Устройство для электрическогоРАзРушЕНия гОРНыХ пОРОд Советский патент 1981 года по МПК E21C37/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

1

Изобретение относится к горной промлшленности, конкретно к устройствам для электрического разрушения горных пород и может быть применено для дробления негабаритов и отбойки породы от массива.

Известно устройство для электрического разрушения горных пород, содержащее несущую раму и несколько подключенных к источнику электрического тока электродов, вводимых в контакт с горной породой и имеющих возможность установочного перемещения относительно рамы I}.

Недостатком этого устройства явлется невозможность его использовани для разрушения скального массива, поскольку имеется большая вероятность поверхностного разряда, который не производит разрушения. Вследствие этого эффективность использования этого устройства резко снижается .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату настоящему изобретению является устройство для электрического разрушения горных пород, содержащее эпектрод, разме цениый в металлическом

корпусе и электрически соединенный с ним 2 .

Недостатком указанного устройства является то, что в точках касания цилиндрического корпуса с выступами породы напряжен носить электрического поля намного превыиает среднюю напряженность на корпусе -электрода и достигает значений, достаточных для инициирования поверхностного разряда, который не производит разрушения породы.

Цель изобретения - повышение производительности разрушения путем

5 увеличения условий ввода энергии в породу.

Указанная цель достигается тем, что наружная поверхность корпуса покрыта эластичным полупроводящим

0 материалом не менее, чем в один слой, при этом материал покрытия имеет удельную электропроводность и диэлектрическую проницаемость, определяемые соотношениями

5

Ьп-, ег,к

где Ъ , п - соответственно удельная электропроводность и диэлектрическая проми-.цаемость порсЛ ;

-. соответственно удельная электропроводность и диэлектрическая проницаемость полупроводящего материала, причем каждый последующий слой полупроводящего материала по мере,удаления от металлического корпуса имеет меньшую удельную электропроводность, чем предыдущий.

На фиг. 1 изображено устройство для электрического разрушения горных пород, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для электрического разрушения горных пород состоит из электрода 1, на который подается напряжение от генератора 2. Электрод размещается в цилиндрическом металлическом корпусе 3 и электрически соединен с ним. Вокруг корпуса 3 укреплены в непосредственном контакте с ним в виде нескольких колец слои из эластичного полупроводящегЬ материала 4, 5 и б, плотно контактирующие с породой, поскольку они могут изгибаться таким образом, что копируют породу.

В качестве эластичного полупровбдящего материала может применяться электропроводная резина с различной удельной электропроводностью. Электропроводность резины может быть выбрана таким образом, что ее величина для наружного кольца составляет (1-2), где Ьп электропроводность породы, среднего {5-10)Ьп а внутреннего (50-100) Ъг, .

Слои эластичного полупроводящего материала могут быть установлены с возможностью перемещения относительно друг друга. При этом достигается лучший контакт с породой, если эластичность полупроводящего вещества недостаточна. Можно выполнить кольца составными. Между электродом1 и вторым электродом 7 образуется канал пробоя 8.

Устройство для электрического разрушения горных пород работает следующим образом.

На поверхности породы располагается электрод 1, а вместе с ним и корпус 3 электрода 1, а также кольца из эластичного полупроводящего материала 4, 5 и б. К электроду 1 прикладывается небольшая механическая нагрузка, под действием которой кольца из диэлектрического полупроводящего материала 4,5 и 6 деформируются, принимая форму поверхности породы, и таким образом, плотно контактируя с ней. Этим достигается полное отсутствие зазоров между породой и корпусом 3. После подачи электрического напряжения на электрод 1 между ним и вторым электродом 7 происходит

образование канала пробоя 8. Энергия электрического тока, выделяясь в канале 8, нагревает его, вследствие чего вещество породы, заключенное в нем,стремится расшириться и раэруша- ет породу. При этом перед пробоем у электрода 1 создается неоднородное поле, так как он имеет острие. В то же время на поверхности породы и в воздухе поле близко к однородному, так как кольца из полупроводящего материала плотно контактируют с породой и экранируют неоднородное поле электрода 1. От наружного кольца поверхностный разряд развиваться не может, так как проводимость его слишком мала. В пр1едлагаемом устройстве происходит выравнивание потенцигша на границе электрода 1 породы, так как разность потенциалов электрода 1 и породы уравнивается полупроводя0 щими кольцами 4, 5 и 6, которые играют роль шунтирующего сопротивления. Различие электропроводности слоев увеличивает этот эффект, так как для отсутствия резких скачков потенциала

5 на поверхности породы, электропроводность внутреннего кольца должна приближаться к металлической, а внешнего - к электропроводности породы. Формула изобретения

0 1 Устройство для электрического разрушения горных пород, содержащее электрод, размещенный в металлическом корпусе и электрически соединенный с ним, отличающееся тем,

5 что, с целью повьаиения производительности разрушения путем улучшения условий ввода энергии в породу, наружная поверхность корпуса покрыта эластичным полупроводящим материалом не менее чем в один слой, при этом материал покрытия имеет удельную электропроводномть и диэлектрическую проницаемость, определяемые соотношения;Ъ Ь„- 6„,

где bf, , ЕП - соответственно удельная электропроводность и диэлектрическая проницаемость породы;

Ь 6- - соответственно удельная электропроводность и

диэлектрическая проницаемость полупроводящего материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

438784, кл. Е 21 С 37/18, 13.04.73.

кл. Е 21 С 37/18, 05.10.77.