FI112271B - Menetelmä ja sovitelma pölyhaittojen vähentämiseksi kallionporauksessa - Google Patents

Description

112271

Menetelmä ja sovitelma pölyhaittojen vähentämiseksi kallion-porauksessa

Keksinnön kohteena on menetelmä pölyhaittojen vähentämiseksi 5 kallionporauksessa, jossa menetelmässä porareikään syötetään ilmaa ja nes-tesumua, mikä kostuttaa porareiästä irtoavaa pölyä, porareiästä poistuva ilma ja kostutettu pöly johdetaan pölynerottimeen pölyn ja ilman erottamiseksi toisistaan johtamalla ilma virtaamaan ainakin yhden suodattimen läpi ja kertynyt pöly poistetaan pölynerottimesta sopivin välein annoksittain, jolloin poistetta-10 van pölyn kostuttamiseksi pölynerottimen alaosaan suodattimien alapuolelle syötetään nestettä.

Edelleen keksinnön kohteena on sovitelma pölyhaittojen vähentämiseksi kallionporauksessa, johon sovitelmaan kuuluu välineet huuhteluilman ja nesteen syöttämiseksi porareikään, imuvälineet porareiästä tulevan kivipö-15 lyä sisältävän ilman imemiseksi, pölynerotin kivipölyn erottamiseksi ilmasta, välineet kertyneen pölyn poistamiseksi pölynerottimesta ja nestesäiliö pölyn kostuttamiseen tarkoitetun nesteen varastoimiseksi sekä välineet nesteen syöttämiseksi pölynerottimen alaosaan.

Kallionporauksessa syntyy kivipölyä, mikä on pölymäisessä muo-20 dossa haitallista ja vaikeuttaa työskentelyä. Niinpä pölyämistä pyritään estämään useilla eri tavoin. Eräs tapa on käyttää porauksessa huuhteluväliaineena ’·· ' vettä, mikä sitoo pölyn ja tuo sen ulos reiästä. Tilanteessa, missä vettä ei syys- ' tä tai toisesta ole mahdollista käyttää, joudutaan pöly poistamaan porareiästä • i *.' · ilman avulla. Näissä tapauksissa työsuojelu- yms. syistä pöly pyritään kerää- : 25 mään talteen niin, että porauspaikalla ei olisi kivipölyä ilmassa. Tyypillinen pö- : lynkeräysratkaisu on sellainen, missä poratangon ympärillä on porareiän suul- le tarkoitettu imusuutin ja siitä johtaa letku pölynerottimeen, missä kivipöly »* eroaa suodattimien läpi johdetusta ilmasta. Kivipölyn kertyessä suodattimiin se on poistettava sieltä sopivin välein, jotta suodattimet eivät tukkiutuisi. Tämä » · \; 30 tapahtuu hetkellä, jolloin poraus ei ole käynnissä päästämällä kertynyt kivipöly ‘l1’ putoamaan pölynerottimesta maahan esimerkiksi paineilmapulssin avulla.

:':,! Tyypillisesti tämä tapahtuu esimerkiksi reiän tultua poratuksi valmiiksi.

Myös tällä ratkaisulla on haittapuolensa, koska pölyn pudottaminen pölynerottimesta maahan aiheuttaa jälleen pölyämistä. Tätä on pyritty estä-‘ i 35 mään esimerkiksi syöttämällä ilman mukana jotain pölyä sitovaa nestettä pora reikään, jotta pöly kostuisi ja muodostuisi vähemmän pölyävää toisiinsa tarttu- 2 112271 neita pölypartikkeleita sisältävää materiaalia. Tämä ei kuitenkaan käytännössä riitä. Periaatteessa olisi mahdollista lisätä kosteuttavan nesteen syöttömäärää, mutta seurauksena saattaa olla pölynkeräyslaitteiston tukkeutuminen. Lisäksi tilanteissa, missä ulkopuolista vesilähdettä ei ole saatavissa, täytyisi laitteessa 5 olla suuri vesisäiliö tai paikalle pitäisi jatkuvasti tuoda lisää vettä tai muuta nestettä, jotta tämä voitaisiin käytännössä toteuttaa.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen menetelmä ja sovitelma, joiden avulla pölyn sitominen kiinteämmäksi ja siten pölyämisen vähentäminen kallionporauksen yhteydessä voidaan toteuttaa entistä 10 paremmin ilman, että tarvitaan suuria nestemääriä tai suurimittaisia säiliöitä nesteen käsittelyyn. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on ominaista, että nestettä syötetään olennaisesti vain pölynpoiston yhteydessä sumumaisena tai pieninä pisaroina niin, että pölynerottimen alapäästä ulos putoava pölyan-nos on kostunut riittävästi. Keksinnön mukaiselle sovitelmalle on ominaista, et-15 tä välineet nesteen syöttämiseksi syöttävät nestettä pölynerottimen alaosaan pölynerottimeen kertyneen pölyn kostuttamiseksi silloin, kun pölyä poistetaan pölynerottimesta.

Keksinnön olennainen ajatus on, että pölynerottimen alaosaan syötetään sumumaisessa muodossa tai erittäin pieninä pisaroina olevaa nestettä 20 pölynerottimen tyhjennyksen aikana niin, että pölynerottimesta maahan putoa va pöly kostuu eikä pölynerottimesta poistuessaan leviä kuivana pölynä ympä-' ristöön. Keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon olennainen ajatus on, ' että pölynerottimen alaosaan syötetään tyhjennyksen aikana nestettä, mikä si- •,' · sältää vettä ja siihen sekoitettua liimamaisesti toimivaa ja/tai veden pintajänni- : : 25 tystä alentavaa luonnossa nopeasti hajoavaa materiaalia kuten esimerkiksi : ‘' ; ligniinipohjaista materiaalia, mäntyöljyä jne.

:'· . Keksinnön etuna on se, että syöttämällä pölyä sitovaa nestettä tai

* I

muuta liuosta pölynerottimeen vain sen tyhjennyksen yhteydessä saadaan pö-, lyäminen estetyksi juuri tyhjennysvaiheessa, jolloin nestettä tarvitaan pölyn si- 30 tomiseen varsin pieni määrä. Näin laite, missä on käytännössä oltava kohtuul- ;· lisen pieni nestesäiliö, voi pitkänkin ajan hoitaa poraustehtäväänsä ilman pö- ·’, v lyämishaittoja. Kun lisäksi lähtökohtana on se, että pöly on jo osittain kostutet- tu huuhteluilman mukana syötetyn nesteen avulla, on pölynerottimessa syötet-/ . tävän nesteen tarve vieläkin pienempi.

I * i ' ; 35 Keksintöä selostetaan lähemmin oheisissa piirustuksissa, joissa 3 112271 kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön toteuttamiseen soveltuvaa kallionporauslaitteistoa ja kuvio 2 esittää kaavamaisesti keksinnön toteuttamisen soveltuvan pölynsidontalaitteiston kaaviokuvana.

5 Kuviossa 1 on esitetty kallionporauslaite, missä on sinänsä tunne tulla tavalla alusta 1, mihin on kiinnitetty puomi 2. Puomin 2 päässä on syöttö-palkki 3 kallioporakoneineen. Kallionporauslaitteessa on tyypillisesti myös ei-esitetty kompressori, millä syötetään paineilmaa poratangon läpi porareikään, jolloin ilma poistuessaan poratangon ja poratun reiän väliin jäävän rengasmai-10 sen tilan kautta tuo reiästä tullessaan myös porausjätteen eli kivipölyn ja sitä karkeamman materiaalin. Nämä laitteet ja niiden toiminta ovat sinänsä alalla yleisesti tunnettuja ja alan ammattimiehelle itsestään selviä, joten niitä ei sen vuoksi tässä ole tarpeen sen yksityiskohtaisemmin selittää. Syöttöpalkin etupäässä on imusuutin 4, mikä sijaitsee poratangon ympärillä niin, että se voi-15 daan työntää porauksen aikana porattavan reiän ympärille maaperää vasten tiiviisti. Imusuuttimelta 4 johtaa imuletku 5 esierottimeen 6, missä karkea materiaali erottuu pölystä. Esierottimelta 6 pöly ja imuilma jatkavat matka edelleen letkua 7 pitkin pölynerottimeen 8, mikä tavallisesti sijaitsee kallionporauslait-teiston takaosassa. Pölynerottimessa pöly erotetaan imuilmasta ja se kertyy 20 pölynerottimeen 8. Pölynerottimesta 8 kertynyt pöly poistetaan sopivin välein päästämällä kertynyt pöly maahan. Pölynerottimen toimintaa selostetaan yksi-' · : tyiskohtaisemmin kuvion 2 yhteydessä.

Kuviossa 2 on kaavamaisesti esitetty kaaviokuva keksinnön toteut-; tamiseen soveltuvasta pölynerottamislaitteistosta. Tällaiset pölynerottamislait- : " : 25 teistot ja pölynerottimet ovat sinänsä yleisesti tunnettuja eikä niitä sen vuoksi ole tarpeen tässä yhteydessä sen tarkemmin selittää. Kuviossa on esitetty huuhteluilmakanava 9, missä on huuhteluventtiili 10. Huuhteluilmakanavaa 9 pitkin huuhteluventtiilin 10 ohjaamana kompressorin 11 syöttämää ilmaa syö-. . tetään poratangon 12 läpi porareikään 13 porattaessa muodostuneen poraus- 30 jätteen poistamiseksi siitä. Samanaikaisesti syötetään nestesäiliössä 14 ole- * ( vaa nestettä kanavan 15 kautta venttiilin 16 ohjaamana huuhteluilman jouk-V: koon. Nesteen määrää ohjataan erillisellä säätimellä 17, jolloin neste saadaan edullisesti sumumaisena sekoitetuksi huuhteluilmaan. Huuhteluilman mukana . kulkeutunut neste kostuttaa ja siten sitoo suurimman osan muodostuneesta • 35 kivipölystä. Porareiästä ulos tullut huuhteluilma imetään imurilla 8a letkun 5 lä- ’ ‘ pi esierottimeen 6 ja siitä edelleen letkun 7 läpi pölynerottimeen 8. Kuviossa 1 4 112271 esitetystä esierottimessa, mikä sinänsä ei ole välttämätön keksinnön kannalta, karkeampi materiaali erottuu huuhteluilmasta ja pölymäinen materiaali jatkaa ilman mukana eteenpäin pölynerottimeen 8. Pölynerottimessa 8 pöly jää suo-dattimiin 8b samalla, kun ilma virtaa suodattimien 8b läpi ja pölynerottimesta 5 ulos olennaisesti pölyämättä. Pöly poistetaan pölynerottimesta 8 sopivin välein annoksittain. Pölyn poistamiseksi pölynerottimeen 8 on kytketty paineilma-kanava 9 venttiilin 18 kautta pölynerottimen 8 yläosaan. Kun poraus on keskeytynyt eikä huuhteluilmaa tarvitse imeä pölynerottimeen, syötetään venttiilin 18 avulla pölynerottimeen 8 paineilmapulssi, minkä seurauksena pöly irtoaa 10 suodattimesta ja putoaa pölynerottimen alaosaan. Venttiilin 19 avulla syötetään säiliöstä 14 nestettä kanavaa 20 pitkin pölynerottimen 8 alaosaan siellä olevista suuttimista 21 tai vastaavista sumumaisena tai hyvin pieninä pisaroina ennen paineilmapulssia ja/tai sen aikana. Nesteen syöttämiseksi voidaan käyttää esimerkiksi kuviossa esitettyä ratkaisua, missä paineilmaa syötetään ka-15 navaa 22 pitkin nestesäiliön yläosaan niin, että neste työntyy säiliöstä 14 paineilman paineen vaikutuksesta. Tarvittaessa nesteen syöttö voi tapahtua sekä ennen että paineilmapulssin aikana eli pölynpoiston yhteydessä olennaisesti ja välittömästi ennen pölynpoistoa ja/tai koko pölynpoiston ajan. Suodattimista 8a putoava pöly kostuu pölynerottimen alaosassa siihen syötetystä nesteestä niin 20 paljon, että pudotettaessa se ulos pölynerottimen alaosasta tuloksena on pölyämätön massa.

• ' Nesteen syöttämisen ja pölynpoistamisen ohjaamiseksi voidaan käyttää erillistä ohjauselintä 23, mikä on kytketty ohjaamaan mainittuja venttii-: leitä sekä kompressoria ja pölynerottimen imuria. Ohjauselin on edullisimmin 25 kytketty ohjauskanavalla 24 sinänsä tunnettuun varsinaista porausta ohjaa-: vaan laitteistoon niin, että se saa ohjauskanavan 24 kautta ohjaussignaalin, • minkä perusteella ohjauselin 23 joko ohjaa tarvittaessa nesteensyötön huuhte- luilman sekaan tai pölynerottimelle pölynpoiston ajaksi. Ohjauselin 23 voidaan :v, kytkeä ohjaamaan laitteistoa eritavoin. Niinpä ohjaus voi perustua esimerkiksi 30 siihen, kallioporakone kytketään paluuliikkeelle tai johonkin muuhun tiettyä po-';· rausvaihetta ilmaisevaan signaaliin tai ilmaisimeen. Ohjauselin 23 voi myös ol- v la osa varsinaista porausta ohjaavasta laitteistosta joko selkeänä tähän tarkoi- tukseen muodostettuna yksikkönä tai se voi olla toteutettu ohjelmallisesti, mi- ‘ . käli varsinaista porausta ohjaava laitteisto on tietokone tai vastaava laite.

‘ ; 35 Nesteenä tässä keksinnössä voidaan käyttää vettä tai vettä ja sii hen sekoitettuna jotain sopivaa, edullisesti liimamaista ja/tai veden pintajänni- 5 112271 tystä alentavaa luonnossa hajoavaa sidosmateriaalia. Tällaisia ovat esimerkiksi ligniinipohjaiset materiaalit ja mäntyöljy, jotka kumpikin ovat luonnonaineita, toimivat sopivasti ja hajoavat luonnossa. Tällaisen materiaalin käytössä on sekin etu, että maahan pudonnut pöly säilyy sidottuna ja pölyämättömänä muu-5 tamista päivistä jopa muutamiin viikkoihin, jolloin työolosuhteet pysyvät pölyt-töminä riittävän kauan niin, että työt saadaan tehdyksi rauhassa. Myös muita vastaavia materiaaleja voidaan käyttää, mutta luonnosta sellaisenaan saatavat ovat tietenkin ympäristön kannalta edullisimpia. Edelleen voidaan käyttää vastaavalla tavalla luonnossa hajoavaa materiaalia, mikä alentaa veteen sekoitet-10 tuna veden pintajännitystä. Sama materiaali voi myös alentaa pintajännitystä sekä toimia liimamaisesti.

Pölynpoiston ajoittaminen ja nesteen syöttäminen pölynerottimeen voidaan toteuttaa useilla eri periaatteilla, kunhan toimitaan keksinnön perusajatuksen mukaisesti. Pölynpoisto voidaan ajoittaa eri tavoin. Pöly voidaan 15 poistaa pölyerottimesta aina yhden reiän porauksen jälkeen, tietyn mittaisen ajan tapahtuneen porauksen jälkeen, sen jälkeen, kun tietty määrä reikiä on porattu jne. Pölynpoisto voidaan tehdä joko porauksen keskeytyessä tai pora-koneen paluuliikkeen aikana tai muussa sopivassa vaiheessa, missä huuhte-luilmaa ei tarvitse syöttää porareikään. Pölynpoiston ja pölynsitomisen kannal-20 ta riippumatta siitä, kuinka pölynpoisto tapahtumana ajoitetaan porausvaihei-den suhteen, on merkittävää ja olennaista se, että kostutusnestettä pölynerot-*·· ‘ timen alaosaan syötetään vain pölynpoiston yhteydessä, jotta poistettava pöly saadaan kostutetuksi riittävästi, mutta ilman tarpeetonta kustannuksia ja vai- • > . · vaa aiheuttavaa ylimääräisen veden kulutusta.

25 Keksintöä on edellä olevassa selityksessä ja piirustuksissa esitetty ; " : vain esimerkinomaisesti eikä sitä ole millään tavalla rajoitettu siihen. Olennais- ; ’ ' ta on, että huuhteluilman mukana porareikään syötetään nestettä pölyn kostut- tamiseksi jo osittain etukäteen ja sen lisäksi pölynerottimessa vain pölyn pois-tamisen yhteydessä siihen syötetään lisää nestettä, joka edullisesti sisältää 30 ligniinipitoista materiaalia, mäntyöljyä tai muuta luonnossa hajoavaa liimaisesti T ja/tai pintajännitystä alentavasti toimivaa materiaalia, minkä avulla pöly saa- :.:, daan poistetuksi pölynerottimesta toisiinsa tarttuvina partikkeleina.

• « » I »

Claims (11)

112271

1. Menetelmä pölyhaittojen vähentämiseksi kallionporauksessa, jossa menetelmässä porareikään syötetään ilmaa ja nestesumua, mikä kostut- 5 taa porareiästä irtoavaa pölyä, porareiästä poistuva ilma ja kostutettu pöly johdetaan pölynerottimeen (8) pölyn ja ilman erottamiseksi toisistaan johtamalla ilma virtaamaan ainakin yhden suodattimen (8b) läpi ja kertynyt pöly poistetaan pölynerottimesta (8) sopivin välein annoksittain, jolloin poistettavan pölyn kostuttamiseksi pölynerottimen alaosaan suodattimien (8b) alapuolelle syöte- 10 tään nestettä, tunnettu siitä, että nestettä syötetään olennaisesti vain pö-lynpoiston yhteydessä sumumaisena tai pieninä pisaroina niin, että pölynerottimen (8) alapäästä ulos putoava pölyannos on kostunut riittävästi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nestettä syötetään pölynerottimen (8) alapäähän välittömästi ennen pölyn 15 poistamista pölynerottimesta.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, että nesteen syöttämistä jatketaan koko pölyn poistamisen ajan.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että nesteenä käytetään vettä, mihin on sekoitettu veden pinta- 20 jännitystä alentavaa ja/tai liimamaisesti toimivaa ja luonnossa nopeasti hajoavaa sidontamateriaalia.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, .,,; ’ että ainakin osa sidontamateriaalista on ligniinipohjaista materiaalia.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu : 25 siitä, että ainakin osa sidontamateriaalista on mäntyöljyä.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nesteen syöttäminen tehdään automaattisesti tapahtumaan tietyn ennalta määrätyn porausvaiheen aikana. :Vi 8. Sovitelma pölyhaittojen vähentämiseksi kallionporauksessa, jo- t I 30 hon sovitelmaan kuuluu välineet huuhteluilman ja nesteen syöttämiseksi pora- » I reikään, imuvälineet porareiästä tulevan kivipölyä sisältävän ilman imemiseksi, : V: pölynerotin (8) kivipölyn erottamiseksi ilmasta, välineet kertyneen pölyn pois- tamiseksi pölynerottimesta (8) ja nestesäiliö (14) pölyn kostuttamiseen tarkoi- »Il / . tetun nesteen varastoimiseksi sekä välineet nesteen syöttämiseksi pölynerot- 35 timen (8) alaosaan, tunnettu siitä, että välineet nesteen syöttämiseksi »II·» * t 112271 syöttävät nestettä pölynerottimen (8) alaosaan pölynerottimeen (8) kertyneen pölyn kostuttamiseksi silloin, kun pölyä poistetaan pölynerottimesta (8).

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että siihen kuuluu ohjauselin (23) nesteen syöttämisen ohjaamiseksi niin, että 5 nestettä syötetään pölynerottimen (8) alaosaan välittömästi ennen pölyn poistamista pölynerottimesta.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että ohjauselin (23) on sovitettu syöttämään nestettä pölynerottimen (8) alaosaan olennaisesti koko pölynpoiston ajan.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen sovitelma, tun nettu siitä, että ohjauselin (23) on sovitettu syöttämään nestettä automaattisesti tietyn ennalta määrätyn porausvaiheen aikana. * ♦ · * · • > · * * * · • · I · * 1 » » - # 112271