УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ГРУНТА

Полезная модель относится к горному делу, в частности к устройствам для отбора проб породы с потолочных, вертикальных и наклонных поверхностей.
Проблемным является отбор проб породы в забойном пространстве с помощью перфораторов, оснащенных колонковыми пробоотборниками с относительно большим диаметром из-за отсутствия жестких направляющих особенно в начальной стадии входа инструмента в породу или грунт. В процессе забуривания из-за неровностей поверхности возникают биения и нарушение заданного направления движения бурового инструмента, что вызывает неудобства в работе с перфоратором, разрушение керна, снижение уровня безопасности работ. Вместе с тем перфорирование отверстий с малым диаметром не представляет особых трудностей. При условии создания направляющих элементов отбор проб кернов мог бы быть значительно облегчен с повышением производительности и качества кернов.
Известно устройство для отбора образцов грунта, содержащее корпус, стенка которого выполнена с двумя сквозными отверстиями, расположенными по ее краям на одной образующей, средство для отделения образца породы от поверхности корпуса в виде прилегающей к внутренней поверхности корпуса струны, концы которой выведены через отверстия на его наружную поверхность, режущий башмак, размещенный в нижней части корпуса, и крышку в его верхней части, отличающееся тем, что, с целью повышения
сохранности образца грунта, оно снабжено дополнительными струнами, корпус выполнен с кольцевыми канавками на внутренней поверхности на уровне сквозных отверстий, при этом дополнительные струны размещены в кольцевых канавках, а их концы выведены через отверстие на наружную поверхность корпуса. /RU Патент №2018624, 1994 г./
Известное устройство ограниченно применимо для отбора проб кернов на вертикальных и не применимо для потолочных поверхностей, особенно при твердых породах, трудоемко и не технологично в использовании.
Известен пробоотборник, включающий корпус с направляющими, два грунтоноса, установленные в корпусе один под другим в направляющих с возможностью горизонтального перемещения за пределы корпуса, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде параллельных друг другу верхней и нижней горизонтальных пластин, соединенных торцевой и внутренней вертикальными стенками, а торцевая стенка и противоположные ей края горизонтальных пластин выполнены с выпуклыми наружу противоположно направленными закруглениями, при этом направляющие выполнены в виде полых гидроцилиндров с поршнями и штоками, которые сообщены с источником давления, установлены один под другим между торцевой и внутренней стенками и закреплены в них, а штоки пропущены через отверстия, образованные во внутренней стенке и на их наружных концах, закреплены грунтоносы, причем каждый грунтонос выполнен в виде стакана с отверстиями в задней стенке и ввинченного в него разъемного режущего цилиндра, имеющего внутреннюю выточку, в которой размещено керноприемное кольцо. /RU Патент №2046882, 1995 г./ Известное устройство конструктивно сложно и не применимо для отбора проб кернов на вертикальных и потолочных поверхностях, особенно при
твердых породах, трудоемко и не технологично в использовании.
Наиболее близким является устройство для отбора проб грунта, содержащее штангу, являющуюся продолжением ствола, имеющего на внутренней поверхности диаметрально расположенные канавки, шток, установленный с возможностью поворота вокруг оси и подвижно соединенный с пробоприемником, зарядную камеру, запирающий, ударно-спусковой механизм, динамическую систему, выполненную в виде поршня и толкателя, между которыми помещена пружина, при этом поршень имеет в центре отверстие, а толкатель - в центре конический выступ и на внешней стороне - боковые прорези, станину, выполненную в виде опорной плиты и колонки, имеющей кольцевые вырезы, при этом оно снабжено обоймой, выполненной с отверстием в центре, радиальными выступами на внешней стороне и рычагом-фиксатором, а штанга снабжена кольцевыми приливами, имеющими канавки, расположенные на расстояниях, равных трехкратной высоте отбираемых проб, при этом обойма выполнена с возможностью передвижения и фиксирования в определенном положении по стволу и штанге. /RU Патент №2144137, 2000 г./
Известное устройство конструктивно сложно, предполагает повышенные меры безопасности, связанные с использованием пороховых газов и для отбора проб кернов, ограниченно применимо на вертикальных и не применимо потолочных поверхностях, особенно при твердых породах. Задачей полезной модели является повышение технологичности отбора кернов при качественности последних, снижение трудоемкости отбора проб, снижение уровня опасности работ.
Задача решается тем, что в устройстве для отбора проб грунта, включающем колонковый инструмент с режущей кромкой и керноприемной полостью, согласно решению колонковый инструмент снабжен опорной центрирующей
вставкой, представляющей ролик с передней и задней торцевыми поверхностями, выполненный с возможностью размещения и движения в керноприемной полости, при этом на задней торцевой поверхности ролика установлена пружина, на передней - центрирующий штифт, а на задней торцевой поверхности ролика выполнен направляющий штифт с внешним диаметром меньшим внутреннего диаметра пружины. Отличительными признаками являются:
- колонковый инструмент снабжен опорной центрирующей вставкой, представляющей ролик с передней и задней торцевыми поверхностями, выполненный с возможностью размещения и движения в керноприемной полости, (что обеспечивает устойчивое положение колонкового инструмента в момент забуривания, не разрушает пробу керна, повышает безопасность работ);
- на задней торцевой поверхности ролика установлена пружина, а на передней - центрирующий штифт, (что повышает технологичность и снижает трудоемкость отбора керна);
- на задней торцевой поверхности ролика выполнен направляющий штифт с внешним диаметром меньшим внутреннего диаметра пружины, (что повышает надежность работы устройства). Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию «новизна». Сравнение заявляемого решения с известными аналогами не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень»
Полезная модель поясняется чертежом, где представлен продольный разрез устройства.
Устройство для отбора проб грунта содержит колонковый инструмент 1 с режущей кромкой 2 и керноприемной полостью 3, опорной центрирующей вставкой 4 с передней 5 и задней 6 торцевыми поверхностям пружину 7, центрирующий штифт 8 и направляющий штифт 9. Устройство используется следующим образом. В вертикальной, наклонной или потолочной поверхности забоя в точке отбора пробы предварительно высверливаются, например пневматическим перфоратором базовое отверстие малого диаметра на глубину 10-15 мм.. В керноприемную полость 3 колонкового инструмента 1 вставляется опорная центрирующая вставка 4 с пружиной 7. Устройство базируется на выполненное отверстие направляющим штифтом 9 с последующим вращением колонкового инструмента. Режущая кромка 2 врезается в породу с образованием кольцевой выемки на глубину 10-15 мм, при этом опорная центрирующая вставка 4 обеспечивает точное врезание без ухода и соскальзывания инструмента от оси базового отверстия, а пружина 7 обеспечивает необходимый прижим передней поверхности 5 к поверхности породы. После получения кольцевой выемки необходимой глубины, опорная центрирующая вставка 4 с пружиной 7 извлекается из керноприемной полости, и врезание колонкового инструмента продолжается на заданную глубину с поступлением неповрежденного керна в керноприемную полость, обломом последнего и последующим извлечением для лабораторной обработки.
Устройство для отбора проб грунта обеспечивает повышение технологичности отбора кернов при качественности последних, снижение трудоемкости отбора проб, снижение уровня опасности работ.