Вестник Кольского научного центра РАН. 2012, №4.

напряжения Ak для пробоя на косоугольной волне напряжения) соответствует равенству прочностей и вероятностей электрического пробоя сравниваемых сред. В области инверсии прочностей (на диаграмме в области левее Ak) при подаче импульса напряжения на электроды, установленные на поверхности твердого тела, электрический разряд формируется уже непосредственно в твердом теле и разрушает его. Принципиальные схемы технологических применений электроимпульсного разрушения твердых тел представлены на рис. 3. Они включают бурение скважин, резание горных пород, дезинтеграцию руд, утилизацию некондиционных железобетонных изделий. а 6 6 z Рис. 3. Принципиальные схемы технологических применений электроимпульсногоразрушения твердых тел: а - бурение; б -резание; в - дробление; г - разрушение ЖБИ; 1 - высоковольтный электрод; 2 - заземленный электрод; 3 -разрушаемая порода; 4 - искровой канал; 5 - источник импульсного напряжения В первоначальном предложении импульсного высоковольтного разрушения был и вариант, напрямую заимствованный из природного феномена разрушения объектов грозовыми разрядами, когда система генерирования и подвода к разрушаемому объекту импульсного напряжения не имеет второго электрода, его функцию исполняет электропроводящая породная масса в недрах Земли [1]. Предполагалось, что этот вариант найдет применение при бурении глубоких скважин. Чтобы обеспечить энергетическую эффективность процесса, необходимо, чтобы основная доля энергии выделялась в искровых разрядах на забое скважины. Результатов экспериментальной проверки этого положения применительно к бурению скважин представлено не было, хотя факт разупрочнения материалов разрядами незавершенного электрического пробоя общеизвестен. Более того, он положен в основу способов электроразрядного разупрочнения руд [8-10]. В Кольском научном центре РАН работы по электроимпульсной технологии ведутся с 1965 г., сначала в Горном институте (лаборатория «Кварц»), а с 1982 г. - в Институте физико­ технических проблем энергетики Севера. Исследования выполнялись в координации и кооперации с НИИ высоких напряжений (г. Томск), Карагандинским политехническим институтом, институтом «Механобр». Координации работ способствовало периодическое проведение научно-координационных совещаний и конференций (в том числе дважды в Апатитах), издание совместных сборников трудов (шесть сборников трудов изданы в КНЦ), выполнение совместных разработок. Цикл монографических работ [11-13], закрепляющий приоритет российских ученых в разработке способа и отмеченный премией РАН имени П.Н. Яблочкова за 2003 г., также является плодом коллективной работы. В Академии наук очень заинтересованно относились к новому научному направлению, вопрос дважды рассматривался в Президиуме РАН (на совещаниях у академиков А.П. Виноградова и Л.А. Арцимовича), с ходом работ по проблеме знакомились академики В.А. Котельников, Н.В. Мельников. К совместным работам были привлечены институты Академии наук (ФТИ, ИФТТ), организации отраслевых министерств (НИИПП, ВНИИСПВ, ВЭИ, ТФВЭИ, МЭЗ, НПО «Конденсатор», НИКИМТ, ГИГХС), вузов (ХПИ, МГИ). Благодаря этому стало возможным в короткие сроки выполнить значительный объем исключительно важных научных исследований, разработать и испытать технические средства для различных технологических приложений способа. Физические закономерности импульсного электрического пробоя материалов 169