Способ разрушения горных пород Советский патент 1982 года по МПК E21B7/18 

(54) СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

1

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проведении горных выработок и при добыче полезного ископаемого, например угля.

Известен способ электротермомеханического разрушения горных пород, по которому одновременно с механическим воздействием породу облучают электромагнитными волнами СВЧ, концентрируя энергию их на поверхности породы 1 .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сушности является способ разрушения горных пород, заключающийся в том, что на породу направляют ферромагнитные частицы, на которые воздействуют электромагнитным полем.

В результате этого частицы с большой скоростью устремляются к забою и производят разрушение горной породы. После разрушен1}я породы частицы под действием постоянного магнитного поля возвращаются в исходнбе положение над забоем, затем процесс повторяется. Ферромагнитные частицы под действием двух магнитных полей - постоянного и импульсного, совершают возвратно-поступательное движение, причем

направление движения может быть от соосного скважине до перпендикулярного к ее оси. Частицы разрушенной породы выносятся из забоя потоком промывочного агента. По мере износа на забое абразивных ферромагнитных частиц подают новые порции 2.

Однако значительная часть . энергии быстродвижущихся абразивных феррочастиц, движение которым сообщают под

10 действием создаваемого электромагнитного поля, расходуется на предшествующее разрушению горных пород уплотнение этих пород, на создание сжатого уплотненного ядра (на создание этого ядра расходуется 15 -более 90% энергии). В дальнейшем это уплотненное ядро действует подобно сжатой жидкости. Часть энергии давления этого уплотненного ядра теряется на уплотнение горных пород и только часть энергии давления уплотненного ядра направлена в сторону забоя выработки и вызывает разрущение породы . Как видно, для разрушениягорных пород по этому способу нербходимы большие затраты энергии, которые, к тому же, неэффективно используются.

Цель изобретения - уменьшение энергоемкости разрушения путем создания в массиве породы растягивающих напряжений.

Поставленная цель достигается тем, что предварительно в массиве горных пород бурят скважины, нагнетают в них под давлением жидкость, в которую предварительно вводят ферромагнитные частицы.

Способ разрушения горных пород осуществляется следующим образом.

В породе или полезном ископаемом, например угле, бурится, по крайней мере, одна скважина, в нее под давлением нагнетается жидкость, содержащая ферромагнитные частицы, например ферромагнитная жидкость, состоящая из смеси мащинного масла, силикатов, воды и ферромагнитных частиц, которая заполняет трещины и поры горной породы. Затем к груди забоя выработки или лавы подводится источник или источники электромагнитного поля, например соленоид, генерирующий электромагнитное поле, проникающее вглубь массива горных пород. Соленоид может подводиться и перемещаться вдоль забоя выработки или лавы манипулятором или же может быть расположен стационарно, например, вдоль всей лавы. Создаваемое источником или источниками электромагнитное поле взаимодействует с ферромагнитной жидкостью, притягивая ее. Ферромагнитная жидкость, находящаяся в массиве горных пород, под действием электромагнитного поля - постоянного или переменного, пытается совершить движение - поступательное или возвратно-поступательное, в направлении источника или источников электромагнитного поля, расположенных перед забоем выработки, и, тем самым, в массиве, горных пород вызываются растягивающие усилия, приводящие к разрушению горных пород.

Предлагаемый способ разрушения горных пород по сравнению с известными обеспечивает меннее энергоемкое разрушение пород, так как предел прочности пород на растяжение меньше предела прочности пород на сжатие (известно, что браст. 0,02-0,14 беж. ), а также более эффективное разрушение пород, так как в предлагаемом способе практически вся подводимая энергия электромагнитного поля идет на создание только растягиваюших усилий.

Скважины для нагнетания ферромагнитной жидкости можно бурить как из выработки, так и с поверхности.

Формула изобретения

Способ разрушения горных пород, заключаюшийся в том, что на породу направляют ферромагнитные частицы, на которые воздействуют электромагнитным полем, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости разрушения путем создания в массиве породы .растягивающих напряже5 НИИ, предварительно бурят скважины, нагнетают в них под давлением жидкость, в которую предварительно вводят ферромагнитные частицы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 594287, кл. Е 21 В 7/16, 1978 (прототип).