Устройство для разрушения горных пород Советский патент 1992 года по МПК E21C37/18 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для электрогидравлического разрушения горных пород, и может быть использовано для разрушения горных пород, фундаментов и т.д.

Цель изобретения -. повьппение эффективности разрушения за счет расширения зоны воздействия при одновременном уменьшении интервалов между точками приложения силового импульса к породе.

На фиг, 1 показано предлагаемое устрог ство, общий рид; на фиг. 2 - то же,- вид сбоку; на фиг. 3 - се- чение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 1.

Устройство для разрешения Г60НЫХ пород состоит из корпуса 1, выпол- .не.нного в виде цилиндра, в котором попарно относительно его продольной оси жестко закреплены легкоплавкие рабочие электроды 2. Расстояние между электродами каждой пары (межэлектродный промежуток 3) больше критического расстояния и только расстояние между электродами первой пары - меньше критического. Критическим расстоянием является то максимальное для данных условий расстояние между электродами, при котором еще происходит разряд.

Указанное расстояние зависит от ряда внешних факторов, важнейшим из которых являются состав рабочей жидкости (трансформаторное или конденсаторное масло, глицерин, дистиллированная или техническая вода и др.) и величина прикладываемого к электродам напряжения, которая в реальных устройствах может меняться в широких пределах 3-60 кВ. Так, например, при использовании-в качестве диэлектрика конденсаторного масла . и при рабочем напряжении 20 кВ критическое расстояние между электродами составляет примерно 1 мм, а при использовании в тех же условиях технической воды критическое расстояние будет естественно большим и уже составит 5-7 мм. Величина межэлектродного промежутка 3 при создании конкретного устройст ва определяется исходя из состава диэлектрика и рабочего напряжения. В стенке корпуса напротив разрядных промежутков выполнены отверстия 4. Катвдая пара раfO

15

010342

бочих электродов отделена друг от друга перегородкой 5, в которой закреплен легкоплавкий электрод 6 для замыкания пар также легкоплавких рабочиз электродов 2, В перегородке выполнен паз 7, отделяюпшй ее от внутренней корпуса, при этом уровень стороны перегородки, противоположный той, на которой крепится электрод для замыкания, сдвинут аксиально относительно соответствующих отверстий 4, На некотором расстоянии от рабочих электродов со стороны крепления з лектродов 6 также с внутренней стороны корпуса выполнен стопор 8. Рабочие электроды 2, расположенные по одну сторону от продольной оси устройства, соединены параллельно между собой в две группы токопроводами 9, к которым подсоединяют кабелем источник энергии. Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В пробуренный шпур (скважину) вставляют устройство. Устье шпура (сквазшны) герметизируют и внутрь нагнетают электропроводную жидкость, например воду., которая заполняет шпур (скважину) и через отверстия 4 в стенке корпуса 1 полости устройства. Источник электроэнергии, например конденсаторную батарею, посредством кабеля подсоединяют к токо проводам 9 и подают на первую пару рабо«1их электродов 2 напряжение. Поскольку расстояние между рабочими электродами 2 этой пары соответствует расстоянию, обеспечивающему возникновение электрического разряда, происходит пробой межэлектродного промежутка 3 этой пары. Энер20

25

30

40

5

0

5

гия, вьщеляемая при пробое первого межэлектродного промежутка 3, передается окруж;ающей электроды жидкости, которая в свою очередь вoз eйcт-; вует на перегородку 5 и через отверстия 4 в стенке корпуса 1 на горный массив. Под действием энергии перемычка , соединяющая перегородку 5 с корпусом 1, разрушается и перегородка 5 с закрепленным в ней электродом 6 движется в направлении второй пары рабочи: электродов 2, уменьшая или перемьжая разрядный про- межуток между ними, тем самым подготавливая к разряду вторую пару элёк- . Энергия, выделяющаяся в ре- .зультате пробоя, также передается

313

электропроводной жидкости, которая, как в первом случае, воздействует на горный массив и на следующую перегородку 5, разрушая ее соединительную перемычку. При этом сгорают ис- пользованные электроды, лектрод 6 уменьшает межзлектродный промежуток 3 третьей пары рабочих электродов .2. подготавливая ее к работе. Передача энергии происходит аналогично передаче энергии при разряде на предыдущих парах, И так сбрасывают все электродные пары. Расстояние, на которое перемещается перегородка 5 с закрепленным в ней.электродом 6, выбирается таким образом, чтобы перемыкание Последующего разрядного промежутка происходило Не ранее, чем закончится процесс разряда на предыдущем промежутке, т.е, через 15-20мс после его начала, чем обеспечивается независимое срабатывание каждой пары рабочих электродов при подаче энергии на исполнительный орган. При этом на каждую пару рабочих электродов, последовательно вроль шпура, подается максимальная энергия источника. Для исключения повреждения рабочих электродов 2 электродом 6 внутри корпуса 1 расположен стопор 8 который позволяет переместиться перегородке 5 с закрепленным электроt03/ 4

дом 6 на определенное расстояние, необходимое для создания электрического разряда между рабочими электродами, не повредив их перемещающейся

с перегородкой 5. .

Формула из обретения

Устройство для разрушения горных пород, включающее цилиндрический корпус с разделенными перегородками разрядными камерами, в которых раз- мещены пары легкоплавких рабочих

электродов с различными межэлектродными промежутками, подключенные параллельно к источнику электрических импульсов, и подводящий кабель, отличающееся тем, что,

с целью повышения эффективности раз рушения за счет расширения зоны воздействия при одновременном уменьшении интервалов между точками приложения силового импульса к породе,

оно снабжено дополнительными легко- плавки 1и электродами, размещенными во всех разрядных камерах кроме камеры, содержащей рабочие электроды с минимальным межзлектродным промежутком, при этом дополнительные легкоплавкие электроды укреплены в пе- репородках.

tpi/1.2

,.3jj

(риг. f S

Фиг.У

Изобретение относится к устройству для электрогидравли 1еского раэру- шения горных пород и позволяет повысить эффеКт ивность разрушения да счет расширения зоны яоздейстяия при одновременном уменьшении интер валов между точками силового приложения силового импульса к породе. Для этого у ройство имеет дополнительные легкоплавкие электроды (ЛЛЭ) 6, укреплеииые 6 перегородках 5 разде-; ляпвих корпус 1 устройстве на разрядные камеры. В них размещены пары легкоплавких рабочих электродов (ЛРЭ) 2 с различными межэлектродными промежутками (НЭП) 3, подключенные к источнику электрических импульсов. Причем ДЛЭ 6 размещены во всех ка-, мерах кроме, одной с ЛРЭ 2 с мини- мал ьнь1м НЭП 3. При подаче на первую пару ЛРЭ 2 напряжения происходит пробой МЭП 3. Вьзделяемая энергия передается жидкости, окружающей ЛРЭ 2, которая врздействует на перегород-, ку 5, а затем на горный массив. Пе- рег.ородка 5 отделяется от корпуса 1 и перемещается в направлении второй пары ЛРЭ 2 уменьшая разрядный промежуток между ними и подготавливая пару к разряду при котором сгорают использованные электроды. Передача энергии происходит аналогично. Расстояние перемещения перегородки 5 должно быть такое, чтобы перемыкание последующего разрядного промежут ка произопшо не ранее окончания процесса разрядки на предыдущем промежутке. Таким образом, выбирая необходимое число пар ЛЭР 2 добиваются распределения энергии по всей длине скважины. 5 нл. с 3 .агяня С b«d со