Спосіб руйнування скельних порід та пристрій для його здійснення

1 Спосіб руйнування твердих скельних порід, що включає розміщення в шпурі заряду низькочутливого енергетичного матеріалу на основі окислювача і пального, який підпалюють електричним розрядом, який відрізняється тим, що підпалю вання здійснюють електричним розрядом із заданим сповільненням 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що тривалість електричного розряду регулюють в діапазоні від 0,05 до 1,5мс 3 Пристрій для руйнування скельних порід, що містить екзотермічну суміш і пристрій примусового розігріву, який відрізняється тим, що екзотермічна суміш розміщена в патроні і в неї занурені КІНЦІ двох електродів, протилежні КІНЦІ яких мають виводи для підключення до джерела електричного заряду, а пристрій примусового розігріву виконаний у вигляді відцентрованої малопотужної спіралі, що ІНІЦІЮЄ початок екзотермічної реакції Винахід відноситься до гірничодобувної промисловості, зокрема до способів та пристроїв руйнування скельних порід ВІДОМІ спосіб та пристрій для руйнування твердих тіл, описані в патенті Російської Федерації RU №2039252, МПК6 Е21С37/00, 1992р , згідно яким в твердому ТІЛІ що піддається руйнуванню бурять шпур, розміщають в шпурі не підривний руйнуючий засіб, який збільшує свій об'єм при гідратації, і здійснюють примусовий розігрів не підривного руйнуючого засобу для дії на швидкість протікання реакції гідратації Не підривний руйнуючий засіб розігрівають починаючи з шару найближчого до устя шпуру з допомогою тепла, яке виділяється додатково введеним шаром екзотермічної речовини, яку поміщають в усті шпуру і заливають водою Шар екзотермічної речовини може бути поміщений в оболонку з фільтруючого матеріалу До складу екзотермічної речовини входять м'яко обпечене вапно 90-99%, регулюючі добавки - сульфітноспиртова барда 1-2%, кварцовий пісок 5-10% розміщенням руйнуючого засобу в шпурі та початком процесу руйнування, котрий становить 45-70 хвилин, в залежності від складу робочої суміші, температури навколишнього середовища і температури води, яку заливають до шпуру Найбільш близьким по технічній сутності і результату, що досягається, до винаходу є спосіб і пристрій, описані в патенті Російської Федерації RU №2139991, МПК6 Е21С37/18, Е21В7/15, F42D3/04, 1996р , призначені для підривання твердих скельних порід з використанням в високій ступені не чутливої горючої суміші, яку запалюють з допомогою електричного заряду з помірно високою енергією, в результаті чого виникають швидко розширювані гази всередині замкнутого об'єму, що приводить до розтріскування і до розлому твердих скельних порід Підривний механізм містить пристрій примусового розігріву, який включає в себе високовольтний електрод і заземлений електрод, розділені ізолюючою трубкою Два електроди підривного зонду знаходяться в електричному контакті з неприливним об'ємом у високій ступені не чутливого, однак горючого матеріалу, наприклад, суміші металічного порошку та окислювача Металеві частинки всередині суміші з металевого порошку та окислювача створюють безліч здатних до плавлення металевих шляхів між високовольтним електродом та заземленим електродом під дією електричного струму, який надходить через великий конденсаторний накопичувач через високовольтний електрод Безліч металевих шляхів діють О со 00 ю 58301 аналогічно запальному елементу, створюючи досить високій електричний опір і підводячи електричну енергію від конденсаторного накопичувача в горючу суміш із металевого порошку і окислювача, створюючи посилене виділення тепла, яке ІНІЦІЮЄ екзотермічну реакцію металевого порошку та окислювача, що призводить до утворення газів підвищеного тиску, які призводять до розтріскування твердих скельних порід Недоліком відомого способу є те, що існує висока ймовірність подрібнення породи за рахунок використання екзотермічної суміші, яка викликає подрібнення, а не відкол цілика заданої форми та розміру, спосіб не дає можливості групового, одночасного, сповільненого підривання, цим способом не можна досягти регулювання тривалості електричного імпульсу Недоліком пристрою для руйнування твердих скельних порід є складність його конструкції та висока собівартість В основу винаходу по способу поставлена задача вдосконалити спосіб руйнування скельних порід шляхом використання регулюємої індуктивності і електронного комутатора введених до схеми підривання, що дає можливість одиночного, одночасного, групового і сповільненого підривання, дає можливість регулювання тривалості електричного імпульсу Все це забезпечує підвищення ймовірності відколу цілика заданої форми та розміру В основу винаходу по пристрою поставлена задача вдосконалити пристрій для руйнування скельних порід шляхом виконання пристрою примусового розігріву у вигляді відцентрованої малопотужної спіралі, розміщеної в патроні з екзотермічною сумішшю, що забезпечує спрощення пристрою і зниження собівартості підривних робіт Поставлена задача вирішується тим, що в способі руйнування скельних порід, що включає в шпурі низько чутливого енергетичного матеріалу на основі окислювача і пального, який підпалюють електричним розрядом, згідно з винаходом, новим є те, що підпалювання здійснюють електричним розрядом із заданим сповільненням Крім того, тривалість електричного розряду регулюють в діапазоні від 0,05 до 1,5мс Діапазон регулювання тривалості електричного розряду обумовлений технологією видобування блочного каменю, головною вимогою якої є збереження МІЦНІСНИХ властивостей блоку та масиву Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для руйнування скельних порід, який містить розміщені в шпурі екзотермічну суміш і пристрій примусового розігріву, згідно винаходу новим є те, що екзотермічна суміш розміщена в патроні і в неї занурені КІНЦІ двох електродів, протилежні КІНЦІ яких мають виводи для підключення до дже рела електричного розряду, та пристрій примусового розігріву, виконаний у вигляді відцентрованої малопотужної спіралі, що ІНІЦІЮЄ початок екзотермічної реакції На фіг 1 зображено пристрій для реалізації способу руйнування скельних порід На фіг 2 зображено електричну схему блоку ініціювання електричного розряду з заданим сповільненням Пристрій (фиг 1) містить пробурений шпур 1, в породі 2 В шпурі розміщено патрон 3, в якому знаходиться екзотермічна суміш 4, в екзотермічну суміш занурені два електроди 8, на кінцях яких розміщено відцентровану малопотужну спіраль 9, а протилежні КІНЦІ двох електродів мають виводи 17, 18 для підключення до джерела електричного розряду Весь патрон знаходиться у водонепроникній оболонці 5, щоб в нього не потрапила вода 6 Зверху патрон засипаний забійкою 7 Блок ініціювання електричного розряду 10 (фіг 2) містить опір 11, конденсатори 12, індуктивність 13, вимикачі 14, електронний комутатор 15, бойову ЛІНІЮ 16 Спосіб здійснюється наступним чином В шпур 1, пробурений в масиві 2, який підлягає руйнуванню, вставляємо патрон 3, в якому знаходиться екзотермічна суміш 4 Весь патрон знаходиться у водонепроникній оболонці 5, щоб в нього не потрапила вода 6, яка знаходиться в шпурі Зверху над патроном розміщуємо забійку 7, щоб енергія екзотермічної реакції поширювалась в напрямку руйнування, а не вивільнялась у вільний простір Електроди 8 виводами 17, 18 підключають до джерела електричного розряду, наприклад, до виходу блоку 10 3 допомогою пристрою примусового розігріву (відцентрованої малопотужної спіралі) 9 в екзотермічній суміші виникає іскра, яка ІНІЦІЮЄ початок екзотермічної реакції В ході реакції, (за екзотермічну суміші можна взяти аміачну селітру і алюміній в наступному співвідношенні, % аміачна селітра 85 - 98 алюміній 2-15), виникають гази швидкого розширення, в замкнутому просторі різко підвищується тиск, який прориває патрон, а вода що знаходиться в шпурі пом'якшує дію ударної хвилі Блок ініціювання 10 дозволяє регулювати тривалість електричного розряду від 0,05 до 1,5мс За рахунок цього ми отримуємо відкол блоку по наміченій лінії, а не дроблення породи Використання схеми підривання скельних порід до якої входить електронний комутатор і регулюєма індуктивність, а також засобу примусового підігріву виконаного у вигляді відцентрованої малопотужної спіралі наближає повноту реакції до 100%, забезпечує отримання необхідного результату - розколу каменя по заданому шару 58301 Комп'ютерна верстка Л Ціхановська Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна