Способ разрушения твердого материала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1816859 А нтНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ ИЗОБ Т К. АВТО РС КОМУ С ВИДЕТЕЛ Ь СТ 1 2. (21) 4922020/03 без применения взрывных работ, Сущность (22) 26,03.91 изобретения: в твердом материале бурят (46) 23.05,93. Бюл. В 19 :. шпур. Заполняют его рабочей жидкостью, (71) Центральный штаб военизированных Рабочую жидкость получают путем смешигорноспасательных частей Донбасса вания воды с газом или летучей жидкостью, (72) Г.Ю,Валуконис, М.Г,ЛевертовиБ,С.Лю- образующими гидраты, 8 качестве такого барский,. газа может быть использован пропан или (56) Кутузов Б.Н, Взрывное и механическое . бутан, а в качестве летучей жидкости - этиазру 1 цение горных пород. М.:Недра, 1973. ламин. Замораживают рабочую жидкость вАвторское свидетельство СССР . шпуре, Под давлением образующегося льда В 977773, кл, Е 21 С 37/08, 1981.твердый материал разрушается. Гидраты (54) СПОСОБ РАЗРУШЕНИЙ ТВЕРДОГО увеличивают объем льда и, соответствен- МАТЕРИАЛА . но, давление на стенки шпура. 2 з.п.ф-лы, (57) Использование: разрушение твердных 3 табл.материалов в горном деле и строительстве р Изобретение относи и строительству и может для разрушения матери ния взрывных работ, вкл роды.льда происходит раты ряда газов и ся одновременно низкую плотность, ериментальных опгидрата пропана 05 г/см, Примерно драта зтиламина - . я к горному делу ыть использовано ов без применечая мерзлые побразуют два тип нного определени спользоваться фор 7 М;23 М,ая массплотносталлич гид рата;ти гипотетичееских решеток Целью изобретения является повышение давления на стенки полости за счет увеличения объема льда.. Заявленный способ разрушения твердого материала включает образование полости в материале, заполнение ее водой и замораживание воды. Поставленная цель достигается тем, что перед заморажйванием в воду вводят газ или летучую жидкость, образующие гидраты, причем в качестве га за, образующего гидрат, вводят пропан и (или) бутан, а в качестве летучей жидкости, образующей гидрат, вводят этиламин,Способ обеспечивает увеличение объема льда до 11-12 ф и более. Увеличение объемавследствие того, что гиджидкостей, образующиесо льдом; имеют болеечем он. По данным зкспределений, плотность0,874, гидрата бутана 0,9такОва же плотность ги0,891 г/смз.ты олижео во Так как гидра структур, для приб их плотности можн мулами б 1 = 0,797+ 0,00 с)2 = 0,787+ 0,00 где М - молекулярн 0,797 и 0,787 -ских "пустых" кри структур типа 1 и 21816859 Изучалась также действие добавок на Та к, формула гид рата пропана СзНвю к 17,95 НгО, поэтому его приближенную плотность находят как б 2,Нетрудно убедиться, что более "рыхлыми" являются именно структуры типа 2.Так как этиламин и некоторые другие увеличение распорного давления.Для этого использованы монолиты из бетона размером 300 х 200 х 200 мм, В каждом монолите бурились шпуры глубиной 250 мм и диаметром 42 мм, Для повышения сколько меньше диаметра шпура) тем, что в качестве газа, образующего гидрат, вводят пропан и (или) бутан, 3, Способ поп,1,отличающийся Результатылабораторных определений увеличения объемов льда при наличии добавок приведены в табл. 2. Определения осу- тем, что в качестве летучей жидкости, обраществлялись объемным методом, эующей гидрат, вводят этиламин,летучие жидкости с водой смешиваются в прочностных свойств монолитов они помелюбых соотношениях, то растворы для за- щались в призматические металлические полнения полостей могут быть получены емкости примерно. аналогичных габаритов. простым перемешиванием такой жидкости "0 На дне шпуров размещались датчики давлес водой. При этом нужно помнить, что лету- ния, полости шпуров заливались раствором чая жидкость несколько понижает темпера- с добавкой, или же в них размещались обо-. туру образования льда, лочки с раствором. Монолиты с рабочейПроцесс введения газов более сложен, жидкостью охлаждались в холодильной каВо-первых, газы хуже растворимы в воде. 15 мере НКРдо температуры -5 ОС, ИзменеВо-вторых, для многих из них давление гид- ние давления фиксировалось самописцами. ратообразования при 0 С превышает ат- . Результаты экспериментальных исследовамосферное. Например, для пропана при Р = ний приведены в табл. 3.101,3 кПатемператураобразованиягидрата Из данных, приведенных в табл. 2, 3, равна 261,5 К, для изобутана Т" 270,3 К, 20 видно, что увеличение объема льда на 10/0 Поэтому для повышения температуры гид- примерно эквивалентно увеличению расратообрззоввния необходимо создавать не-: парного давления в шпуре на 10 3-12 3 клПв которое избыточное давление 1 см. табл. 1. 1 при температуре 6 С).Растворимость пропана вводе при 26 С . Пелезность заявленного технического составляет 162 мл нв 100 мл воды. Раство решения состоит, прежде всего, в том, что римость бутанов на порядок ниже: для нор- относительно небольшие добавки веществмального бутана 15 мл/100.мл и для гидратообразователей повышают распоризобутана 13,1 мл/100 мл при нормьальиом ное давление льда в 1,1-2,9 раза, что атмосферном давлении и температуре 17 ОС обеспечивает более эффективное разрушеДля реализации заявленного способа 30 ние твердого материала,при работе с газами-гидратообразчовэтелями используют пластмассовые оболочки с Формула изобретения обратными клапанами, через которые их за-1, Способ разрушения твердого материполняют водой с газами под двалеиием (не. ала, включающий образование полости в выше 200 кПа). Так как температура кипения 35 материале, заполнение ее водой и заморанормального бутана равна - 0,5 ОС, то обо- живание воды, о т л и ч а ю щ и й с.я тем, лочку можно заполнять сжйженным газом что, с целью повышения давления на стенки примерно на 1/Ю емкости. Остальные 9/10 . полости за счет увеличения объема льда, заполняют водой, после чего жидкость пе- перед замораживанием в воду вводят гаэ ремешивают встряхиванием. -: . - 40 или летучую жидкость, образующие гидра-.Заполненные оболочки вставляют в: ты.шпур (диаметр оболочки должен быть не. Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я1816859 Таблица 1 Равновесные параметры гидрата пропанаТабл величение обьемов льда при нали добавокна Та Составитель Л.ОрловаРедактор М,Кузнецова Техред М,Моргентал Корректор М.Максимишине Заказ 1711 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Максимальные давления в шпурах от количества и типа добавки к во ависимос 1"и