3. Назовите немеханические способы разрушения горной породы при бурении шпуров

К немеханическим способам бурения относятся следующие теплофизические способы бурения: термический, теромеханический, плазменный, электротермический. Из перечисленных способов в практике нашли применение лишь термический и термомеханический, в основном, в открытой разработке МСТ в кварцсодержащих породах (граниты, диориты, кварцы).

При огневом бурении порода разрушается врезультате интенсивного воздействия на неё высокотемпературной газовой струи, вылетающей из сопла со сверхзвуковой скоростью.Бурение осуществляется самоходными огнеструйными буровыми станками, имеющими термобур с горелкой. Вращением термобура достигается периодическое нагревание отдельных участков забоя.

Технологические операции выполняются в следующей последовательности: зажигание горелки, бурение, расширение скважин в нижней части и очистка.

К термическому бурению относится также разрушение пород лазерным лучом в результате их нагревания и создания, термических напряжений (шелушения) и их расплавления. Лазерный луч получают посредством возбуждения группы атомов в кристалле или газе до их высокоэнергетического состояния, после чего атомы начинают излучать фотоны, образуя поперечный световой луч. Данный способ найдёт широкое практическое применение в случае увеличения выходной мощности лазерной установки и обеспечения безопасности работ. В буровых условиях применяются кристаллические и газовые лазеры.

Плазменный способ –разновидность термического бурения–основан на создании устойчивой электрической дуги между двумя электродами и выдувании её из сопла с помощью давления сжатого воздуха. Источником холодной плазмы является плазмотрон. Струя плазмы создаётся электродуговым разрядом и продувкой газа через столб разряда. Для интенсивного разрушения породы оптимальны следующие параметры: температура 5 500…6 000 °С, скорость истечения газов 2 000 м/с.

3. В чем состоит отличие химического взрыва от физического (охарактеризуйте на примере)

При физическом взрыве высвобождающаяся энергия является внутренней энергией сжатого или сжиженного газа (сжиженного пара). Сила взрыва зависит от внутреннего давления. Возникающие разрушения могут вызываться ударной волной от расширяющегося газа или осколками разорвавшегося резервуара (Пример: разрушение резервуаров со сжатым газом, паровых котлов, а такжемощные электрические разряды)

Химический взрыв - это взрыв, вызванный быстрой экзотермической химической реакцией, протекающей с образованием сильно сжатых газообразных или парообразных продуктов. Примером может служить взрыв дымного пороха, при котором происходит быстрая химическая реакция между селитрой, углем и серой, сопровождающаяся выделением, значительного количества теплоты. Образовавшиеся газообразные продукты, нагретые за счет теплоты реакции до высокой температуры, обладают высоким давлением и, расширяясь, производят механическую работу

8. Как объясняет современная гидродинамическая теория детонации?

Согласно гидродинамической теории, детонацией считают перемещение по ВВ зоны химического превращения, ведомой ударной волной постоянной амплитуды. При этом амплитуда и скорость перемещения ударной волны постоянны, так как диссипативные потери, сопровождающие ударное сжатие вещества, компенсируются теплотой реакции превращения ВВ.

Ударная волна характеризуется скоростью распространения, превышающей скорость звука, и резким скачкообразным изменением параметров вещества – давления, плотности, температуры.

Формирование и характер распространения ударных волн определяются фундаментальными законами физики о сохранении массы вещества, изменении количества движения и энергии частицы.

Процессы формирования и распространения ударных волн по ВВ принято в теории описывать законами распространения волн в газах. Это обусловлено тем, что на фронте ударной волны в заряде ВВ возни-кают давления, на порядок и более превышающие прочность материала ВВ, что позволяет пренебречь силами сцепления между частицами и описать его состояние уравнениями газодинамики.

Совокупность ударной волны и прилегающей к ней зоны взрывчатого химического превращения ВВ называется детонационной волной.