175873. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés kemény, tömör anyag, például szikla széttörésére
5 175873 o energiáját folyamatosan felemésztjük. Azonban a hasadások folyamatos terjedéséhez egyre kisebb és kisebb nyomás szükséges, mivel a hasadások felülete nő. A teljes széttörés akkor következik be, ha legalább három hasadás addig terjed, amíg azok szabad felületen haladnak át, azaz az anyag környezetét elérik. A teljes széttöréshez ezért egyfelől a zsákfuratban elegendően nagy nyomás - azaz a közegdugattyú bizonyos minimális sebessége -, másrészt elegendő mennyiségű közeg szükséges, úgyhogy elég hasadás alakulhasson ki a szabad felszín irányában, amivel a széttörés létrejön. Mivel a közegdugattyú átmérője közel megegyezik a furat átmérőjével, az utóbbi igény azt jelenti, hogy a közegdugattyúnak olyan hosszúnak kell lennie , amely meghalad egy bizonyos értéket, ez pedig függ a furat mélységétől, a terheléstől és a furatok közötti térköztől vagy távolságtól. A közeghenger kinetikai energiáját a következő egyenlettel fejezhetjük ki: E = (? /2 A L V2 ahol Q — a közegdugattyú fajsúlya, A — a közegdugattyú keresztmetszetterülete, L — a közegdugattyú hossza, és V — a közegdugattyú sebessége. Ezzel a teljes leválasztás vagy széttörés feltétele - a közegdugattyú bizonyos sebességéhez és bizonyos kinetikai energiájához tartozó igény meghatározásával — kifejezhető. A gyakorlatban a zsákfuratban szükséges nyomást, valamint a szükséges energiát számos más tényező is befolyásolja. A szükséges nyomás általában az anyagban létrejött természetes hasadásképződések megléte esetén kisebb, viszont ugyanakkor nagyobb közegmennyiséget, azaz nagyobb energiamennyiséget kell betáplálni, hogy ezeken a természetes hasadásokon át történő kiömlést ellensúlyozzuk. Továbbá nagyobb nyomás és több energia szükséges a hasadékok kihajtásához, ha erősebben zsugorodott áz anyag. Például szikla széttöréséhez kráter robbantásnál nagyobb nyomás és több energia szükséges, mint szénpad robbantásánál. A közeghenger sebességének alkalmazott értéke szokás szerint 100-300 m/sec. a kinetikai energia alkalmazott értéke pedig tipikusan 500—20 000 joule. Amikor a találmányt a gyakorlatban alkalmazzuk, általában kívánatos, hogy a hasadások a zsákfurat fenekétől induljanak ki és hogy ezek onnan tovább terjedjenek, úgyhogy a lehető legtöbb anyagot lazítsák meg. Ezzel kapcsolatban azonban két nehézség lép fel- Ha az anyag egyenletes szilárdságú és ha a furatot éles átmenet nélkül készítettük — amely helyi feszültséggyűjtő —, akkor a hasadások véletlenszerűen a furatban, a nyomás teljes hatáskörzetéből indulnak ki. A furat szájához közel levő hasadások azután könnyebben továbbterjednek, uh vei a hasadás és a zsákfurat szája közötti vékonyabb anyagréteg alakításához kisebb erő szükséges. Az eredmény pedig az, hogy a furat nem teljes mélységében törik szét. Ezt a nehézséget úgy küszöbölhetjük ki, ha olyan furatot készítünk, amelynél a fenék és a fal közötti átmenet éles. Ezzel helyi feszültséggyűjtőt képezünk, ami azt jelenti, hogy nyomás hatására a hasadások ebből a zónából indulnak ki és terjednek tovább. Ennek előfeltétele, hogy a fennmaradó anyag homogén és azonos szilárdságú legyen. Azonban, a gyakorlatban ez ritkán fordul elő, különösen nincs ez így szikla széttörésénél, ahol öregebb, természetes úton létrejött hasadások megléte zavarja a folyamatot. Ennek a két nehézségnek a kiküszöbölése úgy történik, hogy a hüvelyt legalább a mélység feléig a furatba helyezzük. A hasadékok továbbterjedése azután, - amely hasadások a furat fenekének környékén vannak -, előbb történik, mivel a közegnek meö kell fordulnia és le kell győznie az áramlási ellenállást, mielőtt azokat a hasadásokat elérheti, amelyek a hüvely száján kívül helyezkednek el. A széttörésnek ilyen módját a 3. ábrán tüntettük fel, ahol a találmány szerinti megoldás példaként) kiviteli alakja látható. Itt a 12 zsákfurat a 10 puskához képest tetszés szerinti irányban készíthető. A ,10 puska hüvelyét 20 csőként jelöltük. A 10 puska további részei megegyeznek a 2. ábra szerintivel. Az előnyösen flexibilis 20 cső a 12 furatba van helyezve. A 11 közegdugattyút a furat fenekének irányában a 16 terhelőkamrában levő nyomógázzal gyorsítjuk fel. A közegdugattyú és a furat feneke által bezárt térfogatot jelen esetben 22 furaton át szellőztetjük ki. De eljárhatunk úgy is, hogy a kiszellőztetést a 20 cső és a furat fala között a cső külső oldala mentén végezzük. A 20 cső külső átmérője következésképpen kisebb, mint a furat átmérője, amely furat legalább mellső végén külső központosító peremmel van ellátva. Továbbá, a kilevegőztetés megoldható olyan levegőelszívó készülékkel is, amely a 20 cső körül az előre elkészített furat nyílásánál van elrendezve. A 12 furatban a 20 cső tengelyhelyzete változtatható. A 20 cső szája pedig éppen a furat nyílásával szemben helyezhető el. Az 1. ábra szerinti 10 puskának a 13 hüvelyét a 12 furatba változó furatmélységgel illeszthetjük. A kiszellőztetés a 3. ábrával kapcsolatosan említett bármelyik megoldással történhet. A 4. ábrán a 13 hüvely (vagy a 20 cső) további kiviteli alakját tüntettük fel, amellyel közvetlen roncsoló-, vagy törőhatást értünk el. A közvetlen roncsolóhatás legelőnyösebben akkor alkalmazható, amikor a széttörést pad-robbarjtásként végezzük, ahol a széttörés a padban a szabad 26 felszín felé történik. A 13 hüvely mellső végénél részben ki van vágva és ezzel oldalirányba közvetlenül kivezető 23 nyílással van ellátva. A 13 hüvely a 23 nyílással ellentétes oldalán 24 terelőként van kialakítva. A működésmód szerint - amelynél a hüvelyt a zsákfuratba helyezzük - a hasadások továbbterjesztése a kivezető-nyílás szélének irányába történik. A kivezetőnyílást így a szabad felszín felé, a széttörendő anyaggal szembe irányítjuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
