Спосіб визначення параметрів електрогідроімпульсного дроблення гірських порід і пристрій для його здійснення

1. Спосіб визначення параметрів електрогідроімпульсного дроблення гірських порід, який полягає в тому, що зразок випробовуваної гірської породи встановлюють між електродами електродної системи, поміщеної у ванну з рідиною, і здійснюють електричні розряди, який відрізняється тим, що на зразок впливають розрядами певної C2 2 (19) 1 3 84211 4 дів високої напруги, в рідині, що містить ємність Дія на зразок гірської породи розрядами певдля подрібнюваного матеріалу і електроди, проної тривалості із зростаючою напругою забезпечує пущені через стінки ємності, ізольовані від неї і можливість визначення і фіксації мінімальної наспіввісні один проти іншого над шаром матеріалу пруги, при якій зразок однієї і тієї ж породи дро[A.c. 126351 CPCP, MKI В02С19/18 «Пристрій для биться з 1-2 імпульсів. дроблення крихких металів, їх карбідів і т.п. струВизначення коефіцієнта електрогідроімпульсмопровідних матеріалів / Л.А. Юткін, Л.І. Гольцова ного дроблення досліджуваної гірської породи до(CPCP) - 2с. Б.І. №18 1983р.]. зволяє для кожного виду породи і для різної товНедоліком даного пристрою є різна відстань щини зразка визначити середній коефіцієнт електродів до шматків руйнованого матеріалу при дроблення, що характеризує ступінь ефективності кожному розряді і неможливість у зв'язку з цим електрогідроімпульсного дроблення кожного дооднозначно оцінити параметри електроімпульсносліджуваного типу породи. го дроблення конкретного матеріалу. Таким чином, завдяки перерахованим ознаВідомий спосіб руйнування гірських порід і кам, можливо визначати величину напруги, при штучни х матеріалів, вибраний за прототип, що якій руйнується зразок певної гірської породи завключає розміщення матеріалу в корпусі з рідиною даного розміру і підвищити ефективність визнаміж електродами, на які подають імпульси високої чення параметрів електрогідроімпульсного дробнапруги із швидкістю наростання не менш лення гірських порід. 1000кВ/мкс, руйнування матеріалу і його класифіУ основу винаходу поставлена задача створикацію [Патент 2045348 Росія, MKI6 В02С19/18 ти такий пристрій для визначення параметрів еле«Спосіб руйнування гірських порід і штучних матектрогідроімпульсного дроблення гірських порід, в ріалів / В.І. Курец, Т.І. Алексеева, Е.Н. Таракановякому за рахунок того, що негативний електрод ській, Г.П. Філатов, Г.А. Финкельштейн (Росія). електродної системи, виконаний у вигляді металеБ.І. №28, 1995p.]. вого коробчатого корпусу, що має одну із стінок, Недоліком цього способу є великі тривалість нахилену під кутом до протилежної стінки, на якій процесу і трудовитрати при визначенні параметрів закріплений ізолятор з позитивним електродом, електрогідроімпульсного дроблення гірських порід, виконаним у вигляді декількох електрично з'єднаобумовлені неоднаковим положенням зразка маних паралельних пластин з ізолятором, закріплетеріалу між електродами при повторних електричним безпосередньо на стінці або з використанням них розрядах в процесі визначення мінімально додаткових прокладок, можливо підвищити ефекнеобхідної напруги електророзряду для руйнувантивність визначення параметрів електрогідроімпуня зразка і необхідністю у зв'язку з цим контролюльсного дроблення гірських порід. вати, а можливо і коректувати, положення зразка Поставлена задача розв'язується тим, що в щодо електродів після кожного електророзряду. пристрої визначення параметрів електрогідроімУ основу винаходу поставлена задача створипульсного дроблення гірських порід згідно винахоти такий спосіб визначення параметрів електрогідду негативний електрод електродної системи вироімпульсного дроблення гірських порід, в якому конаний у вигляді металевого коробчатого за рахунок дії розрядами певної тривалості із зрокорпусу, що має одну із стінок, нахилену під кутом стаючими напругами, фіксації рівня напруги заряa=6-12° до протилежної стінки, на якій закріплений ду конденсаторів при руйнуванні і обчислення коізолятор з позитивним електродом, виконаним у ефіцієнта електрогідроімпульсного дроблення вигляді декількох електрично з'єднаних паралельдосліджуваної гірської породи підвищується ефекних пластин завдовжки L, причому ізолятор закрітивність визначення параметрів електрогідроімпуплений безпосередньо на стінці або з використанльсного дроблення гірських порід, і як наслідок, ням додаткових прокладок завтовшки S=(0,6скорочується час і трудовитрати на дослідження і 0,8)·L·tga, а на дні ванни встановлений піддон для розробку установок для дроблення порід. збору фрагментів досліджуваних зразків. Поставлена задача розв'язується тим, що в Форма негативного електроду у вигляді метаспособі визначення параметрів електрогідроімпулевого коробчатого корпусу, який має одну із стільсного дроблення гірських порід згідно винаходу нок, нахилену під кутом a до протилежної стінки, зразок випробовуваної гірської породи встановдозволяє фіксувати гірську породу між електродалюють між електродами електродної системи, поми, що дозволяє однозначно оцінити параметри міщеної у ванні з рідиною, і здійснюють електричні електроімпульсного дроблення конкретного матерозряди, відмінний тим, що на зразок впливають ріалу. Кут a у названому діапазоні забезпечує силу розрядами певної тривалості із зростаючою напрутертя зразка об похилу стінку і позитивний електгою, фіксують рівень напруги заряду конденсатород достатню для запобігання викиданню зразка з рів, при якому зразок однієї і тієї ж породи дроелектродної системи і порушення контакту з елекбиться з 1-2 імпульсів і обчислюють коефіцієнт тродами під час електричного розряду. Це забезелектрогідроімпульсного дроблення досліджуваної печує повторюваність експерименту і ідентичність l æ мм ö умов формування каналу розряду по поверхні зрагірської породи по формулі K = ç ÷ , де l - відзка при повторних розрядах, що, зрештою, скороU è кВ ø чує час і тр удовитрати при виконанні досліджень. стань між електродами електродної системи або Ізолятор з позитивним електродом, виконаний товщина зразка, мм; U - напруга заряду конденсау вигляді декількох електрично з'єднаних паралеторів генератора імпульсів струм у, при якому р уйльних пластин, що забезпечує гарантований коннувався зразок, кВ. такт зразка гірської породи із стінкою негативного електроду і позитивним електродом. 5 84211 6 Ізолятор закріплений безпосередньо на стінці впливають на зразок 8 електричними розрядами корпусу або з використанням додаткових проклапевної тривалості із зростаючою напругою, доводок, що забезпечує зміну мінімальної відстані між дячи зразок 8 до руйнування. Визначають рівень похилою стінкою корпусу і пластинами позитивнонапруги, при якій зразки однієї і тієї ж гірської пого електроду в нижній частині електродної системи роди дробляться з 1-2 імпульсів, і коефіцієнт електрогідроімпульсного дроблення досліджуваної з кроком D=(0,6-0,8)·L·sina і забезпечує гарантований контакт зразка гірської породи із стінкою негаl æ мм ö гірської породи по формулі K = ç ÷ , де l - відтивного електроду і позитивним електродом. U è кВ ø На дні ванни встановлений піддон, що забезстань між електродами електродної системи або печує збір фрагментів роздроблених зразків, витовщина зразка, мм; U - напруга заряду конденсазначуваних зазором між похилою стінкою корпусу і торів генератора імпульсів струм у, при якому р уйпластинами позитивного електроду, для їх поданувався зразок, кВ. льшого дослідження. Потім методом математичної статистики, наТаким чином, завдяки перерахованим ознаприклад, методом якнайменших квадратів, визнакам, можливо визначати величину напруги, при чають середнє значення коефіцієнта K, який потім якій руйнується зразок певної гірської породи заможе бути застосований при розробці ЕП дробаданого розміру і підвищити ефективність визнарок для гірських порід, таких як порідні відвали чення параметрів електрогідроімпульсного дробшахтних териконів. Так, наприклад, знаючи початлення гірських порід. ковий розмір шматків гірської породи, що поступає На Фіг.1 представлений загальний вид запрона дроблення, і коефіцієнт K для даної породи понованого пристрою; на Фіг.2 показаний вертикаможна визначити робочу напругу установки по льний розріз електродної системи з видом ізоляl тора і позитивного електроду. формулі U = (кВ) , або вибравши стандартну Пристрій містить ванну для рідини 1 (див. K Фіг.1), електродну систему 2 з негативним електробочу напругу установки визначити найбільший родом 3 у вигляді коробчатого корпусу, одна із розмір шматка тієї або іншої гірської породи при їх стінок якого 4 нахилена під кутом а до протилежної сумісному дробленні по формулі l=K·U(мм). стінки і позитивним електродом 5 на ізоляторі 6. Область використовування способу: електроІзолятор 6 кріпиться безпосередньо на стінці (на гідроімпульсне дроблення гірських порід, а також Фіг. не показано) або з використанням додаткових розробка установок для цього дроблення. прокладок 7. Позитивний електрод 5 виконаний у Приклад конкретного виконання способу. Павигляді декількох електрично з'єднаних паралельраметри способу були перевірені під час лабораних пластин (Фіг.2) завдовжки L. Товщина проклаторних досліджень в Інституті геоте хнічної механіки ім. М.С. Полякова HAH України. З док 7 вибирається з умови S=(0,6-0,8)·L·tga, яка використанням пристрою, описаного у винаході, забезпечує зміну мінімальної відстані а між похибули зруйновані зразки різних гірських порід: кварлою стінкою 4 і пластинами 5 в нижній частині елецит, граніт, пісковик, альовроліт, аргиліт. Конструктродної системи 2 з кроком D=(0,6-0,8)·L·sina при кція пристрою виконана таким чином, що кут нахизміні кількості прокладок 7 від 0 до n, де n - ціле лу стінки корпусу складає a=11°, довжина число. На дні ванни 1 встановлений піддон 9 для паралельних пластин L=65мм. Товщина зразка збору фрагментів досліджуваних зразків, визначугірської породи при її дробленні (відстань між елеваних зазором a. ктродами електродної системи), напруга заряду Пропонований спосіб здійснюють таким чином. конденсаторів генератора імпульсів струму, при Вимірюють товщину зразка 8 (розмір Z) і прокладякому руйнувався зразок, середнє значення коеками 7 встановлюють зазор a з умови фіцієнта K приведені в таблиці. l-0,1·Z·sina(a