Устройство для невзрывного разрушения твердых пород

Полезная модель относится к строительной индустрии и применяется, в частности при проведении горных и буровых работ. Устройство отличается тем, что с целю избегания выброса скважины сначала заполняют сухой невзрывчатой разрушающей смесью (НРС), а потом производят дозированную подачу воды во все скважины по трубке. Причем устья скважин закупоривают пробкой из глинистой мастики, что позволяет бурить скважины больших диаметров с большими усилиями расширения НРС.

Полезная модель относится к строительной индустрии и применяется, в частности при строительстве траншей для магистральных газо-нефтепроводов, дорог в крепких горных породах.

Известен способ разрушения твердых горных пород при помощи невзрывных разрушающих средств (НРС) по патенту RU 2251619. НРС представляют собой порошкообразные материалы специального состава. Например, относительно недорогой НРС "известкового" типа, базирующийся на применении оксида кальция. Эти материалы увлажняются и подобно взрывчатке загружаются в скважины, высверливаемые в объекте, подлежащем разрушению. В результате взаимодействия НРС с водой (гидратации) образуются химические соединения, объем которых превышает объем исходных материалов в два раза. При этом внутри скважины развивается весьма высокое давление. Обычно НРС используют для разработки декоративных горных пород, разделки "негабарита" при добыче камня, при щадящем разрушении строительных объектов и элементов, выводимых из эксплуатации. Недостатки такого способа разрушения заключаются в том, что для получения необходимого эффекта требуется термически стабилизированная известь, получение которой требует обжига при повышенной (порядка 1300°С) температуре, либо введения в состав обжигаемого известняка стабилизирующих добавок. Кроме того, НРС загружают в скважины уже в затворенном виде. Это не вполне безопасно, особенно при проведении больших объемов горных работ, т.к первые заряженные скважины уже начинают разрушаться, пока еще не заряжены все остальные скважины.

Известна также невзрывчатая расширяющая смесь для горных и буровых работ СИГБ, производимая ООО «СТРОЙМАТЕРИАЛЫ» (140050, Московская область. Люберецкий р-н, пос. Красково, ул. Карла Маркса, 117), являющаяся аналогом MaxDinamitCement; Bristar, Demeks, HPC-1M, HPB-80, "Тихий взрыв". СИГБ используют при разрушении объекта, который располагается в непосредственной близости к автомагистрали, к жилым домам, или к близко расположенным жилым объектам. СИГБ используется: для разрушения (за счет силы расширения) бетонных и железобетонных конструкций, каменной кладки, гранитных пород, добычи блоков природного камня; является эффективной добавкой для получения расширяющих цементов; приготовления промывочных, тампонажных растворов для замоноличивания зон, каверн и нефтяных и газовых скважин; Разрушение не сопровождается какими-либо колебаниями, выбросом твердых или газообразных продуктов. Принцип действия порошка аналогичен принципу, описанному выше. При смешивании порошка СИГБ с водой образуется рабочая смесь (суспензия), которая, будучи залита в частично или полностью замкнутую полость скважины в каком-либо объекте, постепенно, в результате реакции гидратации порошка, твердеет, увеличиваясь при этом в объеме. Увеличение объема сопровождается развитием давления на стенки вмещающей полости скважины, величина которого со временем достигает 500 кгс/см2 (50 МПа). При этом в теле вмещающего объекта развиваются напряжения, значение которых может превысить его предельную прочность при растяжении, что и приведет к разрушению объекта. Эффект разрушения выражается образованием в теле объекта трещин и их развитием во времени. Недостаток способа заключается в том, что требует наличия в объекте минимум двух плоскостей обнажения, расположенных друг относительно друга под некоторым углом. Высокая стоимость порошка. Бурить скважины рекомендуется диаметром не более 32:42 мм. При использовании скважин диаметром более 40 мм возрастает вероятность самопроизвольного выброса рабочей смеси из скважины, особенно если температура объекта превышает + 25 градусов С.

Задачей полезной модели является повышение уровня безопасности работающих при проведении работ по разрушению грунта, снижение вероятности самопроизвольного выброса рабочей смеси из скважины.

Представленная задача достигнута тем, что в целях безопасности все скважины сначала заполняют сухой невзрывчатой разрушающей смесью (например, гранулами негашеной извести), а потом производят дозированную подачу воды одновременно во все скважины через вставленные в них трубки с дозаторами. Причем устья скважин закупоривают пробками из глинистой мастики, что исключает выброс смеси из скважины и позволяет бурить скважины больших диаметров.

Состав устройства пояснен чертежом, где скважина 1 при помощи пневмозарядчика (на чертеже не показан) заполняется невзрывчатой разрушающей смесью 2. Устье скважины закупорено пробкой 3. Невзрывчатая разрушающая смесь затворяется дозированной порцией воды по трубке 4 через сменную лейку 5.

Устройство работает следующим образом.

В готовую скважину 1 опускают трубку для подачи воды 4. После этого при помощи пневмозарядчика скважину на 2/3 заполняют невзрывчатой разрушающей смесью 2. Устье скважины на высоту 1/3 закупоривают пробкой 3 (например, из глинистой мастики). После высыхания мастики во все скважины через трубки через сменную лейку подают дозированную порцию воды. При смешивании НРС с водой образуется рабочая смесь, которая в результате реакции гидратации твердеет, увеличиваясь в объеме. Увеличение объема сопровождается развитием давления на стенки скважины, образуя в ней трещины и разрушая твердую породу. Разрушенную породу разрабатывают строительной техникой.

Устройство для невзрывного разрушения твердых пород, включающее пневмозарядчик, скважину, невзрывчатую разрушающую смесь, отличающееся тем, что в скважину вставлена трубка для подачи воды, а устье скважины закупорено пробкой.