Способ термического разрушения горных пород лазерным излучением

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii>958654 (61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 872754 (22) Заявлено 150980 (21)2981469/22-03 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 150982. Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 1 0982 (51) М Кд 3

E 21 С 37/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 622.243 ° .94 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.Н. Кузнецов и И,П; Гаркуша (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ

ПОРОД ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ

Изобретение касается способа термического разрушения горных пород лазерным излучением и может быть использовано при проведении горных выработок и бурении скважин.

По основному авт.св. Р 872754 известен способ термического разрушения горных пород лазерным излучением, при котором монохроматический световой луч направляют на породу и в зону ее нагрева подают поток газа, в качестве его используют соединения галогенов, которые подают при разогревании пород до температур, достаточных для протекания реакций между соединениями, входящи. ми в состав пород, и соединениями галогенов (1).

При этом материал породы, принимающий участие в химических реакциях с вводимыми в зону нагрева газом, переходит в летучее состояние и покидает зону нагрева.

Однако использование известного способа связано с таким нежелательным явлением как высокий коэффициент поглощения лазерного излучения парами окиси кремния, интенсивно испаряющейся из зоны нагрева при температурах, обеспечивающих разрушение горных пород плавлением и испарением.

Цель изобретения — повышение эффективности разрушения эа счет уменьшения поглощения лазерного излучения парами окиси кремния в зоне нагрева породы, Эта цель достигается тем, что в состав газообразных соединений галогенов вводят дополнительно соединения, вступающие в химические реак. ции с окисью кремния. В качестве такого соединения используют, например, фтористый водород..

На чертеже показана схема устройства, реализующая предлагаемый способ..

Пучок электромагнитногo излучения

c s лазера 1 падает на поверхность породы 2 и разогревает ее. Температура нагрева поверхности породь1 регистрируется пирометром 3.

При нагреве поверхности породы

2 до температуры, достаточной для

25 протекания реакций между соединениями, входящими в состав породы, и соединениями галогенов в газообразном состоянии, из емкости 4 по трубке 5 подают в зону нагрева породы

30 летучие соединения галогенов. Обра958654

Формула изобретения

Составитель Ю. Стрелов

Редактор A. Химчук Техред И.Гайду Корректор А. Ференц

Заказ 7002/44 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 зующиеся летучие соединения элементов поро с соединениями галогенов выносятся новыми порциями постунающего в зону действия излучения газа и реакция между элементами породы и соединениями галогенов повторяется. 5

Так как окись кремния, входящая в состав породы, при температурах термического разрушения породы хорошо испаряется, даже небольшое ее количество в составе породы ведет 10 к экранированию ее парами лазерного излучения и снижению эффективности разрушения.

Введение в зону нагрева газа, состоящего из соединений галогенов и )5 добавок, вступающих в химические реакции с окисью кремния, позволяет химически связать присутствующую в приповерхностном газовом слое породы окись кремния и устранить экранирова-2О ние лазерного излучения парами окиси кремния. В качестве такой добавки используют фтористый водород, при этом его парциальное давление в газовой смеси должно превышать давление паров окиси кремния при температуре поверхности нагрева породы. Взаимодействие этой добавки с парами окиси кремния можно представить в виде .реакции:

Si0 + 4HF = SiF + 2H@O

Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что при его реализации возможно устранение из приповерхностного газового слоя породы паров окиси кремния, снижается поглощение им воздействующего на породу лазерного излучения и тем самым повышается эффективность разрушения породы.

1. Способ термического разрушения горных пород лазерным излучением по авт.св. Р 872754, о т л и ч а ющ и й.с я тем, что, с целью повышения эффективности разрушения за счет уменьшения поглощения лазерного излучения парами окиси кремния в зоне нагрева породы, в состав газообразных соединений галогенов вводят дополнительно соединения, вступающие в химические реакции с окисью кремния.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, в качестве соединения, вступающего в химические реакции с окисью кремния, используют фтористый. водород.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 872754, кл. К 21 С 37/16,22.08.79.