Электрогидравлический метод отбойки горных пород (часть 2)

Параметры ударной волны зависят от параметров источника тока [см. формулы (10.14) и (10.15)] и проволочки. Регулировать параметры можно диаметром, длиной, формой (цилиндрическая, плоская) и теплоемкостью взрывающейся проволочки. Наибольшее распространение получили проволочки из меди и алюминия.
Рабочая жидкость, заполняющая шпур, необходима не только для воспроизведения элекгрогидравлического удара, но и выполняет роль клина, участвующего в разрушении среды и оказывающего квазистатическое давление (вследствие незначительной скорости движения). На формирование парогазовой полости в жидкости влияет и так называемый коэффициент стесненности:

где dк — диаметр корпуса электрода (ЭВП) (~30—40 мм), м; dшп — диаметр шпура (~40—150 мм), м.
Анализ экспериментальных взрывов свидетельствует о том, что большему значению коэффициента стесненности соответствуют лучшие условия формирования парогазовой полости и большие давления в ней.
Оптимальное сечение проволочки Sп, м2, применяемой в устройстве, определяется по формуле

где k — коэффициент, зависящий от свойств материала проволочки.
Обычно диаметр применяемых проволочек изменяется от 1,2 до 1,7 мм. Условием взрыва проволочки считается подвод такой электроэнергии, которой будет достаточно для полного испарения проволочки, т. е.:

где Еисп — энергия для испарения, Дж; Rэф — эффективное сопротивление потерь в контуре, Ом; I — сила тока в разрядном контуре, А.
Если это условие не выполняется, проволочка не взрывается, а распадается на капли или просто перегорает. Использование проволочек разной длины, изменяемой от нескольких миллиметров до десятков сантиметров, позволяет получить требуемую геометрию фронта ударной волны (точечную, цилиндрическую и т. д.). Причем на образование ударной волны тратится не более 40—50% используемой энергии, 25% расходуются на тепловые потери в сети, 10% — на нагрев проволочки и остальные 15—20% — на излучение и теплопроводность.
Технология отбойки с использованием электрогидравлического взрыва проволочки заключается в следующем. В породной отдельности бурится шпур на глубину 1—2,5 м, внутрь шпура заливается вода и помещается взрыватель на глубину 0,4—0,7 м от устья. Затем в течение 45—70 с осуществляется зарядка конденсатора электрической энергией и, наконец, непосредственно разряд и операции по снятию остаточного напряжения. Для обработки отдельности гранита объемом 3—5 м3 тратится до 0,3—0,5 ч.
При пассировке блоков ЛНС не превышает 0,3—0,4 м, расстояние между шпурами 0,5—0,8 м, глубина шпуров составляет 70—80% от высоты отдельности, рабочее напряжение 3,5—4 кВ, что обеспечивает подачу энергии от 9 до 16 кДж на каждый взрыватель.
Из известных установок рекомендуется применять разработки КазПТИ (ИМС-2, ИМС-4), Псковского завода («Вулкан») и АКРФ («Базальт»),
Вышеописанный способ разрушения горных пород рекомендуется применять при вскрытии кристаллоносных гнезд, при отбойке маломощных жил полезного ископаемого (камнесамоцветное сырье, кристаллическое сырье) и при отборе проб рассеянного кристаллического полезного ископаемого.

---