Учёные Казанского национального исследовательского технологического университета предложили новый способ взрыва горных пород при добыче нерудных полезных ископаемых. Они использовали радиоволны в качестве основного инструмента . Оригинальный подход позволяет получать материал высокого качества и без большого количества отходов.
К нерудным полезным ископаемым относятся горные породы: базальт, гранит, песок, глина и т.п. Общедоступные и широко распространённые в строительстве,но методика их добычи до сих пор остаётся неотработанной.
В настоящее время применяется три основных способа добычи. Первый и самый древний – камнерез – наиболее рациональный. Алмазные лезвия позволяют вырезать из горных пород камни необходимых размеров без микротрещин. Второй способ – откалывание камня с помощью воздушной подушки. В полость породы закачивают воздух, создающий повышенное давление, который разрушает породу.
Третий способ,самый распространённый в России – добыча камня при помощи взрыва. Главное преимущество его в том, что он самый дешёвый, но этот метод имеет массу недостатков. При взрыве около 30 процентов породы превращается в бесполезную пыль, а остальные 70 процентов разбиваются на потрескавшиеся фрагменты неоднородных размеров. Результат - камень невысокого качества. Кроме того, его ещё приходится дополнительно обрабатывать на месте, а многочисленные отходы – транспортировать. А применение взрывчатых и зачастую токсических веществ делает работу очень опасной, требующей высокой квалификации сотрудников.
Казанские учёные модифицировали хорошо прижившийся в России метод взрыва для добычи нерудных ископае
мых. В своем исследовании они предложили приводить в действие взрывчатые вещества не поджогом или электрическим током, а с помощью радиоволнового излучения. Для этого в толще породы нужно предварительно проделать небольшие каналы, заложить в них аммиачно-селитренную смесь и тщательно закрыть каналы полимер-песчаной забойкой. При облучении СВЧ в каналах постепенно начинает гореть взрывчатая смесь, повышается давление, что и раскалывает породу. При этом точный подбор мощности излучения и количества взрывателя делает этотспособ аналогичным воздушной подушке, только более дешёвым.
Исследователи проверили свои выводы на модельном эксперименте. В бетонных блоках 600×600×600 мм были просверлены каналы, в которые закладывалась смесь аммиачной селитры и дизельного топлива. Этот состав не взрывоопасен без радиоволнового излучения и может быть легко изготовлен на месте. После отверждения забойки блоки облучались СВЧ частотой 2,45 ГГц и мощностью 1200 Вт. За 2 минуты блоки раскалывались на несколько крупных монолитных кусков, лишённых нежелательных трещин. Отмечено, что с увеличением мощности излучения время раскалывания блоков уменьшалось вместе с размерами получающихся фрагментов.
Этот способ лишён недостатков общераспространённой взрывной методики – большого количества отходов и низкого качества материала и, помимо основного назначения, может использоваться для других целей, в частности для сноса городских зданий или дробления крупных фрагментов горных пород.
