RU2564868C1 - Способ разрушения горных пород - Google Patents
Способ разрушения горных пород Download PDFInfo
- Publication number
- RU2564868C1 RU2564868C1 RU2014126528/13A RU2014126528A RU2564868C1 RU 2564868 C1 RU2564868 C1 RU 2564868C1 RU 2014126528/13 A RU2014126528/13 A RU 2014126528/13A RU 2014126528 A RU2014126528 A RU 2014126528A RU 2564868 C1 RU2564868 C1 RU 2564868C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rock
- water
- destruction
- electrodes
- energy
- Prior art date
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 230000006378 damage Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Disintegrating Or Milling (AREA)
Abstract
Способ предназначен для дробления и измельчения электрическими импульсными разрядами горных пород, в том числе содержащих ограночное сырье. Горную породу размещают в жидкости. Жидкость заполняет корпус (3) с электродами (4, 7). На высоковольтный электрод (4) подают импульс высокого напряжения. Горную породу разрушают путем электрического пробоя толщи кусков и классифицируют ее. В процессе разрушения вода циркулирует как непрерывный поток со скоростью 3-6 л/с в межэлектродном промежутке по каналу. Канал образован между высоковольтным электродом и изолятором (6). Энергию разряда выбирают из соотношения 
, где W - энергия разряда, Дж, ρ - плотность материала, кг/м3, l - межэлектродное расстояние, м, σ - предел прочности разрушаемого материала, н/м2. 2 табл., 2 ил.
Description
Изобретение относится к дроблению и измельчению горных пород электрическими импульсными разрядами, в том числе содержащих ограночное сырье.
Известен способ дробления горных пород и руд (Усов А.Ф., Семкин Б.В., Зиновьев Н.Т. Переходные процессы в установках электроимпульсной технологии. - Л.: Наука, 1987, с. 6-16), согласно которому импульс напряжения подается на электроды, между которыми в жидкости находится разрушаемый материал. Разрушение достигается путем электроимпульсного пробоя материала.
Недостатком указанного процесса являются высокие энергозатраты на разрушение.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ, реализуемый в устройстве для дробления материалов электрическими разрядами по SU 1761279, 1992 г. Разрушение материала включает размещение материала в корпусе с водой между электродами, на которые подаются импульсы высокого напряжения, электрический пробой толщи материала и классификацию разрушаемого материала.
Недостатком этого изобретения является то, что не учитывается возможность увеличения электропроводности воды за счет солей, содержащихся в некоторых горных породах, что приводит к существенному снижению вероятности пробоя материала и, соответственно, эффективности его разрушения.
Задача - уменьшение энергозатрат при разрушении горных пород.
В способе разрушения горных пород, включающем размещение горной породы в жидкости, заполняющей корпус с электродами, на высоковольтный электрод подают импульсы высокого напряжения и осуществляют разрушение кусков горной породы путем электрического пробоя толщи кусков горной породы и ее классификацию, в процессе разрушения подают воду со скоростью 3-6 л/с в межэлектродный промежуток по каналу, образованному между высоковольтным электродом и изолятором, образуя непрерывный поток воды, а энергию разряда выбирают из соотношения
W - энергия разряда, Дж,
ρ - плотность материала, кг/м3,
l - межэлектродное расстояние, м,
σ - предел прочности разрушаемого материала на растяжение, н/м2.
На фиг. 1 представлена схема установки для реализации способа. Устройство содержит повысительно-выпрямительное устройство 1, генератор импульсных напряжений 2, рабочую камеру 3, высоковольтный электрод 4 положительной полярности, установленный во втулке 5, вкрученный в изолятор 6, низковольтный отрицательной полярности электрод сферической формы 7 с отверстиями диаметром 20 мм, контейнер 8 для сбора разрушенного материала, систему подачи воды 9 через штуцер 10 в межэлектродный промежуток, загрузочный бункер 11 с дозирующим устройством 12, штуцер 13 для перелива воды из рабочей камеры 3 в бак-отстойник для воды 14.
Экспериментальную проверку способа осуществляют в два этапа. На первом этапе осуществляют непрерывную подачу воды в межэлектродный промежуток в процессе разрушения горной породы электрическими импульсными разрядами. Предварительно готовят семь проб кимберлитовой руды по 30 кг каждая, состоящей из кусков крупностью 35-60 мм. Затем с помощью системы подачи воды 9 через штуцер 10 заполняют рабочую камеру 3 водой. Проведены серии экспериментов при постоянной энергии импульса W=565 Дж, рассчитанной по соотношению (1) и длине рабочего промежутка l=35 мм. В первой серии (№ опытов 1-3) дробление проб происходило в одной и той же воде, а во второй (№ опытов 4-7) - осуществляют подачу воды в межэлектродный промежуток между высоковольтным электродом 4 и изолятором 6. Результаты экспериментов представлены в табл.1.
Как видно из результатов, представленных в таблице, при разрушении проб (опыт 1) в технической воде вероятность пробоя кусков кимберлитовой руды по мере подачи электрических импульсов неуклонно снижалась (средняя вероятность 37%) и после 4000 импульсов пробой рабочего промежутка прекращался. При разрушении второй и третьей проб без добавления воды в рабочую камеру вероятность пробоя еще более снижалась (10% и 5%). Снижение вероятности пробоя кимберлитовой руды от опыта к опыту объясняется тем, что с ростом числа проб, измельченных в одной и той же воде, растет количество растворенных в ней веществ. Это ведет к увеличению удельной электропроводности жидкой фазы и росту потерь энергии на стадии формирования канала разряда, что значительно ухудшает процесс разрушения и даже полностью его останавливает. Из таблицы 1 видно, что при минимальном расходе воды 2 л/с (опыт 4) обеспечивается 70% вероятность пробоя твердой фазы. Практически 100% вероятность пробоя кусков кимберлита достигается при расходе воды 6 л/с (опыт №6).
При непрерывном поступлении свежей воды в рабочую камеру снижается концентрация примесей в воде и следовательно, восстанавливаются ее электроизоляционные свойства. Кроме того, струя свежей воды, вытекающая из канала, образованного между высоковольтным электродом и изолятором, имеет турбулентный характер и поэтому сопровождается образованием пузырьков газа в межэлектродном промежутке, обеспечивая высокую вероятность пробоя межэлектродного промежутка (твердого тела) и соответственно эффективное разрушение.
На втором этапе оценивают энергозатраты на разрушение кусков кимберлита в потоке воды (3-6) л/с электрическими импульсными разрядами с энергией, выбранной из соотношения (1). Результаты расчета представлены в табл. 2
На фиг. 2 представлена зависимость энергоемкости разрушения кусков кимберлита в потоке воды электрическими импульсными разрядами от соотношения (1), из которой видно, что при использовании разрядов с энергией (395-637) Дж, выбранной из этого соотношения, величина удельной энергоемкости стабильна и не превышает 24,33 кВт·час/т. В том случае, если величина энергии разряда выбрана с нарушением этого условия, - удельная энергоемкость растет.
При разрушении кусков кимберлита по прототипу энергоемкость составляет 32,50 кВт·час/т, т.е. выше на 25,2%, чем по заявляемому способу.
Claims (1)
- Способ разрушения горных пород, включающий размещение горной породы в жидкости, заполняющей корпус с электродами, на высоковольтный электрод подают импульс высокого напряжения и осуществляют разрушение горной породы путем электрического пробоя толщи кусков горной породы и ее классификацию, отличающийся тем, что в процессе разрушения осуществляют циркуляцию воды со скоростью 3-6 л/с, подающейся в межэлектродный промежуток по каналу, образованному между высоковольтным электродом и изолятором, образуя непрерывный поток воды, а энергию разряда выбирают из соотношения:, где W - энергия разряда, Дж, ρ - плотность материала, кг/м3, l - межэлектродное расстояние, м, σ - предел прочности разрушаемого материала, н/м2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014126528/13A RU2564868C1 (ru) | 2014-06-30 | 2014-06-30 | Способ разрушения горных пород |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014126528/13A RU2564868C1 (ru) | 2014-06-30 | 2014-06-30 | Способ разрушения горных пород |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2564868C1 true RU2564868C1 (ru) | 2015-10-10 |
Family
ID=54289675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014126528/13A RU2564868C1 (ru) | 2014-06-30 | 2014-06-30 | Способ разрушения горных пород |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2564868C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106552704A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-04-05 | 大连理工大学 | 一种制备菱镁矿石单体解离颗粒的装置及方法 |
| EP3178561A1 (en) * | 2015-12-08 | 2017-06-14 | Panasonic Corporation | Discharge crushing device and discharge crushing method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU156118A1 (ru) * | УСТРОЙСТВО дл ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ РУДЫ, НАПРИМЕР,АСБЕСТОВОЙЗа влено 17 но бр 1962 г. за .V" 803327/2Э-! i в Комитет по делам lisoCpcreaiiii и открыти;'! при Сопете .Министров СССРОпубликовано в «Бюллс-теп!^ изобретет',,и л товлрпых знаков» J\9 15 за 1963 г. | |||
| SU888355A1 (ru) * | 1980-07-16 | 1991-11-07 | Yutkin L A | Электрогидравлическа дробилка |
| RU2045348C1 (ru) * | 1992-11-10 | 1995-10-10 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете | Способ разрушения горных пород и искусственных материалов |
| RU37654U1 (ru) * | 2003-12-15 | 2004-05-10 | Григорьев Юрий Васильевич | Многоэлектродная электрогидравлическая установка |
| RU2326736C2 (ru) * | 2003-09-13 | 2008-06-20 | Форшунгсцентрум Карлсруе Гмбх | Фрагментационная установка |
-
2014
- 2014-06-30 RU RU2014126528/13A patent/RU2564868C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU156118A1 (ru) * | УСТРОЙСТВО дл ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ РУДЫ, НАПРИМЕР,АСБЕСТОВОЙЗа влено 17 но бр 1962 г. за .V" 803327/2Э-! i в Комитет по делам lisoCpcreaiiii и открыти;'! при Сопете .Министров СССРОпубликовано в «Бюллс-теп!^ изобретет',,и л товлрпых знаков» J\9 15 за 1963 г. | |||
| SU888355A1 (ru) * | 1980-07-16 | 1991-11-07 | Yutkin L A | Электрогидравлическа дробилка |
| RU2045348C1 (ru) * | 1992-11-10 | 1995-10-10 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете | Способ разрушения горных пород и искусственных материалов |
| RU2326736C2 (ru) * | 2003-09-13 | 2008-06-20 | Форшунгсцентрум Карлсруе Гмбх | Фрагментационная установка |
| RU37654U1 (ru) * | 2003-12-15 | 2004-05-10 | Григорьев Юрий Васильевич | Многоэлектродная электрогидравлическая установка |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3178561A1 (en) * | 2015-12-08 | 2017-06-14 | Panasonic Corporation | Discharge crushing device and discharge crushing method |
| CN106853410A (zh) * | 2015-12-08 | 2017-06-16 | 松下电器产业株式会社 | 放电粉碎装置以及放电粉碎方法 |
| CN106552704A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-04-05 | 大连理工大学 | 一种制备菱镁矿石单体解离颗粒的装置及方法 |
| CN106552704B (zh) * | 2016-11-07 | 2018-10-19 | 大连理工大学 | 一种制备菱镁矿石单体解离颗粒的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2850980C (en) | Method of fragmenting and/or weakening of material by means of high voltage discharges | |
| DE19534232C2 (de) | Verfahren zur Zerkleinerung und Zertrümmerung von aus nichtmetallischen oder teilweise metallischen Bestandteilen konglomerierten Festkörpern und zur Zerkleinerung homogener nichtmetallischer Festkörper | |
| Less et al. | The electrocoalescers' technology: Advances, strengths and limitations for crude oil separation | |
| US20120132732A1 (en) | Method and system for reusing materials and/or products by pulsed power | |
| RU2564868C1 (ru) | Способ разрушения горных пород | |
| SA518400123B1 (ar) | أجهزة وطرق لفصل الهيدروكربونات من جسيمات باستخدام مولد شوك ويف | |
| RU2150326C1 (ru) | Способ и установка для селективного раскрытия тонких включений из твердого материала | |
| AU2015384095A1 (en) | Method and device for fragmenting and/or weakening of pourable material by means of high-voltage discharges | |
| KR101468275B1 (ko) | 고전압 펄스를 이용한 선택적 파분쇄 장치 및 방법 | |
| EP3060347A1 (de) | Verfahren zur fragmentierung und/oder vorschwächung von material mittels hochspannungsentladungen | |
| Vazhov et al. | Electric-pulse breakdown and the breakage of granite | |
| Panov et al. | Spark channel propagation in a microbubble liquid | |
| Kurytnik et al. | Disintegration of copper ores by electric pulses | |
| RU2016120187A (ru) | Способ дробления и/или ослабления материала посредством высоковольтных разрядов | |
| AU2019398306B2 (en) | Device for stressing particles by means of electric pulses | |
| RU164195U1 (ru) | Устройство для экстрагирования сырья | |
| EP3074347B1 (en) | Method and apparatus for treatment of aqueous dispersion | |
| RU2383391C1 (ru) | Устройство для переработки материалов, содержащих благородные металлы | |
| DE102009034707B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Hochspannungsimpulsbehandlung sowie dessen Verwendung | |
| UA98727C2 (ru) | Способ подготовки полиметаллических руд к флотации | |
| Filatov et al. | Nanosecond-discharge-assisted selective separation of fine inclusions not involved in the impurity lattice | |
| RU2806425C1 (ru) | Установка для селективной дезинтеграции материалов | |
| RU2314912C2 (ru) | Способ разрушения полиоктена | |
| RU2802344C1 (ru) | Установка для селективной дезинтеграции твердых материалов | |
| Razavian et al. | Finite element method based simulation of electrical breakage of iron-phosphate ore |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160701 |