车 龙,顾晓辉,李宏达

(1.南京理工大学 机械工程学院,江苏 南京 210094;2.沈阳理工大学 装备工程学院,辽宁 沈阳 110159)

为了确保高压脉冲放电破碎硬岩过程中放电的高效,需要对硬岩内部的放电动态特性进行深入研究。高压脉冲放电试验、高压脉冲放电破碎硬岩试验可以较真实地反映材料内部放电的动态性能。高压脉冲发生器是一种通用的放电装置,其原理是在纳秒级时间内产生上百千伏的高电压脉冲,使硬岩内部产生电离效应,发生电流载流子繁殖并在岩石内形成等离子放电通道,随着放电通道内能的增加,形成随时间与空间变化的机械压力场,此场压超过硬岩的抗拉强度临界值时,硬岩破裂[1]。

硬岩破碎常采用机械方法和化学方法等[2],而目前最先进的硬岩破碎方法是采用高压脉冲放电技术,这种技术具有节能、安全和环保等许多优点[3]。为了研究高压脉冲放电破碎硬岩的击穿机理,国内外许多学者对高压脉冲放电破碎理论进行了研究。例如,章志成等[4]通过试验研究了岩石厚度和孔隙率对高压脉冲放电击穿岩石的影响,结果发现孔隙率和厚度越大,电击穿强度越小。张大伟等[5]研究了绝缘介质对高压脉冲放电碎石的影响,发现液体介质的击穿时延和电阻变化系数均大于固体介质,且两者与其导电粒子含量负相关。Yan等[6]利用高压脉冲放电破碎铜矿试验研究了电参数对铜矿尺寸、产率和富集率的影响,发现电压、脉冲数和间距对其有一定的影响。……