preferably, the cutting disc is driven hydraulically or via the drive shaft of the construction machine, for example via the shaft of a tractor. Cut-in discs made in the form of a mounted unit for installation on a movable arm of a construction machine, such as an excavator, backhoe loader or tractor, have proven themselves well. The free space created by the cuts relieves stress in the rock and allows you to effectively break it.

После выполнения пропилов в первом сегменте стенки одного из пропилов при помощи подрезного инструмента выполняется надрез, проходящий параллельно дну пропила. При этом необходимо сделать так, чтобы пропил, в котором выполняется надрез, располагался как минимум рядом с другим пропилом, а предпочтительно между двумя пропилами, так как, согласно способу, разрушению подлежит материал между двумя пропилами. Во время выполнения надреза или непосредственно после него разрушается материал, располагающийся между пропилами. Это происходит благодаря приложению усилия сжатия ко второму сегменту стенки пропила. Второй сегмент стенки располагается у начала пропила, противоположного дну. Усилие сжатия прикладывается, во-первых, за счет увеличивающегося в продольном направлении поперечного сечения основной части, а во-вторых, за счет действия дробящего инструмента, установленного на основной части.After the cuts have been made in the first wall segment of one of the cuts, a notch is made using the scoring tool parallel to the bottom of the cut. In this case, it is necessary to make sure that the cut in which the cut is made is located at least next to another cut, and preferably between two cuts, since, according to the method, the material must be destroyed between two cuts. During or immediately after the cut, the material between the cuts is destroyed. This is due to the application of a compressive force to the second segment of the kerf. The second wall segment is located at the start of the cut, opposite to the bottom. The compression force is applied, firstly, due to the increasing in the longitudinal direction of the cross-section of the main part, and secondly, due to the action of the crushing tool installed on the main part.

В числе прочего преимуществом предлагаемого способа является то, что размер полученных обломков горной породы можно выбирать в соответствии с параметрами дробилки, в которой они затем будут измельчаться. Глубину и ширину пропилов и расстояние между пропилами выбирают в соответствии с необходимыми результатами. При этом разрушение при помощи гидравлического молота или взрывным способом не позволяет контролировать размер обломков, и чаще всего их необходимо дополнительно измельчать перед подачей в дробилку. При разрушении армированного бетона инструмент, при помощи которого выполняются пропилы, позволяет разрезать металлическую арматуру в бетоне.Among other things, the advantage of the proposed method is that the size of the resulting rock fragments can be selected in accordance with the parameters of the crusher, in which they will then be crushed. The depth and width of the cuts and the distance between the cuts are selected according to the desired results. At the same time, destruction with a hydraulic hammer or an explosive method does not allow controlling the size of the debris, and most often they must be additionally crushed before being fed to the crusher. When reinforced concrete is destroyed, the tool used to make the cuts allows you to cut the metal reinforcement in the concrete.

Способ был успешно испытан при глубине пропилов от 500 до 1000 мм. Тем не менее, упомянутый диапазон глубины пропила не следует расценивать как ограничение - возможно также использование пропилов другой глубины.The method has been successfully tested at a cutting depth of 500 to 1000 mm. However, the mentioned range of cutting depth should not be regarded as a limitation - it is also possible to use cuts of different depths.

Ниже следует подробное описание изобретения и его преимуществ на примерах его предпочтительных вариантов осуществления, проиллюстрированных прилагаемыми рисунками.The following is a detailed description of the invention and its advantages by way of examples of its preferred embodiments, illustrated by the accompanying drawings.

Рис. 1. На рис. 1 приведен первый вид в перспективе первого варианта осуществления предлагаемого разрушающего инструмента.Figure: 1. In fig. 1 shows a first perspective view of a first embodiment of a destructive tool according to the invention.

Рис. 2. На рис. 2. приведен второй вид в перспективе первого варианта осуществления разрушающего инструмента.Figure: 2. In fig. 2. is a second perspective view of a first embodiment of a destructive tool.

Рис. 3. На рис. 3 приведен вид А (см. рис. 2).Figure: 3. In fig. 3 shows view A (see Fig. 2).

Рис. 4. На рис. 4 изображен в перспективе второй вариант осуществления разрушающего инструмента.Figure: 4. In fig. 4 is a perspective view of a second embodiment of a destruction tool.

Рис. 5. На рис. 5 приведен вид В (см. рис. 4).Figure: 5. In fig. 5 shows view B (see Fig. 4).

Рис. 6. На рис. 6 изображен в перспективе третий вариант осуществления разрушающего инструмента.Figure: 6. In fig. 6 is a perspective view of a third embodiment of a destruction tool.

Рис. 7. На рис. 7 приведен вид С (см. рис. 6).Figure: 7. In fig. 7 shows the view C (see fig. 6).

Рис. 8. На рис. 8 изображен в разрезе разрушающий инструмент согласно рис. 1, введенный в пропил в горной породе.Figure: 8. In fig. 8 shows in section a destructive tool according to Fig. 1 introduced into a cut in a rock.

На рис. 1 и рис. 2 изображены в перспективе первые варианты осуществления предлагаемого разрушающего инструмента (01). Разрушающий инструмент (01) служит для разламывания горной породы. Для этой цели в горной породе выполняют два или несколько пропилов на заданную глубину, проходящих, как правило, параллельно друг другу и расположенных на заданном расстоянии друг от друга. Разрушающий инструмент (01) вводится в один из пропилов, чтобы отломить кусок породы между пропилами.In fig. 1 and fig. 2 shows in perspective the first embodiments of the proposed destructive tool (01). The breaking tool (01) is used to break the rock. For this purpose, two or more cuts are made in the rock at a given depth, usually parallel to each other and located at a given distance from each other. A breaking tool (01) is inserted into one of the cuts to break off a piece of rock between the cuts.

Разрушающий инструмент (01) содержит основную часть (02) в форме зуба ковша с выпуклым изгибом в продольном направлении. Основная часть (02) в приведенном варианте осуществления состоит из нескольких первичных пластин (03), жестко соединенных друг с другом. По внешнему периметру основной части (02), в особенности на боковых поверхностях, которые подвергаются давлению боковых стенок в пропиле, расположено несколько вторичных пластин (04), которые служат для повышения жесткости основной части (02) и защиты от износа. Вторичные пластины (04) могут быть изготовлены из твердого сплава и крепиться на первичных пластинах (03) с возможностью замены.The breaking tool (01) contains a main part (02) in the form of a bucket tooth with a convex bend in the longitudinal direction. The main part (02) in the illustrated embodiment consists of several primary plates (03) rigidly connected to each other. Around the outer perimeter of the main body (02), in particular on the side surfaces that are subjected to the pressure of the side walls in the cut, there are several secondary plates (04), which serve to increase the rigidity of the main body (02) and protect against wear. The secondary plates (04) can be made of carbide and can be replaced with the primary plates (03).

Поперечное сечение основной части (02) увеличивается от первого рабочего конца (05) ко второму рабочему концу (08) на противоположном конце оси. В представленном варианте осуществления вершина зуба ковша, образующая подрезной инструмент (05), выполнена в виде отдельного конструктивного узла, соединенного с основной частью (02). В альтернативном варианте осуществления основная часть (02) и первый рабочий конец (05) выполняются также в виде единого компонента. На вершине первого рабочего конца (05) расположены два подрезных инструмента (07), которые представляют собой удлинение основной части (02). В других вариантах осуществления изобретения может также использоваться большее количество подрезных инструментов (07) или только один подрезной инструмент (07).The cross section of the main part (02) increases from the first working end (05) to the second working end (08) at the opposite end of the shaft. In the illustrated embodiment, the top of the bucket tooth forming the scoring tool (05) is made as a separate structural unit connected to the main part (02). In an alternative embodiment, the main body (02) and the first working end (05) are also made as a single component. At the top of the first working end (05), there are two scoring tools (07), which represent the extension of the main part (02). In other embodiments of the invention, more scoring tools (07) or only one scoring tool (07) can be used.

На втором рабочем конце (08) основной части (02) расположен дробящий инструмент в виде дробящего клина (09), который детально представлен на рис. 3. Дробящий клин (09) соединен с основной частью (02) через несущую пластину (10) с возможностью отсоединения. Наружная часть, в частности, боковые поверхности дробящего клина (09), которые соприкасаются с боковыми стенками пропила в горной породе, оснащены четырьмя третичными пластинами (12), которые расположены с обеих сторон от вершины дробящего клина в направлении основной части (02) и служат для увеличения жесткости и защиты от износа дробящего клина (09). Ширина широкой стороны дробящего клина (09), обращенной к основной части (02), превышает ширину основной части (02) приблизительно на 30-40%. Дробящий клин (09) может приводиться в действие с помощью строительной машины, например, посредством цилиндра рукояти ковша. Движение подрезных инструментов (07) на дне пропила и дробящего клина (09) и связанное с этим оказываемое усилие при разрушении горной породы обозначены стрелками на рис. 1 и рис. 2.At the second working end (08) of the main part (02) there is a crushing tool in the form of a crushing wedge (09), which is shown in detail in Fig. 3. The crushing wedge (09) is connected to the main part (02) through the carrier plate (10) with the possibility of detachment. The outer part, in particular the side surfaces of the crushing wedge (09), which are in contact with the side walls of the cut in the rock, are equipped with four tertiary plates (12), which are located on both sides of the top of the crushing wedge in the direction of the main part (02) and serve for increased rigidity and wear protection of the crushing wedge (09). The width of the wide side of the crushing wedge (09) facing the main part (02) exceeds the width of the main part (02) by about 30-40%. The crushing wedge (09) can be driven by a construction machine, for example by means of a bucket arm cylinder. The movement of the scoring tools (07) at the bottom of the cut and the crushing wedge (09) and the associated force exerted during the destruction of the rock are indicated by arrows in Fig. 1 and fig. 2.

Со вторым рабочим концом (08) основной части (02) жестко соединена навесная консоль (13), служащая для установки разрушающего инструмента (01) на подвижном кронштейне строительной машины или экскаватора.A hinged console (13) is rigidly connected to the second working end (08) of the main part (02), which serves to install the destructive tool (01) on a movable arm of a construction machine or excavator.

На рис. 4 приведен второй вариант осуществления разрушающего инструмента(01). В отличие от варианта осуществления, показанного на рис. 1-3, в качестве дробящего инструмента здесь используется гидравлический молот (14), детально показанный на рис. 5. Гидравлический молот (14) содержит ударный механизм (15) и долото (17), установленное в корпусе (18). Долото (17) вводится в горную породу с помощью ударного механизма (15), выполняет вруб и высвобождает материал породы из массива. Долото (17) расположено перпендикулярно продольной оси разрушающего инструмента (01). Направление ударов ударного механизма (15) всегда должно соответствовать рабочему направлению разрушающего инструмента (01). Следовательно, в результате усилие удара будет ориентировано в направлении пропила. Направление перемещения разрушающего инструмента (01), направление удара ударного механизма (15) и направления результирующих сил обозначены на рис. 4 стрелками.In fig. 4 shows a second embodiment of a destructive tool (01). In contrast to the embodiment shown in Fig. 1-3, a hydraulic hammer (14) is used as a crushing tool, shown in detail in Fig. 5. The hydraulic hammer (14) contains an impact mechanism (15) and a chisel (17) installed in the housing (18). The chisel (17) is introduced into the rock with the help of the percussion mechanism (15), cuts and releases the rock material from the rock mass. The bit (17) is located perpendicular to the longitudinal axis of the destruction tool (01). The direction of impacts of the striking mechanism (15) must always correspond to the working direction of the breaking tool (01). Consequently, as a result, the impact force will be oriented in the direction of the cut. The direction of movement of the destructive tool (01), the direction of impact of the impact mechanism (15) and the direction of the resulting forces are indicated in Fig. 4 arrows.

Третий вариант осуществления разрушающего инструмента(01) представлен на рис. 6. Этот вариант осуществления изобретения также отличается от уже приведенных вариантов только используемым дробящим инструментом. Дробящий инструмент здесь выполнен в виде эксцентрического ударного механизма (19), который детально показан на рис. 7. Движение эксцентрического ударного механизма (19) ориентировано в направлении навесной консоли (13) и обозначено простой стрелкой. Сила удара, создаваемая эксцентрическим ударным механизмом (19) и ориентированная в рабочем направлении разрушающего инструмента (01), показана на рис. 6 широкой стрелкой.The third embodiment of the destructive tool (01) is shown in Fig. 6. This embodiment of the invention also differs from those already cited only in the crushing tool used. The crushing tool here is made in the form of an eccentric percussion mechanism (19), which is shown in detail in Fig. 7. The movement of the eccentric percussion mechanism (19) is oriented towards the hinged console (13) and is indicated by a simple arrow. The impact force generated by the eccentric impact mechanism (19) and oriented in the working direction of the destructive tool (01) is shown in Fig. 6 with a wide arrow.

Использование эксцентрического ударного механизма (19) и гидравлического молота (14) предпочтительно, если прочность разрушаемой горной породы при сжатии по одной оси превышает 60 МПа. При более низкой прочности на сжатие по одной оси предпочтительно использование дробящего клина (09).The use of an eccentric percussion mechanism (19) and a hydraulic hammer (14) is preferable if the strength of the destroyed rock in compression along one axis exceeds 60 MPa. For lower uniaxial compressive strengths, a crushing wedge (09) is preferred.

На основной части (02) можно устанавливать на выбор дробящий клин (09), гидравлический молот (14) или эксцентрический ударный механизм (19). Это обеспечивает возможность недорогого переоснащения разрушающего инструмента (01) в соответствии с типом горной породы.The main body (02) can be fitted with a choice of a crushing wedge (09), a hydraulic hammer (14) or an eccentric impact mechanism (19). This makes it possible to inexpensively retrofit the crushing tool (01) according to the type of rock.

Ниже подробно описан предлагаемый способ разрушения горной породы в соответствии с рис. 8. На первом этапе способа в горной породе (22) фрезой выполняются минимум два (предпочтительно несколько) параллельных пропила (20). Каждый пропил (20) выполняется при помощи обычного врезного диска. Врезной диск выполнен в виде навесного агрегата для строительной машины. Между строительной машиной и врезным диском имеется жесткое соединение с возможностью разъединения. Врезной диск может оборудоваться различными фрезерными инструментами, например круглыми долотами. В качестве строительной машины можно использовать экскаватор, экскаватор-погрузчик или трактор. Врезной диск приводится в действие через гидравлическую систему или рабочий вал строительной машины. Согласно способу в горной породе (20) выполняют два, а предпочтительно три или более пропилов (20) с одинаковыми размерными параметрами.Below is a detailed description of the proposed method of destruction of rocks in accordance with Fig. 8. At the first stage of the method, at least two (preferably several) parallel cuts (20) are made with a milling cutter in the rock (22). Every cut (20) is made with a conventional plunge disc. The cut-in disc is made in the form of an attachment for a construction machine. There is a rigid, releasable connection between the construction machine and the cutting disc. The plunge disc can be equipped with various milling tools such as round chisels. An excavator, backhoe loader or tractor can be used as a construction machine. The cutting disc is driven by the hydraulic system or the working shaft of the construction machine. According to the method, two, and preferably three or more cuts (20) with the same dimensional parameters are performed in the rock (20).

После выполнения пропилов (20) разрушающий инструмент (01) вводят в один из двух соседних пропилов (20), предпочтительно расположенный между двумя другими. Так как разрушающий инструмент (01) шире, чем выполненный пропил (20), при введении разрушающего инструмента (01) всегда требуется край разлома, через который вводится разрушающий инструмент (01). Разрушающий инструмент (01) вводится первым рабочим концом (05) с подрезным инструментом (07) в пропил (20) и перемещается по этому пропилу (20) линейно. Во время этого линейного перемещения подрезные инструменты (07) воздействуют на глубокий участок стенки пропила (20) и выполняют надрез, проходящий параллельно дну пропила (20). Одновременно с этим на второй, менее глубокий участок стенки пропила (20), воздействует усилие сжатия, в результате которого горная порода (22) отламывается между пропилами (20). Это усилие сжатия прикладывается, во-первых, за счет увеличивающегося в продольном направлении поперечного сечения основной части (02), а, во-вторых, за счет действия дробящего инструмента: дробящего клина (09), гидравлического молота (14) или эксцентрического ударного механизма (19). Под воздействием основной части (02) происходит надлом горной породы (22). Дробящий инструмент обеспечивает полный отлом горной породы (22). На рис. 8 показан процесс отлома горной породы (22) под одновременным воздействием на нее через два соседних пропила (20).After the cuts (20) have been completed, the breaking tool (01) is inserted into one of two adjacent cuts (20), preferably located between the other two. Since the breaking tool (01) is wider than the cut (20) made, inserting the breaking tool (01) always requires a fracture edge through which the breaking tool (01) is inserted. The breaking tool (01) is inserted by the first working end (05) with the scoring tool (07) into the cut (20) and moves linearly along this cut (20). During this linear movement, the scoring tools (07) act on the deep section of the cut wall (20) and make a cut parallel to the bottom of the cut (20). At the same time, a compression force acts on the second, shallower section of the cut wall (20), as a result of which the rock (22) breaks off between the cuts (20). This compressive force is applied, firstly, due to the increasing in the longitudinal direction of the cross-section of the main part (02), and, secondly, due to the action of the crushing tool: a crushing wedge (09), a hydraulic hammer (14) or an eccentric impact mechanism (nineteen). Under the influence of the main part (02), the rock breaks down (22). The crushing tool provides complete breaking off of the rock (22). In fig. 8 shows the process of breaking off the rock (22) under the simultaneous action on it through two adjacent cuts (20).

Список обозначенийList of designations

01 - разрушающий инструмент01 - destructive tool

02 - основная часть02 - main part

03 - первичные пластины03 - primary plates

04 - вторичные пластины04 - secondary plates

05 - первый рабочий конец05 - first working end

06 - -06 - -

07 - подрезные инструменты07 - trimming tools

08 - второй рабочий конец08 - second working end

09 - дробящий клин09 - crushing wedge

10 - несущая пластина10 - carrier plate

11 - -eleven - -

12 - третичные пластины12 - tertiary plates

13 - навесная консоль13 - hinged console

14 - гидравлический молот14 - hydraulic hammer

15 - ударный механизм15 - impact mechanism

16 - -sixteen - -

17 - долото17 - chisel

18 - корпус18 - case

19 - эксцентрический ударный механизм19 - eccentric impact mechanism

20 - пропилы20 - cuts

21 - -21 - -

22 - горная порода22 - rock

Claims

1. Destructive tool for destruction of rocks, containing the main part (02) with a convex longitudinal side,

the first working end (05) is equipped with a scoring tool (07) for making a notch parallel to the bottom of the cut in the first segment of the kerf that starts directly from the bottom of the kerf, and

a second working end (08), equipped with a crushing tool, designed to apply a compressive force to the second segment of the kerf wall, which is located at the opposite bottom of the beginning of the kerf;

a cross-section increasing in the direction from the first working end (05) to the second working end (08);

hinged console (13), rigidly connected to the main part (02) at the second working end (08), for attaching the destructive tool (01) to the movable arm of the construction machine.

2. The destructive tool according to claim. 1, characterized in that the crushing tool is connected to the main part with the possibility of disconnection.

3. The crushing tool according to claim 1 or 2, characterized in that the crushing tool is a crushing wedge, and the width of the wide side of the crushing wedge is wider than the main part.

4. The destructive tool according to claim 3, characterized in that the wide side of the crushing wedge is 30–40% wider than the main part.

5. The crushing tool according to claim 3 or 4, characterized in that the crushing wedge is driven by a construction machine, preferably hydraulically.

6. The crushing tool according to claim 1 or 2, characterized in that the crushing tool is a hydraulic hammer, and the hydraulic hammer has an impact mechanism and a chisel.

7. A destructive tool according to claim 1 or 2, characterized in that the crushing tool is an eccentric impact mechanism.

8. Destructive tool according to one of paragraphs. 1-7, characterized in that the first working end is equipped with additional trimming tools at the end of the main part.

9. The method of destruction of rocks using a destructive tool according to one of paragraphs. 1–8, including the stage of milling in the rock at least two parallel cuts with a given depth and width at a given distance from each other; a step of making a notch running parallel to the bottom of the cut with a scoring tool mounted on the destructive tool in a first cut wall segment that starts directly from the bottom of the cut; and the step of breaking off the rock between the cuts under the action of a compressive force, which during the notch is on the second segment of the kerf wall, the compression force being exerted by the main part and the crushing tool, and the second segment of the wall is located opposite the bottom of the beginning of the kerf;

milling in a rock at least two parallel cuts with a given depth and width at a given distance from each other;

making a notch running parallel to the bottom of the cut, using a scoring tool (07) mounted on the breaking tool (01), in the first segment of the cut wall that starts directly from the bottom of the cut; and

breaking off the rock between the cuts under the action of a compressive force, which, during the notch, is on the second segment of the kerf wall, and the compression force is exerted by the main part (02) and the crushing tool, and the second segment of the wall is located at the opposite to the bottom of the beginning of the kerf.

10. The method according to claim 9, characterized in that by changing the distance between the cuts, their depth and (or) width, the size of the broken pieces of rock can be adjusted.