Электрогидравлический метод отбойки горных пород (часть 1)

Электрогидравлический метод отбойки горных пород. Применение метода основано на так называемом эффекте Юткина. При электрическом разряде в жидкости формируется ударная волна, которая, воздействуя на какую-либо преграду, вызывает разрушение. Энергия преграде от разряда передается через жидкую среду. Было установлено, что разрушение вокруг шпура при действии первичной волны прослеживается на расстоянии до трех радиусов шпура, а величина импульса давления, Па∙с, выражается следующей корреляционной зависимостью:

где С — емкость конденсатора, мкФ; L — индуктивность, Гн; U — напряжение, В; r — расстояние от источника взрыва до датчика; А — поправочный коэффициент, зависящий от емкости конденсатора; А=(0,2—7)∙10в5 при С — 3—100 мкФ.
Длительность импульса давления, с, зависит только от емкости конденсатора и выражается следующей формулой:

Связь параметров разряда с характеристиками породы определяется по формуле, В:

В Казахском государственном техническом университете разработано несколько модификаций электрогидравлических установок (ПЭГУ), характеристика которых приведена в табл. 10.5.

Однако установки такого типа редко применяются в геологоразведке, особенно в полевых условиях. Это связано с необходимостью наличия электрического тока, что крайне затруднительно даже при использовании передвижных электростанций. Установки характеризуются повышенной опасностью, особенно в дождливую погоду и в утренние часы при повышенной влажности. Кроме этого, электрогидравлические взрыватели часто вылетают из шпура до разрушения. Поэтому установки подобного типа могут использоваться в стационарных условиях на базах геологоразведочных партий и экспедиций.
В последние годы все большее распросгранение получают различные виды электрогидравлического эффекта, в частности, — электрический взрыв проводников (ЭВП). Сущность этого метода зп заключается в том, что разряд электрической энергии проходит не через зазор между электродами, а через проволочную перемычку между ними, и все это осуществляется в жидкой схема для электрического среде. Принципиальная схема для взрыва проводников представлена на рис. 10.11.

Электрическая энергия через трансформатор (Тр) и выпрямитель (В), накапливаясь в конденсаторной батарее (С), разряжается с помощью разрядника (Р) через коммутирующее устройство (ВП). При замыкании разрядного контура ток начинает резко возрастать по нелинейному закону из-за изменения величины сопротивления проволочки и индуктивности, что обусловлено нагревом и расширением проволочки. Нагревающаяся проволочка начинает плавиться и доходит до температуры кипения. Но жидкий металл не кипит, так как нет центров кипениями проволочка продолжает нагреваться и расширяться. Затем жидкий металл переходит в газообразное состояние и наступает период мгновенного испарения. Расширенный газообразный металл обладает большим сопротивлением, проводимость почти исчезает, падение индуктивного напряжения становится очень большим и проволочка взрывается. Возникающая ударная волна, по аналогии с разрядом через жидкость, воздействует на окружающую среду, совершая механическую работу.

---