高电压等离子放电破岩是一种节能、环保、安全的新技术,但因作用规律复杂, 致使其破岩机理至今未能被准确揭示, 从而制约着其应用和发展。原理是纳秒级数百千伏高压脉冲通过电极输入表面被水绝缘的硬岩,硬岩内部建立微米径的等离子体通道,随后高压脉冲发生器向通道瞬间释放能量,使其剧烈扩展并克服拉应力做功,形成复杂应力波,沿裂隙发展并造成岩石破坏。本工作首先建立高压放电破岩机理复合自匹配数学-物理模型,目标是对纳秒时间特性、微米空间特性、主要克服拉应力做功的放电破岩机理研究,对微秒级时间特性、毫米级空间特性、靠克服压应力做功传统破岩理论补充新内容;其次,探索无水绝缘压场式电极,克服水绝缘毁伤深度小及向上开凿绝缘液倒流难题;最后,基于上述模型构建实验平台,测试高电压等离子放电破岩过程,总结击穿与裂隙发展准则,总结高电压等离子放电破岩机理。本项目理论上能丰富破岩机理,实践上对节能减排及军事应用意义深远。
英文主题词high voltage;plasma;discharge;broken rock;