NO771986L - Fremgangsm}te og anordning for bryting av et fast materiale, s}som fjell - Google Patents
Fremgangsm}te og anordning for bryting av et fast materiale, s}som fjellInfo
- Publication number
- NO771986L NO771986L NO771986A NO771986A NO771986L NO 771986 L NO771986 L NO 771986L NO 771986 A NO771986 A NO 771986A NO 771986 A NO771986 A NO 771986A NO 771986 L NO771986 L NO 771986L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- fluid
- pipe
- magazine
- drive piston
- breaking
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 239000011343 solid material Substances 0.000 title claims description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 87
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 206010016256 fatigue Diseases 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 1
- -1 ore Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
- E21D9/1066—Making by using boring or cutting machines with fluid jets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
- B05B12/02—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling time, or sequence, of delivery
- B05B12/06—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling time, or sequence, of delivery for effecting pulsating flow
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
- B26F3/00—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
- B26F3/004—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor by means of a fluid jet
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Crushing And Pulverization Processes (AREA)
Description
Fremgangsmåte og anordning for bryting
av et fast materiale, såsom fjell
. Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og en anordning for bryting av et fast materiale, såsom fjell, ved hjelp av et forholdsvis inkompressibelt fluidum, f.eks. vann..
Konvensjonelle brytingsmetoder, såsom boring-lading-.sprengning. og mekanisk bearbeidelse har mange ulemper.
Boring-lading-sprengningsteknikken medfører ulempen med bråk, gasser, støv og rundtflyvende, løssprengte fjell-stykker, hvilket innebærer at både personell og apparatur må fjernes fra arbeidssonen. Mekanisk bearbeidelse krever store krefter for å knuse fjellet og verktøyslitasjen'er stor.
Det er derfor i løpet av det seneste tiår gjort alvorlige forsøk på å finne alternative brytingsmetoder.. Ifølge en foreslått metode benyttes høyhascfighetsstråler av vann eller en annen væske for å bryte fjellet eller malmlegemet. Det er blitt foreslått en lang rekke anordninger som er beregnet å
danne pulsede eller intermitterende væskestråler av tilstrekkelig høy hastighet til å bryte også•hårde bergarter. Eksempler på sådanne anordninger er beskrevet i de amerikanske patenter nr. 3 784 103 og 3 796 371. Hittil har imidlertid denne hydrauliske bryteteknikk ikke kunnet konkurrere med de konvensjonelle brytingsmetoder når det gjelder fremdrift, energiforbruk og totale brytingsomkostninger'. På grunn av de høye anslags- . hastigheter som kreves for væskestrålene, må i mange tilfeller deler av utrustningen arbeide med meget høye trykk, av størrelses-orden fler kilobar. Dette medfører alvorlige tekniske problemer, såsom fare for utmattingsbrudd og vanskeligheter med å oppnå fullgod tetning. Likeså gjenstår det høye støynivå.
Ved en annen, eldre metode for bryting av fjell
og for gjennomfuktning av myke bergarter, såsom kull, i den hensikt å dempe støvdannelsen, er det blitt foreslått å bore'
et hull i berget og deretter trykksette hullet med vann, enten statisk eller dynamisk. Eksempler på sådanne brytemetoder er beskrevet i de tyske patenter nr. 230 082 , 241 966 og 1 017 563.. Disse metoder er imidlertid ikke anvendelige ved hårde bergarter på grunn av det begrensede arbeidstrykk som kan oppnås med konvensjonelle hydrauliske pumper. Disse er dessuten vanskelige å anvende i praksis, særlig i sprøtt eller opp-sprukket fjell, på grunn av at borehullet må avtettes effektivt rundt det i hullet innførte rør gjennom hvilket vannet pumpes. Disse begrensninger gjør metoden langt mindre anvendelig enn konvensjonell boring-lading-sprengningsteknikk.
I søkerens svenske patentsøknad•nr. 7510559-3 er beskrevet en hydraulisk bryteteknikk som muliggjør bryting av hårde, kompakte materialer, såsom berg eller fjell, under ut-nyttelse av en utrustning som arbeider med forholdsvis lavt trykk.
Den foreliggende oppfinnelse angår en videreutvikling,
av den i den nevnte patentsøknad viste bryteteknikk.
Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe
en fremgangsmåte og en anordning av ovennevnte type, der den for bryting nødvendige bevegelsesmengde, dvs. produktet av fluidumlegemets masse og hastighet, genereres ved at man først suksessivt tilfører fluidumet til et magasin mot innvirkning
av en mot fluidumet i magasinet virkende trykkbelastning, hvoretter fluidumet i magasinet, etter at tilstrekkelig fluidummengde er tilført til dette, under innvirkning av trykkbelastningen drives mot det materiale som skal brytes.
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning der utskytingen av fluidumet styres av selve fluidumet.
Et ytterligere formål er å tilveiebringe en repeterkanon for utskyting av en rask.serie av "skudd".
Fremgangsmåten og anordningen ifølge.oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i patentkravene angitte,- karakteriserende trekk..
Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning'til tegningene der to utførelsesformer er vist som eksempler, og. der fig. 1 - 5 i snitt viser et sideriss av en anordning ifølge oppfinnelsen under forskjellige arbeidsfaser, fig. 6-9 viser i snitt et sideriss av en annen ut-førelsesf orm. av en anordning ifølge oppfinnelsen under forskjellige arbeidsfaser, fig. 10 viser en indikasjon av trykket i et simulert borehull, og fig. 11 viser en modifikasjon av utførelsen ifølge fig. 1-5.
På de forskjellige figurer er tilsvarende deler betegnet med samme henvisningstall.
Det vil innses at de viste utførelsesformer bare
har til hensikt å illustrere oppfinnelsen, og at forskjellige modifikasjoner er mulige innenfor oppfinnelsens ramme.
På tegningene viser fig. 1 - 5 en med 10 generelt betegnet kanon for innskyting av fluidum i form av et fluidumstempel eller en fluidumsøyle 11 i et sylindrisk blindhull 12
som er boret i et for bryting'beregnet, fast materiale. Som eksempler på materialer som er brytbare ifølge oppfinnelsen,
kan nevnes fjell eller berg, malm, kull og betong. ■Blindhullet 12. bores ved hjelp av konvensjonell teknikk. Fluidumstempelet, utgjøres i den viste utførelsesform av vann, men også andre fluida kan benyttes.
Kanonen 10 omfatter en sylinder 13;som ved sin bakre ende er lukket ved hjelp av et bakstykke 14. Inne i sylinderen 13 er et, drivstempel 15 bevegelig frem og tilbake. Drivstempelet 15 avgrenser sammen med bakstykket 14 et bakre sylinderrom 16.
I sylinderens'13 fremre ende er montert en underdel
17. Underdelen 17 hindres i å skyves ut av sylinderen av en av flere segmenter bestående låsering 21. Drivstempelet 15 avgrenser sammen med underdelen 17 et fremre sylinderrom 18. Et rør eller en pipe 19 er forskyvbart styrt for frem- og tilbakegående bevegelse i en i underdelen 17 festet bøssing eller
hylse 20. Pipens 19 forskyvning begrenses av et bakre for-
tykket parti 22 på pipen, og en foran på pipen påskrudd stoppring 23.
Den mot det fremre sylinderrom 18 vendende side av drivstempelet 15 er utformet som en ringformet, trappetrinn-formet uttagning eller utsparing. Den ringformede., trappetrinn-formede utsparing omfatter et indre ringformet kammer 24 og et ytre ringformet kammer 25 med større ytterdiameter, se fig. 4.
Den ringformede utsparing 24, 25 omgir en.sentralt anbragt tapp 26. Tappen 26 har en ved den fremre ende avfaset side-
flate 27. • Den fra pipens 19 fortykkede parti 22 bakover utragende del 28 har ved sin.bakre ende avfasede indre og ytre sideflater 29, 30. Det fortykkede parti 22 kan innskyves i kammeret 25 til anlegg mot en ringflate 31 idet samtidig den
bakre pipedel 28 skyves inn i kammeret 24.
Det fremre sylinderrom 18 utgjør et magasin•eller lagringskammer for fluidumet før det innføres i pipen 19. Fluidumet tilføres til magasinet gjennom en kanal 32 som via
en slange 33 er forbundet med en høytrykkspumpe 34 for fluidumet.
Det fremre sylinderrom 18 er forsynt med et ringformet kammer 37 som danner et dempekammer for det fortykkede parti 22 slik at pipen 19 oppbremses hydraulisk under slutten av sin fremadrettede bevegelse.
Det .bakre sylinderrom 16 er ladet med komprimert
gass, f.'eks. trykkluft eller nitrogengass. Den komprimerte gass virker på drivstempelet 15 som overfører denne trykkbelastning til fluidumet i magasinet 18. Sylinderrommet 16 kan ved hjelp av en avslutningsnippel 35 i bakstykket 14 forbindes med en trykkilde, eksempelvis en kompressor.
Den på fig. 1-5 viste kanon virker på. følgende
måte:
Fig. 1 viser den stilling i hvilken drivstempelet
15 og pipen 19 befinner seg når pipen rettes inn.mot et hull
12. Etter avsluttet innretting startes pumpen 34, slik at fluidumet tilføres til kanalen 32. Fluidumtrykket virker mot
en ringflate 36'(fig. 2) på det fortykkende parti 22. Pipen 19
og drivstempelet 15 presses derved bakover mot virkningen av gassfjæren i det bakre sylinderrom 16, dvs. fluidumet tilføres suksessivt til magasinet 18 mot innvirkningen av den mot fluidumet i- magasinet virkende trykkbelastning. Etter en kort forskyvning forlater det fortykkede parti 22. dempekammeret 37, slik at fluidumtrykket også vil virke direkte på drivstempelet 15.
Pipen 19 og drivstempelet 15 forskyves bakover under komprimering av og energilagring i gassen l^aakre sylinderrom 16. Når stoppringen 23 bremses opp mot underdelen 17, stoppes pipen mot'fortsatt bevegelse bakover, fig. 2. Drivstempelet 15 forskyves nå alene bakover. Når det fortykkede parti 22 forlater kammeret 25, vil fluidum strømme inn i dette kammer. Like'etter forlater også pipens bakre del 28 kammeret 24, slik at fluidum også strømmer inn i dette kammer. Fluidumet hindres imidlertid i å innføres i pipen da tappen 26 fremdeles avtetter pipen. Når fluidumet tilføres til kammeret 24, vil pipen 19 bli drevet fremover. 'Etter en kort forskyvning av pipen forlater tappen 26 pipens løp. Fig. 3 viser den stilling der fluidumet nettopp •begynner å innføres i pipen..
Pipen 19 drives raskt fremover og bremses.opp når partiet 22 når frem til dempekammeret 37, fig.. 4. Fluidumet utpresses således gjennom pipen 19 under innvirkning av den mot fluidumet i magasinet .18 virkende trykkbelastning. 1 pipen 19 formes fluidumet som et fluidumstempel■11. Fluidumstempelet akselereres som et sammenhengende, langstrakt masselegeme og rettes inn i hullet 12 for anslag mot dettes bunn.
Fig. 5 viser den stilling der tappen 26 når pipens løp, hvorved drivstempelet 15 begynner, å bremses opp. Det fluidum som er igjen i sylinderrommet 18., benyttes for hydraulisk oppbremsing-, av drivstempelet 15. For å hindre tilb.akestussing eller tilbakespretting av drivstempelet 15 må dette restfluidum presses, ut gjennom ringspalten mellom tappen, 26 og pipens løp via ringkamrene 24, 25. Ved tilpasning av ringspalten til den i drivstempelet opplagrede energi og til restfluidummengden i sylinderrommet 18 og ringkamrene. 24 , 25 , kan drivstempelet mykt oppbremses. Fig. 1 viser sluttstillingen' etter et "skudd".
Klaringene mellom pipen 19 og drivstempelet 15 er
av stor betydning for kanonens funksjon. For at den ovenfor beskrevne funksjon skal oppnås, må spalten mellom de avfasede flater 27, 29 på tappen 26 hhv. pipen være mindre enn spalten mellom pipens avfasede flate 30 og ringkammerets 24 ytterflate. Denne sistnevnte spalte må på sin side være mindre enn spalten mellom det fortykkede parti 2 2 og ringkammerets 2-5 ytterflate. Derved oppnås en kontinuerlig økende strupning i fluidumets strømningsretning.
Ved å øke spalten mellom tappen 26 og pipens løp, eksempelvis ved å gjøre tappen 26 kortere, kan kanonen bringes til å skyte to "skudd" i rask rekkefølge.. Dette beror på at drivstempelet 15 når igjen pipen 19 før pipen bremses opp i dempekammeret 37. Drivstempelet gir da pipen et slag slik at drivstempelet og pipen pånytt føres fra hverandre. .Kanonen kan med fordel utformes som en repeterkanon. Slangen 33 tilkobles da til en kontinuerlig arbeidende pumpe. Når pipen 19 og drivstempelet 15 når frem til den på fig..2 viste stilling, innebærer dette at neste pumpeslag utløser "skuddet". Pumpen fortsetter å arbeide inntil det nesté "skudd"
avfyres osv. På denne måte kan en serie av på hverandre følgende "skudd" avfyres inn i hullet. Det første "skudd" frembringer da ved sitt anslag mot hullbunnen sprekker i denne, hvoretter de
påfølgende "skudd" driver frem sprekkene til en fri flate nås. Det bør understrekes at denne serie av "skudd" avfyres auto-matisk så lenge pumpen arbeider, og således uten at operatøren-behøver å gripe inn.
Den utskutte fluidummengde kan'på enkel måte varieres ved hjelp av stoppringen 23 som bestemmer pipens 19 bakre<y>endestilling.
På fig. 11 er vist- en modifisert frontdel-av ut-førelsen ifølge fig. 1-5. Fronthodet 17<1>er forlenget for-over tilnærmet til en ytre.stilling av pipen 19. En forlengel-sespipe 52 er fastskrudd på det forlengede fronthode 17<1>. For-lengelsespipens . 52 innerdiameter er i hovedsaken den samme som pipens 19 diameter. Forlengelsespipen 52 letter innretting av kanonen i forhold til hullet 12 og tjener som en beskyt-telse for å beskytte den- bevegelige pipe 19. mot mekaniske skader ved at pipen 19 hindres i å støte mot.berget eller fjellet.
I de tilfeller hvor hullet 1.2 har en tendens til å fylles av vann, kan det være ønskelig å evakuere hullet før skyting. For dette formål kan en hette 53 skrus inn på front- • hodet 17<1>. Trykkluft<1>tilføres til hetten 53 via et innløp 54 og blåses inn i hullet 12 via passasjer 55 i fronthodet 11^
og forlengelsespipen 52.
I den på fig. 6.-9 generelt med 40 betegnede kanaon er pipen eller røret 19 fast forbundet med underdelen 17. En stang 41 er forskyvbart styrt i forhold til drivstempelet 15. Stangens 41 og drivstempelets 15 relative forskyvning begrenses av en på stangen 41 påskrudd stoppring 4 2 og et fortykket parti 43 på stangen 41.. Drivstempelet 15 er forsynt med et ringformet kammer 44 som er dimensjonert for å oppta det fortykkede parti 43. Fra partiet 4 3 rager det ut en tapp 45. Underdelen 17 er forsynt med en til det fortykkede parti 4 3 og tappen svarende uttagning eller utsparing som omfatter et ringformet kammer 46 og et konisk kammer 47.
Den på fig. 6 - 9 viste kanon fungerer på følgende
måte:
Fig. 6 viser den stilling i hvilken drivstempelet 15 og stangen ,41 befinner seg når pipen 19 rettes inn mot hullet 12. Etter avsluttet innretting starter pumpen 34 hvorved fluidumet tilføres.til kanalen 32.. Fluidumtrykket fordeles ensartet over drivstempelets 15 flate ved hjelp av en ringspor 48. Etter en kort forflytning .av drivstempelet vil fluidumtrykket virke over drivstempelets 15 hele areal. Under suksessiv fluidumtilførsel vil drivstempelet 15 bli presset bakover mot'virkningen av den trykkbelastning'som frembringes av gass-.. . fjæren 16. For å sikre at stangen 41 blir stående i den på fig. 6 viste stilling, overføres fluidumtrykket til en bakre ringflate på stangens 41 fortykkede.parti .43 via en kanal 49.
Når drivstempelet 15 når frem til stoppringen 42, fig.- 7, vil fortsatt fluidumtilførsel medføre at stangens 41 partier 43, 4 5 føres ut av utsparingen 46 , 4 7 i underdelen. 17,
fig. 8. Trykkbelastningen på fluidumet i magasinet 18 vil nå drive fluidumet ut gjennom pipen 19 via kamrene 46, 47.
Stangen 41 blir stående i den på fig. 8 viste stilling på
grunn av trykkforskjellen over partiet 43.'
Figur 9 viser den stilling der drivstempelet 15 når frem til stangens 41 fortykkede parti 43. Drivstempelet 15 oppbremses hydraulisk, delvis av fluidumet i dempekammeret 44 og delvis av restfluidumet i magasinet 18. For å få en myk oppbremsing av drivstempelet 15 og forhindre tilbakestussing av dette, bør spalten, mellom ringkammeret- 44.og det fortykkede parti 43 være større enn spalten mellom dette parti og ringkammeret 46. Sistnevnte spalte bør på sin side være større enn spalten mellom tappens 45 fremre sylindriske ende og pipens løp. Derved oppnås en kontinuerlig økende struping i fluidumets strømningsretning.
Ved behov kan det i drivstempelet 15 innesluttede volum bortledes til pipen 19 via en ikke vist kanal i stangen 41. Alter-nativt kan drivstempelet 15 utformes uten denne hulhet, hvorved trykkgassen virker mot både drivstempelet og stangen 41.
I den foran nevnte patentsøknad er angitt hvilke vilkår som må være oppfylt for at fullstendig bryting skal oppnås. Denne teori tår imidlertid ikke hensyn til den effekt som oppnås på grunn av kompresjon av det mellom fluidumstempelet og h-ullets bunn innesluttede luftvolum. For å undersøke denne virkning har man studert trykket i et simulert borehull. Det indikerte trykk er illustrert på fig. 10. Et vannstempel ble skutt inn i et 500 mm dypt, kraftig jernrør med en diameter på 23 mm og med lukket bunn. En kanon av den på fig. 1-5 viste type ble benyttet. Når vannsøylen traff
. rørets bunn, var den totale vannsøyles lengde ca. 800 mm. An-slagshastigheten mot bunnen var ca. 170 m/sek. Forholdet mellom pipens diameter og rørets innerdiameter var 0,956 i Det såkalte væskeslagtrykk p = p c v som frembringes i hullets bunn, blir ca. 2,4 kbar, i? på fig. 10.- Av fig. 10 fremgår at det faktiske trykk er høyere enn dette væskeslagtrykk. Denne forskjell turde forår-sakes av den eksplosjonsartede ekspansjon av det av vannsøylen i røret komprimerte luftvolum. Høyhastighets f ilming. av forløpet tyder på at den komprimerte luft er blitt opptatt og fordelt i
vannstempelet når. dette treffer rørets bunn. Slik det fremgår av fig. 10, overlagres den komprimerte luftsekspansjonsenergi på den i fluidumstempelet opplagrede energi. Det ér således åpenbart at eventuell komprimering av det innesluttede luftvolum i et borehull har en gunstig Innvirkning på bryteforløpet, i særdeleshet
for å frembringe de for fortsatt bryting nødvendige sprekker. Ved den på fig. 10 illustrerte trykkindikering var røret så kraftig at
det ikke; gikk istykker ved vannets anslag. I praksis vil trykk-bildet være mer komplisert. Spesielt gjelder at forekomsten ay •
naturlige sprekker i materialet reduserer og i visse tilfeller i det vesentlige helt eliminerer virkningen av luftens kompresjon. Likeså reduseres denne effekt av et mindre relativt arealforhold mellom fluidumstempel og hull.
I den nevnte patentsøknad er illustrert hvordan sprekk-utbredelsen kan prioriteres i forskjellige retninger 'for oppnåelse av rettet sprekkvirkning. Kanonen ifølge den foreliggende oppfinnelse kan med fordel monteres sammen med en konvensjonell fjellboremaskin på en rigg av den type.som er vist i den nevnte patentsøknad. Ved
en sådan rigg kan kanonen og fjellboremaskinen anordnes forskyvbare på materbjelken i dennes tverretning eller dreibare om en med materbjelken parallell akse.
En rekke prøver er blitt utført med de ovenfor beskrevne anordninger. Eksempelvis er blokker av kalkstein og granitt av størrelsesorden lm x lm ;< lm blitt sprengt med en kanon ifølge fig. 1-5. Et ca. 500 mm dypt hull med. diameter 2 3 mm ble boret i blokken. Pipens lengde var 30u mm. En sammenhengende vannsøyle med
en lengde på ca. 800 mm ble skutt mot hullets bunn med en anslags-hastighet på ca. 170 m/sek og'en bevegelsesenergi på ca. 6 kilo-joule. Avhengig av hullets stilling i forhold til inhomogeniteter i blokken ble disse sprengt fullstendig etter et varierende antall "skudd", som regel 1-3 stk. Dersom de ved første "skudd" frem-brakte sprekker ikke nådde en fri flate, forårsaket påfølgende "skudd" at sprekkene ble drevet videre.
I de viste utførelses former skytes fluidumstempelet inn i et boret hull. Dette gir den beste virkningsgrad.. Imidlertid kan i visse tilfeller bryting skje uten disse hull, idet kanonen rettes inn på passende måte i forhold til materialets konfigurasjon. Denne brytemetode stiller imidlertid større krav til operatørens dyktighet.
Fluidumets innføring.i pipen fra magasinet kan alterna-tivt kontrolleres med en konvensjonell ventil med en separat styre-krets..
Ifølge et annet alternativ kan fluiduminnføringen i pipen kontrolleres med et ventilorgan, eksempelvis en spreng-blokk, som er styrt av trykket i magasinet og^ innrettet til å settes ut av funksjon hår trykket overstiger en viss verdi. Spesielt kan et slikt ventilorgan utgjøres av en kapsel som inneholder et sprengstoff.
Den ifølge oppfinnelsen foreslåtte fremgangsmåte
for generering•av en bevegelsesmengde for et fluidum er generelt'tilpasningsbar og kan således også anvendes ved utrustninger for frembringelse av høy-hastighetsstråler.
Claims (18)
1. Fremgangsmåte ved bryting av et fast materiale, såsom fjell, ved hjelp av et forholdsvis inkompressabelt fluidum, såsom vann, idet fluidumet i form av et langstrakt masselegeme (11) bringes til anslag mot det for bryting beregnede materiale med en slik bevegelsesmengde at materialet brytes, karakterisert ved at den for bryting nødvendige bevegelsesmengde genereres ved at man først suksessivt tilfører fluidum til et magasin (18) mot innvirkning av en mot. fluidumet i magasinet (18) virkende trykkbe^-lastning, hvoretter fluidumet i magasinet, etter at tilstrekkelig fluidummengde er tilført til dette, under innvirkning av trykkbelastningen drives mot det for;bryting beregnede materiale.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at masselegemet (11) rettes inn i en uttagning i materialet, fortrinnsvis inn i et i materialet boret hull (12), for anslag mot en flate i denne.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at et ventilorgan (22, 28; 43, 45) under sluttfasen av bevegelsesmengdegenereringen omstilles på grunn av fluidumets tilførsel til magasinet (18), slik at fluidumet fra magasinet (18) innføres i en pipe (19) som retter fluidumet mot materialet.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at ventilorganets (22, 28) omstilling tilveiebringes ved at den som rørglider utformede pipe (19) forskyves i fluidumets akselerasjonsretning.
5. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at fluidumet påfylles ved hjelp av en kontinuerlig arbeidende pumpe (34) ..
6. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 2-5, karakterisert ved at masselegemet (11) formes slik at det i hovedsaken utfyller hullets frie tverrsnittsareal.
7. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at fludiumet i form av en vannsøyle akselereres til en hastighet som fortrinnsvis er" av størrelsesorden.
100 til 300 meter/sek.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at vannsøylen gis en lengde av 0,2 til 2,0 meter.
9. Anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge ett av kravene 1 - 8, for bryting av et fast materiale., såsom fjell, hvor brytingen utføres ved hjelp av et forholdsvis inkompressibelt fluidum, såsom vann, som i form av et langstrakt masselegeme rettes mot det for bryting beregnede materiale, k a-r akt e-r i s e r t ved at den omfatter et magasin (18) for lagring av
fluidumet, organer (15, 16) som er innrettet til å utøve en trykkbelastning på fluidumet i magasinet (18) , og organer for .suksessiv tilførsel av fluidum til magasinet mot innvirkning av trykkbelastningen, idet fluidumet i magasinet (18), etter at tilstrekkelig fluidummei.gde er tilført til dette, er innrettet til under innvirkning av trykkbelastningen å drives mot materialet.
10. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at den omfatter en innstillingsanordning for å rette fluidumet
mot en flate i en uttagning i materialet, fortrinnsvis et i materialet boret huil (12)..
11. Anordning ifølge krav 9 eller 10, karakterisert ved at det .trykkbelastningsutøvende organ utgjøres av en trykkgassf jaer (16)'.
12. Anordning ifølge ett av kravene 9 - 11,. karakterisert ved at den omfatter en pipe (19) for forming av fluidumet som et langstrakt masselegeme (11) og for retting av masselegemet (11), mot materialet, et ventilorgan ■( 22 , 28;.43 , 45) som er innrettet til å kontrollere innføringen av fluidumet i pipen (19) fra magasinet (18), og et på fluidumet i lagringskammeret virkende drivstempel (15)..
13. Anordning ifølge krav 12, karakterisert ved at drivstempelet (15) er innrettet til å bremses opp hydraulisk av fluidumet i magasinet (18) under sluttfasen av sitt arbeidsslag.
14. Anordning ifølge ett av kravene.9-13, karakterisert ved at den omfatter et ventilorgan .(22 , 28; '43, 45)
som under .sluttfasen av fluidumets tilførsel til magasinet (18) for generering av den. for bryting nødvendige bevegelsesmengde er innrettet til å omstilles på grunn av fluidumtilfø rselen., slik at det i magasinet (18) lagrede fluidum drives mot materialet.
15. '; Anordning ifølge ett av kravene 12- 14, karakterisert ved at pipen (19) er bevegelig i masselegemets (11) drivretning.
16. Anordning ifølge krav. 15, karakterisert ved at den bevegelige pipe (19) fungerer som rørglider for kontroll av fluidumets innføring i pipen.
17. Anordning ifølge krav -15 eller 16, karakterisert ved at pipen (19) er tilordnet styreorganer .'for styring av pipens frem- og tilbakegående bevegelse.
18. Anordning ifølge ett av kravene 12-17, karakterisert ved at drivstempelet (15) og pipen (19) er innrettet til i fellesskap å forflyttes i i forhold til drivstempelets arbeidsretnin.g motsatt retning ved fluidumets tilførsel til magasinet (18),.og at drivstempelet er tilordnet tetningsprganer for .
tettende samvirke med pipen under drivstempelets og pipens felles forflytning.
. 1'9. Anordning ifølge krav. 18, karakterisert ved et til pipen (19) tilordnet stopporgan (23) for begrensning av pipens tilbakeføring.
20. Anordning ifølge krav 19, karakterisert ved.at stopporganet (23) er aksialt forflyttbart i forhold til pipen (19) for regulering av den til magasinet (18) tilførte fluidummengde.
21.. Anordning ifølge ett av kravene 15 - 20, karakterisert ved ' at pipen (19) er innrettet til å bremses opp hydraulisk av fluidumet i magasinet (18)...
22. Anordning ifølge ett av kravene 12-14, karak-teriser^ ved at ventilorganet (43, 45) er innrettet til å omstilles av drivstempelet (15).
23. Anordning ifølge krav 22, . karakterisert ved at ventilorganet (43, 45) er av setetype og oppviser en fra <p> ipen (19) bakover utragende stang (41) som er forsynt med et stopp-anslag (42), og at drivstempelet (15) er forsynt med en anslags-
.- flate, som er innrettet til å samvirke med stoppanslaget étter en av
fluidumtilførsel til magasinet .(18) forårsaket forskyvning av driv-'stempelet (15), for derved å bringe ventilorganet til å heves fra
sitt sete.
24.. ,'Anordning .if ølge ett av kravene 10'- 23, k a r a k teriser.t. ved at masselegemet (11) er innrettet til i hovedsaken å utfylle hullets- (12) frie tverrsnittsareal.
2-5.. Anordning ifølge ett • av .kravene ,14 -24, k a r a k - ' terisert ved at.den omfatter en pumpe for kontinuerlig tilførsel av fluidum til magasinet ' (18-). / slik at en serie av masse-legemer (11) drives mot materialet .
26. Anordning ifølge ett av kravene 9-25, karakterisert ved at det langstrakte masselegeme utgjøres av vann med en lengde av 0,2.til 2,0 meter, og at det ved hjelp av trykkbelastningen er innrettet til å bringes til anslag mot materialet med' en hastighet av størrelsesorden 100 til 300 meter/sek...
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE7607337A SE7607337L (sv) | 1976-06-28 | 1976-06-28 | Sett och anordning for brytning av ett fast material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO771986L true NO771986L (no) | 1977-12-29 |
Family
ID=20328317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO771986A NO771986L (no) | 1976-06-28 | 1977-06-07 | Fremgangsm}te og anordning for bryting av et fast materiale, s}som fjell |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4195885A (no) |
| JP (1) | JPS6020556B2 (no) |
| AU (1) | AU509574B2 (no) |
| BR (1) | BR7704136A (no) |
| CA (1) | CA1072587A (no) |
| DE (1) | DE2728677A1 (no) |
| FI (1) | FI67743C (no) |
| FR (1) | FR2356806A1 (no) |
| GB (1) | GB1534663A (no) |
| IT (1) | IT1078903B (no) |
| NO (1) | NO771986L (no) |
| PL (1) | PL110029B1 (no) |
| SE (1) | SE7607337L (no) |
| SU (1) | SU722499A3 (no) |
| ZA (1) | ZA773479B (no) |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3045126A1 (de) * | 1980-11-29 | 1982-09-09 | Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia, 4670 Lünen | Brecheinrichtung zum aufbrechen grosser haufwerksstuecke an der streb-streckenuebergabe |
| CA1194985A (en) * | 1982-02-12 | 1985-10-08 | Eastman Kodak Company | Light detecting and measuring devices |
| SE443738B (sv) * | 1982-09-30 | 1986-03-10 | Atlas Copco Ab | Hydraulisk slaganordning som drives med vetskepelare |
| US4762277A (en) * | 1982-12-06 | 1988-08-09 | Briggs Technology Inc. | Apparatus for accelerating slugs of liquid |
| US4863101A (en) * | 1982-12-06 | 1989-09-05 | Acb Technology Corporation | Accelerating slugs of liquid |
| JPS60129391A (ja) * | 1983-12-15 | 1985-07-10 | 大成建設株式会社 | 海底岩盤の水圧破砕方法 |
| US4607792A (en) * | 1983-12-28 | 1986-08-26 | Young Iii Chapman | Oscillating pulsed jet generator |
| US4669783A (en) * | 1985-12-27 | 1987-06-02 | Flow Industries, Inc. | Process and apparatus for fragmenting rock and like material using explosion-free high pressure shock waves |
| US4753549A (en) * | 1986-08-29 | 1988-06-28 | Nlb Corporation | Method and apparatus for removing structural concrete |
| US4793734A (en) * | 1987-10-22 | 1988-12-27 | Nlb | Apparatus for removing structural concrete |
| DE3915933C1 (no) * | 1989-05-16 | 1990-11-29 | Schneider, Geb. Loegel, Francine, Ingwiller, Fr | |
| US5098163A (en) * | 1990-08-09 | 1992-03-24 | Sunburst Recovery, Inc. | Controlled fracture method and apparatus for breaking hard compact rock and concrete materials |
| DE4138420C2 (de) * | 1991-09-05 | 2001-03-08 | Faure Bertrand Sitztech Gmbh | Verstellbeschlag für Kraftfahrzeugsitze |
| US5308149A (en) * | 1992-06-05 | 1994-05-03 | Sunburst Excavation, Inc. | Non-explosive drill hole pressurization method and apparatus for controlled fragmentation of hard compact rock and concrete |
| DE4300191A1 (de) * | 1993-01-07 | 1994-07-14 | Klein Schanzlin & Becker Ag | Dichtung aus Metall |
| DE69628839D1 (de) * | 1995-08-04 | 2003-07-31 | Rocktek Ltd | Verfahren und vorrichtung zum kontrollierten sprengen von hartstein oder beton mittels einer kleinen ladung,wobei der boden des bohrloches unter explosiven druck gesetzt wird |
| ZA966727B (en) * | 1995-08-07 | 1997-02-18 | Bolinas Tech Inc | Method for controlled fragmentation of hard rock and concrete by the combination use of impact hammers and small charge blasting. |
| US5611605A (en) * | 1995-09-15 | 1997-03-18 | Mccarthy; Donald E. | Method apparatus and cartridge for non-explosive rock fragmentation |
| US6102484A (en) * | 1996-07-30 | 2000-08-15 | Applied Geodynamics, Inc. | Controlled foam injection method and means for fragmentation of hard compact rock and concrete |
| SE507084C2 (sv) * | 1997-06-18 | 1998-03-30 | Foersvarets Forskningsanstalt | Sätt att sprida vätskedimma |
| US6347837B1 (en) | 1999-03-11 | 2002-02-19 | Becktek Limited | Slide assembly having retractable gas-generator apparatus |
| US6339992B1 (en) | 1999-03-11 | 2002-01-22 | Rocktek Limited | Small charge blasting apparatus including device for sealing pressurized fluids in holes |
| US6375271B1 (en) | 1999-04-30 | 2002-04-23 | Young, Iii Chapman | Controlled foam injection method and means for fragmentation of hard compact rock and concrete |
| AUPQ591000A0 (en) | 2000-02-29 | 2000-03-23 | Rockmin Pty Ltd | Cartridge shell and cartridge for blast holes and method of use |
| AU2003200490B2 (en) * | 2002-02-20 | 2008-05-08 | Rocktek Ltd. | Apparatus and method for fracturing a hard material |
| US20040068897A1 (en) * | 2002-07-26 | 2004-04-15 | Buckner Lynn A. | Air over water demolition |
| FI117548B (fi) * | 2005-03-24 | 2006-11-30 | Sandvik Tamrock Oy | Iskulaite |
| US9039967B2 (en) | 2012-02-06 | 2015-05-26 | Hyprotek, Inc. | Antiseptic applicators and packaging techniques |
| CN104613299B (zh) * | 2015-02-04 | 2016-10-05 | 永州市鑫东森机械装备有限公司 | 劈裂机自动润滑装置 |
| CN105157493B (zh) * | 2015-09-30 | 2016-08-24 | 马卫国 | 一种爆破用膨胀管及其爆破方法 |
| CN112610235B (zh) * | 2020-12-24 | 2023-06-20 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种适用于tbm的即插即用式水射流辅助破岩设备 |
| CA3204933A1 (en) * | 2021-01-15 | 2022-07-21 | Chapman Young Iii | Borehole sealing and improved foam properties for controlled foam injection (cfi) fragmentation of rock and concrete |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US999000A (en) * | 1910-12-23 | 1911-07-25 | Gewerkschaft Dorstfeld | Rock loosening and impregnating device. |
| US3412554A (en) * | 1965-05-05 | 1968-11-26 | Inst Gidrodinamiki Sibirskogo | Device for building up high pulse liquid pressures |
| US3521820A (en) * | 1967-01-31 | 1970-07-28 | Exotech | Hydraulic pulsed jet device |
| US3520477A (en) * | 1968-02-23 | 1970-07-14 | Exotech | Pneumatically powered water cannon |
| US3601988A (en) * | 1969-10-28 | 1971-08-31 | German Petrovich Chermensky | Device for building-up fluid pressure pulses |
| US3605916A (en) * | 1969-11-18 | 1971-09-20 | Bogdan Vyacheslavovich Voitsek | Hydraulic hammer |
| US3601987A (en) * | 1969-12-24 | 1971-08-31 | German Petrovich Chermensky | Device for building-up fluid pressure pulses |
| US3687008A (en) * | 1971-02-01 | 1972-08-29 | W J Savage Co Inc | Pressure fluid controlled reciprocating mechanism |
| US3704966A (en) * | 1971-09-13 | 1972-12-05 | Us Navy | Method and apparatus for rock excavation |
| US3881554A (en) * | 1973-05-25 | 1975-05-06 | William C Cooley | Mechanically actuated hammer and bit assembly therefor |
| US3841559A (en) * | 1973-10-18 | 1974-10-15 | Exotech | Apparatus for forming high pressure pulsed jets of liquid |
| SE395503B (sv) * | 1975-09-19 | 1977-08-15 | Atlas Copco Ab | Sett och anordning for brytning av ett fast material |
| US4177926A (en) * | 1978-03-30 | 1979-12-11 | The Toro Company | Water accumulator-distributor for agricultural sprinkler |
-
1976
- 1976-06-28 SE SE7607337A patent/SE7607337L/xx unknown
-
1977
- 1977-06-07 NO NO771986A patent/NO771986L/no unknown
- 1977-06-08 CA CA280,106A patent/CA1072587A/en not_active Expired
- 1977-06-09 ZA ZA00773479A patent/ZA773479B/xx unknown
- 1977-06-10 US US05/805,520 patent/US4195885A/en not_active Expired - Lifetime
- 1977-06-14 AU AU26052/77A patent/AU509574B2/en not_active Expired
- 1977-06-14 IT IT49816/77A patent/IT1078903B/it active
- 1977-06-23 FI FI771980A patent/FI67743C/fi not_active IP Right Cessation
- 1977-06-24 GB GB26541/77A patent/GB1534663A/en not_active Expired
- 1977-06-24 BR BR7704136A patent/BR7704136A/pt unknown
- 1977-06-25 DE DE19772728677 patent/DE2728677A1/de not_active Ceased
- 1977-06-25 PL PL1977199149A patent/PL110029B1/pl unknown
- 1977-06-27 SU SU772498147A patent/SU722499A3/ru active
- 1977-06-27 JP JP52075633A patent/JPS6020556B2/ja not_active Expired
- 1977-06-28 FR FR7719831A patent/FR2356806A1/fr active Granted
-
1979
- 1979-11-13 US US06/093,910 patent/US4289275A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4195885A (en) | 1980-04-01 |
| AU2605277A (en) | 1978-12-21 |
| JPS532302A (en) | 1978-01-11 |
| GB1534663A (en) | 1978-12-06 |
| FI67743C (fi) | 1985-05-10 |
| IT1078903B (it) | 1985-05-08 |
| BR7704136A (pt) | 1978-03-28 |
| PL110029B1 (en) | 1980-06-30 |
| FR2356806B1 (no) | 1983-07-29 |
| FI67743B (fi) | 1985-01-31 |
| ZA773479B (en) | 1978-04-26 |
| PL199149A1 (pl) | 1978-02-27 |
| SE7607337L (sv) | 1977-12-29 |
| US4289275A (en) | 1981-09-15 |
| DE2728677A1 (de) | 1978-01-05 |
| CA1072587A (en) | 1980-02-26 |
| AU509574B2 (en) | 1980-05-15 |
| JPS6020556B2 (ja) | 1985-05-22 |
| SU722499A3 (ru) | 1980-03-15 |
| FR2356806A1 (fr) | 1978-01-27 |
| FI771980A7 (no) | 1977-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO771986L (no) | Fremgangsm}te og anordning for bryting av et fast materiale, s}som fjell | |
| US5927329A (en) | Apparatus for generating a high-speed pulsed fluid jet | |
| CA1095093A (en) | Method and device for breaking a hard compact material | |
| JP4551960B2 (ja) | 掘削機 | |
| US9057262B2 (en) | Hyper-pressure pulse excavator | |
| NO142926B (no) | Fremgangsmaate og anordning for bryting av et fast materiale, saasom fjell. | |
| US4264107A (en) | Demolition tool for breaking solid materials | |
| JPH05503042A (ja) | 液圧駆動反復衝撃ハンマ | |
| CN108317923A (zh) | 一种弹丸式炮孔封堵枪及使用方法 | |
| CN108507427A (zh) | 一种连发炮孔封堵枪及其使用方法 | |
| NO761242L (no) | ||
| AU2013295512B2 (en) | Hyper-pressure pulse excavator | |
| NO763071L (no) | Fremgangsm}te og anordning for bryting av et fast materiale, s}som fjell. | |
| RU2703029C1 (ru) | Устройство для поинтервального гидроразрыва прочных горных пород | |
| CN111520076A (zh) | 一种高压脉冲聚能射流发生系统及其使用方法 | |
| US4103971A (en) | Method for breaking rock by directing high velocity jet into pre-drilled bore | |
| SU1452968A1 (ru) | Устройство ударного действи дл механогидравлического разрушени горных пород | |
| CN119754765B (zh) | 一种液氮射流联合粒子冲击的破岩装置及破岩方法 | |
| RU2652730C1 (ru) | Гидравлическое ударно-скалывающее устройство | |
| RU51108U1 (ru) | Герметизатор скважин | |
| UA129492C2 (uk) | Спосіб та пристрій дегазації вугільних пластів | |
| SU909043A1 (ru) | Установка дл бестраншейной прокладки труб одновременным продавливанием и забивкой | |
| CA1214796A (en) | Tool and method for breaking rock and similar material | |
| UA123192C2 (uk) | Занурювальний гідроударник | |
| UA123191C2 (uk) | Занурювальний гідроударник і спосіб його роботи |