Горный журнал УГГУ - Результаты поиска для: Заиров Ш. Ш.

В статье рассмотрена физическая картина и определены зоны взрывного разрушения массива горных пород. Разработана формула определения зоны раздавливания горных пород скважинными зарядами взрывчатого вещества (ВВ). Установлено, что величина зоны раздавливания горных пород при взрыве зарядов ВВ изменяется прямо пропорционально радиусу заряда, энергетическим показателям промышленных ВВ и обратно пропорционально критической скорости разлета частиц горных пород. Предложена созданная авторами схема исследования зоны трещинообразования при дроблении горных пород взрывом. Составлена формула определения радиуса зоны радиальных трещин. Установлено, что размер зоны радиальных трещин зависит от трещиноватости, физико-механических и горнотехнологических свойств горного массива, передачи энергии ВВ в волну напряжений и времени их воздействия на массив.

Разработана конструкция скважинного заряда взрывчатых веществ (ВВ) с использованием кумулятивного эффекта, позволяющая занизить подошву уступа и уменьшить расходы на буровзрывные работы. Расположение в донной части скважины кумулятивной воронки оказывает влияние на интенсивность взрывного разрушения горных пород. Определены эффективные параметры кумулятивной воронки в конструкции скважинного заряда ВВ. Рекомендуется внутри заряда ВВ над конусной облицовкой использовать линзу. Линза увеличивает КПД заряда, она разворачивает детонационную волну на воронку. Без линзы во¬ронка обжимается скользящей детонационной волной, а с лин¬зой – падающей волной. Проведено численное моделирование действия заряда ВВ с кумулятивным эффектом в двумерной постановке с использованием эйлерова и совместного эйлерово-лагранжева конечно-разностных алгоритмов. Определены потенциальные возможности и изучены физические особенности функционирования кумулятивного заряда на разных фокусных расстояниях по горной породе конечной мощности, а также проведено сравнение результатов расчета по двум разным моделям с экспериментальными данными.

Разработаны рекомендации по применению рациональных параметров взрывания в зажатой среде при использовании эмульсионных взрывчатых веществ в промышленных условиях. Использование разработанных параметров развала и подпорной стенки позволило обеспечить сохранность геологической структуры горного массива, увеличить коэффициент полезного действия взрывчатых веществ, сократить подготовительно-восстановительные операции при взрыве на уступе, повысить безопасность и увеличить производительность работы погрузочно-транспортного оборудования. При значительной мощности рудных залежей рекомендуется способ раздельного взрывания руд и вмещающих пород с естественным «экранированием», который заключается в использовании в качестве естественных границ взрывания благоприятных структурно-геологических и горнотехнических факторов. Для расчета ширины и высоты развала взорванных горных пород при взрыве скважинных зарядов с использованием эмульсионных взрывчатых веществ разработаны формулы, в которые входят основные параметры, определяющие энергетические характеристики взрывчатых веществ и физико-механические свойства горных пород.

Рассмотрены пути управления степенью дробления горных пород взрывом и направления, позволяющие влиять на механический эффект дробления массива горных пород. Определена кинетическая энергия, которая накапливается при ударном сдвиге в единице объема породы и расходуется на работу разрушения. Определен эффективный радиус цилиндрического и сферического зарядов на высоких уступах. Теоретическими исследованиями установлено, что размер наибольшего куска взорванной горной породы при взрыве парносближенных скважинных зарядов взрывчатого вещества (ВВ) на высоких уступах прямо пропорционален линии наименьшего сопротивления, коэффициентам симметрии цилиндрических зарядов и энергетическим характеристикам ВВ и обратно пропорционален плотности заряжания, плотности ВВ и диаметру окружности парносближенных зарядов ВВ.

Рассмотрен механизм дробления скальных горных пород при взрывании высоких уступов парносближенными скважинными зарядами взрывчатого вещества. Установлено, что на характер разрушения среды при приложении к ней импульсных нагрузок большое влияние оказывают параметры поля напряжений, которые определяются формой взрывного импульса и распределением компонентов напряжения на разных расстояниях от взрыва. Существенное изменение суммарных напряжений при неизменных условиях взрывания наблюдается при взрыве групп парносближенных зарядов, расположенных в одну линию. Получены экспериментальные данные зависимости процента выхода негабарита от интенсивности напряжения. Установлено, что применение парносближенных зарядов обусловливает значительное увеличение расстояния между отдельными пучками скважин в ряду. В конкретных горно-геологических условиях метод взрывания парносближенных зарядов эффективен только при определенных диаметрах скважин.

Разработана и испытана на производстве конструкция скважинных зарядов взрывчатых веществ при контурном взрывании, позволившая получить устойчивые откосы двадцатиметровых уступов с углом откоса 60°. Это исключает необходимость дополнительной разноски бортов, повышает безопасность ведения работ на нижележащих горизонтах. Разработанные эффективные параметры контурного взрывания обеспечили создание максимально широкой экранирующей щели при заданном ограничении мощности зоны нарушений межблочных связей в приоткосной части массива. Для повышения устойчивости откосов уступов при контурном взрывании целесообразно оценивать относительное снижение мощности зоны с нарушенными межблочными связями в приоткосной части уступа. На основании данных положений найден коэффициент эффективности применения контурного взрывания на открытых горных работах. Исследованиями установлено, что эффективность применения контурного взрывания возрастает с уменьшением ослабления массива с естественной и искусственной трещиноватостью.

Разработан способ улучшения пылеподавления и повышения эффективности взрывчатых веществ при массовых взрывах на карьерах с использованием в забоечной части скважины герметичной оболочки, заполненной соапстоком (отход масложирового комбината) и водой в соотношении 50 : 50. Интенсификация процесса осаждения пыли над местом взрыва позволяет уменьшить загрязнение окружающей карьер территории, что благоприятно отражается на экологической обстановке в районе производства горных работ. Произведен расчет параметров пылегазового загрязнения атмосферы при ведении буровзрывных работ на карьерах с учетом физико-механических свойств горных пород и их обводненности, способов бурения взрывных скважин, ассортимента применяемых взрывчатых веществ, типа используемых забоечных материалов, методов взрывания, времени производства массового взрыва, метеоусловий на момент массового взрыва и др. Установлено, что при прохождении взрывных газов через оболочку с соапстоком и водой в забоечной части скважины происходит конвективная теплоотдача от газа оболочке и потеря доли парциального давления на стенки скважины в месте расположения оболочки. За счет потери тепла пылегазовое облако теряет часть своей энергии, что ведет к снижению высоты его подъема и предотвращению его выноса за пределы карьерного пространства.

Приведены эффективные параметры контурного взрывания, обеспечивающие создание максимально широкой экранирующей щели при заданном ограничении мощности зоны нарушений межблочных связей в приоткосной части охраняемого массива. Для повышения устойчивости откосов уступов при контурном взрывании оценено относительное снижение мощности зоны с нарушенными межблочными связями в приоткосной части уступа. Установлено, что эффективность применения контурного взрывания возрастает с уменьшением ослабления массива с естественной и искусственной трещиноватостью. Разработан коэффициент эффективности применения контурного взрывания на открытых горных работах и определены критерии оценки работы экранирующих щелей с использованием коэффициента их защитной способности, зависящего от их ширины, физико-механических свойств и частоты нагружения массового взрыва. Выявлены обобщающие зависимости определения эффективных параметров контурного взрывания из условия совместимости требований прорастания сети трещин между оконтуривающими скважинами и ограничения зоны нарушений от взрыва оконтуривающих зарядов, на основе которых разработаны методики их инженерного расчета.

Разработан состав термосодержащего вещества из активированной аммиачной селитры, углеводородного горючего и дополнительно активированного резинового порошка, безопасного при длительном хранении и транспортировке, обладающего увеличенной мощностью взрыва за счет повышения скорости детонации горючих веществ. Термосодержащее вещество отличается более низкой себестоимостью за счет замены дорогостоящей алюминиевой пудры резиновым порошком, полученным путем измельчения отработанных покрышек. Вещество можно применять в обводненных скважинах с использованием водонепроницаемой оболочки из эластичного материала. Разработан способ получения термосодержащего вещества, включающий смешивание аммиачной селитры и углеводородного горючего и перемешивание до однородной массы. Перед смешиванием гранулированную аммиачную селитру активируют путем механического измельчения при температуре 70–80 оС и давлении 2–20 МПа, а добавку, в качестве которой дополнительно используют резиновый порошок, подвергают активации путем воздействия электромагнитным полем частотой 200–1000 Гц при плотности потока электронов 4,37 * 1017 э/(м2 * с) при давлении 40–50 МПа и температуре 80–100 оС.

В работе проанализировано управление эффективными параметрами буровзрывных работ, направленное на повышение производительности горнотранспортного оборудования и снижение себестоимости добычи полезного ископаемого, основанное на выборе типа взрывчатых материалов и параметров буровзрывных работ. Экспериментальными работами и технико-экономическим анализом установлена целесообразность применения на карьерах эмульсионных взрывчатых составов, пригодных для заряжания как сухих, так и обводненных скважин и обладающих возможностью регулирования объемной концентрации энергии за счет изменения рецептурного соотношения компонентов и плотности заряжания. Для составления технико-экономической функции буровзрывного комплекса выполнен статистический анализ работы буровых станков, расхода и типа применяемых взрывчатых веществ. Проведенные опытно-промышленные работы по управлению взрывной подготовкой пород позволили повысить качество дробления породного массива, а разработанный алгоритм управления эффективными параметрами буровзрывных работ по критерию качества горной массы на открытых разработках дает возможность постоянного мониторинга оптимизации параметров буровзрывных работ, а также позволяет изыскать дополнительные резервы для повышения производительности горнотранспортного оборудования и снижения себестоимости добычи полезного ископаемого.