Способ разрушения твердого материала

 

Использование: разрушение твёрдных материалов в горном деле и строительстве без применения взрывных работ. Сущность изобретения: в твердом материале бурят шпур. Заполняют его рабочей жидкостью. Рабочую жидкость получают путем смешивания воды с газом или летучей жидкостью, образующими гидраты. В качестве такого газа может быть использован пропан или бутан, а в качестве летучей жидкости-этиламин. Замораживают рабочую жидкость в шпуре. Под давлением образующегося льда твердый материал разрушается. Гидраты увеличивают объем льда и, соответственно , да в ление на стенки шпура. 2 з.п.ф-лы, Зтабл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК...К „„1816859 А1 (51) S

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Изобретение относится к горному делу Увеличение объема льда происходит истроительствуиможет бытьиспользовано вследствие того, что гидраты ряда газов и для .разрушения материалов без примене- жидкостей, образующиеся одновременно ния взрывных работ, включая мерзлые по- со льдом; имеют более низкую плотность, роды.. чем он. По данным экспериментальных опЦелью изобретения является повыше- ределений, плотность гидрата пропана ние давления на стенки полости за счет уве- 0,874, гидрата бутана 0,905 г/см, Примерно личения объема льда. такОва же плотность герата зтиламина —.

Заявленный способ разрушения твер- " 0,891 г/см . дого материала включает образование полости в материале, заполнение ее водой и Так как гидраты образуют два типа замораживание воды. Поставленная цель структур, для приближенного определения достигается тем, что перед заморажйвани- их плотности можно воспользоваться форем s воду вводят газ или летучую жидкость, мулами образующие гидраты, причем в качестве га-- d< = 0,797+ 0,007 М; за, образующего гидрат, вводят пропан и dg =0,787+0,0023 М, (или) бутан, а в качестве летучей жидкости, где М вЂ” молекулярная масса гидрата; образующей гидрат, вводят этиламин, 0,797 и 0,787 — плотности гипотетичеСпособ обеспечивает увеличение объе- ских "пустых" кристаллических решеток ма льда до 11-12;ь и более. структур типа 1 и 2, 1 2 . (21) 4922020/03 без применения взрывных работ. Сущность (22) 26.03.91 изобретения: в твердом магериале бурят (46) 23.05.93. Бюл. М 19 :. шпур. Заполняют его рабочей жидкостью, (71) Центральный штаб военизированных Рабочую жидкость получают путем смешигорноспасательных частей Донбасса вания воды с газом или летучей жидкостью, (72) Г.Ю,Валуконис, М.Г,ЛевертовиБ.C.J)þ- образующими гидраты, 8 качестве такого барский, газа может быть использован пропан или (56) Кутузов Б.Н, Взрывное и механическое . бутан, а в качестве летучей жидкости — этиразрушение горных пород. M.:Íåäðà, 1973. ламин. Замораживают рабочую жидкость s

Авторское свидетельство СССР . шпуре. Под давлением образующегося льда

Q 977773, кл, Е 21 С 37/06, 1981. твердый материал разрушается. Гидраты (54) СПОСОБ РАЗРУШЕНИЙ ТВЕРДОГО увеличивают объем льда и, соответственМАТЕРИАЛА . но, давление на стенки шпура. 2 з.п.ф-tlat. (57) Использование: разрушение твердных 3 табл. материалов в горном деле и строительстве

1816859

Изучалась также действие добавок на

Так, формула гидрата пропана СзНв«

«17,95 НгО, поэтому его приближенную плотность находят как б2, Нетрудно убедиться, что более "рыхлыми" являются именно структуры типа 2.

Так как этиламин и некоторые другие увеличение распорного давления.

Для этого использованы монолиты из бетона размером 300х200х200 мм. В каждом монолите бурились шпуры глубиной 250 мм и диаметром 42 мм, Для повышения сколько меньше диаметра шпура) тем, что в качестве газа, образующего гидрат, вводят пропан и (или) бутан, 3. Способ по п.1, отл и ч а ю щи и с я

Результаты лабораторных определений увеличения объемов льда при наличии доба- 45 вок приведены в табл. 2. Определения осу- тем, что в качестве летучей жидкости, обраществлялись объемным методом. зующей гидрат, вводят этиламин, летучие жидкости с водой смешиваются в прочностных свойств монолитов они помелюбых соотношениях, то растворы для за- щались в призматические металлические полнения полостей могут быть получены емкости примерно. аналогичных габаритов. простым перемешиванием такой жидкости "0 На дне шпуров размещались датчики давлес водой. При этом нужно помнить, что лету- ния, полости шпуров заливались раствором чая жидкость несколько понижает темпера- с добавкой, или же в них размещались оботуру образования льда. лочки с раствором. Монолиты с рабочей

Процесс введения газов более сложен. жидкостью охлаждались в холодильной каВо-первых, газы хуже растворимы в воде. "5 мере НКР-1 до температуры -5ОС, ИзменеВо-вторых, для многих из них давление гид- ние давления фиксировалось самописцами. ратообразования при 0 С превышает ат- . Результаты экспериментальных исследовамосферное. Например, для пропана при Р = ний приведены в табл. 3.

101,3 кПа температура образования гидрата Из данных, приведенных в .табл. 2, 3, равна 261,5 К, для изобутана Т 270,3 К, 20 видно. что увеличение объема льда на 10/0

Поэтому для повышения температуры гид- примерно эквивалентно увеличению расратообрззоввния необходимо создавать не-: парного давления в шпуре на 10 3-12 3 клПв которое избыточное давление(см. табл. 1 . .(при температуре -O С).

Растворимость пропана вводе при 26 С .. Пелезность заявленного технического составляет 162 мл нв 100 мл воды. Раство- 26 решения состоит. прежде всего, в том, что римость бутанов на порядок ниже: для нор- относительно небольшие добавки веществмального бутана 15 мл/100.мл и для гидратообразователей повышают распоризобутана 13,1 мл/100мл при нормьальиом ное давление льда в 1,1-2,9 раза, что атмосферном давлении и температуре 17ОС.. обеспечивает более эффективное разруше- .

Для реализации заявленного способа 3î ние твердого материала, при работе с газами-гидратообразчователями используют пластмассовые оболочки с Формула изобретения обратными клапанами, через которые их за- 1, Способ разрушения твердого материполняют водой с газами под дввлеиием (не. ала, включающий образование полости:в выше 200 кПа). Так как температура кипения 35 материале, заполнение ее водой и заморанормального бутана равна — 0,5ОС, то обо- живание воды, отличающийся тем, лочку можно заполнять сжйженным газом что, с целью повышения давления на стенки примерно на 1/10 емкости. Остальные 9/10 . полости за счет увеличения объема льда, заполняют водой, после чего жидкость пе- перед замораживанием в воду вводят газ ремешивают встряхиванием.: -:, — 40 или летучую жидкость, образующие гидра-.

Заполненные оболочки вставляют в: ты. шпур (диаметр оболочки должен быть не- 2. Способ по п,1, отличающийся

1816859

Таблица 1

Равновесные параметры гидрата пропана

Таблица 2

Увеличение обьемов льда при наличии добавок

Таблица 3

Максимальные давления в шпурах s зависимости от количества и типа добавки к воде (при -5 С)

Составитель Л.Орлова

Редактор М,Кузнецова Техред М,Моргентал Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Заказ 1711 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101