SU829931A1 - Rock-breaking method and apparatus - Google Patents

Rock-breaking method and apparatus Download PDF

Info

Publication number
SU829931A1
SU829931A1 SU792797621A SU2797621A SU829931A1 SU 829931 A1 SU829931 A1 SU 829931A1 SU 792797621 A SU792797621 A SU 792797621A SU 2797621 A SU2797621 A SU 2797621A SU 829931 A1 SU829931 A1 SU 829931A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
rock
cracks
electrodes
heaters
destruction
Prior art date
Application number
SU792797621A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Иванович Андриенко
Виктор Николаевич Захаров
Николай Васильевич Нестеров
Вячеслав Федорович Нистратов
Анатолий Федорович Рябов
Юрий Иванович Протасов
Original Assignee
Московский Ордена Трудового Красногознамени Горный Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский Ордена Трудового Красногознамени Горный Институт filed Critical Московский Ордена Трудового Красногознамени Горный Институт
Priority to SU792797621A priority Critical patent/SU829931A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU829931A1 publication Critical patent/SU829931A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Description

роды, снижению производительности и росту энергоемкости разрушени .childbirth, reduced productivity and increased energy intensity of destruction.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  способ разрушени  горных пород путем электродинамического воздействи  на породу , который осуществл ют у.стррйством дл  разрушени  горных пород, включающим раму с электродами, которые установлены с возможностью продольного и поперечного перемещени  23 .The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a method of destruction of rocks by electrodynamic impact on the rock, which is carried out by the building to destroy rocks, including a frame with electrodes, which are installed with the possibility of longitudinal and transverse movement 23.

Однако эффективность разрушени  . горных пород остаетс  низкой, так как часто между электродами наход тс  породы приблизительно одинакового электрического сопротивлени  и тогда, при подаче импульса электрической энергии, она выдел етс  на нескольких парах Электродов, что приводит к ее длительному выделению (растеканию) без электродинамического разрушени  горной породы. Эффективность разрушени  резко снижаетс , возрастает энергоемкость и себестоимость разрушени .However, the effectiveness of the destruction. the rocks remain low, because there are often rocks of approximately the same electrical resistance between the electrodes and then, when a pulse of electrical energy is applied, it is released on several pairs of electrodes, which leads to its long-term release (spreading) without electrodynamic destruction of the rock. The destruction efficiency decreases sharply, the energy intensity and the cost of destruction increase.

Цель изобретени  - повышение эффективности разрушени  за счет предварительного ослаблени  породы.The purpose of the invention is to increase the efficiency of destruction due to the preliminary weakening of the rock.

Указанна  цель достигаетс  тем, что на горную породу врздействуют инфракрасным излучением, определ ют месторасположение и величину трещин а электродинамическое воздействие осуществл ют в места наибольшей трещиноватости. Устройство дл  разрушени  горных пород снабжено нагревател ми инфракрасного излучени  и акустическими датчиками контрол  трщиноватости , при этом нагреватели установлены на раме, а между электродами и нагревател ми смонтирован экран.This goal is achieved by the fact that the rock is exposed to infrared radiation, the location and size of the cracks are determined, and electrodynamic action is carried out in the places of the greatest fracture. The device for destroying rocks is equipped with infrared heaters and acoustic sensors for controlling fatigue, with the heaters mounted on the frame, and a screen is mounted between the electrodes and heaters.

На,.-фиг. 1 изображено предлагаемо устройство, вид сбоку; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 - разре А-А на фиг. 2.On; FIG. 1 shows the proposed device, side view; in fig. 2 the same, top view; in fig. 3 is a section A-A in FIG. 2

Устройство дл  осуществлени  способа разрушени  горных пород имеет несущую раму 1 и расположенные на ней нагреватели инфракрасного излучени  2.(см.фиг. 1-3), экран 3 размещен между последним р дом.нагревателей 2 и электродами 4, которые установлены с возможностью продольного и поперечного перемещени  относительно ракы 1. Через проходной изол тор 5 подводитс  кабель дл  питани  электродов 4, на которых установлены датчики б акустического конрол , весь этот узел подваиен к диэлектрическогиу ползуну 7 с поперечными относительно рамл 1 жлрезами, который,в свою очередь, размещен на диэлектрических направл юишх. 8 с продольными вырезами/ укрепленными на опорных изол торах -9.. В перех ней части устройства между нахревател ми 2 размещены колеса 10, удерживающие раму 1 с нагревател ми 2 на заданном рассто нии от поверхности горной породы. Разрушенна  горна  порода сразу подбираетс  съемным ковшом 11, который закреплен на раме 1.A device for carrying out the method of destroying rocks has a carrier frame 1 and infrared heaters 2 located thereon (see Fig. 1-3), screen 3 is placed between the last row of heaters 2 and electrodes 4, which are installed with the possibility of longitudinal and transverse displacement relative to the cancer 1. Through the bushing insulator 5, a cable is supplied to supply the electrodes 4, on which acoustic conrol sensors are installed, the whole node is connected to the dielectric slide 7 with transverse relative to ram 1 E, which in turn is disposed on dielectric guide yuishh. 8 with longitudinal cuts / fixed on supporting insulators -9. At the intersection of the device between the heaters 2 there are wheels 10 that hold frame 1 with heaters 2 at a given distance from the surface of the rock. The destroyed mountainous rock is immediately selected by a removable bucket 11, which is fixed to the frame 1.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Устройство устанавливают на поверхность породы, включают в сеть нагреватели 2, вывод т их на заданный температурный режим и после двухминутного прогрева (в среднем) поверхности породы начинают двигать его в направлении разрушени  со скоростью, позвол ющей облучать новые участки породы не менее двух минут. Электроды 4 с акустическими датчиками 6 имеют возможность продольного перемещени  -относительно рамы 1, что позвол ет установить наибольшую трещиноватость породы .на облученной поверхности. Электроды 4 останавливают и на них подают импульс электрического тока с пробивной напр женностью, достаточной дл  пол ризации механических дефектов и пробо  канала на некоторой глубине. Выдел юща с  в канале пробо  импульсна  электрическа  энерги  осуществл ет динамическое отделение разрушенной породы от массива, котора  и грузитс  в ковш 11. Установленный между нагревател ми 2 и электродами 4 экран 3 предохран ет нагреватели от механических ударов горной породы, разрушенной электрическими импульсами . Скорость перемещени  устройства выбираетс  в соответствии с заданной производительностью отбойки, причем учитываетс  необходимость нагрева породы в течение определенного времени , чтобы создать некоторую толщину прогретого сло . Таким образом, способ разрушени  горных пород включает следующие операции, производимые в указанной последовательности: 1 предварительное воздействие на породу инфракрасным излучением, 2 - определение месторасположени  и величины трени , образованных в результате 1-й операции, 3 - электродинамическое воздействие на породу дл  ее отделени  от массива, причем это воздействие осуществл ют в местах наибольшей трещиноватости.The device is installed on the rock surface, the heaters 2 are connected to the network, they are brought to a predetermined temperature, and after two minutes of heating (on average) the rock surface begins to move it in the direction of destruction at a rate that allows irradiating new sections of the rock for at least two minutes. Electrodes 4 with acoustic sensors 6 have the possibility of longitudinal displacement relative to frame 1, which makes it possible to determine the greatest fracture of the rock on the irradiated surface. The electrodes 4 are stopped and an impulse of electric current is applied to them with a breakdown voltage sufficient to polarize mechanical defects and to break the channel at a certain depth. The pulsed electrical energy released in the channel dynamically separates the destroyed rock from the massif, which is loaded into the ladle 11. A screen 3 installed between the heaters 2 and the electrodes 4 protects the heaters from mechanical impacts of the rock destroyed by electrical impulses. The movement speed of the device is selected in accordance with the predetermined breaking capacity, and the need to heat the rock for a certain time is taken into account in order to create a certain thickness of the heated layer. Thus, the method of rock destruction includes the following operations performed in the specified sequence: 1 preliminary impact on the rock by infrared radiation, 2 - determining the location and amount of friction formed during the 1st operation, 3 - electrodynamic effect on the rock to separate it from array, and this effect is carried out in areas of greatest fracture.

При этом имеет место следующа  Физическа  сущность разрушени .In this case the following Physical essence of destruction takes place.

Claims (2)

В результате местного нагрева по площади и на некоторую глубину, завис щую от теплопроводности породы , возникают сжимающие термические напр жени  с максимумом по периметру площади нагрева и раст гивающие на контакте прбхретой породы на некоторой глубине с нагретой, причем вектор раст гивающих напр жений направлен перпендикул рно нагретой поверхности горной породы. Возникающие термические напр жени  достигают соответствутацего предела прочности горной породы, возникают трещины ра личной ширины, в том числе и каправ ленные вглубь породы и образующие заколы, образуютс  каверны кз-за испарени  и плавлени  низкотемпературных включений. Все эти нарушени  привод т к потере прочности горной породой, но отделени  разрушенной породы от массива не происходит из-за трени  возникающих отдельностей по границам трещин. Наибольшее скопление трещин обнаруживают при продольном перемещении электродов с датчиками по наименьшей величине скорости продол ных акустических волн. При наложении импульсного электрического пол  на электроды и созда нии .jHeKOTOpoft напр женности пол  бо та трещин и других механических дефектов пол ризуютс  и возникающие зар ды накапливаютс  во врем  импульсного электрического разр да на указанных дефектах и создают собственный потенциал, величина которого может составл ть 80-90%/ от величины наложенного пол . Пробой дефектов происходит не по поверхности породы, где ширина тре щин наибольшей, а на некоторой глубине , котора .может достигать до t/3, где t - рассто ние между элект родами. Скопившиес  зар ды создают поле, достаточное дл  пробо  сузившейс  трещины. Пробой трещин и друг дефектов на. глубине приводит к снижению электрического сопротивлени  или потере электрической прочности объема горной породы, котора  становитс  меньше, чем сопротивление поверхности. Это создает благопри т . ные услови  дл  развити  канала пробо  на указанной глубине с вьщелением в нем импульсной электрической энергии и динамического отделени  ранее ослабленной инфракрасным излучением горной породы от массива. Поскольку процесс нагрева и определени  месторасположени  и величины трещин осуществл етс  на большой площади непрерывно, а импульсы электрического тока накладываютс  с частотой до 1Гц, то процесс разрушени  практически непрерывен, что создает объективные услови  дл  применени  его при побочной технологии . Формула изобретени  1.Способ разрушени  горных пород путем электродинамического воздействи  на породу, отличающийс   тем, что, с целью повышени  эффективности разрушени  за счет предварительного ослаблени  породы, на горную породу воздействуют инфра- красным излучением, определ ют месторасположение и величину трещин, а электродинамическое воздействие осуществл ют в места наибйльшей трещиноватости . 2.Устройство дл  осуществлени  . способа по П.1, включающее раму с электродами, которые установлены с возможностью продольного и поперечного перемещени , отличающеес  тем, что оно снабжено нагревател ми инфракрасного излучени  и акустическими датчиками контрол  трещиноватости, при этом нагреватели установлены на реале, а между электродами и нагревател ми смонтирован экран. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 341944, кл. Б 21 С 37/18, 1970. As a result of local heating over the area and at a certain depth, depending on the thermal conductivity of the rock, compressive thermal stresses occur with a maximum around the perimeter of the heating area and tensile at the contact of the heated rock at a certain depth with the heated, and the tensile stress vector is directed perpendicularly heated rock surface. The resulting thermal stresses reach the corresponding ultimate strength of the rock, cracks of different widths appear, including rocks directed deep into and forming pinpoints, cavities are formed due to evaporation and melting of low-temperature inclusions. All these violations lead to the loss of strength of the rock, but the separation of the destroyed rock from the massif does not occur due to the friction of the occurring detachments along the boundaries of cracks. The greatest accumulation of cracks is detected with the longitudinal movement of the electrodes with sensors by the smallest value of the velocity of the continuous acoustic waves. When a pulsed electric field is applied to the electrodes and the .jHeKOTOpoft is created, the intensity of the field of cracks and other mechanical defects becomes polarized and the resulting charges accumulate during the pulsed electric discharge on these defects and create their own potential, the value of which can be 80- 90% / of the value of the superimposed gender. The breakdown of defects does not occur over the rock surface, where the crack width is greatest, but at a certain depth, which can reach up to t / 3, where t is the distance between the genera. The accumulated charges create a field sufficient for breaking a narrowed crack. Breakdown of cracks and friend defects on. depth leads to a decrease in electrical resistance or loss of electrical strength of the rock volume, which becomes less than the surface resistance. This creates a benefit. conditions for the development of a channel of breakdown at a specified depth with the use of pulsed electrical energy in it and the dynamic separation of the rock previously weakened by infrared radiation from the massif. Since the process of heating and determining the location and size of cracks is carried out over a large area continuously, and electric current pulses are applied at a frequency of up to 1 Hz, the destruction process is almost continuous, which creates objective conditions for its use in secondary technology. Claim 1. Method of rock destruction by electrodynamic impact on the rock, characterized in that, in order to increase the efficiency of destruction due to preliminary attenuation of the rock, the rock is affected by infrared radiation, the location and size of the cracks are determined, and the electrodynamic effect They are in the places of the most fractured. 2. Device for implementation. The method according to claim 1, comprising a frame with electrodes that are installed with the possibility of longitudinal and transverse movement, characterized in that it is equipped with infrared heaters and acoustic sensors controlling the fracture, the heaters are mounted on the real, and between the electrodes and heaters are mounted screen. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 341944, cl. B 21 C 37/18, 1970. 2.Авторскоесвидетельство СССР Е 21 С 37/18, 1973.2. Authors' certificate of the USSR E 21 C 37/18, 1973. -777g yxxxg vy.y/yx yxxA y / y//A -, // J // //.|Ги jj ji j .и. jj j. j.. ..ifji. ..u.i j i.t (l;УV/Л Sf ; : И -777g yxxxg vy.y / yx yxxA y / y // A -, // J // //.|Ги jj ji j. И. jj j. j .. ..ifji. ..u.i j i.t (l; УV / Л Sf;: And /i. 7/ i. 7 fwjfwj гg ww
SU792797621A 1979-07-13 1979-07-13 Rock-breaking method and apparatus SU829931A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792797621A SU829931A1 (en) 1979-07-13 1979-07-13 Rock-breaking method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792797621A SU829931A1 (en) 1979-07-13 1979-07-13 Rock-breaking method and apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU829931A1 true SU829931A1 (en) 1981-05-15

Family

ID=20841221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792797621A SU829931A1 (en) 1979-07-13 1979-07-13 Rock-breaking method and apparatus

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU829931A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6608967B1 (en) * 1999-06-07 2003-08-19 Norman L. Arrison Method and apparatus for fracturing brittle materials by thermal stressing
US6912356B2 (en) 1999-06-07 2005-06-28 Diversified Industries Ltd. Method and apparatus for fracturing brittle materials by thermal stressing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6608967B1 (en) * 1999-06-07 2003-08-19 Norman L. Arrison Method and apparatus for fracturing brittle materials by thermal stressing
US6912356B2 (en) 1999-06-07 2005-06-28 Diversified Industries Ltd. Method and apparatus for fracturing brittle materials by thermal stressing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4313573A (en) Two stage comminution
Clauer et al. Pulsed laser induced deformation in an Fe-3 Wt Pct Si alloy
Clauer et al. Laser shock hardening of weld zones in aluminum alloys
Fairand et al. Use of laser generated shocks to improve the properties of metals and alloys
EP0221155A1 (en) Method and apparatus for fragmenting a substance by the discharge of pulsed electrical energy
JPH0975769A (en) Method for fragmenting and pulverizing solid coagulated fromnonmetallic component or partially from metal component
SU829931A1 (en) Rock-breaking method and apparatus
Altshuler et al. Acoustic response of hard dental tissues to pulsed laser action
GB2421203A (en) Aggregate breakdown by high voltage electrical pulses
RU2142562C1 (en) Method of electric pulse breakage of rocks and artificial materials
Reichel et al. Interaction of short laser pulses with biological structures
RU2307905C2 (en) Icicle removal device
WO2014136475A1 (en) Pulsed power core sand-processing device
US11525178B2 (en) Method for improving the wetting of a surface of a solid substrate by a liquid metal
RU2273671C1 (en) Method of repair of defects in surfaces of metals
RU2002503C1 (en) Method for crushing metal oversizes
Nagai et al. Rock excavation with laser
JP3370558B2 (en) Destruction method
JP4113933B2 (en) Electric discharge crushing method
VORREUTHER New tip design and shock wave pattern of electrohydraulic probes for endoureteral lithotripsy
JPH10212891A (en) Electric crushing method
RU2045348C1 (en) Method for breaking rocks and artificial materials
JPH10238273A (en) Electric crushing method
Altshuler et al. Hard tooth tissue acoustic response under contact of YAG: Er laser radiation processing
Vazhov et al. Discharge-mechanical method of rock breakage