Введение
Основоположник электрогидравлического эффекта Юткин Л.А. много лет назад предложил способ и разработал оборудование для электротермического разрушения бутового и штучного камня при производстве камнедобывающих работ, а также и для безосколочного раскалывания валунов на полях.
Для осуществления электротермического разрушения в раскалываемом материале бурится неглубокий (глубиной до 500 мм и диаметром до 40 мм) шпур. Затем шпур заполняется водой и в него помещается электрогидравлический взрыватель, представляющий собой рабочий искровой промежуток, шунтированный тонкой проволочкой. При подаче на рабочий искровой промежуток электрического импульса в шпуре возникает термическое испарение проволочки и возникает электрогидравлический удар, безосколочно разрушающий обрабатываемый материал.
Целью предварительных экспериментальных исследований является проверка возможности использования электротермического разрушения при добыче гранита.
Раскалывание валуна происходит без разлета осколков. Трещины создаются на всю глубину массива и камень затем легко распадается на 3-5 кусков (рисунок 6 и рисунок 7).
Подбором расположения шпуров, подбором формы испаряемой в шпуре проволочки и другими способами можно организовать раскол материала в любом заданном направлении. На рисунке 5 показана трещина, образовавшаяся вдоль длинной стороны валуна, хотя, казалось бы, камень должен был расколоться поперек длинной стороны.
Энергия, необходимая для разрушения валуна объемом 1 м3, должна быть около 45 кДж. В то же время известно, что для разрушения такого же валуна с помощью ВВ требуется заряд тротила массой 0,2 кг, что соответствует 800 кДж, причем только 2,5 % энергии ВВ расходуется на процесс раскалывания негабаритов. Остальная часть передается породе и идет на разлет осколков, пластическую деформацию и т. д.
В отличие от взрыва с помощью ВВ при электрогидравлическом взрывании практически не происходит пластической деформации, валун раскалывается на 2—4 части без разлета осколков.
Известно, что 1кВт*ч равен 3600 кДж.
Тогда для разрушения 1 м3 гранитного монолита требуется
45 /3600=0,0125 кВт*ч.
Время накопления энергии (время зарядки накопительного конденсатора) составляет от 1 до 4-х секунд.
Напряжение заряда не превышает 25 кВ, что существенно снижает габариты электрогидравлической установки и позволяет выполнить ее в мобильном варианте.
Основное время затрачивается на сверление шпуров.
Выводы.
1.Эксперименты подтвердили целесообразность использования электротермического разрушения для добычи кварцито-песчаника.
2.Разрушение монолита происходит безопасно, без разлета осколков.
3.Есть возможность производить раскол монолита в нужном направлении.
4.Разрушение происходит с минимальными затратами энергии, а время процесса определяется затратами времени на бурение шпуров.
5.Весогабаритные параметры электрогидравлической установки для электротермического разрушения валунов позволяют изготовить ее в мобильном варианте для работы в карьерных условиях.
