SU1645509A1

SU1645509A1 - Method of rock fracture with laser radiation

Info

Publication number: SU1645509A1
Application number: SU884441050A
Authority: SU
Inventors: Генрикас Юозович Валуконис; Николай Иванович Смачной
Original assignee: Стахановский Филиал Коммунарского Горно-Металлургического Института
Priority date: 1988-05-04
Filing date: 1988-05-04
Publication date: 1991-04-30

Abstract

Изобретение относитс к горной промышленности н м.б. использовано при разрушении кварце од ер жаттих горных пород. Цель изобретени - повышение эффективности разрушени при одновременном снижении затрат. Дл этого с помогаю лазера 1 воздействуют на породу монохроматическим све- гоным лучом, нагрева ее. В зону разогрева подают газообразное вещество , например инертный газ - азот, и вытесн ет им н iгмосферы свободный кислород. Ча ГРМ к н грегой породе по- ааыт водород. Последний взаимодействует с окнгью кремьак. При этом образуетс моиосилен, который улетучиваетс . Порода тер ет прочность и легко paspviua ге , 1 ил. гThis invention relates to the mining industry. used in the destruction of quartz rock surface. The purpose of the invention is to increase the efficiency of destruction while reducing costs. For this purpose, with the help of laser 1, the rock is exposed to a monochromatic, light ray, heating it. A gaseous substance, such as an inert gas — nitrogen, is supplied to the heating zone, and the oxygen is displaced by it into the oxygen atmosphere. Cha timing to n gregoy rock and ayat hydrogen. The latter interacts with Oknyu Creme. This creates my own power, which is volatilized. The breed loses its strength and easily paspviua ge, 1 ill. g

Description

Изобретение относится к горному , делу и может быть использовано при разрушении горных пород.The invention relates to mining, business and can be used in the destruction of rocks.

Цель изобретения - повышение эф- $ фективности разрушения при одновременном снижении затрат.The purpose of the invention is to increase the destruction efficiency while reducing costs.

Способ разрушения горных пород лазерным излучением включает воздействие на породу монохроматическим ,θ световым лучом, ее разогрев и последовательную подачу в зону разогрева газообразных веществ.The method of rock destruction by laser radiation includes exposure to the rock with a monochromatic θ light beam, its heating and sequential supply of gaseous substances to the heating zone.

В качестве газообразных веществ используют инертный газ и водород. 15Inert gases and hydrogen are used as gaseous substances. fifteen

В зоне нагрева в условиях отсутствия в реакционной зоне свободного кислорода, предварительно вытесняемого инертным газом - азотом или другими веществами, активно протекает ре- 20 акцияIn the heating zone, in the absence of free oxygen in the reaction zone, previously displaced by an inert gas, nitrogen or other substances, the reaction proceeds actively

SiO_i + 311^^ SiH₄ + Н₂0.SiO _i + 311 ^^ SiH ₄ + H ₂ 0.

Моносилан Sill^., имеющий гемперагу- 25 ру кипения 112°С, вместе с парами воды улетучивается. При· остывании смеси приведенная выше реакция может сдвигаться влево, однако при этом образуется пылеобразный SiO^, который jq легко выносится током газа.Monosilane Sill ^., Having a hemperage 25 boiling point 112 ° C, disappears with water vapor. When the mixture cools down, the above reaction can shift to the left, however, in this case a dusty SiO ^ is formed, which jq is easily carried out by the gas current.

Перевод в летучее состояние Si0₂приводит к разрыхлению и разрушению горной породы.The volatilization of Si0 ₂ leads to loosening and destruction of the rock.

Так как кремний и кислород являются наиболее распространенными эпемен- ^5 тами земной коры, предлагаемый способ практически универсален и может быть эффективно использован при содержании в горных породах SiO^ в количестве 10-100%. Уже при 10%-ном содержании SiO₂ в результате его перевода в газообразное соединение структурные связи в породе резко ос.лабевают, что приводит к ее саморазрутению.Since silicon and oxygen are the most common epithets of the earth’s crust, the proposed method is practically universal and can be effectively used when SiO ^ is contained in rocks in an amount of 10-100%. Already at a 10% SiO ₂ content as a result of its transfer to a gaseous compound, the structural bonds in the rock sharply weaken, which leads to its self-decomposition.

На чертеже показана схема реализа ции предлагаемого способа.The drawing shows a diagram of the implementation of the proposed method.

Схема реализации способа включает лазер 1, емкость 2 с водородом, трубопровод 3 для его подачи на поверхность 4 горной породы и пирометр 5 для контроля за температурой этой поверхности. Стрелками показаны ток водорода и направление действия лазерного луча.The implementation scheme of the method includes a laser 1, a container 2 with hydrogen, a pipe 3 for supplying it to the rock surface 4 and a pyrometer 5 for monitoring the temperature of this surface. The arrows indicate the hydrogen current and the direction of action of the laser beam.

Пучок электромагнитного излучения лазера 1 падает на поверхность 4 горной породы.,Температура поверхности регистрируется пирометром 5. При нагреве поверхности 4 до температуры, достаточной для протекания реакций между SiО£ и водородом, кислород удаляется подачей к породе инертного газа. Из емкости 2 по трубопроводу 3 подают водород. Образующиеся при этом летучие соединения Sill^. и Η^,Ο выносятся током газа, и реакция между элементами породы и водородом самоповторяется.A beam of electromagnetic radiation from laser 1 falls onto rock surface 4., The surface temperature is recorded by pyrometer 5. When surface 4 is heated to a temperature sufficient for reactions between SiО £ and hydrogen, oxygen is removed by supplying an inert gas to the rock. Hydrogen is supplied from tank 2 through line 3. The resulting volatile compounds Sill ^. and Η ^, Ο are carried out by a gas current, and the reaction between rock elements and hydrogen repeats itself.

Преимуществами способа являются следующие: отпадает необходимость в предварительном нагреве газа, нетоксичность водорода (большинство соединений галогенов ядовиты), самопроизвольный распад Sill (взаимодействие с водой при охлаждении), в то время как соединения галогенов весьма устойчивы, загрязняют среду и даже отрицательно воздействуют на озоновый слой Земли.The advantages of the method are as follows: there is no need for preliminary heating of the gas, non-toxicity of hydrogen (most halogen compounds are toxic), spontaneous decomposition of Sill (interaction with water during cooling), while halogen compounds are very stable, pollute the environment and even negatively affect the ozone layer Of the earth.

Claims

Claim

The method of destruction of rocks by laser radiation, according to which the rock is exposed to a monochromatic light beam, heats the rock and supplies gaseous substances to the heating zone, characterized in that, in order to increase the destruction efficiency while reducing costs, free oxygen is removed from the atmosphere, and hydrogen is used as the gaseous substance.