14.5. Электрофизические способы вторичного дробления

Разрушение негабарита токами высокой частоты. При исполь­зовании высокочастотной электромагнитной энергии возможны два способа разрушения негабарита — тепловым пробоем и нерав­номерным диэлектрическим нагревом.

Способ теплового пробоя применим для разрушения полупро­водящих пород, а способ неравномерного диэлектрического на­грева — для разрушения горных пород-диэлектриков.

При тепловом пробое электрическая энергия подводится к по­роде путем прямого контакта двух стержневых электродов (рис. 14.3). Энергию к электродам от высокочастотного генератора подводят по кабелю.

Между электродами происходит высокочастотный пробой с об­разованием токопроводящего канала /, в который от высокоча­стотного генератора, от сети тока промышленной частоты или в виде импульсного разряда конденсаторной батареи 2 можно направить энергию большой мощности (см. рис. 14.3). В горной породе возникают термоупругие напряжения, рост которых при­водит к разрушению негабарита.

Используя частоты 70—300 кГц, установкой мощностью 30— 100 кВт выполняют тепловой пробой железистых кварцитов при расстоянии между электродами до 2 м. Масса разрушаемых нега­баритов до 40 т. Продолжительность теплового пробоя 10—60 с.

В промышленных условиях испытаны самоходные на авто­мобиле ЗИЛ-150 установки ИГД им. А. А. Скочинского, которые

Рис. 14.4. Электрическое разрушение негабарита токами промышленной ча­стоты:

1 — твердое рабочее тело; 2 — негабарит; 3 — термоупругие напряжения

в условиях карьера ЮГОКа показали производительность 12— 15 м³/ч. Среднее время разрушения 1 т руды на габаритные куски составило 40—60 с. Расстояние между электродами 0,5—1,5 м. Некоторые монолитные куски руды под воздействием высоко­частотной энергии только растрескиваются, и для разрушения на части требуется дополнительное механическое воздействие.

Сущность способа разрушения горных пород-диэлектриков заключается в том, что под электродами происходит неравномер­ный диэлектрический нагрев породы без образования канала вы­сокочастотного теплового пробоя. Разрушение происходит также под влиянием возникающих термоупругих напряжений.

Разрушение негабарита токами промышленной частоты. При дроблении негабаритов этим способом напряжение подводится с помощью двух графитовых электродов, расположенных на рас­стоянии 40—80 мм. В зоне между электродами происходит элек­трический пробой, образуется разогревающийся канал электри­ческого тока, который формирует твердое разогретое рабочее тело, воздействующее на остальной объем, вызывая в нем термо­упругие напряжения, разрушающие негабарит (рис. 14.4).

Для разрушения негабаритов на карьерах применяют уста­новки 2УРН ВНИПИрудмаш.

Технические показатели работы установки 2УРН

Производительность разрушения, м³/ч ………………………. 14

Мощность установки, кВт …………………………………….. 100

Номинальное первичное напряжение, В ……………………… 6000

Частота, Гц ……………………………………………………. 50

Максимальное напряжение, подводимое к негабариту, В…… 3000

Энергоемкость разрушения, МДж/м³ …………………………. 16,2

Появление трещин на негабарите свидетельствует о заверше­нии процесса разрушения. Окончательно негабарит разваливается на части под воздействием ковша экскаватора. После появления трещин выключают напряжение, снимают остаточное напряжение с электродов и электроды перемещают на другой негабарит.

Установку 2УРН монтируют на бульдозере, тягаче, санях, располагают в 4—5 м от негабаритов. С одной позиции при длине кабеля 50 м установка обслуживает зону радиусом 45 м. Уста­новка 2УРН эффективно разрушает негабариты мартито-магнетитовых и хлорито-карбонато-магнетитовых роговиков (Кривбасс), негабариты карлитов и пироксенитов с содержанием железа 15—20 % (Качканарский ГОК). Максимальная сменная произ­водительность, достигнутая установкой 2УРН при разделке не­габаритов на Ингулецком и Новокриворожском ГОКах, состав­ляет 85—90 м³. Себестоимость разделки 1 м³ негабарита в 1,5— 2 раза ниже, чем при взрывном способе.

На Качканарском ГОКе установкой 2УРН разрушали нега­бариты объемом 1,5—7,5 м³ при производительности 8—10 м³/ч, при этом для разрушения негабарита объемом более 3 м³ требова­лось осуществить две-три перестановки электродов.