14.4. Термические способы вторичного дробления

Подвод достаточно большого количества тепла к негабариту развивает местный нагрев в породе (тепловой клин), возникают термоупругие напряжения, которые при определенных условиях приводят к образованию трещин и разрушению куска породы.

Разрушение термитом. Смесь алюминия и окиси железа при сгорании выделяет большое количество тепла. При горении 1 кг термита выделяется энергия (23 — 46) 10³ кДж при температуре 3000 °С. Воспламеняется термит при 1500 °С. Для разрушения негабарита в пробуренные шпуры засыпают термит и поджигают его. Время разрушения 1—3 мин. Для крепких пород расход термита для дробления негабарита составляет 0,8—1,2 кг/м³. Термит невыгодно применять в породах средней крепости из-за его малой эффективности.

Более рационально для разрушения негабарита применять прессованный термит в виде цилиндрических брикетов. Брикеты имеют высоту 6—9 см и диаметр на 3—5 мм меньше диаметра шпура. Длину и число шпуров принимают в зависимости от раз­мера и массы термитных брикетов.

Недостатками данного способа являются необходимость буре­ния шпуров и относительно большой расход термита. Однако при его применении затраты на разрушение негабарита на 20—25 % ниже по сравнению с дроблением взрывным способом. Кроме того, применение данного способа не требует остановки оборудо­вания и вывода людей за пределы опасной зоны.

Разрушение термоустановками с огнеструйными горелками. При данном способе разрушения негабарита источником тепла является жидкое топливо (бензин, керосин), которое сгорает в ка­мере горелки в сжатом воздухе. Продукты сгорания, вылетая со сверхзвуковой скоростью через сопла на негабарит, быстро на­гревают его в определенном участке. Температура газовой струи достигает 2000 °С, а скорость газов — 1,8—2,0 км/с.

При достижении некоторой глубины шпура негабарит раз­рушается на отдельные куски. Наиболее эффективно этим методом разрушают породы типа гранитов и железистых кварцитов. По­роды типа известняков при воздействии огнеструйных горелок разрушаются очень плохо. Под действием высокой температуры в них образуется слой обожженой извести, который покрывает поверхность породы, препятствуя ее дальнейшему разрушению.

Разрушение куска гранита объемом до 1,5 м³ происходит за 3—5 мин. Железистые кварциты Кривого Рога объемом до 0,7 м³ разрушаются за 2—5 мин с образованием трех-четырех кусков. Негабариты магнетитовых руд, спилитов и других вмещающих пород Горной Шории с f = 12÷16 массой 8—10 т разрушаются за 2—3 мин.

Расход энергии для гранитов составляет 54—72 МДж/м³. При использовании горелки мощностью 100 кВт часовая произ­водительность составляет 10—15 м³ негабарита.

Для дробления негабарита можно использовать ручные тер­моустановки, предназначенные для бурения шпуров. После не­большого углубления термобура необходимо задержать его в од­ном положении до разрушения куска. Нагрев негабарита можно прекращать при появлении трещин. В этом случае негабарит разваливается на части при толчке его ковшом экскаватора. Вторичное дробление термоустановками можно выполнять во время работы экскаваторов.

Термоустановки относительно безопасны, надежны и просты в работе. Их недостатком является возможность их применения только в гранитах, железистых кварцитах и т. п. породах.