Способ разрушения горнях пород
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к области разрушения горных пород, бетона, мерзлого грунта и т.п. Способ разрушения основан на том, что нагрев породы осуществляют в поле стоячей электромагнитной волны, которую формируют в поверхностном слое породы посредством генератора и подключенной к нему закороченной двухпроводной линии, помещаемой на разрушаемую поверхность. 2 ил.
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к области разрушения горных пород, в том числе для разрушения подобных материалов (бетона, мерзлого грунта и др.).
Аналогами для данного способа являются высокочастотный (ВЧ) и сверхвысокочастотный (СВЧ) способы разрушения горных пород, например разрушения диэлектрическим нагревом, СВЧ-нагревом, в том числе разрушение породы в поле стоячей электромагнитной волны [1] В аналогах электромагнитная энергия подводится к породе, концентрируется в некотором объеме, который нагревается и при тепловом расширении разрушает окружающую породу. Прототипом является способ разрушения породы в поле стоячей электромагнитной волны [2] заключающийся в том, что в кусок породы с одной стороны вводят электромагнитную волну, а с противоположной стороны куска породы устанавливают металлический отражающий экран так, чтобы в куске породы образовалась свободная стоячая волна. В пучностях стоячей волны порода быстро нагревается и расширяется, что разрушает кусок породы. Поскольку в куске образуется несколько пучностей, то кусок дробится мелко. Недостатком прототипа является то, что применить свободную стоячую волну можно только в кусках породы из-за того, что нужно установить экран, что в массиве породы невозможно. Если волна бегущая, то требуются время и энергия для формирования нагретого объема, т.е. этот процесс связан с потерями энергии и снижением производительности. Цель изобретения разрушение породы в массиве, снижение энергоемкости, повышение производительности. Для отбойки породы от массива двухпроводную линию помещают на поверхности массива устанавливают в ней стоячую волну (связанную). На фиг.1 изображено устройство для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 сечение А-А на фиг.1, На чертеже показаны: генератор 1 электромагнитных волн, двухпроводная линия 2, пучности 3 стоячей волны, нагретый объем 4 породы, отбитый объем 5 породы, питающий коаксиальный кабель 6, связки 7 закоротка 8, массив 9 породы, узел 10 стоячей волны. Двухпроводная линия выполнена в виде двух гладких медных гибких проводов диаметром 5 мм в виде пучка медных проволок диаметром 0,2 мм. Провода соединены между собой полиэтиленовыми связками так, чтобы расстояние l между проводами оставалось постоянным. Это расстояние l определено как l E/B, где Е амплитуда напряженности электрического поля электромагнитной волны (кВ/м); В пробивная напряженность по поверхности породы (В 400 кВ/м). Например, для генератора мощностью 100 кВт установлено l 0,25 м, Длина двухпроводной линии 1,5 м. Двухпроводную линию помещали на поверхность массива гранита, подключали коаксиальным кабелем к генератору и, перемещая закоротку, устанавливали стоячую волну в этой линии. Стоячая волна содержала 3 пучности. Разрушение начинается в области пучностей кусками размером (3-10)х(5-12)х(5-7) см3, т. е. плитками вытянутой формы, причем со временем размер плиток увеличивается. Энергоемкость разрушения составила 20-30 кВт х ч/м3. За 2-3 мин в забое под линией образуется траншея глубиной 15-20 см, шириной до 30 см, длиной 1,3 м. Установлено, что целесообразно перемещать двухпроводную линию по забою периодически, через 3-4 мин. Плотный контакт линии с породой необязателен, но целесообразно приближать линию к забою. Эту линию можно применять для разрушения негабаритов, для размораживания мерзлого грунта. Основное преимущество этого способа по сравнению с аналогами и прототипом заключается в том, что связанная электромагнитная волна "привязана" к двухпроводной линии в отличие от бегущей волны, которая уходит в массив, и лишь со временем может образоваться (а может и не образоваться) нагретый объем, в котором концентрируется энергия, однако управлять этим процессом трудно в отличие от связанной стоячей волны в двухпроводной линии. Аналогично размораживают мерзлый грунт. При разрушении негабаритов двухпроводную линию помещают на разрушаемый негабарит. Технико-экономическая эффективность решения заключается в большей производительности, снижении энергоемкости, улучшении дробления породы. Опыт показывает, что снижение энергоемкости составляет 30-40% а повышение производительности на 50-85% за счет уменьшения времени на вспомогательные операции.Формула изобретения
СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЯХ ПОРОД, включающий нагрев горной породы в поле стоячей электромагнитной волны посредством генератора и экрана, отличающийся тем, что стоячую электромагнитную волну формируют в поверхностном слое породы посредством закороченной двухпроводной линии.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Способ интенсификации гео- и горнотехнологических процессов и устройство для его осуществления // 2055195
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в различных областях наук о Земле - нефте-и газодобыче, геоэкологии
Бурильная машина // 2054542
Изобретение относится к буровому оборудованию и может быть использовано, в частности, в горнорудной промышленности
Изобретение относится к электроимпульсному разрушению твердых материалов и может быть использовано в горнодобывающей промышленности, в промышленном и гражданском строительстве, в частности для разрушения негабаритных обломков пород и руд, утилизации бетонных и железобетонных блоков, опор, свай, плит
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения скважин в рыхлых породах, в частности в четвертичных отложениях и техногенных грунтах с одновременным долговечным и экологически чистым беструбным креплением при сооружении гидрогеологических и инженерных скважин различного назначения (на воду, водопонижающих, взрывных, для закрепления оползней, бортов карьеров и отвалов, для установки или сооружения свай в строительстве, укрепления фундаментов зданий и сооружений, прокладки коммуникаций и др.), при проходке и креплении верхних горизонтов, представленных рыхлыми или выветрелыми породами, а также креплении зон тектонических нарушений и изоляции флюидопроявлений и поглощений с применением в последнем случае относительно легкоплавких тампонажных материалов в условиях бурения геологоразведочных и эксплуатационных скважин
Способ разрушения диэлектрических и полупроводящих материалов и устройство для его осуществления // 2035231
Изобретение относится к области разрушения диэлектрических и полупроводящих материалов, в том числе горных пород и бетонов, и может быть использовано при разрушении негабаритов на карьерах, фундаментов, оголовков свай, изделий из бетона при их утилизации и т.д
Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для направленного раскола монолитных объектов, таких как горные породы, бетон и т.п
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при измельчении горных пород под воздействием импульсного электромагнитного поля
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для электротермического бурения скважин в рыхлых, в частности в четвертичных отложениях и техногенных грунтах с одновременным долговечным и экологически чистым беструбным креплением ствола скважины
Установка электродугового плазмобура // 2100602
Изобретение относится к устройствам бурения твердых, каменистых пород при проходке скважин, тоннелей, траншей и т.д
Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к электроимпульсному способу бурения и буровой установке для реализации способа
Изобретение относится к области разрушения пород, в частности к электрическим способам разрушения и включает пять вариантов выполнения
Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к способу и устройству для взрывания твердых скальных пород с использованием в высокой степени нечувствительного энергетического материала, зажигаемого с помощью электрического разряда с умеренно высокой энергией, что приводит к растрескиванию и разрушению скальной породы
Изобретение относится к области разрушения электрическими разрядами горных пород при проходке горных выработок, бурении скважин, а также бетонных изделий и др
Изобретение относится к области горного дела и строительства, в частности к разрушению горных пород и строительных конструкций при помощи электрических устройств
Изобретение относится к разработке горных пород с использованием электроимпульсной технологии и может применяться для разрушения горных пород, в производстве строительных материалов
Изобретение относится к горному делу и строительству, в частности к разрядному разрушающему устройству и способу разрушения разрядом для разрушения и разбивания объектов, например для разрушения горных пород и разбивания камней на небольшие куски на строительных площадках, отбойки при отделке туннелей и разрушений бетонных зданий
Изобретение относится к буровой технике, а именно к способам и техническим средствам бурения скважин различного назначения