电子束破岩技术
电子在强电场作用下获得动能,在真空中经过聚焦形成定向高速电子束,用它可以切割金属和破碎岩石,目前已研制出功率为150kW 的电子束破
岩装置。岩石在电子束作用下是以熔化和汽化形态离开岩体的,因此,对岩石的加热作用不受岩石种类影响。电子束破岩装置有2种不同系统:一种是聚
焦电子束;另一种是脉冲电子束。国外对聚焦电子束破岩技术进行了大量研究与试验,结果表明:聚焦电子束破岩方法是最为成熟的,任何一种硬岩在电子束作用下均可被破碎。对电子束这种破岩方法而言,岩石硬度是微不足道的。1976年,美国加利福尼亚大学劳伦斯-伯克利试验室提出一种脉冲电子加速器掘进机,这种加速器能产生脉冲宽度<1μs的1×106~4×106V的脉冲电流,脉冲的重复频率为360Hz,每微秒可放出25J能量。用这种加速器破岩可不受岩种的限制,硬岩软岩都可,甚至硬岩的剥落比软岩更容易些。每次剥落岩石的深度可达7~15mm,直径120~130mm,比能为1.25kJ/cm3。特别需要指出,脉冲电子束破岩机理与聚焦电子束不同,它不是靠熔化,而是靠热拉应力形式剥落岩石。热拉应力产生的原因与脉冲水射流相似。尽管电子束破岩有能量密度大、转换效率高、适用性广等优点,且不存在一般机械法的反冲问题。但是,目前电子束破岩的研究还处于实验室阶段,还有许多问题,如能耗大、照射距离小等需要研究解决,才有可能在采矿工业中应用。