METHOD FOR SPLITTING, RESPECTIVELY CRUSHING SOLID MATERIALS, SUCH AS ROCKS, ORES, CONCRETE BLOCS OR SIMILAR MATERIALS

Abstract: In the material to be splitted, respectively crushed, a hole is drilled wherein the pressure required for the splitting, respectively the crushing is obtained for example by explosion, an expansion crushing probe or explosive energy transfer to a liquid load. The present invention is characterized in that the hole, diverging from the circular shape, is so configured that, seen from the longitudinal axis, its side surfaces intersect at least in one longitudinally directed ridge. The angle bisector line of the lateral surfaces determining the ridge is orientated in the direction of the projected structure (Fig. 1b). According to the present invention, it is also possible to insert into the circular cross-section hole a tubular insertion element (7) longitudinally provided with at least one slot (8), said slot (8) being then orientated in the direction of the planned fracture (5).

Description: VΞRPAHREIT ZUM SPALTEU BZW. ZERKLEIflSRN VOS. FESTSTOPFEff, VORZUGLICH VOff GESTEΣNE1T, ERZEfl, BΞTC BLQCKΞN UED AEHULICHEU MATERIALIEN Technischea Gebiet Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spalten, bzw. Zerstiickeln von Peststoffen, hauptsachlich von Ge- steinen, Erzen, Betonblδcken und ahnlichen Materien. Stand der Technik Gegenwartig wird zur Festatoffzerkleinerung meist das in Sprengbohrlδchern von Kreiaquerachnitt durchgefϋhrte 3pengstoffsprengen angewendet. Bei dem Sprengen nit Hilfe von Kreiaquerschnitt-Bohrlδchern aber kommen nach den Er- fahrungen der Praxis die Formen der anfallenden Haufwerk- stϋcke zufallamaasig zuatande. Deawegen kann ein aolches Verfahren nur auf jenen Gebieten in Frage kommen, wo hin- aichtlich der Struktur, des Zerkleinerungsgradea und der Stϋckform des zerkleinerten Gutes keine speziellen Wϋnsche erfullt werden mϋssen. In den Steinbrϋchen fur Blocksteingewinnung ist auch ein solches zerreissendes Sprengverfahren bekannt, bei wel- che-π die in dicht nebeneinander hergestellten Sprengbohr¬ lδchern eingebrachten Sprengladungen zugleich gezϋndet und abgetan werden β Hierbei heben sich zufolge der echselwir- kung der benachbarten Sprengladungen der Bohrlochreihe - di parallelen Kraftkomponenten gegenseitig auf, wahrend die hierzu normalen Querkraftkomponenten die S einbruchwand in ihrer abgebohrten Lange und Tiefe abspalten. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daas es relativ grosae ^ _ Sprengs of ladungen erfordert, die manchmal sogar das Zehnfaσhe der effektiv benδtigten Abreissk aft er eichen. Dadurch aber bewirkt die bei der Sprengung freiwerdende Energie eine unerwϋnschte Zertrϋmmerung des Gesteins. In der US-PS 3*654,866 wird eine solche Sprengzer- kleinerung vorgeschlagen, bei welcher in dem Kreisquer- schnitt-Sprengbohrloch, neben der zentral eingebrachten Hauptladung - voneinander auf 180° - noch zwei zusatz- liche Hebenladungen eingesetzt werden. Hach der Detonation der Hauptladung werden mit geringer Verzδgerung auch die zusatzlichen Hilfsladungen abgetan, wodurch die Hilfsladun- gen den irkbereich der Hauptladung quer zur Hilfsladungs- reihe ablenken. Auf diese Weise kann also der Wirkungskreia der Hauptladung in gewissem Masse beeinfluast bzw. gelenkt werden, doch 1st das Ergebnis einer aolchen Richtsprengung prinzipiell von der Anordnung der Hauptladung und der He- ■ benladungen, ferner von ihrer richtigen Bemessung, der Ge- nauigkeit der Verzδgerung usw. abhangig. Das komplexe Ein- halten dieser Forderungen machen das Verfahren zu sehr kompliziert und zufallsbedingt. Ferner kann dieses Verfah¬ ren z.B. i Tunnelbau kaum in Frage kommen, da die nach- tragliche Stabilisierung der locker gewordenen Gesteins- abachnitte einen zu groasen Arbeits- und Kostenaufwand er- fordem wiirde. Von der DE-PS 1,294.305 wird dem Kohlenbergbau eine solche expandierende Sonde vorgeschlagen, welche gleich- falls in ein Bohrloch von Kreisquerschnitt eingesetzt, mit Pressluft aufgeblasen wird und dabei die ohle zerkleinert. Fur das Arbeiten der Expansions-Brechsonde aber iat ein ge- waltiger Druck erforderlich (z.B. 4000 N/cm ), aodaas auch hierzu ein grosser Aufwand nδtig wird. Auch die Richtung des Zerkleinerungsumkreises kann mit dieser Lδsung nicht beeinflusst werden. In dem Blockstein-Bergbau werden in Ermanglung ent- sprechend produktiverer Gesteinspaltverfahren verschiedene Schneidetechnologien angewendet, zu denen Schneidscheiben, Kettensagen u.s.w. in Terwendung stehen. Ferner kommen auch Keilspalt-Lδsungen zum Einsatz, bei welchen die Treib- keile manuell oder mit Maachinenkraft in die zu spalten¬ de Materie eingetrieben werden. Dieae aind im Vergleich zu den anderen Schneidtechnologien als gunatiger zu be- - trachten, da aie an der Spaltatelle eine konzentrierte Spaltkraft zustande bringen. Hach der DE-OS 2,452.745 werden zum Spalten hydraulisch betatigte Treibkeile ver- werwendet. Die Treibkeile haben den gemeinsamen Hachteil, dasa die damit d rchgefiih ten Spaltarbeiten zeitraubend und kompliziert aind, dabei auch teurer Maschinen und Einrich- tungen bediirfen. Darstellung der Erfindung Das Ziel der Erfindung ist die Vermeidung alldieser Mangel, d.h. das Schaffen eines aolchen Verfahrens, mittela welchem Feststoffe weaentlich einfacher, billiger und wirk- samer gespaltet, bzw, zerkleinert werden kδnnen, ferner mittels welcher die Spal richtung, bzw. der Zerkleinerunga- bereich vorauabestimmt werden kann. Die gestellte Aufgabe wurde mit einem aolchen Ver¬ fahren zum Spalten, bzw. Zerkleinem von Festatoffen gelδst, bei dem in dem Material wenigstens ein Loch hergestellt wird das Spalten bzw. Zerkleinem aber in dem Loch selbst durch Sprengen, oder durch eine in das Loch eingesetzte expandie- rungafahige Ladling, oder durch eine ausserhalb des Loches befindliche Sprengenergie - mit ϋbertragung durch eine Flussigkeit - dem Loch - besser der Matrix - raitgeteilt wird. Dies wurde gemass der Erfindung einerseits dadurch weiterentwickelt, dass der Querschnitt des Loches von der Kreisform abweichend ausgebildet wird. Bei einem vorteilhaften Ausfuhrungsbeispiel treffen sich die Anschlussflachen - in der Langsrichtung gesehen - wenigstens an einem Anachluasbogen oder einer Anschluss- schneide und zwar so, dass die Halbierlinie des von den eine Schneide bildenden Seitenflachen eingeschlossenen Winkels in die geplante Spaltrichtung zu liegen kom e. Zweckmassig ist es, wenn zur Herstellung des Loches zunachst eine Bohrung in dem zu spaltenden Ma- terial angefertigt wird, danach aber die, die Schneiden bildenden Seitenflachen durch Ausstemmen in der Langs- richtung auageataltet werden. Doch kann man erfindungs- gemass auch ao verfahren, daaa zunachat in dem Material eine Bohrung hergestellt, und in diese Bohrung ein mit dem erwϋnschten Querschnitt ausgefϋhrter Formungskern eiπsetzt, danach aber der freie Zwiachenraum zwischen der Bohrung und dem Formungakern mit einem nachverfestigen- den Stoff z.B. mit Beton ausgefiillt und schliesslich der Formgebungskern en fernt wird. Each der Erfindung kann der Querschnitt des Loches in Dreiecks-, Vierecks- oder Mehrecksform ausgestaltet werden, ferner kδnnen die schneidebildenden Seitenflachen auch bogenartige Flachen sein. Die gestellte Aufgabe kann bei dem oben erwahnten bekannten Verfahren erfindungsgemass auf eine andere Art gelδst werden, wenn in dem Material zuerst eine Blindboh- rung hergestellt wird, in diese wird dann ein dem Ausaen- durchmeaaer nach passendes rohrartiges Einsatzele ent eingesetzt, das wenigstens mit einem Langsschlitz ver- sehen ist, zwar so, dass der Schlitz gerade in die pro- Jektierte Spaltriσhtung ira Bohrloch orientiert und ange- ordnet wird. Die dem Schlitz benachbarten Oberflachen des Innen- raumes des Einsatzelementes kδnnen eben, wie auch gebogen gefertigt werden. Um ein gleichmassiges Anliegen des Ausaenmantels des Einsatzelementes an der Wand der Bohrung zu erzielen iat es zweckmassig, wenn man in den Innenraum des Einaatz- elementea ein rohrartiges Futterelement einsetzt, das aus einem Stoff von viel niedrigerer Zerreissfestigkeit als das Einsatzeleraent gefertigt, doch dehnbar ist, ferner wenn der Zerkleinerungs- bzw. Zerspaltungsdruck mit dem Innenraum diesea Futterelementea in Beziehung gebracht wird. Kurze Beachreibung der Zeichnungen Die Erfindung soil nun in ihren Einzelheiten anhand der beigefϋgten Zeichnungen naher erlautert werden, welche als Verwirklichungsbeispiele einige mδgliche Durchfiihrungs- arten des Verfahrens skizzenhaft darstellen. Es zeigt Fig. 1a- - 1 Λ c: Drei verschiedene Phasen des mit einem erfindungsgemassen Impulsloch von Drei- ecksquerschnitt durchgefiihrten Spalt- verfahrena; Fig. 2 - 4: Drei weitere Ausfϋhrungsbeispiele des erfindungsgemassen Impulsloches; Fig. 5a 0 - 5„c: Verschiedene Phasen des Spaltverfah- rens bei Anwendung eines Einsatzelemen¬ tes gemass der Erfindun j Fig. 6 - 11: Weitere Ausfϋhrungabeiapiele des mit einem Einsatzelement gemass der Erfin¬ dung durchgefiihrten Spaltverfahrens; Fig. 12 : Langsschnitt durch ein in daβ erfin- dungsgemasse Einsatzelement eingebau- tes Futterelement; F Fiigg.. 1 133:: Schnitt entlang der Linie XIII - XIII in Fig. 12; Fig. 14 a - 14 Λ : Phasen des Spaltena nach Fig. 13; Fig. 15 : Streuungsbild nach der mit einer her- kδmmlichen Kreisquerschnittbohrung durchgefiihrten Sprengung; Fig. 16: Streuungsbild der mit einem erfindungs¬ gemassen Sprengloch nach Fig. 3 durch¬ gefiihrten Sprengung; Fig. 17: Streuungsbild der mit dem erfindungs- - - gemassen Sprengloch nach Fig. 1 durchgefiihrten Sprengung. In den Zeichnungen sind die ahnliGhen Einzelheiten mit den gleichen Bezugsnummern bezeichnet. Bevorzugte Ausfihrungsbeispiele Wie aus Fig. 1_ - l n zu ersehen ist, wird in einem zu spaltenden Feststoff 1 i vorliegenden Falle ein vora Kreisquerschnitt abweichendes, namlich ein Loch 2 mit Dreieckquerschnitt fur die Sprengung ausgestaltet. Dies kann so geschehen, dass zunachst eine Vorbohrung 3 her¬ gestellt wird (deren Durchmesser einem entsprechenden gleichseitigen Dreieck eingeschrieben werden kann, welcher in Fig. 1 mit gestrichelter Linie angedeutet ist). Von der Vorbohrung 3 ausgehend werden nun die den Winkel c des Impulsloch.es 2 einschliessenden schneidebildenden Seiten¬ flachen in diesem Falle durch Meisselarbeit in der ganzen Tiefe des Impulsloch.es hergestellt. (Die Winkelhalbierli- nien sind in Fig. 1 CL strichpunktiert ausgezogen.) Der zum Spalten der Materie notwendige Druck wird z.B. durch Sprengen erzeugt, das an sich als bekannt voraus- gesetzt wird. Durch die Wirkung des beim Sprengen auftre- tenden, sich gleichmassig verteilenden Druckes ergeben die auf die Seitenflachen des Dreiecks normalen resultie- renden Krafte P an Schneiden 4 je eine Kluft 5 (Fig. lu) » die aich dann im Featatoffblock weiter fortaetzen und ihn achliesslich in drei Teile aufspalten (Fig. 1_). Durch den in die Anfangskliifte eindringenden Druck wird die Wirkung des Spaltens weiter gesteigert. Die Schneiden 4 wirken also als spannungssammelnde Stellen, und als Folge hiervon wird eine nach den Winkel- halbierlinien ausgerichtete Aufspaltung des Feststoffes 1 erzielt. Die Schneiden 4 des Loches 2 wurden deshalb von vornherein in der Richtung der projektierten Spaltung ausgestaltet. m. WOO Der Querachnitt dea Lochea 2 kann auaser einem Dreieck auch z.B. tropfenfδrmig (Fig. 2), oder "augen- fδrmig" (Fig. 3). oder viereckig (Fig. 4), oder von be- liebiger Vielecks- oder Polygonform sein, die da n ein oder mehrere langsgerichtete Schneiden 4 oder Anschluss¬ bogen besitzen. Die schneidebildenden Seiten des Loches 2 kδnnen eben oder auch gebogen sein. Bei den Querschnitten nach Fig. 2 - 4 gingen wir von einer Vorbohrung 3 aus, deren Durchmesser dem einschreibbaren Kreis entspricht. Das erfindungsgemasse Loch kann aber auch so aus¬ gestaltet werden, dass zunachat eine Vorbohrung 3* in dem Feststoff hergestellt wird, die dem Durchmesser jenes Krei- ses entspricht, welcher dem Viereck nach Fig. 4 umschrie- ben werden kann. Hiernach wird in die Vorbohrung 3* eine dem projektierten Vierecksquerschnitt des Loches 2 ent- sprechender Schablonenkern (nicht dargestellt) eingesetzt und dieser in zentrischer Stellung fixiert. Danach wird der Raum zwischen der Vorbohrung 3' un dem Schablonen¬ kern mit einem nachverfestigenden Stoff 6 z.B. mit Beton ausgefϋllt, oder mit einem Kunststoff von entsprechender Festigkeit ausgegossen; nach dem Binden des nachverfes¬ tigenden Stoffes 6 aber die Schablone aus dem Loch 2 ent- fernt. Selbstredend kann man anstatt des Schablonkernes auch als "verlorene" Schablone z.B. auch ein dϋnnwandiges Profilrohr anwenden. Bei dem einen erfindungsgemassen Verfahren haben wir mit den anwendbaren obigen Lochausgeataltungen den herkδmmlichen Kreisquerschnittlδchern den Riicken gekehrt, und zwar um anstatt eines, am Kreisquerschnittmantel in jeder Richtung gleichmassig verteilten Druc es eine oder mehrere spannungssammelnden Schneiden bzw. Anschlussbogen zustande zu bringen, welche zugleich auch die Ausgangs- punkte der projektierten Kluft bzw. Klifte bildet bzw. bilden. Uach dem anderen erfindungsgemasaen Verfahren gehen wir von dem Loch 2 mit Kreisquerschnitt aus, in das ein rohrartiges Ξinsatzstuck 7 eingesetzt wird (Fig. 5cL bis 14_). Das Einsatzstύck 7 ist erfindungsgemass in der Langsrichtung mit einem oder mehreren Schlitzen 8 ver- sehen. Das mit seinem Aussendurchmesser in das Loch 2 5 hineinpassende Einsatzstϋck 7 wird ao orientiert und an- geordnet, dasa der Schlitz 8 in die Richtung einer pro- jektierten Kluft 5 e tfallt. Das Einsatzstuck 7 in Fig. 5 3_ - 5G_ besteht aus einem in der Langsrichtung entzweigeschnittenem Rohr, 0 das aus einem Werkstoff von grδsserer Zerreissfestig- keit als der zu spaltende Feststoff, z.B. aus Stahl ge- fertigt ist, und zufolge seiner Wandstarke auch eine ent- sprechende Steife besitzt. Der Innenraum des Einsatzstϋckes 7 ist im vorliegenden Fall zylindrisch. Wenn in diesem 15 Innenraum (welcher als Impulsloch dient) z.B. durch einen Sprengvorgang ein grosser Druck zustande gebracht wird (Fig. 5 b )- » dann sind auf Einwirkung der resultierenden Krafte P die beiden Halften des Einsatzstϋckes 7 bestrebt, sich in auf die Schlitze 8 normaler Richtung voneinander 0 zu entfernen, und sich an die Wand von Loch 2 anzupressen. Im Einsatzstuck 7 tritt in dessen beiden Halften die Zer- reisskraft homogen verteilt auf, hingegen ist die Zerreiss- kraft an den Schlitzen 8 gleich Hull. Auf diese Weise tre- ten beim Auseinandergehen der beiden Ξinsatzstϋckhalften 25 zugleich im Feststoff 1 in den den Schlitzen 8 benachbar- ten Bereichen konzentrierte Zerreisskrafte auf, die dann in der Fortsetzung der Schlitze 8 die Kliifte 5 zustande bringen (Fig. 5„) . Erfindungsgemass kann auch ein solcher Fall vor- - 50 kommen, dass das Einsatzstuck 7 nur einen einzigen Schlitz 8 hat (Fig. 6), doch kann es auch drei, vier (Fig. 7 bzw. 8), ja sogar noch mehr Schlitze haben. Ihre Anzahl muss i raer davon abhangi gewahlt werden, in wieviel Stϋcke der Feststoffblock au gespaltet werden soil. 35 Die den Innenraum des Einsatzstϋckes 7 begrenzen- OMPI den, die beiden Schlitze 8 verbindenden Seitenflachen kδnnen gebogen (Fig. 9), oder eben (Fig, 10, 11), oder deren Kombination sein. Diese Seitenflachen kδnnen mit- einander einen beliebigen Winkel o einschliessen. Mit dem Einsatzstuck 7 werden zufolge seiner Schlitze 8 erfindungsgemass die im Druckrau auftreten- den homogenen Druckverhaltnisse gestδrt, da namlich an diesen Stellen die im Einsatzstuck 7 erweckte Zerreiss- festigkeit gleich Hull ist, und an diesen Stellen als Folge hiervon (ahnlich, wie an den Schneiden in Fig. 1 - 4) Spannungsspitzen zustande gebracht werden, wodurch eine gelenkte Kluftbildung erreicht wird. In Fig. 12 - 14 G- wurde eine weiterentwickelte Va- riante der Lδsung nach Fig. 9 dargestellt, Hach unseren Versuchserfahrungen ist _-.a_nch_-.al ein gleichraassiges Auf- liegen des zylindrischen Ausaenmantels des Einsatzstϋckes 7 schwerer zu erzielen. In solchen Fallen ist es gemass der Erfindung zweckmassig, in den Innenraum des Einsatzstϋckes 7 ein solches (oft nur Zehntelmillimeter wandstarkes) rohr- artiges Futterelement 9 einzusetzen, das einβBteils dehn- bar, andernteils aus einem solchen Werkstoff, z.B. aus Weichaluminium oder Kupfer gefertigt ist, die eine wesent- lich niedrigere Zerreissfestigkeit als das Einsatzstuck 7 haben. In dem in Fig. 12 dargestellten Falle wurde in das Futterelement 9 eine Ladung Schieaspulver 10 einge- fϋllt, die Enden aber durch tubusartiges Umbiegen ge- schlossen. In das Schiesspulver ragt in bekannter Weise eine Zϋndschnur 11 ϋber einen Besatz 12 hinein. Durch die Auswirkung der im geschlossenen Innen- raum des Futterelementes 9 initiierten Detonation wird das Futterelement 9 etwas ausgedehnt und presst inzwischen die beiden Halften des Einsatzstϋckes 7 an die Wand des Loches 2 (Fig. 14 ). Wahrenddessen beginnen sich im Ma- terial des Feststoffes 1 die Klϋfte 5 in der Linie der Schlitze 8 zu erweitern. Bei dem Wachsen der Klϋfte 5 !JRE3 O PI l ^ IPO deformiert sich weiter das Futterelement 9 dadurch, dass es sich in die KLuftu gebung ausbeult (Fig. 14^) • Spater zerreisst es auch, wobei die Gase mit sehr grosser Ge- schwindigkeit und Druck in die Klϋfte 5 eindringen, und auch damit die Wirkung der Spaltarbeit erhδhen (Fig. 14c.) • In Fig. 15 - 17 ist der Unterschied in den Spren- gungsstreubildern veranschaulicht, die wir einerseita mit dem herkδramlichen Kreiaquerachnittaloch (Fig. 15), andererseits mit den zwei Ausfϋhrungsarten der Lochge- staltung gemass der Erfindung (Fig. 16, 17) erhielten, bei denen das primare Ziel die Zerkleinerung von Versuchs- -Betonblδcken war. Bei unaeren Terauchen wurden in alien drei Fallen gleiche Lochquerschnitte, gleiche Lochlangen und - im Vergleich mit dem zum Sprengen verwendeten Schiesspulver - wesentlich dynamischere Sprengstoffladungen z.B. ein im Handelsverkehr unter dem Hamen "PAXIT-4" bekanntes Spreng- " stoff verwendet. Auf diese Weise kδnnen aus den Verschie- bungen der Feststoffstϋcken nach der Sprengung eindeutige Folgerungen hinsichtlich der Lenkbarkeit des Zerkleine¬ rungsvorganges (zu Gunsten der Erfindung) gezogen werden. Aus Fig. 15 ist gut zu ersehen, dass nach einer Sprengung mit dem herkδmmlichen Kreisquerschnittsspreng- loch die Stϋcke des Betonblocks sich in nahezu eine Kreis- flache auseinander streuen. Hingegen bei einem erfin¬ dungsgemassen Loch 2 (Fig. 16) sich das zerkleinerte Ma¬ terial - bei in einer normal auf die durch die beiden Spitzen gezogene Mittellinie - in gestreckter Schmetter- lingaform, sowie bei einem dreieckigen Loch 2 (Fig. 17) in Form eines dreiblattrigen Kleeblattes anordnen. (Die Lenkbarkeit der Zerkleinerungswirkung ist selbstredend u.a. von der Gϋte und Beschaffenheit des zu spaltenden bzw. zu zerkleinernden Materials abhangig, ferner auch davon, ob die Sprengung in einem geachlossenen oder offe- nen Material erfolgt). - ii - Unsere Versuchserfahrungen bei der Durchf hrung des Verfahrens gemass der Erfindung sollen nun anhand der folgenden Beispiele mitgeteilt werden: Beiapiel 1 Aua Beton der Qualitat "B 500" ' mit maximaler Kies- grδsse 40 mm wurde fϋr Versuchszwecke ein Betonblock von 0,85 x 0,7 x 2,8 Grδsse angefertigt. In diesem Block wurde mit einer Querschnittsflache von 78( mm und 600 mm ..ϊiefe noch vor Festwerden des Betons ein Loch 2 nach Fig. 3 hergestellt, Hach der Verfestigung dea Betons wurde zum Sprengen in das Loch kδrniges Schiesspulver von 50 % Porenvolumen bis 450 mm Hδhe eingefullt, und in die noch brigen 150 mm Lochhδhe der Besatz eingebracht. Hach erfolgter Sprengung war das Aufspalten entlang der Winkelhalbierlinien gut zu beobachten. Selbst die Kiesel- steine wurden entzweigeapaltet, atatt dass sie sich ganz aus dem Beton losgerissen hatten. Die Flachen der Kluft aber waren schδn glatt und gleichmassig eben. Beispiel 2 3 In einem Kalksteinblock von ca. 1,-5 Rauminhalt und unregelmassiger Gestalt wurde eine Bohrung von 32 mm 0 und 500 mm Tiefe hergestellt. In dieser Bohrung wurde ein 250 mm langes Einsatzatϋck 7 nach Fig. 9 eingesetzt, Der Innenraumquerschnitt des Einsatzstϋckes 7 betrug 2 255 mm , der gleichfalls mit Schiesspulver angefϋllt wurde. Der noch ϋbrige Teil der Bohrung wurde mit Besatz ver- 2 sperrt. Hach erfolgter Sprengung erhielten wir eine 1 m grosse, gespaltete ebene Flache von einer Glatte, als ob sie mit der Sage geschnitten ware, u. zw. genau in der Richtung der Schlitze 8 des Einsatzstϋckes 7. Beispiel 3 In Basaltgestein wurde eine Bohrung von 32 mm 0 hergestellt, in welche eine nach den im Beispiel 2 an- gegebenen Massen, jedoch aus Stahl nach Fig. 10 gefer- tigtes Einsatzstuck 7 eingesetzt wurde. Bei diesem Ein¬ satzst ck 7 betrug der Querschnitt des Innenraumes gleichfalls 285 mm . Auch diese Sprengung wurde mit Schiesspulver durchgefϋhrt, wonach der Basaltblock ent- lang der Winkelhalbierlinien in vier Stϋcke zerspaltet wurde. Hier ist zu bemerken, dass die pragnanteste Aus- gerichtetheit unter den drei Beispielen mit dem Einsatz¬ st ck nach Fig. 9 erzielt werden konnte. Der wichtigste Vorteil dea Verfahrena gemass der Erfindung beateht darin, daaa ea zum erstenmal gelungen ist, die Richtung des Spaltens bzw. des Zerkleinerungs- umkreises eindeutig zu beeinflussen. Als weiterer Vorteil des erfindungsgemassen Verfahrens gilt, dass es weaentlich einfacher, billiger und wirkaamer ist, als die anderen be- kannten -Losungen. Inabeaondere iat bei den mit einem Ein¬ satzstuck durchgefϋhrten Sprengungen der Sprengstoff- verbrauch wesentlich niedriger, etwa ein Drittel der fϋr die herkδmmlichen Sprengungen erforderlichen Menge. Darϋber hinaus ist auch der Bedarf an Betriebsraitteln und an vi- taler Arbeit des vorgeschlagenen Verfahrena verhaltnis- massig gering. Die mit dem Verfahren gemass der Erfindung erreichbare gerichtete Sprengung ermδglicht z.B., daas der natϋrliche Stein als Baustein, Strassdeck-, Verkleidungs- und Konstruktions-Baumaterial in erweitertem Umfang zur Verwendung komme. Das vorgeschlagene Verfahren kann vorteilhaft aif den Gebieten des Tunnelbaus, Straasenbaus und Waaserbaua zur Anwendung- kommen,, Beim Vortreiben von Tunnela kann beiapielβweiae durch Anwendung des Verfahrens gemass der Erfindung die ϋbermassige Zertrϋmmerung der benachbarten Gesteine vermieden werden, sodass man die kostspieligen nachtraglichen Stabilisierungsarbeiten einsparen kann. Im Wasaerbau kδnnen fϋr Kaimauern, Staumauern, Molos usw. aus natϋrlichen oder kϋnstlichen Feststoffen Bauelemente von beliebiger Form hergestellt werden. Ferner kann die Erfindung auch zum Abtragen bzw. Zerlegen von Beton-, Eisenbeton und sonstigen Baukonstruktionen mit Vorteil benϋtzt werden. ϋber obiges hinausgehend kann das Ver¬ fahren gemass der Erfindung nahezu auf alien Einzelge- bieten des Bergbaus mit Erfolg eingesetzt werden, z.B. beim Streckenvortrieb in Tiefbaugruben. Ebenso eignet es sich auch zur blockenweisen Gewinnung der verschiedenen Erze, Kohl n, usw. Obzwar sich nach Obigem der Spaltungs- bzw. Zer- kleinerungsdruck ausschliesslich durch Sprengen zustande gebracht' worden ist, bleibt dieses Verfahren keinesfalls allein hierauf beschrankt. (Die Sprengenergie kann z.B. ϋber eine Flϋssigkeitsfϋllung in das Loch ϋbertragen wer¬ den.) Des weiteren kann - ausser durch Sprengung - der Spalt- bzw, Zerkleinerungsdruck von einer in das Loch ein- gebrachten expandierbaren Ladung, z.B. von einem ent- aprechend blahenden Material oder von einer Brechsonde mit elastischer Wandung erzeugt werden. Diese Technologien aber gehδren in Kenntnis der Erfindung schon zu dem ob- ligaten technischen Wissen eines Fachmannea. _ OMfI

Claims: PATEHTAHSPRUCHE 1. Verfahren zum Spalten bzw. Zerkleinem von Feststoffen, vorzϋglich von Gesteinen, Ξrzen, Beton- blδcken und ahnlichen Materialien, bei welchem in dem Feststoff ein Loch hergestellt, das Spalten bzw. Zer¬ kleinem selbst aber durch eine in diesem Loch ausgefϋhrte Sprengung, oder mit Hilfe einer in das Loch eingesetz en ausdehπimgs ahigen Ladung, oder durch Zufϋhrung der Energie einer ausserhalb des Loches durchgefϋhrten Sprengung und deren ϋbertragung durch eine im Loch vorhandene Flϋssig- keit ausgefϋhrt wird, dadurch g e k e n n z e i c h - n e t , dass der Querschnitt des Loches (2) von der Kreis- form abweichend ausgestaltet wird, 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e - k e n n z e i c h n e t , dass das Loch (2) in der Langs¬ richtung gesehen mit Seitenflachen versehen wird, welche sich wenigstens an einem Anschluaabogen, vorteilhaft ent- lang einer Schneide (4) treffen und zwar ao, dass die Hal- bierlinie des von den schneidebildendenden Seiten einge- schlossenen inkels CO in die Richtung der projektierten Spaltkluft zu liegen kommt. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch g e - k e n n z e i c h n e t , dass zum Herstellen des Loches (2) zuerst eine Vorbohrung (3) im Feststoff (l) gefertigt wird, danach die schneidebildenden Seitenflachen durch Meisael- arbeit ausgeataltet werden. 4. Verfahren nach Anapruch 1 oder 2, dadurch g e - k e n n z e i c h n e t , daaa zum Herstellen des Loches (2) zuerst eine Vorbohrung (3') angefertigt, danach aber in die Vorbohrung (3') ein dem Lochquerschnitt entaprechender Formgebungskern eingesetzt, dann der Hohlrau zwischen der Vorbohrung und dem Formgebungskern mit einem nachverfes- tigenden Stoff (6) ausgefϋllt, und schliesslich der Form¬ gebungskern aus dem Loch(2)entfernt wird. 5. Verfahren nach einem der Ansprϋche 1 - 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die schnei¬ debildenden Seitenflachen des Loches (2) als Bogen- flSchen ausgestaltet werden, 6. Verfahren nach einem der Ansprϋche 1 - 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Quer¬ schnitt des Lochea (2) mehreckig ausgestaltet wird. 7. Verfahren zum Spalten bzw. Zerkleine von Festatoffen, hauptsachlich von Gesteinen, Erzen, Beton- blδcken und dergleichen, bei welchem in dem Feststoff ein Loch hergestellt, danach aber das Spalten bzw. Zer¬ kleinem durch eine in dem Loch selbst durchgefϋhrte Sprengung, oder durch eine in das Loch eingesetzte expan- sionsfahige Ladung, oder durch ϋbertragung der Energie einer ausserhalb des Loches abgetanen Sprengung ϋber die Flϋssigkeit im Bohrloch, durchgefϋhrt wird, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , dass in das Kreisquerschnitts- loch (2) ein rohrartiges Einsatzstuck (7) eingesetzt wird, das aua einem fferkstoff von wesentlich grδsserer Zerreiss- festigkeit als die des Feststoffes gefertigt ist, mit ei¬ nem Aussendurchmesser in das Loch passt, in der Langs¬ richtung aber wenigstens mit einem Schlitz (8) veraehen • ist, wobei der Schlitz (8) im Loch (2) in die Richtung einer zu schaffenden Kluft (5) orientiert wird. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die den Schlitzen (8) benachbar- ten Mantelflachen des Innenrau es des Ξinsatzstϋckes (7) als ebene Flachen auagefϋhrt werden. 9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die seinen Schlitzen (8) benachbar- ten Oberflachen als Bogenflachen ausgefϋhrt werden. 10. Verfahren nach einem der Ansprϋche 6 - 9, da¬ durch g e k e n n z e i c h n e t , dass in den Innen¬ raum des Einsatzstϋckes (7) zum gleichmassigen Anpressen O PI dea Aussen antels des Einsatzatϋckea (7) an der VYand des Loches (2) ein aus dehnbarem, jedoch eine wesentlich niedrigere Zerreissfestigkeit als das Einsatzatϋck be- aitzende Werkatoff (1) gefertigte rohrartigea Futter¬ element (9) eingesetzt, und der zum Spalten bzw. Zer¬ kleine benδtigte Druck mit aeinem Innenraum in Be- ziehung gebracht wird. y * IPO

Inventors: PELCZ ANTAL, PELCZ, ANTAL
Applicants: PELCZ ANTAL, PELCZ, ANTAL
Application year: 1984
Main classification: F42D3
IPC codes: B28D1, E04G23, E21C37, F42D1