Принцип действия установки основан на использовании электрогидравлического эффекта

Представляет собой не имеющую аналогов в России и за рубежом экономически эффективную электроразрядную технологию разрушения железобетонных изделий с частичным или полным сохранением несущих конструкций, в том числе для замены отслуживших эксплуатационный ресурс железобетонных стоек, опор ПЭП или опор контактной сети железных дорог, мостовых пролетов, а также для частичного или полного разрушения стен зданий и технических сооружений (фундаменты, плотины и т. д.), раздробления слежалых (смерзшихся пород, горных массивов и на каменоломнях).

Сущность метода

Принцип действия установки основан на использовании электрогидравлического эффекта. Основными элементами установки являются генератор импульсов тока (ГИТ) специальной формы и устанавливаемые в шпурах с односторонним подводом энергии один или несколько электромеханических преобразователей энергии или гидропатронов, заполненных жидкостью и содержащих взрываемые электрическим током проводники.

После сгорания проволочки, формируется разрядный канал с практически мгновенным выделением энергии, накопленной в конденсаторах ГИТ. В результате в узком канале разряда мощность в единице объема достигает тысяч кВт в см куб. Большая плотность тока в канале вызывает нагрев частиц до температур в несколько десятков тысяч градусов, вследствие чего частицы разрядного канала ведут себя как газообразные продукты взрыва. Начинается гидродинамическое расширение разрядного канала с образованием ударной волны.

Цилиндрический фронт ударной волны параллелен оси канала, обеспечивает равномерное воздействие на стенки шпура, а при силовом давлении во фронте, большем величины прочности материала объекта, происходит его разрушение. Регламентируемое пространственное размещение гидропатронов, сеток шпуров, включая «холостые» скважины, вместе с требуемой формой импульса тока, диаметром и длиной электроразрядной полости гидропатрона позволяет при минимальных энергозатратах создать в заданных областях разрушаемого объекта зоны с высокой концентрацией механической энергии, повысить к. п. д. разрушения и прогнозировать места и направления откола материала, его количество, пространственные размеры зон трещинообразования.

Варианты реализации опытно-промышленной установки

Предлагаемая к реализации опытно-промышленная установка представляет собой универсальный автономный (мобильный) комплекс на базе автомобиля ("Бычок", МАЗ, КАМАЗ и других) со следующими техническими параметрами:

Силовая (энергетическая)установка, состоящая из 4 секций:

напряжение заряда, не более, кВ - 15

энергия импульса, кДж - 30

амплитуда импульса тока, кА - 50

длительность импульса тока, мкс - 300

количество гидропатронов на 1 разряд, шт. - от 1 до 4

общий вес - не более 5 тонн

габариты - 20 футовый контейнер

глубина разлома (регулируется длиной применяемого гидропатрона и энергией разряда) - от 10 до 100 мм

площадь разлома (при однократном импульсе) - от 0,25 до 2 кв.м.

производительность установки регламентируется только временем бурения шпуров перфораторами и временем установки гидропатронов (максимально возможное количество импульсов в минуту - не менее 50).

установка монтируется на автомашине с закрытым металлическим кузовом типа "Лаборатория" грузоподъемностью 5 -10 т, в вагоне железнодорожного транспорта.

питание установки осуществляется от сети 380 В, от дизель-генератора мощностью 30 кВА.

энергозатраты на разрушение 1 куб.м. - 0,05 кВт.

Сравнение с существующими установками разрушения фундаментов и строительных сооружений

Предлагаемая технология разрушения может быть сопоставлена лишь с технологией разрушения с применением взрывчатых веществ (ВВ).

Однако этот аналог предполагает использование сравнительно дорогостоящих зарядов бризантных взрывчатых веществ. Кроме того, применение шпуровых и накладных зарядов характеризуется большим разлетом материала раздробленного объекта разрушения, затруднениями в организации контролируемого трещинообразования в заданном направлении, поскольку детонация ВВ происходит неравномерно и зависит от плотности забойки ВВ в том или ином направлении в скважине.

Наконец, работа с ВВ требует специальных условий их применения и соблюдения весьма жесткого регламента на хранение, перевозку и расходование.

В отличие от этого, предлагаемая технология безопасна и может быть использована практически в любых условиях, включая закрытые помещения, работы в городе, в окружении жилых и промышленных объектов и других, в которых использование ВВ исключено. При этом, она не вызывает структурных изменений в разрушаемых монолитах, (не образует микротрещин) и позволяет производить в них контролируемые по направлению и силе воздействия, обеспечивает более высокую производительность при значительно меньших затратах. По некоторым оценкам, разрушение 1 куб.м высокопрочных бетонных оснований (или негабаритов) в условиях не допускающих использование ВВ в г. Москве и Московской области при использовании механических методов (копер, баба) или ручного труда (отбойные молотки) составляет около 300 долларов США. При этом скорость разрушения составляет не более 1 куб.м в 1-2 часа. Себестоимость разрушения с использованием предлагаемой установки с учетом подготовительных работ и расходных материалов составляет не более 50 долларов США, а производительность может достигать 20 и более кубометров в час. При стоимости 50-60 тыс. долларов США и ресурсе более 20 лет, установка полностью окупается после разрушения около 200 куб. метров подобных конструкций или в течение 1-2 месяцев работы.

Некоторые оценки рынка

Как показали проведенные исследования, потребность строительных и иных организаций в России в предлагаемых установках достаточно велика и может составлять более 1000 штук. В их создании заинтересовано Министерство науки и технологий РФ (отдел геологии и строительства), кроме того неоднократные попытки внедрения установки подобного типа в промышленность имели место в НИИЖБ (научно-исследовательском институте железобетона). Московским правительством в плане решения задачи экологизации обстановки в г. Москве.

Потребность в установках неоднократно высказывалась ЦКБ "Путьмаш" Министерства путей сообщения РФ, ОП "Красноярскэнергострой" строительные организации г. Москвы, г. Кетерово и др., а также МЧС России и специализированные военные строительные организации.

Изучение этого рынка за рубежом, в частности в США и в Европе, также показали потенциально высокий спрос на подобные установки, аналоги которых отсутствуют. Рядом американских фирм, изучавших этот рынок за рубежом, неоднократно высказывались пожелания получить эксклюзивные права по реализации установок в США в случае их промышленного выпуска в России.

Источник: "Передовые Технологии России", "По всей стране" Новая Промышленная Продукция

Журнал "СЕВЕР промышленный" №№ 10-11 2008 г.

Еще статьи на тему "Установки":

Новые передвижные дизель-генераторные установки на Кольской АЭС

Мультимедийные установки в Александровске, Североморске и Ковдоре

Специалисты завершили осмотр буровой установки "Кольская"