автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.03, диссертация на тему:Повышение эффективности взрывных работ при разработке глубоких горизонтов железорудных карьеров

п

1 г

КРИВОРІЗЬКИЙ ГІРНИЧОРУДНІЙ ІНСТИТУТ

!1л правгі'т рукопису БОРІКОВ Володимир Іванович

ПІДВИЩЕННЯ ештиегості ВИБУХОВИХ робіт при розробці ГЛИБОКИХ ГОРИЗОНТІВ ЗАЛІЗОРУДНИХ .КАР'ЄРІВ

Спеціальність - 05.15.03 - "Відкрита розробка родовищ

корисних копалин"

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук

Кривий Ріг - 1994 р.

Дисертація являється рукописною роботою Робота виконала в промислово-виробничоку підприємстві "КривбасБибухпром"

Науковий керівник : доктор технічних наук,

професор П. Й»бедоренко

Офіційні опоненти: доктор технічних наук,

професор В.Ф.Клочяов

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

С.Г. Оника

Провідна організація: Інгулецький гірничо-

збагачувальний комбінат.

Захист дисертації " 16" ХЦ 1994 р.

& )3С0 год. на засіданні спеціалізованої Ради Д.І6.0І.03 при Криворізькому гірничорудному Інституті за адресов: 324027, м.Кривий Рір, вул. ХХП партз"Ізду,И,

3 дисертацією кожна ознайомитися.в бібліотеці Інституту за адресов: 324002, м.Кривий Ріг, вул. Пушкіна, 37.

Автореферат розісланий ">Г( 1994р.

Вчений секретар спеціалізованої Ради,

-З -

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА R'BOTH Актуальність роботи

Постійне збільшення глибини кар"срІв негяа’илно впливає на виробництво гірничих робіт. Пери за все, варто відзначити сутте-вий ріст обводненості масивів гірських порід та глибинах більше 150-200 м. Кількість обводнених свердловин при вибухових роботах на глибоких залізорудних'кар"ера*.У?ряІіш досягає 75-80 % від їх загальної кількості, іззбільшенням глибини розробки суттєво зміниться фізичні властивості гірських порід, збільшується питома вага різноміцкнх тріпнмуваткх масивів, котрі важко підриваються. Ускладняються такої гірничотехноло-гічні умови розробок, то проявляється, пера са. ice, в сменяен-ні робочої зони кар"еру І довяини фронту робіт. Все це призводить до погіршення якості підірваної гірничої коси І збільшення кількості блоків, які одночасно підриваються. І як наслідок -знияуеться продуктивність гір К/їчо т рп неп о р т н о г о устяткувянняі njo не дозволяє ефективно керувати вибуховими роботами.-В таких умовах особливе значення набувають питання надійності підри- . вання зарядів вибухових речовин. . ,

Вимушене використанім вибухових речовин, пкі містять у собі тротил, низька ефективність Існуючих Ікнеиєрикх заходів . по пилегазоподавленкю призводить до забруднення сточуючого середовища до рівня, котрий значно переві^с/е санітарні норми.

Таким чином' в умовах глибоких звлГзорудмкх яар”ерІв при сучасній технології відкритих гірничих робіт виникла настійна необхідність п проведенні наукових досліджень, спрямованих . на удосконалення Існуючих І розробку нових Інженерних методів ведення вибухових робіт. . ' " .

. Розв?язанню дах важливих питань І, присвячена дана дасерта-ційна рообота, мета якої - провести дослідасення І на основі їх результатів розробити Інженерні методи управління якістю вибу-хопідготовки, котрі забезпечують якісне подрібнення гірських порід, безпеку І поліпшення екологічного становища району ^розробки родовищ. , ..... . ......

. В основу досліджень закладена. Ідея про використання сучасних уявлень про механізм руйнування, гірських порід вибухом в умовах розробки залізорудних родовищ на глибоких горизонтах.

Наукові положення, котрі захищаються . .

1. Висока якість подрібнення підірваних гірських порід в обводнених масивах глибоких кар"ерІв досягається за рахунок застосування комплексу розроблених технічних засобів, котрі забезпечують вибухове І механічне осушення свердловин, використання неводотривких вибухових речовин в зарядах спеціальних конструкцій (а.п. Е* 1605660, І258І2І, І652І6І, І6І4620),

2. При руйнуванні масивів різноміцжх гірських порід у приконтактних зонах напрямок розвитку вибуху необхідно пов'язувати з характеристиками по міцності контактуючих порід.

3. Зниження непродуктивних витрат І забезпечення безпеки при здійсненні масових вибухів у суміжних крупних кар"ерах дотягається завдяки суміценню масових вибухів Із з&стосува.н-кям методу дистанційного управління підриванням груп зарядів вибухових речовин.

4. Поліпшення екологічного становила району проведення масових вибухів забезпечується за. рахунок зниження :

- Пилегазових викидів у 3-4 рази застосуванням внутріш-

-5- ............

ньої І зовнішньої забійки на рідинній сснояї;

- токсичних викидів окису, вугло.чч І азочу при використанні ?рико!лпокгнтшх суміяей типу ЛС-ДТ, пу/п сходить 1,5 % спеціальна стабіяізуоча добавка (а.п. ;? І225І23, 1485037),

5. Надійність вибухових робіт яябесіісіється використанням' рООрО<Й!ЄІШХ пристроїв контроль якості засобів Ініціавшии сяерд-. 'лояикпх гпрядів Ся.п. 1) 1335792). .

ІіаукЬзс значенню ..................

виконаних досліджень полягає п устано слеші основних закономірностей зміни якості подрібнення підіргшзіх гірських порід в за -леяності від їх обводнення, застосуванням.типів вибухових речовин, конструкції свердловинних зарядів, технологічних методів управління масовими вибухами, спрямованих иа зниження собі -вартості вибухових робіт І поліпшення екологічного становища рагіоку на базі сучасної технології ведення відкритих гірничих робіт.

, . Наукова цінність ,

досліджень полягає в :

Установленню впливу: ..

- маси заряду вибухової речовини при попередньому вибуховому осуаенні на якість підготовки обводнених свердловин до •використання неводостійішх вибухових речовин;

-вмісту стабілізуючої добавки у вигляді поліефіриоі муки на працездатність трикомпонентної простої вибухової речовини;

- властивостей міцності гірських порід на процес пилєвиді ~

лення при масових вибухах. , . . . ..

Розробці концепції дистанційного управліітя масовими вибухами.

. Практичне значення

досліджень полягає в розробці І пирокоаду застосуванні колодо-, стійких вибухових речовин б обводнених умовах, нових конструкції свердловинних зарядів, пристроїв для контролю засобів Ініціювання зарядів, здійснення суміщених касових вибухів Із застосуванням апаратури дистанційного управління І заходів по зниженню шкідливих газопилових викидів при масових вибухах.

Розроблено цілий ряд Інструкцій по застосувати неводо-стїйких вибухових речовин для зарядження обводнених свердловин I технічні умови по безпечному їх виготовлення I запровадлеяки нових типів вибухових .речовин.

Запровадження вказаних Інженерних ріаень, що виконані на рівні винаходів, дало можливість скоротити витрати дефіцитних ДОрОГОКОПТОЕНУЇХ водостійких вибухових речовин, шляхом заміни їх неводостІЯкими, при забезпеченні потрібної якості подрібнення підірваної гірничої маси; підвісити надійність І безпеку вибухових робіт І поліпшити екологічний стан регіону при проведенні масових вибухів у складних гідрогеологічних умовах глибоких залізорудних кар”ерІз України.

Економічний ефект від запровадження наукових розробок складає більпе 2 илн. карбованців Су цінах 1989 року).

Достовірність І обгрунтованість наукових

- . положень, . . . . , . ■ . . . .

висновків І рекомендацій, сформульованих у роботі, підтверджується теоретичним узагальненням загальноприйнятих передумів механізму руйнування гірсьхих порід вибухом, схокістп аналітичних досліджень Із виробничими екперимелтами. Достовірність наукових

положень підтверджується також високою якістп отриманого подрібнення підірваних гірських порід, вксокоо надІЗнІсто.масових вибухів І результатами визначення екологічного стану району проведення вибухових робіт.

Редлігаціл роботи

: Розроблені технічні рісення запроваджені па всіх крупних

пар"ерах концерну "Укррудпром" Міністерства промисловості України.

Апробація роботи

, Основні положення дисертації в міру II виконання доповідались: на конференції спеціалістів вибухової справи НДР (м.БерлІн, 1989р.); Всесоюзному проблемне^ семінарі "руйнування гірських порід" («.Дніпропетровськ, 1950р.),- Міжнародному симпозіумі "Створення І використання емульсійних., вибухових речовин" (м. Лгглань, 1991 р.) '.Міжнародною симпозіумі ."Мирний 91" (м. УдзчниЙ,І99Ір.); Міжнародному семінарі по проблемам вибухової справи (м.Москва,посольство ПАР, 1992р.); Пераїй Українській нараді по промислових вибухових речовинах .1 засобів Ініціювання (и. Шостім,1994р.); технічних нарадах підприємства "КривбасЕибухпром"; кафедрі відкритих гірничих робіт Криворізького гірничорудного Інституту (м.Кривий Ріг, 1990-1994рр).

Публікації •

По темі дисертації опубліковано 23 наукові праці, в тому числі 9 авторських посвідчень на винаходи.

Структура І обсяг роботи .

Дисертація складається Із Вступу І,трьох глав .висновку І списку літератури з 135 найменувань. Робота вмівше 157 сторінок тексту, II таблиць, 21 малюнок.

Декларація про особистий вклад автора в результати досліджень .

Особисто автором отримані результати по 3,4,5 основних наукових положеннях. В отриманні результатів по І та 2 наукових положень особисто автором проведені відповідно промислові дослідження з метою визначення маси донних зарядів І раціональних схем підривання в приконтактних зонах.

Основний зміст роботи

Із збільшенням глибини залізорудних кар"ерІв суттєво . ускладнюються умови проведення буровибухових робіт,.що пов"язано в основному Із збільшенням питомої ваги обводнених різноміцних гірських порід, котрі важко підривається. Це призводить до необхідності запровадження гостродефіцитних дорогокоштовних водостійких вибухових речовин, котрі, до речі, виділяють значний об"ем шкідливих газів. В нинішній ситуації на вітчизняних I зарубіжних гірничодобувних підприємствах ведуться Інтенсивні дослідження, спрямовані на заміну водостійких вибухових речовин неводостійкими. На сьогодні вже встановлено, що це можливо.. при умові попереднього осушення вибухових свердловин у ВІДПОВІДНИХ гірничогеологічних умовах І створення спеціальних вибухових речовин, або способів їх гідрофобізації І різноманітних захисних пристроїв, котрі заважають проникненню води в заряди вибухових речовин.

Найбільш ефективними способами осуп«::кя вибухових сверд-. довин в видалення водч Із свердловини за допомого??. кзсосяих установок або сн'їрг'Іез вибуху. П»рший спосіб зідгка’лчеться' достатньо високоо трудос’лпіст’з I обмеженим часом перебування сзердловииа у висупеному стані. З зв"лз:-у з цим був. розроблений спосіб вибухового оеуяскнл свердловин докккки аарядакп зибу-хових речовин оптимальної маси. Застосування'таких сзрядія дозволяє не дшо видалити воду Із свердловини, а П виконати таклокая стінок свердловин, по оігипуп проникнення води в . свсрдлов;;ну після осушення. Суть цього методу ссуаешш полягає п розміщенні в забої свердловини донного заряду, Багаточксель-нкми експериментами, цо були проведені, встановлено, к;о маса донного заряду, необхідного для видалення годи "на пикпд", може визначитись по формулі:

. т - кс12Нв/е,

дз: К - смпіріпитй коефіцієнт, котрий враховує беокорис-ливі^длл викиду води) втрати енергії водії на випарування,втрати напружень масиві призабІйноГ зони свсрдлогіігш у вигляді мІкротрТтш, страти на подолання тертя об стінки свсрдловиниСдля сучасного асортименту водостійких вибухових речовин, як показали промислові експерименти,

К « 13.09.І0бм.с2;

- діаметр свердловині! ; .

Нв- висота стовпу роди в свердловині ;

Е - теплота вибуху, віднесена до одиниці маси вибухової речовин!!.

Тамлонаж стінок свердловини досягається завдяки запровадженню спеціальних речовин (кращі результати отримані у випадках попереднього введення в свердловину кислої смолки сульфітного виділення Із розрахунку 4-5 г/л води и свсрдлойїші). Спостерс» кети показали, що через 4 доби на дослідних ділянках обподне-ність після вибухового осупувашія знижалась на 26-45 % в залежності від гідрогеологічних умов гірських порід. Водночас встановлено, що при осуїдуванні свердловин донними зарядами трапляється очищення забоо свердловин від бурового дрІб"язку до 0,7 - 1,1 м в залежності від часу просто» свердловини иік бурінням I II заряджотщм.

Досить ефективним підривання донних зарядів тоді, коли зарядження І підривання свердловин здійсняється на протязі однієї доби. В такому випадку стає можливим повністю використовувати неводостійкі, більш екологічно чисті, вибухові речовини.

При більш тривалій підготовці масового вибуху (до 60 годин) доцільно, як показали спеціально проведені дослідження, використовувані поліетиленові рукави діаметром 250мм Із герметизованим нижнім кінцем І вагов маси 1-3,0 кг для потоплення заряду в свердловині. В такий рукав поміщали насичений розчин аміачної селітри. При цьому вода витіснялась Із свердловин I виливалась на поверхню. Встановлено, що гідростатичний тиск розчину аміачної селітри в середині заряду перерищуе зовнішній, в результаті чого запобігаеться розмивання заряду водою I усадка не відбувається навіть при використанні поліетиленових рукавів Із незначними пошкодженнями. Основна перевага такого способу полягає в можливості використання його в свердловинах Із необмеженою обводненоств I протічніств.

-н~

Розглянуті ІкяєнернІ ріпсння даоть можливість суттєво розпирати. сферу запропадаеиня неводостійких вибухових речовин в обводнен:;':: масивах, Словом, надається, можливість звести до мінімуму гапровадаєннл водостійких вибухопх речовин. Таким чином, виникла необхідність п здійсненні рецептури неводостій-г-их вибухових рочопин*

Вітчизняна І зарубіжна практика показує, що головним напрямком такого удосконалення е створення дзохсі.донектиих . сумігєй , типу- аміачна селітра- дизельне паливо. Однак ці суміші відзначаються низькою фізичноп стабільністю складу, що проявляється, в явкцах міграції дизельного палива Із верхньої частини свердловини а никнп, де його концентрація досягає ..

12,5 %,цо призводить до флегматизації заряду, зкикєкию швидкості детонації І працездатності заряду майке на 20£. Відомі, випадки введень в заряд речовин, котрі підвищують з"язкість дизельного палива, зокрема аеросилу, цо відзначається високос вартістя. Через це вишила необхідність сукати нові, більш дєпеві стабілізуючі добавхи. Саме такою, як показали результати проведених досліджень, виявилась поліефірна мука, що е відходом виробництва. Внаслідок полігонних випробувань 5 різних складів суміші визначалась їх працездатність, для чого заряда касою 3,5 кг розташовували в свердловинах діаметром І20мм. Заряди Ініціювали проміжним детонатором з однієї шашки Т-400. Критерієм оціккн працездатності суміші слузили глибина І радіус зоронки вибуху. Результати дослідів наведені а таблиці. Встановлено, що вибухова речовина, куди входила поліефірка мука як стабілізуюча добавка, забезпечує практично 100 % стабільності складу.

Залежність працездатності зарядів типу АС—ДП від їх

ЩІЛЬНОСТІ

Вибухова суміп

Звичайний Ігданіт ІгданІт*

Ігданіт** .

Склад А(АС*ДП+0,Б£ псліефірної муки)

Склад Б(АС+ДП+І,5^ поліефірної муки)

:ЩІльнІсть : Глибина :РадІус ворон* Об"ем во- :Показник

: за ряду, : воронки ВИ-т ки вибуху^ :ронхи вибу- :дІІ вибуху

і.. м •: ЛЬ

0,921 0,950 1,27 1,60 1,337

0,901 0,915 . 1,27 1,54 1,388

0,838 0,985 1,40 2,02 1,420

0,988 0,925 1,31 1,65 1,410

0,945 0,995 1,45 2,30 1,505

Включаючий 0;5 % аєросилу

ЭК?

Включаючий 1,5 % аєросилу

-ІЗ-

Це досягається за рахунок створення о вибуховій речовині кристалів горючої добавги розміром 1-2 им, котрі утримують я собі 30-40$ дизельного палива, яке раніз стікало по колонці заряду, Крім того,, такі суміші володіоть я,п Г; певно© водостійкість. Внаслідок низької температури плавлення присталу Сдо Ю0°С при щільності 1,25 - 1,35 г/см3) втрати тепла вибуху на їх нагрівання мінімальні, але прк проходженні ударної хвилі окремі пастки селітри будуть легше подрібнюватися, ще поліпауе детонаційні І вибухові властивості, а значить І працездатність таких зарядів. Для практичного застосування такого трикомпонентного складу розроблено спеціальний пристрій на Сазі зарядної машини 1.13-8. Позитивна якість цього пристрою е могливість рівномірного змішування компонентів при безперервному контролі.

встановлено, що ефективність використання розроблених заходів по підготовці свердловин до зарядкеннл I розроблених трикомпонентних складів вибухових речовин в більшості визначається конструкціє© свердловинного заряду, що при цьому застосовується. Незважаючи на різноманітність їх конструкцій, в нових умо -вах розробки не забезпечується ефективне використання енергії вибуху. На підставі сучасних загальноприйнятих уявленнях про механізм руйнування гірських порід вибухом, ми розробили нові конструкції свердловинних зарядів, котрі забезпечують високу якість вибухопідготовки гірничої маси в масивах, котрі важко підриваються, використовуючи ефект взаємодії ударних хвиль від нижньої І верхнооі частин заряду. Особливо» відзнакою цих конструкцій е те, що Ініціатори мають циліндричну форму як подовжені заряди, довжиною рівні 30-35 діаметра, з відстань мій ними 65-80 діаметра Ініціатора.'

-143 метою збільшення тривалості дії вибуху на руйнований масив розроблена конструкція заряду з комбінованим проміжним детонатором, що містить в собі заряд Іо бризантної вибухової речовини, котра встановлюється в верхній частіші свердловинного заряду І лінійний Ініціатор у вигляді відокремлених відрізків детонуючого дроту з різноп кількістю ниток. Навіска вибухової речовини Р у відокремлених відрізках детонуючого дроту п залежності від їх розташування в свердловинному заряді визначається по формулі:

Р •» Ртіп при 0 < Н с 8

Р ■ Р тій I ■+ 0,1 (Н - 8) при 8<И<І4 .

Р « 2 Р (ПІП при Н -с 14, .

де Р т'щ “ мінімальна навіска вибухової речовини на

I м лінійного Ініціатора, котрий забезпечує детонацію висхідних промислових вибухових речовин в умовах звичайної вологості, г/м;

Н - глибина установки центру ваги відокремленого відрізку лінійного Ініціатора від гирла свердловини,м.

Така конструкція забезпечує надійне Ініціювання заряду боковим.Імпульсом від детонуючого дроту в умовах змінної по колонці заряду вологості I заиламованоеті.

Стосовно до умов крупноблочних масивів, котрі важко підриваються, розроблено новий спосіб підривання подовжених зарядів (а.п. ]? І2ШІ2І), що забезпечує виникнення додаткових розтягуючих напруг. Вони сприяють поліпшенню подрібнення гірських порід.

Впрто відзначити, що цей спосіб реалізується у варіантах вибуху сухих І обводнених свердловинних зарядів. .

Розроблені вибухові склади, конструкції свердловинних: зарядів І способи Ініціювання використані пат?и при розробці нового способу вибухового руйнування уступу т. кар "грі. .

(а.п. І27Б946), що дозволяй підвищити рівномірність подрібнення породи всієї висоти уступу .?л рахунок перерозподілу РНЙрГІІ В!! буку. ■

При руйнуванні ріономіцних гірських порід в приконтактних

зонах Із збільшення!) рІЗНСМІЦНОСТІ СТуПІНЬ НСрІЕНСМІрНОСТІ

розподілу енергії Іппульсу хвиль напруги зростає.' ІЬ, як показали досліди, варто врахувати при визначенні черговості підривання, виходячи Із того, шо при вибуху свердловинних зарядів, розтасованих в породах о мсідао впустичаоо жорсткістю, від меаі поділу (площі контакта) відбувається І проходить в породи з більшоп акустичною жорсткістю хвиля стиску. На фронті такої хвилі тиск гросгяе, я швидкість часток падає. Величина тиску m ([ренті відбитої I прохідної хвилі визначається в основному ак.устігпг!.:!> " косткістями контактуючих порід.

Для створення умов взаємодії прохідної хвилі тиску з хвилею, котра падає, в породах з більшою акустичною хосткістю необхідно застосовувати короткоупопТльнене підривання з оптимальними Інтервалами уповільнення, котрі забезпечують взаємодій падаючих хвиль від вибіхів зарядів в прикоптактних зонах на рівні підошви уступів. Оптималышй Інтервал уповільнення ( t ) визначається по формулі:

I--.1ltU , Ич ctg.c/v (Си^СгЬСг Еі ~Сі іі Ф Си С, '

Де: £н,62 - віддаль від контакту пластів, відоовідно до осі першої I другої свердловин;

С<,Сг - швидкості упругих подовжених хвиль у пср-шому І другому шарах;

- швидкість детонації детонуючого дроту;

- висота уступу;

ск. - кут нахилу площини контакту пластів до горизонту.

Із збільшенням глибини кар”ерІв зростає кількість горизонтів, де ведуться гірничі роботи. Крім того за рахунок розно; су бортів суміжних глибоких кар"ер1в вони знаходяться близько один біля одного. В таких умовах питання підвищення безпеки вибухових робіт особливо актуальне. Саме тому виникла необхідність в розробці так званих суміщених вибухів, суть яких зводиться до суміщення в часі підготовчих операцій I здійснення масових вибухів у певній послідовності. Досліди показали, що це особливо ефективно у випадках використання бездротового управління підриванням блоків свердловин з допомогою спеціальної апаратури. З цією метою проведені роботи по створенню комплексу апаратури для управління вибухами на кар"ерах по радіоканалу в ультракороткохвильовоку діапазоні радіоспектру. Розроблений прилад під назвою "Грім" складається Із командного І виконавчих блоків. Кожен блок разом Із прийоиопередавачеМ радіостанції встановлюється за межами небезпечної зони на

борту кар"сру І забезпечує передачу кодованих команд для ' перевірки радіоканалу І підрипання. Блок гоке петагпллавагисл в приміщенні чи в спеціально обладнзж-яу азтомобІлГ. . -

Командний блок приладу "Грім" формує кодові команді! "контроль", "заряд", ’вибух"; ксрус робото© -радіоприймача; змінює код команди; здійсняє блокування, Г;0 упсиеяплое . . несвоєчасність подачі команд» "вибух" після кеизкдя "заряд”.

Виконавчий блок приладу "Грім" здійсняє прийсм І декодування команд, що передаються; формує слектровкбуяовий Імпульс; задає уповільнення підривання; блокує вибуховий ланцюг I заборону приймання команд "заряд", "вибух" до І після заданого Інтервалу деблокування.

Уповільнення підривання мояс регулюватися в діапазоні від 0 до 29,8 с з Інтервалом 0,2 с.

Управлінні суміщеним!! вибухами по радіо здійснюється на всіх крупних кар"ерах. До дозволяє щорічно економити до

1,5 млн. метрів детонуючого дроту, підвищити надійність I безпеку вибухових робіт I скоротити більзє, НІЖ удвічі непродуктивні витрати гірничих підприємств.

Після масового вибуху в і:ар”срІ створюється пилегазова хмара в кілька мільйонів кубічних метрів, котра поєднується Із атмосферними потоками, піднімається на кілька сст метрів І розповсюджується на 7-15 км. Шкідливі викиди пилу І газів е залпові. їх концентрація Інколи, в сотні разів пєре- . вищуе допустиму, а опадаючи звичайно наносить чималу.екологічну шкоду житловим масивам,лісопаркам І сільськогосподарським угіддям.

Інтенсивність пиле І газовиділення при буровибухових роботах в кар"ерах залежить еід багатьох причин, серед яких найбільш значними є міцність і обводнєність гірських порід, тип вибухової речовини, конструкція заряду, напрдаок І число точок Ініціювання, матеріал забійки, методі! підривання І т.д.

Ми встановили, що Із збільшенням міцності зростає кількість пилу, що виділяється при вибуху. Так при збільшенні коефіцієнту міцності гірських порід від ^ « б до »18 по шкалі професора М.М. Протодьяконова питома кількість пилу, що виділяється при вибуху, змінюється від 0,04 до 0,12 кг/м3, тобто майже втричі.

Важливе значеній для змензєння пилу має конструкція заряду, забійки І II матеріалу.

Фотометричні виміри дозволили розкрити механізм формування пилегазової хмари при масових вибухах. На основі цього встановлено, що при підриванні штатних зарядів без забійки максимальна швидкість вильоту продуктів вибуху Із гирла свердловини через 15-20 мс після початку Ініціювання досягає 315-320 не.

РоззосєредкенІ заряди Із зовнішньою забійков збільшують час вильоту продуктів детонації I забійки до 50 мс, причому максимальна швидкість вильоту знижується до 250 мс,'максимальна пвидкість вильоту 150-170 мс досягається через 15-20 мс при підриванні зарядів Із за-бійкоп на рідинній основі. Загальний час вильоту продуктів детонації І забійки знижується до нуля. Запровадкен-

‘ -19-

ня забійки з рідкими компонентами (вода, розчии КМЦ). пмен-иус кількість пилу, що викидається Г атмосферу,-' в середньому на 50л. . . ....

Заміна вибухових речовин, котрі містять тротил з негативним кисневим балансом на вибухові рспоигни з нульовим чи близь-

• до нього кисневим балансом (грамоиїт 79/21), трикомпонентні акіачногселітрозі суиіпі І Ін. дозволяє экекзити кількість створюваних ядовитих гааіп у 3-4 рази.

. Для ефективного пилегазояодавлешія при касових вибухах розроблена технологія з використанням оабійоя на рідинній ос-нозі. : зиутрісньої І зовнішньої гідрогеліевої І гІдрозабІЛки. езердловин. Гідрогелієву забіііку необхідно роота-олурагд над зарядом, I пса оброблагати верхній майданчик уступу навколо .. свердловини. ЦеЗ процес повністю механізовано. З участю автора створено систему пунктів приготування, збереження компонентів гідрогелія I заправки їх в автоустаноаки. При витраті на , одну свердловий від 100 до 300 кп гідрогелія середам ефектна-ність пилегазоподавлення складає 50-60$. Де було встановлено . шляхом аналізу даних кінорегістрації процесу'створення пилегазо-воі хмари. Встановлено такок, що запровадження такої технології зменчуе висоту підйому пилегазової хмари в 3-4 рази, в ре- . зультаті чого шкідливі викиди осідають в кар"ерІ, практично не -виходячи за його ме*І. ........

Висока ефективність пилегазоподавлання здійснюється за допомогса запровадженої спеціальної конструкції забійки, в якій гирлова частина зроблена в вигляді труби гідрогелія. В середині об"еа заповнений водою, котра містить .масову долп високомолекулярного з"єднання (а.п. 1605680).

Проведений комплекс наукових дослідів і розроблені на їх основі Інженерні рГдеиня дозволяють .управляти якістю викидів у атмосферу. Разом з тим, це ке завади вдається реалізувати на практиці внаслідок низької якості засобів Ініціювання. Якщо для єлектродетоиагорів I піротехнічних реле створені спеціальні пристрої для їх вихідного контролю,то для вогнепровідних І детонуючих дротів такий контроль відсутній.

З метою заповнити ця прогалину ми розробили прилад для контролю якості згаданих дротів (а.п. )? 1305792), суть якого полягає 8 тому, що при проходженні дроту через ємкості датчики спеціальної форми здійсняється контроль діалектичних властивостей його в різних напрямках в площині його перетину. При цьому наявність дефекту змінює його ємкість І сигналізує гро місце дефекту,

Р и о н о п о к

Поєднання виконаних наукових досліджень І створені на їх основі Інженерні розробки мокна кваліфікувати як нове рішення актуальної наукової задачі, спрямованої на удосконалення вибухових робіт в умовах глибоких горизонтіп ЗАЛІЗОРУДНИХ кар"срІв.

Основні науково-практичні висновки зводяться до такого:

I» Доведено можливість розширення сфери використання нсводоетійких вибухових речовин в обводнених умовах шляхом попереднього вибухового осушення свердловин I гідрофобізації неводостійких компонентів вибухових речовин. Розроблена рецептура трикомпонентної вибухової речовини простішого складу

Із стабілізуючоп добавкотэ у вигляді полієйірної муки в кількості

3,5 %. : .

2. Встановлено вплив маси заряду вибухової речовини I

тампонажного матеріалу на викид вода Із свердловини I якісїь тамяонаясу стінок самих свердловин. Запропонована форгіула визначеній оптимальної каси заряда при вибуховому осуауванні свердловин. ,

3. Показано, со запровадження технології вибухового супін-ня свердловин дозволяє вилучити операції по очистці свердловин від бурового шламу'I здійснити підривно послаблення масиву, що сприяв зменшенню глибиш перебуру на 25-2С$.

. А. Розроблені типові схе:-’И підривашп свердловин зарядами, котрі розтасовані в приконтахтних зонах різкоміцких гірських порід. Запропонована фор:>!ула для визначення Інтервалу уповільнення вибуху свердловинних зарядів, розтасованих з приконтакт-них зонах. ‘

5, Вперше в промислових касптабах здійснено суміяне підривання в межах кількох горизонтів одного кар"еру чи суміяиих кар"ерІз з метою зниження витрат на підготовку I здійснення-масового вибуху. -

Доказана висока ефективність управління Ініцівванаям .групи зарядів при виконанні суміщених вибухів системою апаратури дистанційного управління по радіо. •

..б. Встановлена принципова можливість, розроблена методика

І здійснена реалізація вхідного контролю якості детонуючих I

I вогнепроводних дротів.

7, Досліджено вплив властивостей гірських порід по міц- ; ності на пилевиділення при масових вибухах. Встановлено, що 1 Із збільшенням коефіцієнта міцності з и 6 до =18 питома КІЛЬКІСТЬ пилу, що виділяється, збільшується ВІД 0,4 до

0.12 кг/м3. При цьому кількість пилових фракцій збільшується більше, ніж в 3 рази.

8. Доказано, що запровадження 'трикомпонентних вибухових речовин по розробленій рецептурі дозволяє не лише знизити матеріальні витрати на вибухові роботи за рахунок часткової заміни дорогих вибухових речовин, що містять в собі тротил, але Й зменшити кількість токсичних речовин до 80 л^СО) на

1 кг вибухових речовин.

9. Використання на практиці забійних матеріалів на рідинній основі у вигляді внутрішньої гідрогелєвої І завнішньої гідравлічної заОІйки дозволяє знизити пилевиділення в 1,33-1,55 рази I газовиділення в 1,32 - 1,64 рази, забезпечує осідання пилу в межах кар"еру, '

10. Вищезгадані наукові розробки запроваджено в виробництві І отримано соціальний I економічний ефект в розмірі

2 млн. крб і в цінах 1989 р.}.

Основні положення дисертації опублікованої

в слідуючих роботах.:....................

1. Управление взрывами на карьерах по радио./ В.Ф.Калиниченко, Е.И.Комский, В.П.ЕІупов, В.И.Борисов/ /Горный журнал.-1986.

9 5 - С. 45-4?.

• -23-

Технические условия и руководство по 0езопасно:ну изготовления к прхмеисш» простейпих стабилизирован:-::-::? эзрыв^атих смесей на старит»* к подземных горных раСо':а:*.

/З.И.Борисоэ, П.И.Федсречхо, Л.И. Черкоксс, Л.П.Пппиов-

- Днепрспетровск-КривоЯ Гог,-15П6г„- "4 с./.

Применение аппаратуры редиопзрквяния для; массовых взрывов ка карьерах Кривбасса /З.П.Еупоа, Е.И.Номский,

В.И.Бориеос//Кето.плургичеекая к горнорудная проикпяенкость--1988.-ЗЙ- С.28-39.

В.И.Борисов, Е,К.Бнков,О.Й.Иакароя«Созерзенстэолание взрыв-ккх раоот на карьерах ГОКов ГПО ”Ш?УДА”,Горккй куриал, 1939- ГЗ- С.Ю.

Опыт проектирования и производства совмещенных массовых взрывов на нелеэорудных карьерах Кривбасса /Н.М.Бондаренко,

Э.И.Ефремов, В.И.Борисов и др./ /Разработка рудных место-рождений,-Респ. меявед. изучи.-техн. сб.-Киев, "Техника*1, 1989, #47- С.62-64. , ■

Стабилизация состава простейших трехкомпсиентнкх смесей^ типа ДС-ДТ /З.С.Мец, А.В.Шапурин, А.П.Паспсов,В.И.Борисов// Колжа, 1990- $ б- С. 15-18, . ■ .

П.К.Федоренко, Л.П.Пашков, 3,И.Борисов. Причины отказов сквакинных зарядов на карьерах в обводненных условиях и их предупреждение / ГорнкЯ журнал, 1591- ;,'9 -С.40-43.

Технология пклегаэогкда в ясная при ыессогых ззрнзах ка. ' карьерах/ Э.И«2£рекоа, В .Д. Петренко, .3. К. Борисов и др.// Проблемы открытой разработки глубоких карьеров. - Мате-

риалы международного сиктіозиуш по откриткх горных работах : '.""Мирныа-9Г.-Мирний, 3991, С. 261-265. . ..

9. Технология производства массовых взрывов в железорудных карьерах По снижение.яылегаэовых выбросов с помощь».забоек ; на жидкостной основе /В.И.Борисов,. Е.И.Кикопка, Й.В.&урса и др.// Разработка рудадх месторождений-Респ. мстквед. иаучн.--техн. сб., Киев, "Техніка", 1993- !Г54.

10. Способ пылегазоподавлэшя при.массовых взрьтвах на гелезо-рудтгх карьерах Украины / Э.И. Ефремов, Л.Г.Переяславский, В.И.Борисов и др.// Сборник докладов Международно;! конференции по открытым горім.'., земляным и до рожнам работам.-Москва, Россия, 1994 - С. 58-61.

11. В.Ф. Калиниченко, В.И.Борисов. Временная инструкция по при-ненению грашонкта 79/21 для зарядки обводненных скважин/ --Днепропетровск.- 1585 - 4с.

12. А.С. 1233121 (СССР). Способ взрывания удлиненных зарядов взрывчатого вещества в скважине. Соавторы: Э.И,Ефремов, О.И.Макаров. .

13. А.С. І235І39 (СССР): Взрывчатий состав. Соавторы: А.В.Шапу-рин, А.П.Пазков,

14. А.С. 1275946 (СССР). Способ взрывного разрушения уступа

на карьере. Соавторы: Н.М.Бондаренко, Э.И,Ефремов, О.И.Ка-каров. '

15. А.С. І36946І. Комбинированный промежуточный детонатор проиьпаленных взрывчатых веществ. Соавторы: В.Ф.Бнзов,

А.В.Шапурин, И.$. Осадчий и др.

-25-

16. А.С. 1385792. Устройство для контроля качества детонирующих, и огнепроводных шпуров. Соавторы: В.И.Шупоп, Г.М.Моня, .В.Ф.Калиниченко и др. . '

17* А.С. 1485637. Способ гидрофобизпцик я?ли:ачкой селитры. . гранулированной. Соавторы: В.Ф.Бкзов, Д.В.Шалурин, В.И.Коваленко. .

18. А.С. 1662161, Сквтжиниый заряд. Соалтсг:,;: А.В.Еапурин,

И.Г.Чернокур. ,

19. А.С. 1605680, Скважинный заряд. Соазторьт: А.А.Гурин,

З.М.Ратуакцй. ' _ •

20. Патент }'< 1625397. Способ разрушения горных пород группами (рядами) зарядов. Соавторы: С.В.Шевчоихо, С.З.Вайман,

В.А.Сал ганите.

21. В.К.Ворксоз, Л.В.ІІІапурин, А. П. Паско з. Ресурсосберегающая . технология ведения БУР в сложных гидрогеологических условиях. /Примйнеиие ресурсосберегающей техники и технологий на карьерах цветной металлургии,- Тезисы докладов.-Кафаи,-1268,-С. 32-33.

22. А.П.Пааков, Л.Н.Тодинг, В.И.Борксов. Опит снижения выбросов токсичных газоб при производстве массегкх взрывов на карьерах черной металлургии и нерудных строительных материалов/ Малоотходные технологические процессы и сокращение промышленных. выбросов в металлургической прокшлекности.- Тезисы республиканской научно-технической конференции.- Залорожье-

- 1989 - С. 123-129.

мэ. Совершенствование технологии горного производства для снижения выбросов пыли и газов при массовых взрывах в карьерах / Э.И.Ефремов, Л.Г.Переяславский, В.И.Борисов,

Й. В.Перегудов/'/ Тезисы докладов Международной научно-прак-tnuecKoH конференции "Актуальные вопросы охраны окружаю-^ей среды от антропоченного воздействия", г,Кременчуг, 1994- С.10-11. •

: ■; : ^ v . . : -.ABSTRACT .

Borisov VJL "Increasing the Efficiency of the Explosive Works at Deep Levels p! Iron Ore Open Pits".

Dissertation on the degree of bachelor of technical science by speciality 05.15.03 - Open pit mining of mineral deposits, Krivoy Rog Mining Institute, Krivoy Rog, 1994.

There elaborated a number of technological methods of direction the quality of the exploded mining rocks at the deep levels of iron ore open pits. There,determined the fields of rational utilization of unwatersteadv expl.c-sivcs of improved composition in water conditions, worked out the effective schemes of charge explosion at limited work areas and at the near contact zones o{ different rocks; there is proved expedience to practice combinative mass explosions, investigated the influence of rock properties, inside and outside liquid basis tampinges on dust and gasc throws during mass explosions and there given engineering measures to the* reduction.

\ : АННОТАЦИЯ .

Борисов В,И, Повышение эффективности взрывных работ при разработке глубоких горизонтов железорудных карьеров.

; Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.15.03 - открытая разработка месторождений полезных ископаемых. Криворожский горнорудный институт* Кривой Рог, 1994.

Разработан ряд технологических методов управления качеством взорванной горкой массы на глубоких горизонтах яелезоруд-ных карьерой. Определена области рационального использоватая неводоустойчивых вэр?;вчатнх веществ усовсриенствопакного состава в обводненных условиях! разработаны эффективные схемч взрывания скважинных зарядов на рабочих площадках ограничен-них размеров и в пркконтактгах зонах раэиспрочннх гор1Ж пород; доказана целесообразность проведения совмещенных массовая взрывов, исследовано влияние свойств горных пород, внутренней и внешней забоек на т.идкостной основе на пылегазосыз вкбросн при массовых взрывах и првдлояони инженерные мероприятия по их снижении, разработаны устройства для контроля средств инициирования скважинных зарядов. , .

КЛБЧЭВ1 СЛОВА:

Кар"ер, різноміцні породи, прихонтантні зони, вибухові речовини, свердловини^ заряд, донний заряд, забійка, схеми підриванім, пилегазові викиди, екологія.

НДГРІ.Замовлення №78. Тир.100 примірників. 324086, м.Кривий Ріг, пр.ГагарІна,57.