Способ термического разрушения горных пород Советский патент 1981 года по МПК E21C37/16 

(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к термическ fMy разрушению горных пород лазерным излучением. Известен способ разрушения горных пород лазерньм излучением, согласно которому монохроматический световой луч с длиной волны, выбранной таким образом, что большая часть энергии излучения поглощается породой, напра ляют на нее, при этом в зону нагрева и испарения породы подают поток газа для удаления образующихся продуктов разрушения. В этом случа е про цесс разрушения породы зависит исклю чительно от количества подводимой к ней энергии излучения L1D. Наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ термического разрушения горных пород лазерным излучением, при котором монохроматический световой луч направляют на породу и в зоне ее нагревй подают поток газа. Для повышения Интен сификации процесса разрушения породы в качестве газа используют горючий газ, в частности, ацетилен, который при своем сгорании оказьшает определенное дополнительное термическое воздействие на разрушаемую поверхность породы С21. Цель изобретения - дальнейшее повьш1ение интенсификации разрушения породы. Цель достигается тем, что вводимый в зону нагрева газ представляет собой соединения галогенов, которые подают при разогревании пород до температур, достаточных для протекания реакций между соединениями, входящими в состав пород, и соединениями галогенов. На чертеже показана схема примера осуществления предлага змого способа; Для регшизации способа используются источник 1 электромагнитного излучения, например лазер, емкость 2, заполненная газообразными соединениями галогенов, трубка 3 для подачи этих соединений на поверхность породы и пирометр А для регистрации температуры поверхности породы.

Способ осуществляется следующим образом.

Пучок электромагнитного излучения от лазера 1 падает на поверхность породы 5 и разогревает ее. Температура поверхности породы регистрируется пирометром 4. При нагреве поверхности породы 5 до температуры, достаточной для протекания реакций между соединениями, входящими в состав породы, и соединениями галогенов в газообразном состоянии, из емкости 2 по трубке 3 подают соединения галогенов в зону нагрева породы. Образующиеся летучие соединения элементов породы с соединениями галогенов выносятся новыми порциями поступающего в зону действия излучения газа и реакция между элементами породы и соединениями галогенов повторяется.

Выбор используемых соединений галогенов обусловлен химическим составам разрушаемой породы. Например, песчаник имеет в своем составе 66,53 SiO. при воздействии на него шестифтористым рением происходят реакции SiO 2ReOF t-t- ..

Температура кипения ReOI;. - +62,

- . .. .ч

SiF,.

температура кипения

Таким образом, при температуре поверхности породы вьше температуры кипения образующихся веществ, они улетучиваются. Температура подаваемого в зону действия излучения ReF должна быть вьше +47,6С - его температуры кипения (это обеспечивает подачу в газообразном состоянии) .

Перевод в летучее состояние соединений, составляющих 60-80% массы породы, приводит к ее разрушению. В том случае, если в состав породы входит большое количество соединений

каждое из которых имеет небольшой процентный вес, порода может обрабатываться одновременно несколькими видами газообразных соединений галогенов различного химического состава

Предлагаемый способ разрушения горных пород обладает определенными преимуществами, так как при его .реализации существенно уменьшается количество твердого материала, подлежащего выемке (большая часть материала породы переходит в газообразное состояние) , за счет увеличения пористости (на месте включений, перешедших в летучее состояние, остаются пустоты) снижается прочность обработанной породы, достигается возможность повьш1ения концентрации полезных ископаемых в вынимаемой породе.

Формула изобретения

Способ термического разрушения горных пород лазерным излучением, при котором монохроматический световой луч направляют на породу и в зону ее нагрева подают поток газа, .отличающийся тем, что, с целью повышения интенсификации раэруи1ения, вводимый в зону нагрева газ представляет собой соединения галогенов, которые подают при разогревании пород до температур, достаточных для протекания реакций между соединениями входящими в состав пород, и соединениями галогенов.

Источники информации, принятые во ,внимание при экспертизе

кл. Е 21 С 37/16, 07.06.79.