Способ разрушения горных пород лазерным излучением

 

Изобретение относится к горной промышленности н м.б. использовано при разрушении кварце од ер жаттих горных пород. Цель изобретения - повышение эффективности разрушения при одновременном снижении затрат. Для этого с помогаю лазера 1 воздействуют на породу монохроматическим свегоным лучом, нагревая ее. В зону разогрева подают газообразное вещество , например инертный газ - азот, и вытесняет им н iгмосферы свободный кислород. Ча ГРМ к нягрегой породе поааыт водород. Последний взаимодействует с окнгью кремьак. При этом образуется моиосилен, который улетучивается . Порода теряет прочность и легко paspviua гея, 1 ил. г

СОЮЗ СОЮТСНИХ

РЕСПУБЛИК,.SU. 1645509 A 1 (Sl)S Е 21 С 37/16//37/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСИОМУ СВИД ТЕЛЫ:ТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4441050/03 (22) 04.05.88 (46) 30. 04.91. Бюл. !6 (71) Стахановский Аилиал Коммунарского горно-мегаллургическогп института (72) Г.Ю.Валуконис и Н.И.Смачной (53) 672.243.094 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 73175, кл. Г 21 С 37/18, 1946.

Авторское свидетельство СССР

Ф 958654, кл. F 21 С 37/18, 1980. (54) СПОСОБ РАЗРУЫЕНИЯ ГОР!ЫХ ПОРОД

ЛАЗЕРНЬР! И311УЧЕНИП! (57) Изобретение о гносится к горной промыщпеннос ги и и. б. исполь овано при разрушении кварцсодержащих горных пород. Ц ль изобретения - повышение эффективности разрушения при одновременном снижении затрат. Для этого с помоцью лазера 1 воздействуют на породу монохроматическим .световым лучом, нагревая ее. В зону разогрева подают газообразное вешестВо например инертный газ — азот, и вытесняют HM H 3 t t t!ocAppt l cBQ6opgHt lft кислород. 3aгем к нагретой. пороле подаю r водород. !!сследний взаимодействует с окисью крем5 ня. При этом образуется моносилан, который улетучивается. Порода теряет прочность и легК0 разру нается, 1 ил.

164с 0 >

Б>.0 + ЗН Ь>.Н + Н О.

На чертеже показана схема реализации предлагаемого способа.

Составитель С.Робатень

Техред С.Мигунова

Корректор Л. Пилипенко

Редактор А.Маковская

Заказ 1332 Тираж 310 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Изобретение относится к горному, делу и может быть использовано при разрушении горных пород.

Цель изобретения — повышение эф5 фективности разрушения при одновременном снижении затрат.

Способ разрушения горных пород лазерным излучением включяет воздействие на породу монохромятическим свеговым лучом, ее разогрев и последовательную подачу в зону разогрева газообразных веществ °

В качестве газообразных веществ используют инертный гяз и водород.

В зоне нагрева в условиях о гсутствия в реакционной зоне свободного кислорода, предварительно вытесняемого инертным газом — азотом или другими веществами, активно протекает реакция

Моноснлан Sill4, имеющий гемперату- 25 ру кипения 11? С, вместе с парами воо ды улетучивается. При. остывянии смеси приведенная вине реакция может сдвигаться влево, однако при этом образуется пыпеобразный Si02, который легко выносится током газа.

Перевод в летучее состояние Si02 приводит к разрыхлению и разрушению горной породы.

Так как кремний и кислород являются наиболее распространенными эпементами земной коры, предлагаемый спо- соб практически универсален и может быть эффективно использован при содержании в горних породах Si02 в

40 количестве 10-100Х. Уже при 10У.-ном содержании Si(>< в резулътаre егn перевода в газообразное соединение . структурные связи в породе резко ос,лабевают, что приводит к ее сяморязрупению.

Схема реализации способа включает лазер 1, емкость 2 с водородом, трубопровод 3 дпя его подачи на поверхность 4 горной породы и пирометр

5 для контроля эа температурой этой поверхности. Стрелками показаны ток водорода и направление действия лазерного луча.

Лучок электромагнитного излучения лазера 1 падает на поверхность 4 горной породы.„Температура поверхности регистрируется пирометром 5, При нагреве поверхности 4 до гемперятуры, достаточной для протекания реакций между Si02 и водородом, кислород удаляется подачей к породе инертного газа, Из емкости 2 по трубопроводу 3 подал>т водород. Г>бра зуюциеся при этом лету ие соединения Sill4, и Н П выно2 сятся током газа, и реякция между элемен гями породы и водородом самоповторяется.

Преимуществами способа являются следующие: отпадает необходимосгь в предварительном нагреве газа, нетоксичность водорода (большинство соединений гялогенов ядовиты), самопроизвольный распял Sill 4 (взаимодействие с водой при охлаждении), в то время кяк соединения гялогенов весьма ус гойчивь1, загрязняют среду и даже отрицательно воздействуюf íà oçîíîвый слой .>емли.

Ф о р м у л я и з о б р е т е н и я

Способ> разрушения горных пород лазернл>м излучением, согласно которому на породу воздействуют монохроматическим световл>м лучом, разогревают породу и подают в зону разогрева газообразные вещества, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения при одновременном снижении затрат, в зоне разогрева удаляют из атмосферы свободный кислород, а в качестве газообразного веществя используют водород.