Способ разрушения горных пород

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к отбойке породы от массива. Сущность изобретения: способ разрушения горных пород включает прорезание в массиве породы щелей, например, алмазной пилой, отбойку образовавшегося целика электрическими разрядами в щели, причем расстояние между разрядами равно где B - ширина (и высота) целика; μ коэффициент Пуассона; s предел прочности на растяжение; E - модуль Юнга породы; Q - энергия разряда; L - параметр дробления. 1 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к отбойке породы от массива.

Известен способ разрушения породы, включающий прорезание в массиве пород (угля) щели с последующим механическим разрушением образовавшегося целика посредством, например, шарошек [1] Недостатком этого способа является периодичность его действий: сначала осуществляют прорезание щели, затем отрыв целика, причем процесс резания останавливается, и наоборот.

Известен способ разрушения горных пород, включающий прорезание в массиве пород щели и отбойку образовавшегося целика посредством электрического разряда [2] Данный способ устраняет вышеуказанный недостаток. Однако он не обеспечивает пробой диэлектрических пород, а также пород с высокой электропроводностью. В результате не обеспечивается разрушение этих пород.

Основной задачей описываемого способа является обеспечение разрушения любых горных пород в оптимальном режиме при минимальных затратах подводимой энергии.

Это достигается тем, что по способу,включающему прорезание в массиве пород щели и отбойку образовавшегося целика посредством электрического разряда, электрический разряд создают в щели, заполненной водошламовой смесью, при этом расстояние между точками производства предыдущей и последующей разрядов выбиpают из выражения B где μ коэффициент Пуассона; σ предел прочности на растяжение, Па; Q энергия разряда, Дж, в щели; Е модуль Юнга, Па; L параметр дробления, м.

На чертеже показана схема осуществления способа.

Способ разрушения горных пород заключается в следующем.

В массиве пород прорезают посредством, например, алмазной пилы 1 щель 2. При этом пилу охлаждают струей воды из трубы 3. Отбойку образовавшегося целика 4 производят электрическим разрядом, создаваемым в щели с водошламовой смесью при помощи двух электродов 5, соединенных с генератором 6 электрических разрядов, периодически подающим импульсы электрической энергии. При подводе энергии к водошламовой смеси на участке, задаваемом положением электродов в щели, образуется плазма, которая расширяется и разрушает горную породу. На отбойку и дробление куска породы расходуется энергия
A L6 σ² B² (1-2 μ )/E μ² где В ширина и высота целика, м.

Энергия от электрического разряда, идущая на разрушение породы,
Q Q_p η, где Q_p энергия разряда, Дж;
η КПД электрического разряда в щели, равный 0,4-0,9 в зависимости от ширины щели.

Наличие водошламовой смеси в щели повышает КПД разряда. Исходя из того, что подводимая энергия генератора тратится на дробление горной породы и с учетом закона сохранения энергии расстояние между электродами, что соответствует ширине, длине и высоте отбиваемого целика, выбирают из выражения
B
Каждый последующий разряд производят путем перемещения электродов на расстояние, равное величине В от места производства предыдущего разряда.

Таким образом, разрушение горной породы осуществляют непрерывно, совмещая процесс резания щели и создание электрического разряда, независимо от электрических свойств породы.

Формула изобретения

СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий прорезание в массиве пород щели и отбойку образовавшегося целика посредством электрического разряда, отличающийся тем, что электрический разряд создают в щели, заполненной водошламовой смесью, при этом растояние между точками производства предыдущего и последующего разрядов выбирают из выражения

где m- коэффициент Пуансона;
σ предел прочности на растяжение, Па;
Q энергия разряда, Дж;
E модуль Юнга, Па;
L параметр дробления, м.

РИСУНКИ

Рисунок 1