SU1666707A1

SU1666707A1 - Method of destruction of mountain mass

Info

Publication number: SU1666707A1
Application number: SU894719834A
Authority: SU
Inventors: Леонид Маркович Цинкер; Евгений Григорьевич Фурсов; Валерий Свиридович Ахременко
Original assignee: Восточный научно-исследовательский горнорудный институт
Priority date: 1989-07-09
Filing date: 1989-07-09
Publication date: 1991-07-30

Abstract

Изобретение относитс к горному делу и м.б. использовано при разрушении горных пород в процессе проходки выработок. Цель - повышение эффективности разрушени напр женного массива за счет направленного его ослаблени . Дл этого предварительно определ ют направление максимального сжимающего напр жени в массиве 4. Затем воздействуют на массив 4 ультразвуковым колебанием в месте контакта породоразрушающего инструмента 2 с массивом. Направл ют ультразвуковые колебани перпендикул рно направленности максимального сжимающего напр жени по каналам 10 в породоразрушающем инструменте 2. Причем ультразвуком воздействуют на массив с опережением относительно воздействи инструментом 2. В результате направленности колебаний распростран ющиес волны сжати и раст жени действуют на уже ослабленный массив. Постепенное ослабление массива снижает опасность разрушени массива с учетом его напр женного состо ни (горного удара). 2 ил.The invention relates to mining and m. used in the destruction of rocks in the process of excavation workings. The goal is to increase the efficiency of destruction of a stressed array due to its directional weakening. For this, the direction of maximum compressive stress in the array 4 is predetermined. Then, the array 4 is subjected to ultrasonic vibrations at the point of contact of the rock-destructive tool 2 with the massif. Ultrasonic vibrations perpendicular to the directivity of the maximum compressive voltage are channeled through channels 10 in rock-breaking tool 2. Moreover, ultrasound is applied to the array ahead of the impact of the tool 2. As a result of the directivity of vibrations, the propagating compression and expansion waves act on an already weakened array. Gradual weakening of the array reduces the risk of destruction of the array, taking into account its stress state (rock blow). 2 Il.

Description

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено преимущественно для механического разрушения напряженного горного массива с его направленным предварительным ослаблением при отработке месторождений подземным способом.The invention relates to the mining industry and is intended primarily for the mechanical destruction of a stressed mountain massif with its directed preliminary attenuation during mining by underground method.

Цель изобретения - повышение эффективности разрушения напряженного массива за счет направленного ослабления последнего.The purpose of the invention is to increase the efficiency of destruction of a stressed array due to the directional weakening of the latter.

: На фиг.1 показана схема реализации разрушения горных пород; на фиг.2 - призер реализации способа.: Figure 1 shows a diagram of the implementation of the destruction of rocks; figure 2 - winner of the implementation of the method.

Способ осуществляется с помощью породоразрушающей, например, бурильной установки 1, содержащей породоразрушающий инструмент 2 и ультразвуковой генератор 3.The method is carried out using rock cutting, for example, a drilling rig 1 containing a rock cutting tool 2 and an ultrasonic generator 3.

В разрушающем массиве 4 известными способами определяют направление действия максимальных сжимающих напряжений. Затем на массиве 4, на контакте его с породоразрушающим инструментом 2 бурильной установки 1 и с опережением по отношению к воздействию инструментом 2 (буровой коронки) воздействуют ультразвуком посредством генератора 3. При этом ультразвуковые колебания направляют перпендикулярно направленности действия максимального сжимающего напряжения в массиве 4.In the destructive array 4, the direction of action of the maximum compressive stresses is determined by known methods. Then, on the array 4, on its contact with the rock cutting tool 2 of the drilling rig 1 and ahead of the action of the tool 2 (drill bit) in relation to the impact, the ultrasound is applied by means of a generator 3. In this case, the ultrasonic vibrations are directed perpendicular to the direction of action of the maximum compressive stress in the array 4.

При подаче ультразвуковых колебаний последнего распространяется в виде волн сжатия и растяжения. В результате их направленности перпендикулярно макси: мальным сжимающим напряжениям эти волны действуют на уже ослабленный массив. При этом, частоту ультразвуковых колебаний выбирают в зависимости от физико-механических свойств разрушающих пород и изменяют в широких диапазонах.When applying ultrasonic vibrations, the latter propagates in the form of compression and tensile waves. As a result of their directivity perpendicular to the maximal compressive stresses, these waves act on an already weakened array. At the same time, the frequency of ultrasonic vibrations is chosen depending on the physicomechanical properties of the destructive rocks and is varied over a wide range.

Для осуществления предложенного способа в выработках 5 бурового горизонта производят бурение установкой 1. По ходу движения бурового инструмента 2, закрепленного на манипуляторах 6, на массив горной породы 4 действуют направленным ультразвуком, подающимся из ультразвукового генератора 3, расположенного на буровой установке 1. При этом ультразвуковой магнитострикционный излучатель 7 помещают в торцовой части буровой коронки 2 в щелевых полостях 8 соединяют с ультразвуковым генератором 3 посредством, провода 9, расположенного в промывочном канале инструмента 2 и на буровой установке 1. В результате перечисленных операций создаются условия для работы породоразрушающего инструмента и обеспечивается безопасность при дальнейшем разрушении массива.To implement the proposed method in the workings 5 of the drilling horizon, drilling is carried out by the installation 1. In the direction of the drilling tool 2, mounted on the manipulators 6, the directed array of rock 4 acts on the rock mass 4 from the ultrasonic generator 3 located on the drilling rig 1. In this case, the ultrasonic a magnetostrictive emitter 7 is placed in the end part of the drill bit 2 in the slotted cavities 8 are connected to the ultrasonic generator 3 by means of a wire 9 located in the flushing anal tool 2 and on the drilling rig 1. As a result of these operations, the conditions for rock cutting tool and provided with a further safety destruction array.

Способ может применяться для бурения скважин в напряженном массиве с использованием стационарного и самоходного оборудования, а также может быть использовано при добыче полезных ископаемых проходческими комбайнами и в геологоразведке при бурении глубоких скважин.The method can be used for drilling wells in a stressed array using stationary and self-propelled equipment, and can also be used in mining with tunneling combines and in exploration for drilling deep wells.

Пример. При разрушении массива по ходу движения породоразрушающего инструмента на массив воздействовали ультразвуком. Для этого ультразвуковой излучатель помещали .в щелевых полостях породоразрушающего инструмента, в частности, буровой коронки. Для подачи ультразвука непосредственно к месту контакта массива с режущей кромкой инструмента, излучатель помещали на расстоянии 0,1-0,2 мм от кромки лезвия инструмента. Воздействие ультразвуком осуществляли с опережением (1-50 мс) в направлении, перпендикулярном направлению действия максимальных сжимающих напряжений. При подаче опережающих ультразвуковых колебаний на массив скорость бурения увеличивалась в результате предварительного разрушения внутриструктурной решетки ча“ стиц породы и образовании в ней сети микротрещин, и в целом из-за снижения сил сопротивления движению режущему инструменту.Example. When the massif was destroyed along the path of the rock cutting tool, the massif was exposed to ultrasound. For this, an ultrasonic emitter was placed in the slit cavities of a rock cutting tool, in particular, a drill bit. To supply ultrasound directly to the point of contact of the array with the cutting edge of the tool, the emitter was placed at a distance of 0.1-0.2 mm from the edge of the tool blade. Ultrasonic exposure was carried out ahead of (1-50 ms) in the direction perpendicular to the direction of action of maximum compressive stresses. When advanced ultrasonic vibrations were applied to the array, the drilling speed increased as a result of preliminary destruction of the intratructure lattice of the rock particles and the formation of a network of microcracks in it, and as a whole due to a decrease in the resistance to movement of the cutting tool.

Постепенное ослабление массива снижало опасность разрушения массива с учетом его напряженного состояния (горного удара).The gradual weakening of the massif reduced the risk of destruction of the massif, taking into account its stress state (rock impact).

Claims

Claim

The method of destruction of the rock mass, according to which the rock is destroyed by a rock cutting tool, and by ultrasonic vibrations at the point of contact of the rock with the rock mass, characterized in that, in order to increase the destruction efficiency of the stressed mass due to the directional weakening of the rock mass, the direction of the maximum compressive stress in the mass is determined first, moreover, the direction of ultrasonic vibrations is oriented perpendicular to the direction of the maximum compressive stress ahead of on the impact of rock cutting tool.