Разрушение с помощью невзрывных разрушающих смесей (часть 1)

Одним из известных и широко применяемых на практике химических способов разрушения горных пород является отбойка с помощью невзрывных разрушающих смесей (НРС), основанная на увеличении объема массы вещества, заполняющего шпур. В последние годы в России и за рубежом невзрывчатые разрушающие смеси получают специальным измельчением карбонатных пород до размера частиц 10—3000 мкм с их последующим обжигом при температуре 1200—1600° С, перемещением их со специальными добавками, регулирующими время схватывания смеси и определяющими условия применения последней.
НРС — это порошок светло-серого цвета, пылящий, негорючий и невзрывоопасный, обладающий щелочными свойствами. В качестве карбонатов могут служить карбонаты или бикарбонаты щелочных металлов (лития, натрия, калия), органических соединений (диэтономана, триэтиоанина и др.), применяемые отдельно или в смеси. Специальными добавками могут быть оксикарбоно-вые кислоты (яблочная, сахарная, салициловая), соли щелочных (натрий, калий) и щелочноземельных металлов (кальций, магний), соли органических соединений, разжижающие добавки (продукты конденсации нафталина, меламиносульфокислоты и др.). Содержание и состав добавок зависят от температуры среды, при которой применяется НРС, свойств и размеров частиц негашеной извести, сроков твердения.
К настоящему времени разработано несколько композиционных составов невзрывчатых разрушающих средств или смесей. Основной компонент смеси — оксид кальция, содержание которого от общей массы для различных составов НРС изменяется от 60 до 90%.
Технология применения смесей НРС довольна проста. Перед употреблением в порошок добавляют воду, которая является инициатором реакции гидратации. Образуемую суспензию заливают в заранее пробуренные шпуры в горной породе. Смесь в результате реакции гидратации ее составляющих твердеет, увеличивается в объеме, что сопровождается увеличением давления на стенки шпура, которое через 2—24 ч твердения смеси достигает 40—50 МПа. Это достаточная величина, чтобы привести к раскрытию в шпуре уже существующих или образованию новых трещин, так как предел прочности большинства горных пород при растяжении не превышает 4—20 МПа. Давление в шпуре нарастает медленно и поэтому процесс образования трещин может быть проконтролирован, что является немаловажным при разрушении камнесамоцветного или кристаллического материала, а особенно коллекционных образцов друз. Направление развития трещин задается схемой расположения и заполнения шпуров смесью.

---