Разрушение с помощью термогазоструйных горелок (часть 1)

В последнее время в отечественной и зарубежной практике получило широкое применение разрушение горных пород с помощью термогазоструйных горелок, разработанных в КазГТИ (ТР-14/22-5м, ТУБР-7м, ТР-35, БВР-60,ТРВ-12), Харьковском авиационном институте (Т-3, Т-5, ТРВ-1), Ленинградском техническом университете (ЛТ-1, ЛТ-4, ЛТ-6). В табл. 10.3 представлены технические характеристики отдельных конструкций терморезаков.

Мощный локальный нагрев некоторых пород горелками вышеуказанного типа приводит к их эффективному разрушению. Этот метод находит применение при отрезании блоков от массива, поверхностной обработке камня, бурении. Механизм разрушения горных пород носит характер поверхностного шелушения, когда за счет сгорания теплоносителя осуществляется неравномерный прогрев обрабатываемой поверхности, и за счет возникающих напряжений при тепловом расширении кристаллов или зерен, слагающих породу, происходит их вспучивание и отделение.
Производительность огнеструйного резания камня зависит от содержания в породе темноцветных минералов; коэффициента равномерности распределения минералов; предела прочности породы при сжатии и растяжении; конструктивных и режимных параметров терморезаков, к которым прежде всего следует отнести внутрикамерное давление, скорость истечения газовой струи, величину удаления сопла от поверхности разрушения, тип теплоносителя, профессиональное мастерство оператора.
В этом параграфе рассматривается только ручной термоинструмент, который рекомендуется использовать в полевых условиях для отбора проб. Огнеструйные инструменты по характеру их применения в различных технологических процессах разделяют на термоотбойники и терморезаки. Термоотбойники применяются для обработки камня, а терморезаки — для проходки щелевых выработок. На рис. 10.8 представлена схема терморезака ТР-35, предназначенного для резки щелей в массиве.

Он состоит из штанги с горелкой и дроссельной коробки. Штанга, в зависимости от глубины прорезаемых щелей, может иметь длину от 0,5 до 4 м. Резак рассчитан на ручное управление. Дроссельная коробка включает в себя два вентиля управления — расходом горючего (керосин, бензин) и окислителя (кислород, воздух), а также устройство для защиты от обратных ударов. Горелка терморезака выполнена совместно со штангой и состоит из камеры сгорания 3, наружного кожуха 2, сопла Ловаля 1, форсунки 4 и распределительной головки 5, на которой монтируются все детали горелки. К распределительной головке с одной стороны подсоединяется штанга, которая служит каналом для подвода охлаждающей воды. Внутри штанги проходят две трубки 6 для подачи горючего и окислителя. Такая система подвода топливных компонентов обеспечивает повышенную безопасность в случае нарушения герметичности магистралей, так как вода препятствует их непосредственному смешиванию. Форсунка 4 центробежного типа, которая крепится на распределительной головке 5 гайкой, закручивает проходящие потоки горючего и окислителя, что способствует лучшему их перемешиванию. После охлаждения камеры вода отводится по трубке, проходящей через штангу, и выбрасывается у дроссельной коробки.

---