[發明專利]一種瞬間電脈沖致使金屬礦層碎裂的系統及使用方法

有效

• 申請號: 202011191921.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112483086B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 尹升華;陳威;吳愛祥;宋慶;王亞田;王雷鳴
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: E21C37/18
• 分類號: E21C37/18;H02M9/06
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種瞬間電脈沖致使金屬礦層碎裂的系統，其特征在于：包括變壓器(1)、整流器(2)、儲能電容(3)、能量控制器(4)、能量轉換器(5)、放電電極(6)、套管保護裝置(7)、傳輸數據線(8)、數據分析系統(9)、數據采集儀(10)、及壓力表(11)，其中，變壓器(1)與整流器(2)相連接，用于將交流電轉換為直流電，整流器(2)與儲能電容(3)通過螺紋連接，儲能電容(3)與能量控制器(4)相連接，能量控制器(4)與能量轉換器(5)相連接，能量轉換器(5)一端連接儲能電容(3)，能量轉換器(5)另一端與放電電極(6)相連接，放電電極(6)另一端與數據采集儀(10)相連，數據采集儀(10)通過傳輸數據線(8)連接數據分析系統(9)，數據采集儀(10)和數據分析系統(9)之間的傳輸數據線(8)上設置壓力表(11)，儲能電容(3)和能量轉換器(5)外部設置套管保護裝置(7)；

應用該系統的方法，包括步驟如下：

S1：依據原位溶浸礦體面積、礦體深度、溶浸液體積分析計算得到所需瞬間電脈沖致使金屬礦層碎裂的范圍；

S2：利用鉆機在礦體內打垂直鉆孔，記錄鉆孔深度；

S3：將由內外螺紋連接而成的套管保護裝置(7)整體塞入垂直鉆孔；

S4：將第一節儲能電容(3)放入套管保護裝置(7)中，并將能量轉換器(5)、放電電極(6)固定至第一節儲能電容(3)的端部；

S5：接著用S4中同樣的方法將剩余的儲能電容(3)連續上緊并送至套管保護裝置(7)內，并且儲能電容(3)的數量與鉆孔的長度進行對比驗證；

S6：打開數據采集儀(10)電源，開始對數據進行收集；

S7：打開能量控制器(4)，對礦體施壓，形成裂縫；

S8：數據收集完畢，通過端口對數據進行下載；

S9：將套管保護裝置(7)取出，并且對儲能電容(3)、能量轉換器(5)和放電電極(6)進行整理歸置，并對儲能電容(3)進行再次儲能，確保電量足夠；

S10：運用數據分析系統(9)對每次的瞬間電脈沖致使金屬礦層碎裂情況進行分析，并作記錄。

2.根據權利要求1所述的瞬間電脈沖致使金屬礦層碎裂的系統，其特征在于：所述變壓器(1)根據礦層的強度選擇升壓或降壓。

3.根據權利要求1所述的瞬間電脈沖致使金屬礦層碎裂的系統，其特征在于：所述儲能電容(3)為兩組，每組儲能電容(3)之間通過螺紋首尾串聯而成，兩組互相獨立的儲能電容(3)之間通過并聯連接。

4.根據權利要求1所述的瞬間電脈沖致使金屬礦層碎裂的系統，其特征在于：所述能量控制器(4)能夠改變儲能電容(3)內部的連接方式，實現電容間串聯、并聯自由轉換，進而使能量輸出自由。

5.根據權利要求1所述的瞬間電脈沖致使金屬礦層碎裂的系統，其特征在于：所述能量轉換器(5)將電能轉化為瞬間電脈沖，放電電極(6)直接與礦體相接觸，通過釋放瞬間電脈沖，實現微裂隙的生成。

6.根據權利要求1所述的瞬間電脈沖致使金屬礦層碎裂的系統，其特征在于：所述套管保護裝置(7)通過內外螺紋相連接的方式對整個瞬間電脈沖致使金屬礦層碎裂裝置起到保護作用。