Метод ударного разрушения является одним из основных при проведении горных работ. Он активно применяется для бурения шпуров и скважин с использованием специального оборудования, такого как буровые молотки (перфораторы) и буровые станки, а также при проходке горных выработок с помощью молотов.
Принцип действия и ключевые факторы
Основой процесса является ударный импульс. Его форма и величина зависят от целого ряда параметров: массы и размеров элементов ударной системы, геометрии соударяющихся поверхностей, упругопластических свойств самой породы и других условий. Например, исследования показывают, что ударники удлиненной формы, обеспечивающие более продолжительное силовое воздействие, разрушают породу в 1,5–2 раза эффективнее, чем короткие и утолщенные аналоги. Использование утолщенных ударников, напротив, приводит к значительному росту величины отраженного импульса, что может снижать общую эффективность.
Эффективность разрушения
Эффективность ударного способа определяется множеством факторов, включая физико-механические свойства горных пород и энергию единичного удара. Важным практическим выводом является то, что энергоемкость разрушения крепких пород снижается по мере увеличения энергии удара. Это означает, что для более твердых материалов выгоднее применять удары большей силы.
Преимущества и недостатки метода
К основным преимуществам ударного разрушения относят его универсальность — метод применим для пород любой крепости — и высокую стойкость инструмента. Кроме того, поскольку процесс не требует создания значительных статических нагрузок, машины ударного действия, как правило, обладают относительно малой массой, что повышает их мобильность и удобство эксплуатации.
Однако метод имеет и существенные недостатки. Главные из них — высокая энергоемкость процесса, обусловленная большими затратами энергии на дезинтеграцию породы, а также повышенный уровень шума и сильная вибрация при работе оборудования, что создает дополнительные требования к безопасности и охране труда.