Способ выполнения разработки лунного водяного льда

Авторы патента:

F42D3/04 - для взрыва скальных пород

E21C51/00 - Устройства и способы добычи материала из внеземных источников (космонавтика B64G)

E21B43/00 - Способы или устройства для добычи нефти, газа, воды, растворимых или плавких веществ или полезных ископаемых в виде шлама из буровых скважин (применяемые только для добычи воды E03B, добыча нефти из нефтеносных отложений, растворимых или плавких веществ с применением горной техники E21C 41/00; насосы F04)

E03B3/30 - из снега или льда

B64G4/00 - Инструменты, специально предназначенные для использования в космосе

Владельцы патента RU 2770939:

Попов Александр Федорович (RU)

Изобретение относится к сфере космических технологий и может быть использовано для сбора водяного льда на Луне. Способ разработки лунного водяного льда включает бурение через слой лунного грунта, размещение внутри залежи лунного водяного льда взрывчатых веществ, осуществление камуфлетного взрывания с образованием полости. После образования полости через пробуренную скважину охлаждают верхнюю часть полости холодом лунного космического пространства. Изобретение направлено на обеспечение очистки лунного водяного льда от химических примесей и механических загрязнений, а также на ускорение процесса разработки лунного водяного льда.

Изобретение относится к сфере космических технологий и может быть использовано для сбора водяного льда на Луне, а также для экспериментальной отработки указанной технологии в наземных условиях.

Из уровня техники известен способ выполнения разработки лунного водяного льда, при котором внутрь залежи лунного водяного льда, покрытой слоем лунного грунта, с помощью бурения помещают химические вещества, генерирующие нагрев, вызывающий образование полости в залежи лунного водяного льда. При этом с помощью помещенных в залежь лунного водяного льда химических веществ вызывают экзотермическую химическую реакцию, переводящую водяной лед в жидкое состояние /RU 2016122420 А; 07.12.2017/.

Помещение в залежь лунного водяного льда химических веществ, вызывающих экзотермическую химическую реакцию, переводящую водяной лед в жидкое состояние, вызывает химическое и механическое загрязнение водяного льда, поскольку жидкая вода растворяет химические продукты экзотермической реакции и химические вещества, присутствующие в залежи лунного водяного льда, а также вбирает в себя частицы грунта залежи. Кроме того, проведение экзотермической химической реакции требует затрат времени, что препятствует ускорению разработки залежи.

Задачей изобретения является обеспечение очистки лунного водяного льда от химических примесей и механических загрязнений, а также ускорение процесса разработки лунного водяного льда.

Указанная задача решена за счет того, что в способе выполнения разработки лунного водяного льда, при котором внутрь залежи лунного водяного льда, покрытой слоем лунного грунта, с помощью бурения помещают химические вещества, генерирующие нагрев, вызывающий образование полости в залежи лунного водяного льда, с помощью помещенных в залежь лунного водяного льда химических веществ выполняют камуфлетное взрывание, а после образования полости через пробуренную скважину охлаждают верхнюю часть полости холодом лунного космического пространства.

Изобретение характеризуется следующей совокупностью существенных отличительных признаков: выполнением камуфлетного взрывания с помощью химических веществ, помещенных в залежь лунного водяного льда; охлаждением верхней части образовавшейся полости холодом лунного космического пространства через пробуренную скважинув лунном грунте.

Указанная совокупность существенных отличительных признаков позволяет обеспечить очистку лунного водяного льда от химических примесей и механических загрязнений, а также ускорить процесс разработки лунного водяного льда.

Камуфлетное взрывание /Большая советская энциклопедия, третье издание, т. 11, стр. 287, столбец 847/ образует в залежи лунного водяного льда замкнутую полость, заполняя грунтовой пробкой нижнюю часть пробуренной скважины. В результате взрывного нагрева водяной лед в замкнутой полости мгновенно переходит в состояние водяного пара. Верхняя уцелевшая при взрыве часть скважины сообщается с лунным космическим вакуумом и за счет его низкой температуры охлаждает верхнюю часть замкнутой полости. На охлажденной поверхности верхней части замкнутой полости происходит конденсация водяного пара, при этом вода очищается от химических примесей и механических загрязнений. Превращаясь в лед, эта вода образует ледяную корку. Далее скважину вновь разбуривают, вводят в полость механические средства, позволяющие собирать и извлекать наружу водяной лед из образовавшейся ледяной корки.

Помещение камуфлетного заряда внутрь залежи лунного водяного льда выполняют путем бурения скважины, например, с помощью средств шнекового или вибрационного разведочного бурения /БСЭ, т. 21, стр. 406, столбец 1206/, установленных на средствах лунной подвижной техники /луноходах/. После введения камуфлетного заряда, содержащего взрывчатые вещества /БСЭ, т. 5, стр. 16-18, столбцы 35-40/ и средства взрывания, в залежь лунного водяного льда выполняют инициирование взрывного заряда, например, электродетонатором /БСЭ, т. 5, стр. 14, столбец 30/ и производят камуфлетное взрывание. Для охлаждения замкнутой полости холодом лунного космического вакуума достаточно выполнять скважину на лунной поверхности в ее затененной части и производить взрыв, когда она затенена, например, перед восходом, оставляя устье скважины открытым, сообщающимся с лунным космическим вакуумом, который может обеспечивать даже "температуру открытого космоса" 4 К /Техника - молодежи, 2006, М, стр. 4, столбец 2/.

Для извлечения водяного льда из полости через скважину вводят в нее механические средства, позволяющие откалывать от ледяной корки и захватывать куски льда или дробить лед и собирать ледяные осколки. Возможно также полное раскапывание лунного грунта снаружи до ледяной корки.

Извлеченный водяной лед может быть использован для технических и бытовых нужд, а также для получения кислорода и водорода путем электролиза воды /БСЭ, т.12, стр. 197, столбец 578; т.5, стр. 194, столбцы 568-569/.

Для осуществления изобретения применяют известные методы и средства.

Таким образом, выполнение камуфлетного взрывания с помощью химических веществ, помещенных в залежь лунного водяного льда, и охлаждение верхней части образовавшейся полости холодом лунного космического пространства через пробуренную скважину в лунном грунте благодаря мгновенному переходу водяного льда в результате взрывного нагрева в состояние водяного пара, который конденсируется на верхней поверхности образовавшейся полости, охлаждаемой холодом лунного космического вакуума через скважину, с образованием ледяной корки, позволяет обеспечить очистку лунного водяного льда от химических примесей и механических загрязнений.

При этом выполнение камуфлетного взрывания с помощью химических веществ, помещенных в залежь лунного водяного льда, за счет взрывного нагрева лунного водяного льда позволяет ускорить процесс разработки лунного водяного льда.

Способ выполнения разработки лунного водяного льда, при котором внутрь залежи лунного водяного льда, покрытой слоем лунного грунта, с помощью бурения помещают химические вещества, генерирующие нагрев, вызывающий образование полости в залежи лунного водяного льда, отличающийся тем, что с помощью помещенных в залежь лунного водяного льда взрывчатых веществ выполняют камуфлетное взрывание, а после образования полости через пробуренную скважину охлаждают верхнюю часть полости холодом лунного космического пространства.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно способам взрывной отбойки горных пород от массива, и может быть использовано, прежде всего, при добыче полезных ископаемых открытым способом. Техническое решение относится к проведению взрывных работ при закрытом способе добычи, в частности к способам и устройствам для взрывания, а именно к оболочке забойки для изоляции заряда взрывчатых веществ.

Подвесная скважинная забойка // 2768270

Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при разработке полезных ископаемых открытым способом. Подвесная скважинная забойка содержит опорную конструкцию, превосходящую габаритами диаметр устья скважины, и подвешиваемую часть, закрепленную гибкой связью на опорной конструкции.

Способ взрывной отбойки горных пород и скважинный заряд для его осуществления // 2766994

Изобретение относится к горной промышленности, а именно, способам взрывной отбойки горных пород от массива, и может быть использовано, прежде всего, при добыче полезных ископаемых открытым способом. Способ взрывной отбойки горных пород от массива, включающий бурение скважин, формирование в скважине заряда взрывчатого вещества, инициирование проводника детонации и взрывание заряда взрывчатого вещества.

Ингибированные эмульсии для применения при взрывных работах в реакционноспособном грунте или в условиях высоких температур // 2759888

Изобретение относится к способам доставки ингибированных эмульсий и к связанной с ними системе. Способ доставки ингибированной эмульсии в шпур включает в себя подачу эмульсии, содержащей дисперсную фазу окислителя и непрерывную фазу топлива, подачу отдельного раствора ингибитора, содержащего воду, ингибитор и модификатор точки кристаллизации, смешивание эмульсии с раствором ингибитора с образованием ингибированной эмульсии и перекачку ингибированной эмульсии в шпур.

Способ ведения взрывных работ с учетом зоны предразрушения // 2744534

Изобретение относится к области взрывного разрушения горных пород с использованием многорядного короткозамедленного взрывания и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород. Способ ведения взрывных работ с учетом зоны предразрушения, включающий построение модели развития массового взрыва во времени и пространстве для конкретной схемы взрывных работ, подачу стартового импульса на взрывание одновременно на два врубовых ряда, расположенных во втором или третьем ряду скважинных зарядов от краев блока.

Устройство для поддержания взрывного приспособления // 2741897

Изобретение относится к устройствам и способу для позиционирования и поддержания взрывного приспособления и может быть использовано в горных разработках, в которых для разрушения скальных пород и руды используют взрывные приспособления. Предложено устройство (1) для поддержания взрывного приспособления (13), содержащее базовый элемент (3), один или более поддерживающих элементов (11) и отверстие (19) для текучей среды.

Способ циклично-поточной отработки скальных горных пород // 2741649

Изобретение относится к области разработки полезных ископаемых с применением взрывного рыхления скальных горных пород и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород. Способ циклично-поточной отработки скальных горных пород включает обуривание горной массы вертикальными или наклонными взрывными скважинами, зарядку и взрывание скважин, последующую выемку взорванной горной массы и погрузку ее на забойный конвейер.

Способ взрывной подготовки к селективной выемке рудного тела и покрывающих вскрышных пород // 2738331

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано на открытых горных разработках при взрывной подготовке к селективной выемке на контакте руда-порода массива, включающего рудное тело и покрывающие вскрышные породы. Технический результат - увеличение качества и полноты извлечения руды за счет первичного взрывания покрывающих рудное тело вскрышных пород и последующее взрывание рудного тела в зажатой среде с сохранением структуры и положения его в массиве.

Способ подготовки горных пород взрывом // 2735403

Изобретение относится к способу подготовки горных пород взрывом. Техническим результатом является повышение эффективности подготовки горных пород взрывом на карьерах, а также в системах с применением ЦПТ с более полным использованием энергии взрыва и ее стабильности.

Способ многорядного короткозамедленного взрывания // 2734651

Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих многорядное короткозамедленное взрывание (КЗВ) в массивах горных пород, в частности при взрывной подготовке породного массива к экскавации при открытой разработке полезных ископаемых и строительных материалов.

Способ добычи полезных ископаемых на астрономическом объекте // 2770502

Изобретение относится к космическим технологиям, а именно к способам разработки ресурсов космической среды с поверхности астрономического объекта, например астероида или кометы и может быть использовано при изучении планет, комет и других небесных тел. Способ добычи полезных ископаемых включает посадку автоматического космического модуля на поверхность астрономического объекта, формирование отверстия в поверхности астрономического объекта, выемку грунта и помещение грунта в грунтозаборное устройство.