×
20.12.2015
216.013.9a45

СПОСОБ УДАРНОГО РАСПИЛИВАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к горной промышленности, а именно к промышленности строительных материалов, в частности к технологическим процессам по добыче и распиливанию блоков природного камня. Техническим результатом является повышение скорости отделения блоков от массива либо разделки блоков на плиты-заготовки путем уменьшения толщины пропила до 8-30 мм и улучшение качества распиленных поверхностей. Способ включает прижатие зубчатой пилы к распиливаемой породе, совершение пилой возвратно-поступательных движений и нанесение ударов в процессе движения пилы. Причем прижатие пилы осуществляют непрерывно, а удары наносят по верхней части пилы, при этом силу и частоту ударов определяют из физико-механических свойств распиливаемой породы. Также предложено устройство для ударного распиливания. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к промышленности строительных материалов, в частности к технологическим процессам по добыче и распиливанию блоков природного камня.

Известен способ обычного распиливания горных пород зубчатыми пилами. Сущность этого способа заключается в выпиливании блоков из массива горных пород малой крепости и распиливании этих блоков на плиты с помощью пил, представляющих собой закаленную металлическую полосу с нарезанными зубьями треугольной или близкой к треугольной форме или с напаянными в корпус пилы твердосплавными режущими элементами [1].

Один из вариантов этого способа пиления реализовывался вручную с помощью рабочих-распиловщиков, которые сообщали пиле возвратно-поступательные движения и создавали усилие прижима зубьев пилы ко дну пропила блока [1]. Другой, современный вариант штрипсового станка, заключается в том, что возвратно-поступательные движения пилы создаются за счет привода с кривошипно-шатунным механизмом [1]. Траектория движения пилы может быть прямолинейной или криволинейной. Прямолинейные движения обеспечивают горизонтальные направляющие, по которым перекатываются ролики пилы. Криволинейное движение может создаваться различными механизмами. Вертикальная подача осуществляется за счет привода со встроенными в колонны станка парами «ходовой винт - ходовая гайка» либо с цепной подачей.

Основными параметрами рабочего процесса обычного распиливания горных пород являются: скорость и усилие подачи возвратно-поступательного движения пилы, усилие прижатия пилы ко дну пропила. Рабочий процесс при обычном распиливании характеризуется сколом и резанием рабочей поверхности горной породы вследствие возвратно-поступательного движения пилы.

Недостатком способа выпиливания и распиливания блоков с помощью зубчатых пил является то, что рабочий процесс происходит с очень низкой производительностью по породам средней крепости и крепким типа «мрамор» и «гранит».

Наиболее близким по сущности и достигаемому результату является способ резки камней зубчатой пилой, совершающей возвратно-поступательные движения вдоль пропила и ударно-колебательные движения, направленные нормально пропилу, при этом, с целью повышения эффективности резки, частоту ударных импульсов соразмеряют со скоростью движения полотна так, чтобы удары приходились на край скола материала от предыдущего удара [2].

Недостатком данного способа является неполное использование энергии ударных нагрузок вследствие отскока пилы от дна пропила после нанесения удара. При этом также прерывается процесс резания породы, а ее разрушение происходит в основном за счет выкрашивания и скалывания, что в свою очередь требует увеличение энергии ударов и негативно сказывается на качестве распиленной поверхности.

Целью предлагаемого изобретения является создание способа добычи блоков природного камня, позволяющего увеличить выход товарной продукции и уменьшить затраты на ее последующую обработку, а также повысить скорость отделения блоков от массива либо разделки блоков на плиты-заготовки, особенно для крепких и сверхкрепких пород, путем улучшения качества распиленных поверхностей (снижение количества трещин, выколов и сколов) и увеличения скорости распиливания при снижении энергоемкости рабочего процесса.

Поставленная задача достигается за счет совмещения процесса пиления с постоянным прижимом пилы ко дну пропила и ударного разрушения горных пород.

Происходит это следующим образом, пилу, совершающую возвратно-поступательные движения в распиливаемой породе непрерывно прижимают к пропилу при помощи специальных устройств, например передачи «винт-гайка», либо пневмоцилиндров или гидроцилиндров, либо собственного веса конструкции, регулируемого противовесами, одновременно нанося удары по верху пилы с определенной частотой и усилием, для чего используют ударное устройство. Генерируемые устройством ударные волны проходят в полотно пилы, зубья пилы и затем в породу. Для достижения наилучшего результата усилие наносимых ударов выбирают исходя из физико-механических свойств распиливаемой породы. При этом совместно происходят три процесса по разрушению горной породы: выкалывание рабочей поверхности горной породы вследствие ударных нагрузок, скол и резание рабочей поверхности горной породы вследствие возвратно-поступательного движения пилы. Непрерывность прижатия пилы к пропилу приводит к увеличению количества проходящих в породу ударных волн и, как следствие, к образованию устойчивой зоны уплотнения, что и обеспечивает резкое увеличение эффективности процесса разрушения и позволяет повысить скорость распиливания горных пород.

Таким образом, основными параметрами рабочего процесса ударного распиливания являются: энергия удара и частота ударов ударного устройства, скорость и усилие подачи возвратно-поступательного движения пилы, усилие прижатия пилы ко дну пропила. При этом энергоемкость процесса ударного распиливания ниже, чем у способа резки камней и способа обычного распиливания, описанных выше, а производительность выше.

В связи с тем, что ударные волны, формируемые корпусом пилы в поперечном сечении, имеют малое рассеяние при прохождении из зубьев в разрушаемую породу в зоне контакта, резко снижается образование боковых трещин, что позволяет получать при выпиливании блока или плиты-заготовки более ровные поверхности, что положительно влияет на качество изготовления и увеличивает выход готовой продукции.

Способ ударного распиливания может быть осуществлен путем применения следующего устройства, представленного на фиг. 1, 2, 3.

Основу конструкции устройства для распиливания блоков горных пород составляет рама 1, установленная на опорах 2. К раме крепится механизм вертикальной подачи 3, который осуществляет перемещение траверсы 4 по направляющим 5. На траверсе расположен механизм горизонтальной подачи 6, сообщающий возвратно-поступательное движение ударному узлу 7, и перемещающийся по направляющим траверсы 8. Ударный узел включает в себя ударное устройство 9, служащее для генерации ударных волн, которые после удара проходят в волновод 10, затем в зубчатую пилу 11. Между волноводом и пилой для лучшего прохождения ударных волн целесообразно устанавливать переходник 12, который нежестко закрепляют на верхней части пилы. Пила устанавливается на упоры 13, прикрепленные к траверсе, и закрепляется нежестко фиксаторами 14.

Конструкция устройства для выпиливания блоков горных пород из массива 25 (фиг. 3) отличается тем, что горизонтальная подача осуществляется за счет возвратно-поступательного перемещения роликовой каретки 20 по двум двутавровым направляющим 21 с помощью привода 18 с механизмом подачи 19. Направляющие 21 снабжены ограничителями хода 22 и установлены на уступе карьера. На каретке 20 установлены две стойки 23, к которым крепится рама 1 устройства для ударного распиливания. Ударный узел с пилой может также осуществлять рабочий процесс в горизонтальной плоскости и осуществлять горизонтальные пропилы. В этом случае будет осуществляться горизонтальная подача с помощью механизма 3.

Для обеспечения процесса прижима пилы ко дну пропила могут быть использованы передача «винт-гайка» 3 (фиг. 1), либо пневмоцилиндры или гидроцилиндры 3 (фиг. 3), либо собственный вес конструкции, регулируемый с помощью противовесов 17 (фиг. 2).

Устройство работает следующим образом. С помощью механизма вертикальной подачи пилу перемещают в верхнее положение (позицию 1 на фиг. 1 и 3). Под пилу на рабочую площадку 15 устанавливается распиливаемый блок 16, затем опускают пилу с ударным узлом до контакта с распиливаемым блоком. В случае выпиливания блоков на карьере пила устанавливается на размеченную линию пропила горизонтальной или вертикальной площадки уступа. После выполнения данной операции производится запиливание до образования пропила. Для этого сначала включают ударное устройство 9, затем включают механизм горизонтальной подачи 6 (фиг. 1 и 2) или 18 и 19 (фиг. 3), сообщающий возвратно-поступательное движение ударному узлу 7 с пилой 11. Частота и энергия удара устройства в начале рабочего процесса должны быть минимальными, но достаточными для образования качественного пропила. Также перед рабочим процессом вдоль линии будущего пропила для препятствия отклонения пилы от вертикального положения устанавливаются ограничители, не показанные на фигурах. Также конструкция устройства может включать в себя ограничители 24 в виде направляющих (фиг. 3), предотвращающие различные отклонения пилы. После образования пропила ударное устройство переводят в рабочий режим, рассчитанный на соответствующие физико-механические свойства распиливаемой породы. В конечной стадии процесса распиливания блока снижают частоту и энергию удара устройства с целью предотвращения образования крупной магистральной трещины.

Ударный узел может включать в себя один или несколько ударных устройств и, соответственно, может быть одно- или многомодульным. Количество ударных устройств и их положение зависят от длины и высоты рабочего органа (пилы) и рассчитывается по формуле

где

где Nуд - расчетное число ударных устройств (округляется до ближайшего большего целого значения); Lпилы, Нпилы - соответственно длина и высота пилы, м; L1УД - зона действия одного ударного устройства по длине пилы, м (см. фиг. 4); α1уд - угол рассеяния ударной волны в корпусе пилы по длине, α1уд=36°; Δα1уд - отклонение угла α1уд от среднего значения, Δα1уд=±3°. Полученное значение Nуд округляется до ближайшего большего целого значения. На фиг. 4 обозначены цифрами 11 - зубчатая пила, 9 - ударное устройство. Расстояние между соседними ударными узлами должно быть не более L1уд. Расстояние от края пилы до ближнего ударного узла должно быть не более L1уд/2.

Использование предлагаемого способа и устройства позволяет повысить производительность операции по выпиливанию из массива блоков средней крепости, крепких и в высшей степени крепких горных пород, а также распиливанию этих блоков на толстомерные плиты. При этом получается хорошее качество боковых граней, на них практически не образуется трещин во время операции. Данное обстоятельство особенно важно при выпиливании блоков ценных (редких) пород.

Изобретенный способ может быть применен, например, на карьере месторождения гранита «Калгувара» при выпиливании блоков гранита из массивов и на Московском камнеобрабатывающем комбинате в городе Долгопрудном Московской области при распиливании гранитных блоков на плиты-заготовки.

Объем добываемых блоков на карьере составляет от 1 до 8 м3, что соответствует I, II и III группам классификации.

Наличие на месторождении крутопадающих систем трещин является определяющим фактором для выбора направления подвигания фронта добычных работ - с юга на север, при отработке забоев - с востока на запад.

Граниты месторождения Калгувара характеризуются высоким пределом прочности при сжатии порядка σсж=145-150 МПа.

На карьере «Калгувара» распиловочное оборудование располагается на горизонте с отметкой +173 м. Перед началом ведения распиловочных работ с помощью устройства ударного распиливания подготавливается буровзрывным способом рабочий уступ с углом откоса 90°. Высота уступа составляет 1,4-2,4 метра в зависимости от необходимой высоты блока. Верхняя и нижняя площадки уступа должны быть выровнены с целью размещения на них необходимого для работы оборудования. Ширина площадки на нижнем и верхнем уступе для размещения оборудования должна быть не менее 7-8 метров, длина - не менее 14-15 метров. На нем расположены: устройство ударного распиливания, компрессорная или насосная (в зависимости от вида используемой энергии) со шлангами.

Для осуществления процесса выпиливания блоков горных пород из массива используют 2 комплекта устройств ударного распиливания с оборудованием, обеспечивающим рабочий процесс. Первый комплект располагается на нижнем уступе, второй - на верхнем.

Технологические операции выполняются в следующей последовательности. Устройство, размещенное на нижнем уступе, выполняет горизонтальный подрезной пропил внизу уступа. Затем устройство, расположенное на верхнем уступе, выполняет вертикальные поперечные и продольные пропилы.

Привод устройства ударного распиливания может быть полностью пневматическим и работать от компрессорной станции или пневмоэлектрическим, т.е. компрессор питает ударное устройство и пневмоцилиндры подачи пилы в пропилы, а дизель-генератор - систему возвратно-поступательных перемещений пилы.

Применение данной технологии позволяет повысить выход товарных блоков не менее чем на 20% по отношению к буровзрывному способу, применяемому на карьерах в настоящее время, и на 5-10% по отношению к ударно-врубовым станкам (ченнелерам). К тому же, сокращаются затраты на придание товарным блокам правильной геометрической формы перед дальнейшей обработкой.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Сычев Ю.И., Берлин Ю.Я. Распиловка камня. - М.: Стройиздат, 1989, с. 6, с. 63, с. 128.

2. Авторское свидетельство СССР №105819 А1, 1957. (прототип).


СПОСОБ УДАРНОГО РАСПИЛИВАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ УДАРНОГО РАСПИЛИВАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ УДАРНОГО РАСПИЛИВАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ УДАРНОГО РАСПИЛИВАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ УДАРНОГО РАСПИЛИВАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ УДАРНОГО РАСПИЛИВАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 91-100 из 228.
27.06.2014
№216.012.d741

Дуговая сталеплавильная печь с дожиганием горючих газов

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при электроплавке металлизованных окатышей в дуговых сталеплавильных печах с дожиганием горючих газов над ванной вблизи зоны отсоса отходящих газов из агрегата. Дуговая сталеплавильная печь содержит корпус с ванной металла и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520883
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d76b

Способ дожигания горючих газов в дуговой печи

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее, к способам дожигания горючих газов в дуговых сталеплавильных печах, использующих металлизованные окатыши или брикеты для выплавки стали.В способе осуществляют подачу в рабочее пространство дуговой печи закрученного потока кислорода,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520925
Дата охранного документа: 27.06.2014
20.07.2014
№216.012.ddd3

Полимерная композиция для радиаторов охлаждения светоизлучающих диодов (сид) и способ ее получения

Изобретение относится к области электрорадиотехники, а именно к технологии разработки полимерных композиций для охлаждающих элементов, таких как радиаторы светоизлучающих диодов. Композиция содержит полимерную матрицу из полипропилена и смесь углеродных волокон и углеродных нанотрубок с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522573
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.deff

Установка для извлечения золота из руд и концентратов

Изобретение относится к гидрометаллургии. Установка для выщелачивания золота из руд и концентратов, содержащая емкость с патрубками загрузки и выгрузки обрабатываемого материала и патрубком ввода раствора цианида и циркуляционный насос, отличающаяся тем, что она снабжена по меньшей мере одним...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522873
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.df2f

Способ извлечения золота из руд и концентратов

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов. Способ извлечения золота из руд и концентратов включает загрузку в реактор предварительно измельченного исходного сырья и его обработку раствором цианида с циркуляцией пульпы и диспергированием путем подачи сжатого воздуха....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522921
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.df30

Способ внутреннего азотирования ферритной коррозионно-стойкой стали

Изобретение относится к области металлургии, а именно к химико-термической обработке, в частности к азотированию сталей в газовой среде, и может быть использовано для упрочнения стальных деталей, работающих при относительно высоких температурах 500-700С, в том числе в коррозионной среде....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522922
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.dfaf

Способ получения отливок сплавов на основе гамма алюминида титана

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения отливок сплавов на основе гамма алюминида титана, и может быть использовано при получении изделий ответственного назначения, работающих при температурах до 700°C, в частности лопаток газотурбинных двигателей. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523049
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.07.2014
№216.012.e489

Способ изготовления алмазного инструмента на гальванической связке

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении алмазного инструмента на гальванической связке, преимущественно для обработки хрупких неметаллических материалов. На корпусе инструмента закрепляют крупные алмазные зерна первым слоем связки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524295
Дата охранного документа: 27.07.2014
27.07.2014
№216.012.e5f0

Многокомпонентное биоактивное нанокомпозиционное покрытие с антибактериальным эффектом

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к биосовместимым износостойким нанокомпозиционным тонкопленочным материалам, используемым в качестве покрытий при изготовлении имплантатов, предназначенных для замены поврежденных участков костной ткани. Покрытие выполнено на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524654
Дата охранного документа: 27.07.2014
10.08.2014
№216.012.e70c

Способ формирования высококачественных моп структур с поликремниевым затвором

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано для создания высококачественных мощных ДМОП транзисторов, КМОП интегральных схем, ПЗС-приборов. Способ включает операцию термического отжига МОП структур в температурном диапазоне от 600-850°С в электрическом поле...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524941
Дата охранного документа: 10.08.2014
Показаны записи 91-100 из 229.
20.06.2014
№216.012.d4c4

Способ получения тонкопленочных полимерных нанокомпозиций для сверхплотной магнитной записи информации

Изобретение относится к области магнитной записи информации, конкретно к способу получения пленок для магнитной записи информации. Способ получения полимерных нанокомпозиций в виде тонких пленок для сверхплотной записи информации включает получение прекурсора, состоящего из поливинилового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520239
Дата охранного документа: 20.06.2014
20.06.2014
№216.012.d4cf

Сплав на основе гамма алюминида титана

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе гамма-алюминида титана и может быть использовано при получении изделий ответственного назначения, работающих при температурах до 800°C, в частности лопаток газотурбинных двигателей. Способ получения сплава на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520250
Дата охранного документа: 20.06.2014
27.06.2014
№216.012.d741

Дуговая сталеплавильная печь с дожиганием горючих газов

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при электроплавке металлизованных окатышей в дуговых сталеплавильных печах с дожиганием горючих газов над ванной вблизи зоны отсоса отходящих газов из агрегата. Дуговая сталеплавильная печь содержит корпус с ванной металла и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520883
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d76b

Способ дожигания горючих газов в дуговой печи

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее, к способам дожигания горючих газов в дуговых сталеплавильных печах, использующих металлизованные окатыши или брикеты для выплавки стали.В способе осуществляют подачу в рабочее пространство дуговой печи закрученного потока кислорода,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520925
Дата охранного документа: 27.06.2014
20.07.2014
№216.012.ddd3

Полимерная композиция для радиаторов охлаждения светоизлучающих диодов (сид) и способ ее получения

Изобретение относится к области электрорадиотехники, а именно к технологии разработки полимерных композиций для охлаждающих элементов, таких как радиаторы светоизлучающих диодов. Композиция содержит полимерную матрицу из полипропилена и смесь углеродных волокон и углеродных нанотрубок с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522573
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.deff

Установка для извлечения золота из руд и концентратов

Изобретение относится к гидрометаллургии. Установка для выщелачивания золота из руд и концентратов, содержащая емкость с патрубками загрузки и выгрузки обрабатываемого материала и патрубком ввода раствора цианида и циркуляционный насос, отличающаяся тем, что она снабжена по меньшей мере одним...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522873
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.df2f

Способ извлечения золота из руд и концентратов

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов. Способ извлечения золота из руд и концентратов включает загрузку в реактор предварительно измельченного исходного сырья и его обработку раствором цианида с циркуляцией пульпы и диспергированием путем подачи сжатого воздуха....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522921
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.df30

Способ внутреннего азотирования ферритной коррозионно-стойкой стали

Изобретение относится к области металлургии, а именно к химико-термической обработке, в частности к азотированию сталей в газовой среде, и может быть использовано для упрочнения стальных деталей, работающих при относительно высоких температурах 500-700С, в том числе в коррозионной среде....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522922
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.dfaf

Способ получения отливок сплавов на основе гамма алюминида титана

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения отливок сплавов на основе гамма алюминида титана, и может быть использовано при получении изделий ответственного назначения, работающих при температурах до 700°C, в частности лопаток газотурбинных двигателей. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523049
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.07.2014
№216.012.e489

Способ изготовления алмазного инструмента на гальванической связке

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении алмазного инструмента на гальванической связке, преимущественно для обработки хрупких неметаллических материалов. На корпусе инструмента закрепляют крупные алмазные зерна первым слоем связки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524295
Дата охранного документа: 27.07.2014
+ добавить свой РИД