Переходные процесс в установках электроимпульсной технологии

В электробалансе страны на электротехнологию приходится около 15% потребляемой электроэнергии, причем постоянное развитие науки и техники ведет к непрерывному росту этой доли и вызывает потребность во все новых электротехнологических процессах. Уже нашли широкое применение такие электрофизические способы обработки и разрушения материалов, как электроэрозионный, плазменный, электронно-лучевой и др. Одни из них основаны преимущественно на тепловом воздействии электрического тока, другие - на механическом. Среди последних можно выделить группу методов электровзрывного воздействия на объект. Известно, что взрыв - крайне быстрое выделение энергии, связанное с внезапным изменением состояния вещества и, как правило, сопровождаемое разрушением окружающей среды, в которой при этом образуются особого рода возмущения - ударные или взрывные волны, имеет место переход начальной энергии в энергию движения вещества. В том случае, когда исходным видом энергии является электрическая, говорят об электровзрыве.

Методы электротехнологии на основе электровзрыва в конденсированной среде еще не имеют общепринятой терминологии и классификации. Процесс, использующий искровый разряд непосредственно в твердом диэлектрике, чаще всего называют электроимпульсным (ЭИ) методом, электроимпульсной технологией.

Разрушающее воздействие атмосферных электрических разрядов - молний на объекты минерального происхождения известно с давних пор. Однако первые полезные применения импульсного пробоя твердых диэлектриков предложены лишь в конце 50-х годов для разрушения малопрочных пород (глинистых сланцев, углей), имеющих также достаточно низкую электрическую прочность. Тогда же в Томском политехническом институте по инициативе Г А. Воробьева начаты работы по применению электрических разрядов для разрушения горных пород практически любой прочности [1]. Установленное Г А. Воробьевым и А.Т. Чепиковым явление внедрения разряда в горные породы и другие изоляционные твердые материалы при определенных параметрах импульсного напряжения послужило стимулом для развития известной к настоящему времени ЭИ-технологии.

Объектами ЭИ-технологии, за редким исключением, выступают непосредственно твердые образования - горные породы, руды, искусственные материалы, подверженные пробою и относящиеся по проводимости к диэлектрикам либо полупроводникам, т. обладающие высоким удельным электрическим сопротивлением, достаточным для формирования канала электрического пробоя. (Далее по тексту объект ЭИ-технологии будет называться "твердое тело", "твердый диэлектрик" при рассмотрении физики ЭИ-пробоя и разрушения и "горная порода, "материал" - для технологических аспектов). Целью ЭИ-технологии является разрушение, диспергирование материала. К настоящему времени развернуты исследования по применению этой технологии в горной промышленности (бурение кважин и стволов, измельчение руд, отбойка камня, разрушение негабаритов), строительной (разрушение железобетонных изделий, приготовление дорожных покрытий и т.д.) и в некоторых других отраслях. <...>