Способ разрушения горных пород

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.

 

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.

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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для сухой очистки и обогащения полезных ископаемых - оттирочным машинам - и может найти применение для обогащения различных сыпучих материалов, например, для обогащения стекольных песков.

Изобретение относится к способу получения неорганических полупроводниковых наночастиц из сыпучего материала. Способ заключается в том, что подготавливают неорганический сыпучий полупроводниковый материал 14, который перемалывают при температуре от 100°С до 200°С в присутствии выбранного восстанавливающего агента.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для измельчения и стерилизации растительного сырья в сельскохозяйственном и лесохозяйственном производствах.
Изобретение относится к области получения алмазов в нанометровом диапазоне характерных размеров. .

Изобретение относится к способу микронизации фармацевтически активных агентов, плохо растворимых в воде и/или химически или термически нестабильных, который включает суспендирование фармацевтически активного агента в газе пропелленте или сжатом газе и обработку этой суспензии с помощью гомогенизации при высоком давлении с получением сухого порошка после сброса давления.

Изобретение относится к области утилизации промышленных и бытовых резинотехнических отходов различной толщины, в частности к технологии переработки резинотехнических изделий, например изношенных, бракованных и т.п.

Изобретение относится к оборудованию для тонкого и сверхтонкого измельчения материалов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в строительной промышленности, пищевой, медицине, в химической, горно-рудной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для механоактивации и измельчения материалов различной твердости и может быть использовано в энергетике, строительной, горнорудной, металлургической, химической промышленности, в медицине и других отраслях, для получения тонкодисперсных многокомпонентных смесей различных минералов, полимеров и порошков.
Изобретение относится к горнорудной промышленности, а именно к измельчению минерального сырья, и может быть использовано при переработке рудного и нерудного минерального сырья, в частности, при обогащении полезных ископаемых методом флотации.
Изобретение относится к смеси для разрушения пористых горных пород и может найти применение в горнодобывающей промышленности. .

Изобретение предназначено для химической промышленности, агропромышленного комплекса, производства строительных материалов и др. Шаровая мельница содержит устройства загрузки (1) и выгрузки (2) и вертикальный неподвижный корпус (3).

Изобретение относится к средствам для измельчения минеральных материалов. Индуктор состоит из корпуса, цилиндра, расположенного внутри корпуса и набранного из изолированных друг от друга изоляционным материалом лаком пластин электротехнической стали.

Изобретение может быть использовано в производстве консервационных смазок. Для получения антикоррозионного пигмента проводят термообработку при 900°С в течение 1 часа смеси суспензий шламов электрохимической очистки сточных вод гальванического производства и содержащего гидроксид кальция отхода ванн нейтрализации машиностроительных производств.

Изобретение относится к способу и устройству для вскрытия руды. Для создания трещин или расколов руды на расстоянии от нее размещено устройство для вскрытия руды.

Изобретение относится к технологиям приготовления эмульсий и суспензий на основе многокомпонентных смесей разнородных по своей природе веществ, в частности минерального и растительного происхождения, для использования в качестве топлив смесевого типа, а также в других областях, где требуются гомогенные композиции различных материалов текучей консистенции.

Изобретение относится к технике измельчения материалов. Способ, реализуемый в соответствующем устройстве, содержит этапы, на которых: загружают упомянутый материал в смеси с водой в диспергационную камеру; герметизируют упомянутую диспергационную камеру; подают в герметизированную диспергационную камеру статическое давление 5-30 атм.; обрабатывают содержимое упомянутой диспергационной камеры ультразвуковыми колебаниями с плотностью озвучивания не менее 50 Вт/см2, обеспечивающими звуковое давление на упомянутый материал в смеси с водой, превышающее упомянутое статическое давление в 2-3 раза.

Изобретение предназначено для переработки фруктов, овощей и других продуктов в порошки в пищевой, консервной и других отраслях промышленности. Для производства порошка из овощей мелкодисперсно измельчают продукт.
Изобретение относится к способу получения биогеля, представляющего собой водоторфяной гель с размерами частиц диспергированного торфа не более 40-60 нм. Указанный способ заключается в том, что торф в смеси с водой загружают в диспергационную камеру, затем диспергационную камеру герметизируют, подают в нее статическое давление в 5-7 атм и обрабатывают содержимое камеры ультразвуковыми колебаниями с плотностью озвучивания не менее 50 Вт/см2, обеспечивающими в течение заранее заданного времени звуковое давление на смесь торфа с водой, превышающее статическое давление в 2-3 раза.

Изобретение относится к оборудованию для дробления и измельчения различных материалов. Электрогидравлическая дробилка содержит дробильную камеру в виде загрузочного бункера 1, в котором происходит операция дробления, с расположенными в нем рабочими электродами и опорной решеткой 4, наклонные приемные лотки, установленные под решеткой 4, и установленный на опорах наклонный конвейер 11 с кожухом.

Изобретение относится к технологии переработки изношенных автомобильных шин и может быть использовано на соответствующем производстве. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности разрушающего воздействия ударной волны электрического взрыва проводника, формирование необходимых размеров фракций разрушенной шины и повышение КПД.

Группа изобретений предназначена для дробления и/или снижения прочности горной породы или руды высоковольтными разрядами. Рабочее пространство (2) между двумя расположенными друг напротив друга с зазором электродами (3, 4) заполняют материалом (1) и технологической жидкостью (5). В рабочем пространстве дробят или снижают прочность материала (1) путем создания высоковольтных разрядов между электродами (3, 4). Во время дробления из пространства отводят первую технологическую жидкость и подают вторую технологическую жидкость с меньшей электропроводностью. Подачу жидкости в рабочее пространство и/или режим кондиционирования жидкости регулируют по измерениям электропроводимости первой и второй жидкостей и/или разрядного сопротивления электродов. Перед дроблением или ослаблением материал промывают второй жидкостью. Материал подают в рабочее пространство и отводят непрерывно или периодически. Часть отведенного материала снова подают после промывки второй жидкостью. В зависимости от электропроводности промывочной жидкости регулируют ее подачу и/или режим кондиционирования. Электрод содержит изолирующий корпус (8) с центральным проводником (14). Рабочий конец проводника выступает по оси из корпуса и выполнен с острием (15) и загрузочными отверстиями (6). Отверстия соединены с подводящими каналами (7) для получения воды от удаленного нерабочего конца электрода. Дополнительная деталь охватывает корпус электрода и самостоятельно или вместе с ним образует торцевую кольцевую щель (10) для подачи воды от удаленного нерабочего конца электрода. Установка содержит технологическую емкость и генератор высоковольтных импульсов. Группа изобретений увеличивает способность к измельчению крепких и хрупких материалов. 7 н. и 44 з.п. ф-лы, 11 ил.

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 с электродами. На высоковольтный электрод 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 лс в межэлектродном промежутке по каналу. Канал образован между высоковольтным электродом и изолятором. Энергию разряда выбирают из соотношения, где W - энергия разряда, Дж, ρ - плотность материала, кгм3, l - межэлектродное расстояние, м, σ - предел прочности разрушаемого материала, нм2. 2 табл., 2 ил.

Наверх