Устройство для электротермомеханического разрушения горных пород

Устройство для электротермомеханического разрушения горных пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалист ичес к и к

Ресттубп ик

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нв740950 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 16.12.77 (21) 2554736/!2-03 (51) М. Кл.

21 С 37/18

Е 21 С 21/00 с присоединением заявки №

Всударственнь1й камнтет

СССР (23) Приоритет ао делан изобретений и втнрытий

Опубликовано 15.06,80.Бюллетень № 22 (53) УДK 622.243. .94 (088.8) Дата опубликования описания 16.06.80 (72) Авторы изобретения 10 . мисник. В. А. Хоминский, Л. Э. Рикенглаз и О. Б. Шонин

Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Г. В. Плеханова (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОТЕР1ОМЕХАНИЧЕСКОГО

РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к устройству для термомеханического разрушения горных пород, осуществляющего разрушение комбинированным воздействием электромагнитных волн и механического инструмента.

Известно устройство для термомеханического разрушения горных пород с таким комбинированным принципом воздействия, которое содержит установленный на при10 водном валу ротор, несущий механические породоразрушающие инструменты и спиралеобразный излучатель, подключенный к генератору электромагнитных волн с помощью волновода. При этом излуча15 тель выполнен в виде спирального паза на рабочей поверхности ротора и заполнен диэлектриком 1) .

Такое конструктивное решение устрой20 ства обеспечивает повышение эффективности процесса разрушения.

Однако при использовании этого устройства глубина эффективного воздействия электромагнитного поля на породу существенно превышает реальную глубину резания породы механическими инструментами. В результате некоторая часть введеной в породу энергии, которая погло— щается на глубине, превышающей глубину резания, не используется в процессе разрушения породы. Поэтому известное устройство не обеспечивает рациального использования электромагнитной энергии.

Более близким к изобретению техническим решением является устройство для электротермомеханического разрушения горных пород, содержащее имеющий возможность поступательного перемещения относительно поверхности породы корпус, несущий породоразрушающие механические инструменты, и расположенный, впереди них по ходу переллецтения рупорный: излучатель, подключенный к генератору электромагнитных «олн и направленный своим отверстием в сторону породы (21.

Излучатель 6 поверхностной волны выполнен в виде образованного в корпусе

1 паза S и установленной в нем пластины

З-:.ому устройству присуши те же недостатки, что и описанному. выше .

Цель изобретения заключается, в тоМ, чтобы устранить укаэанные недостатки и повысить прочзводительность разруше5 ння путем концентрации энергии в зоне воздействия на породу механических ин. стру ментов.

Предлагаемое устройство снабжено излучателем поверхностной волнь1, энер- 0 гетически соединенным с рупорным излучателем M расположенным впереди него в направлении перемещения корпуса в одной плоскости с отверстием излучателя.

Излучатель поверхностной волны мо- 15 жет быть выполнен в виде образованного в корпусе паза, заполненного ма-. териалом, диэлектрическая проница- емость которого выше диэлектрической проницаемости породы, 20

На фиг. 1 схематически показано предлагаемое устройство для термомеха— нического разрушения горных пород; на фиг, 2 — зона эффективного воздействия электромагнитного поля на породу 25 с помощью предложенного устройства; на фиг. 3 — зона воздействия электромагнитного поля на породу с помощью известного устройства.

Устройство для термомеханического разрушения горных пород имеет корпус

1) установленный с воэможностью поступательного перемещения относительно поверхности разрушаемой породы 2.

Корпус снабжен породоразрушающим ме- 35 ханическим инструментом 3, например режуще-транспортирующим шнеком, и подключенным к генератору (не показан) электромагнитных волн рупорным излучателем 4, направленным своим излучающим 40 отверстием в сторону поверхности разрушаемой породы. Отверстие излучателя 4 закрыто диэлектрическим BKJIBgbI— шем 5, выполненным из радпопрозрачного материала, например тефлона, и имеющим 45 размер в направлении излучения, равный четверти длины волны в используемом диэлектрике.

В плоскости излучающего отверстия рупорного излучателя 4 впереди него в направлении движения корпуса 1 размещен излучатель 6 поВерхностной волны, энергетически сообщенный посредством линии 7 связи, например. волновода, с полостью рупорного излучателя 4. 55

9 из материала, диэлектрическая проницаемость которого выше диэлектрической проницаемости породы, Соотношение между диэлектрическими проницаемостями породы 2 и материала вкла— дыша 5 рупорного излучателя 4 не оказывает влияния на работу излучателя 4 .последовательно с излучателем 6 поверхностной волны, Взаимообусловленность работы рупорного излучателя 4 и излучателя 6 поверхностной волны достигается лишь линией 7 связи, обеспечивающей ответвление части электромагнитной энергии из полости излучателя

4 в излучатель 6.

Принцип работы устройства заключается в следующем.

При включении генератора часть злек громагнитной энергии ответвляется из полости рупорного излучателя 4 через линию 7 связи к излучателю 6 поверхностной волны. Возбужденные на входе излучателя 6 электромагнитные волны распространяются вдоль и внутри диэлектрической пластины 9, при этом основная честь энергии, переносимой волной, концентрируется вблизи поверхности излучателя 6 в слое породы в пределах глубиныh резания ее инсгрументом 3, как показано на фиг. 2 При этом не происходит нежелательного заглубления электромагнитной энергии в породу, как зто имеет место при работе известных устройств и показано на фиг. 3.

Глубина h эффективного воздействия на породу излучателя 6 зависит от соотношения диэлектрических проницаеллостей материала пластины 9 и породы. Материал пластины 9 подбирают таким образом, чтобы обеспечить равенство параметра h излучателя 6 толщине слоя породы, разрабатываемой инструментом 3.

В процессе перемещения устройства относительно поверхности породы 2 излучатель 6 и излучатель 4 последовательно воздействуют на нее. Предварительный нагрев породы полем излучателя 6 приводит к увеличению злектрофизических параметров в слое породы, подвергаемом воздействию инструмента 3. B связи с этим поле излучателя 4 воздействует на породу, обладающую более высокой погло-. щающей способностью, что приводит к стягиванию поля от излучателя 4 к поверхности породы и концентрации элек— тромагнитной энергии в зоне резания.

В результате становится возможным снизить энергоемкость разрушения и

Фиг. 5

ЦНИИПИ Заказ 3174/36 Тираж 626 Подписное

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 7409 повысить производительность разработкй горных пород.

Формула изобретения

1. Устройство для электротермомеханического разрушения горных пород, содержащее имеющий возможность поступательного перемещения относительно поверхности породы корпус, несущий по- 10 родораэрушаюшие механические инструменты, ирасположенный, впереди них по ходу перемещения рупорный излучатель, подключенный к генератору электромагнит ных волн и направленный своим отвер- 15 стием в сторону породы, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности разрушения путем концентрации энергии в зоне воздействия на породу механических инструментов, 2g

50 6 оно снабжено излучателел поверхносч ной волны, энергетически соединенным с рупорным излучателем и расположенным впереди него в направлении перемещения корпуса в одной плоскости с отверстием излучателя.

2. Устройство по и, 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что излучатель поверхностной волны выполнен в виде образованногэв корпусе паза, заполненного материалом, диэлектрическая проницаемость которого выше диэлектрической проницаемости породы. ., Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 541984, кл. Е 21 С 37/18, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 428086, кл. Е 21 С 21/00, 1972. (прототип) .