RU2045348C1 - Способ разрушения горных пород и искусственных материалов - Google Patents
Способ разрушения горных пород и искусственных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2045348C1 RU2045348C1 RU92005712A RU92005712A RU2045348C1 RU 2045348 C1 RU2045348 C1 RU 2045348C1 RU 92005712 A RU92005712 A RU 92005712A RU 92005712 A RU92005712 A RU 92005712A RU 2045348 C1 RU2045348 C1 RU 2045348C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulse
- electrodes
- rocks
- destruction
- artificial materials
- Prior art date
Links
Landscapes
- Disintegrating Or Milling (AREA)
Abstract
Использование: в области дробления горных пород электрическими импульсными разрядами. Сущность изобретения: разрушаемый материал помещают в жидкость между электродами, на которые подают электрические импульсы с амплитудой напряжения, достаточной для пробоя материала. Импульсы подают со скоростью нарастания напряжения не менее 1000 кв/мкс. Величину энергии подаваемого импульса выбирают из представленного соотношения. После пробоя осуществляют классификацию разрушенного материала. 5 ил.
Description
Изобретение относится к дроблению и измельчению горных пород, в том числе содержащих ограночное кристаллосырье, и искусственных материалов (шлаки, керамика, корунды и т.д.) электрическими импульсными разрядами.
Известен способ дробления горных пород и руд [1] согласно которому импульс напряжения подается на электроды, между которыми в жидкости находится разрушаемый материал. Разрушение достигается путем электрического пробоя материала.
Недостатком указанного процесса является отсутствие возможности выбора оптимальных параметров при разрушении материалов, имеющих различные физико-механические и электрофизические свойства.
Известно устройство для дробления материалов электрическими разрядами, выбранное за прототип [2] Разрушение материала включает размещение материала в жидкости между электродами, на которые подаются импульсы высокого напряжения, электрический пробой толщи материала и классификацию разрушенного материала.
Недостатками этого изобретения является то, что при его реализации в нем не учитывались физико-механические и электрофизические свойства разрушаемых горных пород и искусственных материалов, что приводит к существенному снижению эффективности разрушения.
Основной технической задачей изобретения является повышение эффективности разрушения горных пород и искусственных материалов, помещенных в жидкость, электрическими импульсными разрядами.
Как показали результаты экспериментальных исследований, при использовании предлагаемого способа энергоемкость процесса по сравнению с прототипом при разрушении материалов уменьшается на 10-40%
Поставленная задача достигается тем, что в способе разрушения горных пород и искусственных материалов, включающем размещение материала в корпусе с жидкостью между электродами, на высоковольтные из которых подают импульсы высокого напряжения, электрический пробой толщи материала и его классификацию. Импульсы высокого напряжения подают со скоростью нарастания напряжения не менее 1000 кВ/мкс, а величину энергии импульса выбирают из соотношения
100 < < 1000 где W энергия импульса, Дж;
Е модуль Юнга, Н/м2;
ρ- плотность материала, кг/м3;
l расстояние между электродами, м;
σp- предел прочности разрушаемого материала на растяжение, Н/м2.
Поставленная задача достигается тем, что в способе разрушения горных пород и искусственных материалов, включающем размещение материала в корпусе с жидкостью между электродами, на высоковольтные из которых подают импульсы высокого напряжения, электрический пробой толщи материала и его классификацию. Импульсы высокого напряжения подают со скоростью нарастания напряжения не менее 1000 кВ/мкс, а величину энергии импульса выбирают из соотношения
100 < < 1000 где W энергия импульса, Дж;
Е модуль Юнга, Н/м2;
ρ- плотность материала, кг/м3;
l расстояние между электродами, м;
σp- предел прочности разрушаемого материала на растяжение, Н/м2.
При реализации предлагаемого способа на разрушаемый материал, помещенный в жидкость, подается импульс высокого напряжения, достаточный для электрического пробоя материала, причем скорость нарастания напряжения должна быть более, чем 1000 кВ/мкс, что обеспечивает формирование канала разряда внутри твердого тела. Степень разрушения материала зависит от энергетических параметров импульса и от физико-механических свойств материала. Наибольшая эффективность процесса достигается при выборе энергии из соотношения
100 < < 1000
На фиг. 1 приведена принципиальная схема непрерывно работающей камеры, являющейся основным технологическим узлом установки; на фиг.2-3 схематически представлены возможные траектории канала разряда: жидкости, в твердом теле соответственно; на фиг.4 вольтсекундные характеристики; на фиг.5 зависимости энергоемкости.
100 < < 1000
На фиг. 1 приведена принципиальная схема непрерывно работающей камеры, являющейся основным технологическим узлом установки; на фиг.2-3 схематически представлены возможные траектории канала разряда: жидкости, в твердом теле соответственно; на фиг.4 вольтсекундные характеристики; на фиг.5 зависимости энергоемкости.
Рабочая камера имеет высоковольтные электроды 1, корпус 2, заземленный электрод-классификатор 3, загрузочное 4 и разгрузочное 5 устройства.
Способ разрушения горных пород и искусственных материалов осуществляется следующим образом.
Материал через загрузочное устройство 4 подается в рабочую камеру на заземленный электрод-классификатор 3 и попадает под высоковольтные электроды 1, на которые подается импульс высокого напряжения от генератора (на фиг.1 не показан), форма и энергия которого определяет траекторию канала разряда между высоковольтными электродами 1 и заземленным электродом-классификатором 3.
Разрушаемый материал, крупность которого меньше размера отверстий электрода-классификатора 3 попадает в разгрузочный узел 5 и, обезвоживаясь выносится из рабочей камеры.
Наиболее эффективно процесс разрушения проходит в том случае, когда траектория канала разряда формируется внутри твердого тела (фиг.2б), так как при этом разрушаемый материал испытывает растягивающие и сдвиговые напряжения. В случае, если траектория канала разряда сформирована в жидкости (фиг. 2а), то материал может разрушаться за счет усилий сжатия, что требует увеличения энергии импульса в 10-20 раз.
На фиг.3 представлены вольтсекундные характеристики (зависимости электрической прочности от времени воздействия импульса) воды (1-4), микрокварцита (5-8), имеющего максимальную прочность и песчаника (9-12), имеющего минимальную прочность, для толщины 10, 20, 40, 50 мм. Из экспериментальных результатов, представленных на фиг.3, следует, что в зоне 1 электрическая прочность даже материалов (например, микрокварцита), имеющих максимальные прочности, как электрические, так и механические, ниже, чем прочность воды. Это указывает, что при подаче импульса на образец, помещенный в воду, с крутизной нарастания напряжения более, чем значения, ограниченные пунктирной линией от начала системы координат (зона 1), траектория канала будет сформирована в твердом теле (по типу б на фиг.2). Таким образом, для формирования канала разряда в твердом теле скорость нарастания напряжения должна быть не менее 1000 кВ/мкс при амплитуде, достаточной для электрического пробоя материала.
Для эффективного разрушения материала необходимо выделить в канале разряда энергию, количество которой зависит от физико-механических свойств разрушаемого материала.
На фиг.4 представлены зависимости энергоемкости импульса при разрушении различных материалов от крупности (-60 +2) мм до размера 2 мм от соотношения, в которое входит энергия импульса W, длина рабочего промежутка l, физико-механическая характеристика материала где σp предел прочности материала на разрыв; Е модуль Юнга, ρ плотность. В экспериментах использовались микрокварциты 1, 2 (коэффициент прочности по Протодъяконову f 18), граниты 3 (f 10), песчаники 4, 5 (f 5), которые охватывают основной диапазон прочностных характеристик горных пород. На фиг.4 также представлены зависимости энергоемкости разрушения для кварцитов (2) и песчаников (4), перечисленные из данных прототипа. Энергия импульса изменялась от 10 до 1000 Дж.
Из представленных зависимостей (фиг.4) следует, что в диапазоне соотношения 100 < < 1000 энергоемкость для различных материалов (микрокварцит, гранит, песчаник) минимальна, за этими пределами энергоемкость процесса растет. По сравнению с прототипом (кривые 2 и 4) энергоемкость при заявляемых параметрах на 10% (микрокварцит) и 40% (песчаник) ниже.
Таким образом, используя высоковольтные импульсы со скоростью нарастания напряжения не менее 1000 кВ/мкс и энергией, выбранной с учетом физико-механических свойств разрушаемого материала из соотношения
100 < < 1000 энергоемкость процесса уменьшается на 10-40% что дает ощутимый эффект при массовом дроблении материала.
100 < < 1000 энергоемкость процесса уменьшается на 10-40% что дает ощутимый эффект при массовом дроблении материала.
Claims (1)
- СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД И ИСКУССТВЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий размещение материала в корпусе с жидкостью между электродами, на высоковольтные из которых подают импульсы высокого напряжения, электрический прибой толщи материала и его классификацию, отличающийся тем, что импульсы высокого напряжения подают со скоростью нарастания напряжения не менее 1000 кВ/мкс, а величину энергии импульса выбирают из соотношения
где W энергия импульса, Дж;
E модулью Юнга, Н/м2;
ρ плотность материала, кг/м3;
l расстояние между электродами, м;
sp предел прочности разрушаемого материала на растяжение, Н/м2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92005712A RU2045348C1 (ru) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | Способ разрушения горных пород и искусственных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92005712A RU2045348C1 (ru) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | Способ разрушения горных пород и искусственных материалов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU92005712A RU92005712A (ru) | 1995-03-10 |
RU2045348C1 true RU2045348C1 (ru) | 1995-10-10 |
Family
ID=20131892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92005712A RU2045348C1 (ru) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | Способ разрушения горных пород и искусственных материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2045348C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2564868C1 (ru) * | 2014-06-30 | 2015-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ разрушения горных пород |
-
1992
- 1992-11-10 RU RU92005712A patent/RU2045348C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Усов А.Ф., Семкин Б.В., Зиновьев Н.Т. Переходные процессы в установках электроимпульсной технологии, Л.: Наука, 1987, с.6-16. * |
2. Авторское свидетельство Su 1761279, кл. B 02C 19/18, 1990. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2564868C1 (ru) * | 2014-06-30 | 2015-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ разрушения горных пород |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0975769A (ja) | 非金属成分または部分的に金属成分から凝結された固体の細分化および粉砕方法 | |
US5842650A (en) | Method and arrangement for breaking up elastic materials combined with metallic materials | |
US20030181833A1 (en) | Apparatus for extracorporeal shock wave lithotripter using at least two shock wave pulses | |
EP0831517A3 (en) | Dielectric barrier discharge device | |
ES2971793T3 (es) | Procedimiento y dispositivo para triturar y descomponer un elemento | |
JP5675812B2 (ja) | パルスパワーによって材料及び/又は製品を再利用する方法及びシステム | |
GB2421203A (en) | Aggregate breakdown by high voltage electrical pulses | |
EP0976457A1 (de) | Verfahren zum Behandeln von Halbleitermaterial | |
CA2555476C (en) | Method for operating a fragmentation system and system therefor | |
RU95109820A (ru) | Способ разрушения горных пород | |
RU2150326C1 (ru) | Способ и установка для селективного раскрытия тонких включений из твердого материала | |
RU2045348C1 (ru) | Способ разрушения горных пород и искусственных материалов | |
KR940007093B1 (ko) | 실리콘막대로부터 소정 크기의 입자를 형성하는 방법 | |
RU2139142C1 (ru) | Способ переработки материалов, содержащих благородные металлы | |
SU1538929A1 (ru) | Устройство дл дезинтеграции руд цветных металлов | |
RU2191631C1 (ru) | Способ дезинтеграции и обогащения твердых материалов и устройство для его осуществления | |
RU2806425C1 (ru) | Установка для селективной дезинтеграции материалов | |
RU2802344C1 (ru) | Установка для селективной дезинтеграции твердых материалов | |
RU2143950C1 (ru) | Устройство для измельчения использованных автопокрышек | |
SU1618445A1 (ru) | Способ измельчени минерального сырь | |
SU946667A1 (ru) | Способ дроблени твердых материалов | |
RU92005712A (ru) | Способ разрушения горных пород и искусственных материалов | |
SU722715A1 (ru) | Способ ультразвуковой размерной обработки | |
Kaspar et al. | Microstructure formed in body centred cubic metals by laser shock processing | |
SU1685268A3 (ru) | Способ создани конструкций искусственных оснований в грунте |