RU2468205C1 - Electric pulse method of rock slabs cutting - Google Patents
Electric pulse method of rock slabs cutting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2468205C1 RU2468205C1 RU2011119011/03A RU2011119011A RU2468205C1 RU 2468205 C1 RU2468205 C1 RU 2468205C1 RU 2011119011/03 A RU2011119011/03 A RU 2011119011/03A RU 2011119011 A RU2011119011 A RU 2011119011A RU 2468205 C1 RU2468205 C1 RU 2468205C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- grounded
- voltage
- high voltage
- block
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки (резания) блоков из природного камня и токонепроводящих искусственных материалов (бетона, керамики и др.) импульсами высокого напряжения и может найти применение в строительной промышленности и горном деле для резания крупных блоков горных пород и изделий из искусственных материалов на блоки меньших размеров.The invention relates to the field of processing (cutting) blocks of natural stone and non-conductive artificial materials (concrete, ceramics, etc.) by high voltage pulses and can find application in the construction industry and mining for cutting large blocks of rocks and products from artificial materials into blocks smaller sizes.
Известен электроимпульсный способ резания (разрушения) горных пород перемещающимся двухстержневым электродным устройством (патент на изобретение RU №2232271, МПК 7 Е21С 37/18, Е21В 7/15, опубл. 10.07.2004, Бюл. №19), по которому шаг перемещения электродов устройства между двумя электрическими импульсами выбирают из следующего условия:Known electric pulse method of cutting (destruction) of rocks by a moving two-rod electrode device (patent for invention RU No. 2232271, IPC 7 Е21С 37/18, ЕВВ 7/15, published on July 10, 2004, Bull. No. 19), according to which the step of moving the electrodes devices between two electrical pulses are selected from the following conditions:
причем moreover
где Wз - энергия, запасаемая источником импульсов высокого напряжения, Дж;where W z is the energy stored by the source of high voltage pulses, J;
L - межэлектродный промежуток, мм;L is the interelectrode gap, mm;
Wопт - оптимальная энергия разрушения за один импульс для горной породы категории крепости по шкале М.М. Протодьяконова, равной 5, Дж;W opt - optimal fracture energy per pulse for rocks of the fortress category on the MM scale Protodyakonova, equal to 5, J;
n - число импульсов между высоковольтным и заземленным электродами.n is the number of pulses between the high voltage and grounded electrodes.
Основные недостатки этого устройства заключаются в том, что для выноса разрушенной породы (шлама) из прорезаемой щели необходим промывочный узел и что эффективность резания сравнительно низка, т.к. при реализации способа нет возможности оптимально учитывать конкретные условия для перемещения двухстержневого электродного устройства, поскольку по этому способу устройство необходимо перемещать обязательно с постоянно выбранным шагом независимо от того, внедрился или не внедрился разряд в горную породу, каков результат воздействия на горную породу электрических разрядов.The main disadvantages of this device are that a flushing unit is required for the removal of the destroyed rock (sludge) from the slot to be cut and that the cutting efficiency is relatively low, as when implementing the method, it is not possible to optimally take into account the specific conditions for moving the two-rod electrode device, since according to this method the device must be moved with a constantly selected step, regardless of whether the discharge is introduced into the rock or not, what is the result of exposure to the rock of electric discharges.
Второй недостаток устранен в способе-прототипе, по которому работает известное устройство для резания горных пород (патент на изобретение RU №2393349, МПК 8 Е21С 37/18, Е21В 7/15, опубл. 27.06.2010, Бюл. №18). Согласно этому способу разрезаемый блок погружают в жидкость, на него устанавливают двухэлектродное устройство, снабженное высоковольтным и заземленным электродами, в межэлектродный промежуток с помощью промывочного узла подают промывочную жидкость, к высоковольтному электроду подводят импульсы высокого напряжения, и одновременно устройство перемещают по блоку горной породы в одну сторону, до края блока, а затем в обратном направлении. Операции перемещения электродов повторяют многократно.The second drawback is eliminated in the prototype method by which the known device for cutting rocks works (patent for invention RU No. 2393349, IPC 8 Е21С 37/18, ЕВВ 7/15, publ. 06/27/2010, Bull. No. 18). According to this method, the block to be cut is immersed in a liquid, a two-electrode device equipped with a high-voltage and grounded electrodes is installed on it, a washing liquid is supplied into the interelectrode gap with a washing unit, high voltage pulses are supplied to the high-voltage electrode, and at the same time the device is moved along the rock block into one side, to the edge of the block, and then in the opposite direction. The operation of moving the electrodes is repeated many times.
Основной недостаток способа-прототипа связан с необходимостью в промывочной системе для удаления продуктов разрушения, образующихся между электродами. При этом процесс удаления продуктов разрушения по способу-прототипу осложняется тем, что призабойные концы электродов существенно перекрывают образующуюся щель, препятствуя прокачке промывочной жидкости, обогащенной шламом, вдоль реза. Удаление шлама из межэлектродного промежутка путем отсасывания (вверх) еще больше усложняет процесс и систему промывки.The main disadvantage of the prototype method is associated with the need for a flushing system to remove the destruction products formed between the electrodes. Moreover, the process of removing the destruction products by the prototype method is complicated by the fact that the bottom-hole ends of the electrodes substantially overlap the formed gap, preventing the pumping of the washing fluid enriched with sludge along the cut. Removing sludge from the interelectrode gap by suction (upward) further complicates the washing process and system.
Основным техническим результатом предложенного решения является упрощение и удешевление способа. Он позволяет вести весь процесс резания без применения какой-либо промывочной системы, т.к. образующиеся при резании продукты разрушения выпадают из щели вниз под действием собственного веса.The main technical result of the proposed solution is to simplify and reduce the cost of the method. It allows you to conduct the entire cutting process without the use of any flushing system, because the destruction products formed during cutting fall out of the gap down under the action of their own weight.
Указанный технический результат достигается тем, что в электроимпульсном способе резания блоков горных пород путем подачи импульсов высокого напряжения на перемещаемое по блоку, погруженному в жидкость, двухэлектродное устройство с высоковольтным и заземленным электродами, согласно предложенному решению, перед подачей импульсов высокого напряжения на высоковольтный электрод под нижнюю поверхность приподнятого блока подводят заземленный электрод, а высоковольтный электрод устанавливают на боковую поверхность блока на выбранном расстоянии от заземленного электрода, после чего, подавая импульсы высокого напряжения на высоковольтный электрод, по мере разрушения горной породы над заземленным электродом электродное устройство поднимают на высоту блока, затем опускают в исходное положение и операции повторяют до образования необходимого реза.The specified technical result is achieved by the fact that in the electric-pulse method of cutting rock blocks by supplying high voltage pulses to a two-electrode device with a high voltage and grounded electrodes moving along a block immersed in a liquid, according to the proposed solution, before applying high voltage pulses to the high voltage electrode under the lower the surface of the raised block is supplied with a grounded electrode, and a high-voltage electrode is installed on the side surface of the block on the selected p Normal distance from the grounded electrode and then by applying high voltage pulses to the high voltage electrode, at least above the fracture rock electrode grounded electrode assembly is raised to the height of the block, is then lowered into position and the operation is repeated until a desired cut.
Нецелесообразно процесс резания блоков этим устройством вести сверху вниз, перевернув устройство на 180° и установив его заземленный электрод на верхнюю поверхность блока. При таком варианте изоляционное покрытие высоковольтного электрода препятствует удалению шлама из прорезаемой щели за счет воздействия на него электрического разряда, да и при межэлектродном промежутке более 10-15 мм нет гарантии полного удаления шлама из щели без подачи в нее промывочной жидкости даже при отсутствии такого препятствия.It is not practical to cut the blocks with this device from top to bottom by turning the device 180 ° and placing its grounded electrode on the upper surface of the block. With this option, the insulating coating of the high-voltage electrode prevents the removal of sludge from the gap to be cut due to the effect of an electric discharge on it, and even with an interelectrode gap of more than 10-15 mm, there is no guarantee that the sludge can be completely removed from the gap without supplying washing liquid to it even if there is no such obstacle.
Пример конкретного выполнения предложенного способа осуществляют с помощью двухэлектродного устройства, изображенного на фиг.1 и 2. На фиг.1 приведено продольное сечение этого устройства, вертикально установленного в заполненном водой баке, в который помещен блок горной породы, а на фиг.2 представлен поперечный разрез устройства в горизонтальной плоскости. Двухэлектродное устройство содержит высоковольтный 1 и заземленный 2 электроды, призабойные концы которых выполнены в виде заостренных пластин. Высоковольтный электрод 1 снабжен изоляционным (полиэтиленовым) покрытием 3, к нижнему концу которого прикреплен диэлектрический держатель 4 заземленного электрода 2, имеющий Г-образную форму. Верхний конец высоковольтного электрода 1 с изоляционным покрытием 3 пропущен через центральные продольные прорезы нижней направляющей 5 и верхней направляющей 6, через каретку 7, перемещающуюся по верхней направляющей 6, а также через узел периодических подъемов и спусков 8 двухэлектродного устройства. Направляющие 5 и 6, а также диэлектрический держатель 4 выполнены из стеклотекстолита. Концы направляющих 5 и 6 заведены в винипластовые швеллеры 9, которые прикрепляют в вертикальном положении к противоположным стенкам полиэтиленового бака 10 напротив предполагаемого реза. В баке 10 на продольные бетонные опоры 11 кладут блок горной породы 12, при этом опоры располагают так, что предполагаемый рез блока горной породы находится между этими блоками. Верхний конец высоковольтного электрода 1 электрически соединен с источником импульсов высокого напряжения 13, а электрод 2 заземлен с помощью заземляющего проводника 14, изготовленного из оплетки кабеля. Для обеспечения развития каналов электрических разрядов 15 в горной породе и предупреждения перекрытий разрядов по поверхности блока горной породы 12 бак 10 заполняют водой 16 до уровня выше этого блока.An example of a specific implementation of the proposed method is carried out using a two-electrode device shown in figures 1 and 2. Figure 1 shows a longitudinal section of this device, vertically mounted in a tank filled with water, in which a rock block is placed, and figure 2 shows a transverse section of the device in the horizontal plane. A two-electrode device contains a high-
Способ осуществляют следующим образом. На дно бака 10 кладут бетонные опоры 11, располагая их так, чтобы между ними был продольный зазор для прохождения заземленного электрода 2 и его диэлектрического держателя 4. На эти опоры 11 устанавливают блок горной породы 12 из песчаника на известковом цементе и бак 10 заполняют водой 16. Под нижнюю поверхность блока горной породы 12 подводят заземленный электрод 2; одновременно высоковольтный электрод 1 устанавливают призабойным концом на боковую поверхность блока 12 на расстоянии от заземленного электрода, выбранном для конкретной горной породы с учетом параметров импульсов высокого напряжения. Затем на высоковольтный электрод 1 от источника 13 подают импульсы высокого напряжения. Между призабойными концами электродов 1 и 2 непосредственно в горной породе происходят электрические разряды, отрывающие кусочки горной породы (шлам) от блока 12 на высоту h (фиг.1). Высота h имеет переменное значение и если h=0, т.е. отрыва горной породы над заземленным электродом 2 не происходит, например, когда энергии одного электрического разряда недостаточно для отрыва породы, то заземленный электрод препятствует подъему двухэлектродного устройства вверх. По мере разрушения горной породы над заземленным электродом 2 узел периодических подъемов и спусков 8 поднимает двухэлектродное устройство на высоту блока 12 через продольные прорезы нижней и верхней направляющих 5 и 6. После этого двухэлектродное устройство с помощью узла 8 опускают в нижнее положение, а с помощью каретки 7 перемещают в направлении прорезаемой в блоке горной породы 12 щели, и операции повторяют до разрезания этого блока на две части или до образования щели заданной глубины.The method is as follows. At the bottom of the
Таким образом, предложенный способ значительно проще существующих способов, т.к. позволяет вести резание блоков без прокачки промывочной жидкости, и дешевле, т.к. не требует промывочной системы. Кроме того, в предложенном способе электроды не стоят на пути выхода (выноса) шлама из межэлектродного зазора, поэтому в нем нет затрат энергии на переизмельчение шлама. Так, при расстоянии между высоковольтным 1 и заземленным 2 электродами 14-16 мм объем шлама песчаника фракции более 7 мм увеличился по сравнению со способом-прототипом почти на 80%.Thus, the proposed method is much simpler than the existing methods, because allows cutting blocks without pumping flushing fluid, and cheaper, because does not require a flushing system. In addition, in the proposed method, the electrodes do not stand in the way of exit (removal) of sludge from the interelectrode gap, therefore, there is no energy consumption for regrinding of the sludge. So, with a distance between the high-
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011119011/03A RU2468205C1 (en) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Electric pulse method of rock slabs cutting |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011119011/03A RU2468205C1 (en) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Electric pulse method of rock slabs cutting |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2468205C1 true RU2468205C1 (en) | 2012-11-27 |
Family
ID=49254927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011119011/03A RU2468205C1 (en) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Electric pulse method of rock slabs cutting |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2468205C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2613678C1 (en) * | 2016-03-25 | 2017-03-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Electrical discharge method for rock destruction |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1043301A1 (en) * | 1977-04-18 | 1983-09-23 | Научно-Исследовательский Институт Высоких Напряжений При Томском Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Политехническом Институте Им.С.М.Кирова | Apparatus for cutting slits in rock or concrete |
RU1587995C (en) * | 1988-10-05 | 1993-05-07 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова | Device for cutting concrete and rock plates by electric-pulse method |
JPH07317330A (en) * | 1994-03-31 | 1995-12-05 | Hitachi Zosen Corp | Method of dismantling reinforced concrete structures |
SU220909A1 (en) * | 1960-11-17 | 2004-04-10 | А.А. Воробьев | DEVICE FOR CUTTING MOUNTAIN BREEDS WITH ELECTRIC PULSE DISCHARGES |
RU2232271C1 (en) * | 2003-02-25 | 2004-07-10 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете | Method for electric pulse destruction of rocks |
RU2393349C1 (en) * | 2009-04-01 | 2010-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский политехнический университет" | Rock cutting device |
-
2011
- 2011-05-12 RU RU2011119011/03A patent/RU2468205C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU220909A1 (en) * | 1960-11-17 | 2004-04-10 | А.А. Воробьев | DEVICE FOR CUTTING MOUNTAIN BREEDS WITH ELECTRIC PULSE DISCHARGES |
SU1043301A1 (en) * | 1977-04-18 | 1983-09-23 | Научно-Исследовательский Институт Высоких Напряжений При Томском Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Политехническом Институте Им.С.М.Кирова | Apparatus for cutting slits in rock or concrete |
RU1587995C (en) * | 1988-10-05 | 1993-05-07 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова | Device for cutting concrete and rock plates by electric-pulse method |
JPH07317330A (en) * | 1994-03-31 | 1995-12-05 | Hitachi Zosen Corp | Method of dismantling reinforced concrete structures |
RU2232271C1 (en) * | 2003-02-25 | 2004-07-10 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете | Method for electric pulse destruction of rocks |
RU2393349C1 (en) * | 2009-04-01 | 2010-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский политехнический университет" | Rock cutting device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2613678C1 (en) * | 2016-03-25 | 2017-03-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Electrical discharge method for rock destruction |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2123596C1 (en) | Method for electric-pulse drilling of wells, and drilling unit | |
RU2734221C2 (en) | Apparatus and methods of separating hydrocarbons from solid particles using a shock wave generator | |
US20120255872A1 (en) | Electrokinetic Process And Apparatus For Consolidation Of Oil Sands Tailings | |
KR101875748B1 (en) | Method for rock fracture and crack propagation by high voltage shock wave | |
CN107250480B (en) | Device and method for breaking rock by means of pulsed electrical energy | |
RU2468205C1 (en) | Electric pulse method of rock slabs cutting | |
Boev et al. | Electropulse technology of material destruction and boring | |
RU2396416C1 (en) | Well string boring machine | |
RU2142562C1 (en) | Method of electric pulse breakage of rocks and artificial materials | |
Boev et al. | Destruction of granite and concrete in water with pulse electric discharges | |
RU2613678C1 (en) | Electrical discharge method for rock destruction | |
RU2409735C1 (en) | Electric pulse drill head | |
Kuznetsov et al. | Electrical breakdown of solid dielectrics and rocks on the trailing edge of a voltage pulse | |
JP2013053494A (en) | Electric-discharge fracturing method | |
RU131503U1 (en) | DEVICE FOR GENERATING ELASTIC PULSES IN A HYDROSPHERE OF A HORIZONTAL WELL | |
RU2441127C1 (en) | Electropulse rock-breaking device | |
RU2427711C1 (en) | Device for undercutting slabs of rock with electric discharges | |
RU2393349C1 (en) | Rock cutting device | |
RU2008137728A (en) | METHOD FOR DESTRUCTION OF REINFORCED CONCRETE PRODUCTS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU2593850C1 (en) | Method of reagent supply and well treatment with high-viscosity oil | |
RU81258U1 (en) | DEVICE FOR DESTRUCTION OF THE SURFACE LAYER OF PRODUCTS FROM ARTIFICIAL MATERIALS AND NATURAL STONE | |
RU2490453C1 (en) | Device to cut rock slabs with high-voltage discharges | |
JPH0718660A (en) | Created state detecting method for improved column in high-pressure injecting/agitating method and detecting device | |
RU2232271C1 (en) | Method for electric pulse destruction of rocks | |
JPH10212891A (en) | Electric crushing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170513 |