автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.03, диссертация на тему:Разработка методики расчета радиуса разрушения от взрыва скважинного заряда ВВ при дроблении крепких крупноблочных пород на карьерах

КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА С ИГД )

На правах рукописи УДК 622.235.65

ЧИХОВ Игорь Анатольевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА РАДИУСА РАЗРУШЕНИЯ ОТ ВЗРЫВА СКВАЖИННОГО ЗАРЯДА ВВ ПРИ ДРОБЛЕНИИ КРЕПКИХ КРУПНОБЛОЧНЫХ ПОРОД НА КАРЬЕРАХ

Специальность 05.15.03 Открытая разработка месторохле—

ний полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург,1993

Работа выполнена в Институте торного дела Комитета Российской Федерации по металлургии

Научный руководитель - доктор технических наук Сенук В-М. Официальные оппоненты :

професор, доктор технических наук Зотеев В.Г. кандидат технических наук Артемьев Э.П.

Ведущее предприятие - управление "Уралвзрывпром"

АООТ "Уралнеруд" г.Екатеринбург

50ер

Запита состоится '<. .Г. VЛЛ'. У.......на заседании

специализированного совета I 141.Об.01 в Институте горного дела

Комитета Российской федерации по металлургии

(620215. Екатеринбург, ГСП-236, ул.Ыаиина-Сибиряха, 5В >.

С диссертацией ыохгю ознакомиться в библиотеке Института горного .дела Комитета Российской Федерации по металлургии.

Автореферат разослан

Учений секретарь ' специализированного совета

Киенко Б.Г.

0БИ1АЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Вследствие ухудшения условий открытой разработки полезных ископаемых - увеличения крепости и обводненности пород с глубиной в карьерах, обеспечение необходимого качества дробления горных пород без существенного увеличения затрат возможно только за счет интенсификации буровзрывных работ (БВР), одним из основных направлений которой является оптимизация параметров скважинной отбойки. Имеющиеся на сегодняшний день расчетные методики для их определения обладают рядом недостатков и требуют усовершенствования в части более полного учета особенностей взрывного процесса в среде. Следовательно, совершенствование методов определения параметров БВР является актуальной научной задачей и имеет большое практическое значение.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ - повышение э4<$ег.тивно сти дробления крепких крупноблочных пород на карьерах за счет выбора рациональных параметров буровзрывных работ в конкретных горно-технических условиях.

ИДЕЯ РАБОТЫ . заключается в установлении особенностей волнового движения продуктов детонации (ПД) и их влияния на разрушающее действие скважинного заряда ВВ в среде.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ :

- форма и размеры зоны разрушения определяются как детонационными характеристиками ВВ, Физико-механическими свойствами разрушаемой среды, условиями инициирования, так и волновым движением ПД во взрывной полости;

- учет волнового движения ПД при определении радиуса разрушения позволяет на его основе сделать выбор сетки скважин и удельного расхода ВВ, обеспечивающих требуеый уровень дробления горной массы на карьерах -

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ:

— установлены закономерности влияния начальных и граничных условий взрывания скважинного заряда ВВ и волнового движения ПД на его разрушающее действие в среде и развиваемое ПД давление:

- разработана методика ' расчета радиуса разрушения от взрыва скважинного заряда ВВ в крепких крупноблочных породах с учетом развития детонационного процесса во времени и реализована в виде пакета прикладных программ для ЭВМ;

- разработан метод экспериментального определения показателя политропы ГШ в точке Чепмена-Жуге;

- разработан метод определения параметров БВР с учетом особенностей поведения ПД во взрывной полости.

■ ДОСТОВЕРНОСТЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ, ВЫВОДОВ И РЕКОМЕНДАЦИЯ обоснована и подтверждена:

- анализом литературных источников;

- совпадением в среднем с точностью 3-6% распределений параметров ГШ по длине схвахины и во времени, определенных по известному аналитическому решению, экспериментально и с помощью численного моделирования движения ПД во взрывной полости;

- совпадением с точностью 3-8% среднего размера зоны разрушения горной породы скважинным зарядом ЕВ, рассчитанного о помощью разработанной методики и определенного экспериментально;

- положительными результатами внедрения рекомендаций по оптимальному удельному расходу нового типа ВВ - порзмита для условий комбината "Ураласбест", обеспечившими требуемый уровень дробления горных пород.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ заключается в :

- разработке методики расчета ралиуса разрушения от взрыва ссважинного заряда ВВ в крепких крупноблочных породах и определении на его основе параметров ЕВР;

- реализации данной методики в виде пакета прикладных программ "MODELS" для ЭВМ.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА состоит в анализе и обобщении исследований по математическому моделированию действия взрыва скважинного заряда ВВ в крепких горных породах; методики определения пара-мэтров ПД промышленных ВВ в точке Чепмена-Хуге; создании математической модели разрушения горных пород взрывом скважинного заряда ВВ с учетом волнового движения ГШ во взрывной полости¡разработке алгоритмов и пакета программ расчета радиусов разрушения схвахинных зарядов ВВ при дроблении крепких крупноблочных пород на карьерах; в проведении расчетов радиусов разрушения и определении на их основе удельного расхода порэмита, обеспечивающего требуемое

к&чбство дробления пород применительно к. ус— 2

ловиям комбината "Ураласбест".

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ: анализ литературных источников, экспериментальное исследование особенностей движения ГШ при взрызе цилиндрического заряда ВВ, численное моделирование на ЭЕМ золно-вого движения ПД во взрывной полости и его влияние нз размены зоны разрушения с использованием метода разностных схем в подвижных сетках, опытно-промышленная проверка эффективности расчетных параметров скважинной отбойки крупноблочных горных пород на карьерах.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ.

Впервые экспериментально определены детонационные характеристики порэмита в точке Чепмена-Жуге. Для условий комбината "Ураласбест" определен оптимальный удельный расход порэмита при замене им гранулотола, который введен в "Типовой проект БВР на комбинате "Ураласбест".

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

.Основное содержание работы и отдельные ее положения докладывались на Всесоюзных научно-технических конференциях : "Интенсификация горнорудного производства" С Свердловск, 19Э9г. ), "Комплексное и рациональное освоение железорудных месторождений и охрана природы" (Губкин,1990г.), "Взрывные работы в народном хозяйстве и вопросы экологии" (Киев,1990г.).

ПУБЛИКАЦИИ.Основное содержание работы опубликовано в 7 печатных работах и получено одно решение о выдаче авторского свидетельства .

ОБЪЕМ РАБОТЫ.Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, приложения и списка использованных источников из 133 наименований, изложенных на 153 страницах машинописного текста, включает 25 рисунков и 25 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ПЕРВЫЙ РАЗДЕЛ посвявен анализу существующих методик расчета радиусов разрушения (размеров зоны разрушения) от взрывов сква-жинных зарядов ВВ в горных породах.

Математическую модель действия взрыва схважинного заряда ВВ в среде можно представить в виде решения двух взаимосвязанных

задач:

- повеление горных пород под воздействием взрывных импульсных нагрузок с точки зрения взрывоподготовки горной массы;

- детонация сквахинного заряда ВВ и повеление ГШ во взрывной полости.

Исследованию первой задачи посвящены работы Э.И.Ефремова, В.Н.Родионова, Г.П.Демидюка, Е.И.Шемякина, А.Н.Ханукаева, В. М.Кузнецова, К.П.Станюковича, Г.И.Покровского, В.М.Сенука, М.Ф. Друковенного, Н.Я.Репина, Е.Н.Щера, В.Ф.Чедвика и др. Анализ приведенных в этих {заботах моделей показал, что на сегодняшний дань нет единого подхода к описанию данного процесса; каждая из существующих моделей обладает как преимуществами перед другими так и недостатками; наиболее близкой к реальности и позволяющей создать инженерную методику расчета требуемих параметров ВЕР является т.н. "зонная" модель, в рамках которой можно учесть основные особенности поведения среды на различных расстояниях от скважинного эаряпа ВВ с достаточной для практики точностью.

Большинство существующих моделей при решении второй задачи исходят из следующих допущений:

- детонация схвахинного заряда БВ мгновенная;

- волновое движение ГШ и истечение их из устья сквахины отсутствуют;

- ПД описывается как идеальный газ;

- показатель политропы ПД постоянен во всем диапазоне давлений. "

Однако данные положения в некоторых случаях серьезно противоречат известным фактам, рассмотренным в работах Л.Д.Ландау, К.П. Станюковича, К.С.Шведова, А.Н.Дремина, Ч.Мейдвра, В.Н.Зубарева, М.А.Кука, В.С.Трофимова, Л.В.Дубнова и др. :

- при взрыве скважинного заряда ВВ в крепких горных породах времена разрушения и детонации всего заряда ВВ одного порядка;

- распределение давления и других характеристик Щ во взрывной полости за фронтом детонационной волны существенно непостоянно;

- поведение ПД при давлениях, превышающих сопротивление пород на разрушение, существенно отличается от поведения идеального газа;

- показатель политропы ПД уменьшается при снихении давления. Поэтому наиболее корректно описание давления ПД во взрывной полости выпонять с учетом реальных особенностей поведения ПД при высоких давлениях; начальных и граничных условий, характерных для сквахинных зарядов ЕВ. А это возможно только в рамках специальных задач газовой динамики с помоаью численного моделирования на ЭВМ.

В связи с вышеизложенным, в диссертационной работе решались следующие задачи.

1.Создание магематичесхой модели волнового двизения ПД при вэрмве сквахинного заряде ВВ с учетом экспериментально определенных детонационных характеристик ВВ.

2.Создание математической модели разрушения торных пород взрывом сквахинного заряда ВВ с учетом особенностей поведения ПД во взрывной полости.

3.Разработка методики расчета радиуса разрушения при дроблении крепких крупноблочных пород на карьерах и реализация ее в виде пакета прикладных программ (ППП) для ЭВМ.

4.Экспериментальная проверка корректности определения параметров сквахинной отбойки горных пород на карьерах по расчетным значениям радиусов разрушения.

ВТОРОЙ РАЗДЕЛ по свята ен экспериментальному определению детонационных характеристик промышленных ВВ, разработке математической модели волнового движения ПД сквахинного заряда ВВ и исследованию его основных закономерностей.

Любой конкретный тип ВВ мохет быть охарактеризован следующим набором параметров, инвариантных относительно различных условий взрывания: плотность» ^; скорость» детонации X? ; теплотой взрыва ; значениями массовой скорости^, плотности , давления^ и удельной внутренней энергии ^ГЩ в точке Чепмена-Жуге. При построении математической модели детонации сквахинного заряда ВВ данные параметры будут являться начальными либо граничными условиями. Следовательно, необходим способ их количественного определения.

Теоретический расчет требуемых величин на сегодняшний день невозмохен (кроме, в некоторых случаях, теплоты взрыва) из-за

малой изученности быстропротекающих процессов в конденсированной среде на молекулярном уровне. Экспериментальное определение Q и ID не составляет труда. Для определения параметров ПД в точке Чепыена-Жуге вначале фиксируют величину , после чего значения остальных параметров рассчитываются исходя из законов сохранения массы, импульса и энергии. Однако существующие методы, в том числе и наиболее точный - электромагнитный, рассчитаны на исследование БВ, имеющих плоский Фронт детонации относительно регистрирующих датчиков, что не так для промышленных ВВ с грубодис-персной структурой. Кроме того, для достижения стационарных условий детонации промышленных ВВ необходимы образцы большой массы, не позволяющие проводить эксперименты в специально оборудованных помещениях (взрывкамерах). Поэтому предложен новый способ определения требуемых характеристик, основывающийся на регистрации ионизационными датчиками начальной скорости истечения ПД в воздух с торца заряда при прямом набегании фронта детонационной волны. Тогда, определив дополнительно Л1> , можно рассчитать показатель политропы ПД в точке Чепмена-Жуге по известным формулам, приведенным, например, в работах Г.П.Станюковича.

Для исследования точности предложенного способа определялись

У)н для двух наиболее характерных по своим свойствам промышленных

ВВ - аммонита N 6ХВ с однородной структурой при' =10 кг/м и

грубодисперсного водоналолненното гранулотола (ВНГТНТ) при = я а

1.3-10 кг/м . Результаты приведены в табл.1.

Определение показателя политропы ПД Таблица 1

Тип ВБ Средн. значение, Средн. квадратич. ошибка, КоэФ-т вариации по элек-тромагн.методу , Разброс значений

аммонит Н6ЖВ 1.91 0.45 6.0 1.86 1.6

ВНГТНТ 2.93 0.07S 2.6 3.10 5.5

Иэ табл.1 видно, что результаты, получаемые о помодью разработанного способа, близки к наиболее точным из известных.

Математическая модель волнового движения ПЛ скважикного заряда ВВ основывается на следующей постановке смешимой краевой залечи. Двияение ПД - одномерное, изоэнтропичесхое, описываемое системой уравнений

( /3>? Э / -ч

<

ъ ¿[<? (е.+и'/г)]+ [е + иг/г) + Ри]= о

Начало координат - дно скважины, положительное направление - к устью. В момент времени т£=<Э схважинный заряд ВВ инициируется на расстоянии ^ич от дна. Скорость детонации стационарна. Фронт детонации совпадает с плоскостью Чепыена-Жуге (ввод энергии происходит здесь же).

Для данной задачи начальными условиями являются значение длины заряда ¿^^и забойки (при ее наличии), а граничными - условия на Фронте ПД, на дне скважины и на границе ГШ - воздух либо ПД - забойка. При расчете дно скважины описывается как абсолютно жесткая стенка, истечение ПД в воздух как распад разрыва между ПД слева и воздухом в нормальных условиях справа. Движение забойки описывается либо как у абсолютно жесткого тела, либо согласно модели Л.И.Исакова. Уравнение состояния ПД принимается в виде

где у- 1.2 - 1.33; , - некоторые константы, определяемые для каждого конкретного типа ВВ на основе экспериментальных значений , 5>и , ин , , е„ .

Поставленная задача в обпеы виде аналитического решения не имеет,а численное решение основывается на специальном разностном методе сквозного счета С.К.Годунова, использующем для построения разностной схемы законы сохранения массы, импульса и энергии. Для отслеживания изменения параметров ГШ в любом сечении взрыв-

ной полости использованы неподвижные хоординаты У- . Помимо расчета , £/ , Р , © как функций (£ > в разработанном алгоритме определяются также интегральные Характеристики волнового процесса в ПД: суммарный импульс в некотором сечении

(3)

и "среднее" давление ПД

, (4)

где - момент времени от начала детонации заряда ВБ, на ко-

торый фиксируются 3 и _Р

1 - £ =3.1быс:

2 - ± =Э.79ыс; Б - верхнее инициирование ;

Н - нижнее инициирование.

расстояние от дна скважины по ее оси Рис.1

С целые гарантированного обеспечения устойчивости разностной схемы число Куранта принято равным 0.65. Точность и надежность результатов с использованием алгоритма, разработанного и реализованного в виде ППП "МСЮЕХБ", исследовались сравнением с известным частным аналитическим решением (К.П.Станюкович), экспериментальными данными В.Н.Зубарева и полученными по предложенному способу зависимостями. Показано, что средняя погрешность расчетов не превосходит Е%.

На примере заряда граммонита 79/21 длиной 12м без забойки исследованы основные особенности распределения , ,

по длине скважины и во времени и показано, что данные распреде-

е

ления сушественно непостоянны - рис.1.

ТРЕТИЙ РАЗДЕЛ посвящен разработке математической модели разрушения горных пород взрывом с учетом движения ПД в скважине и исследованию зависимости радиуса разрушения от характеристик горных пород. ВВ и места инициирования.

Вся область горных пород вокруг скважинного заряда ЕВ, подвергшаяся взрывным нагрузкам, условно разбивается на четыре зоны: взрывная полость, зоны дробления, радиальных трещин и упругих деформаций. Рассмотрим эти зоны на момент времени, когда расширение взрывной полости прекращается и в окружающем заряд полубесконечном массиве горных пород устанавливается относительное равновесие (принцип хвзэистатичночти В.Н.Родионова}. Для начала полагаем заряд ВВ достаточно длинным, а давление ГШ =сопв*;.

Пусть ^по ~ радиус скважины; ^„ , ^ , - расстояние от оси вэрьозной полости до ее стенок, границы зон дробления и радиальных трешин, соответственно.

Полагаем, что на расстоянии > ^^породы, не нарушенные трещинами , абсолютно упругие, а при ^ 4 Т ^ среда описывается как несжимаемая. Тогда имеем "зонную" модель разрушения горных пород цилиндрическим зарядом ВВ (5).

I (/г./^У-

, Я

где'

, Су , £ , ^ -пределы прочности пород на сжатие и растяжение, модуль Юнга, коэффициент Пуассона, соответственно. Действие заряда ВВ от нижнего торца в глубь массива определяем как от некоторого эффективного сферического заряда с диаметром 5■ . Сопряжение двух решений при X — <£? осуществляется, ис-

ходя из условий непрерывности и "монотонности в области" зависимости [*) .

Е данной постановке задачи при задании закона адиабатического расширения взрывной полости в качестве начального . давления ПД '

с>

-•-по необходимо принять величину, равную среднему давлению ПД за время расширения взрывной полости ¿п, которое реалиэовывалось бы в отсутствие последнего. Значение определяем из соотношения

К - Rno St* in - ¿5"тр Jc.r

lp> — —*-———-' J

£ - <5rr (6>

где ¿-p- скорость продольных волн в среде;

Srr ~ средняя скорость роста радиальных трещин максимальной длины (по Е.Н.Шеру).

Ввиду достаточной гладкости функциональной зависимости РСх/й) и медленного изменения У на любой момент времени по X., выполня~ ются условия: /cj/с/и1<'■<i ( f2j. - радиус любой из трех зон) и /<=/С£ 1 .

Тогда расчет для каждого X ведется в два этапа: вначале определяется jj^-Pix.i)только как Функция движения ГШ по оси заряда, а затем по и (2).В результате расчетов по разработанному

алгоритму, реализованному в виде ППП "MODELS",выдаются распределения

Данная модель приемлема для описания изотропных крепких горных пород, разрушающихся без существенных пластических деформаций, й ПД с давлением не ниже значения, при котором диссипати-вные силы начинают существенно влиять на их движение.

Точность расчета величины ^оценивалась путем сравнения с экспериментальными данными Н.Я.Репина. Отличие расчетных данных от экспериментальных по граничным и среднему значениям составляет не более 9%. На рис.2 приведен пример расчета Ер для взрыва БНГТНТ длиной 12 м, диаметром 250 мм в массиве крупноблочного габбро Баженовекого месторождения. Видно, что в нижней трети длины заряда зона разрушения максимальна при верхнем инициировании, а в остальной части - при нижнем. Кроме того, в нижней части заряда существует такая точка инициирования, при которой изменение радиуса разрушения по длине заряда минимально.

На основании выполненного анализа расчетов можно заключить,что совокупность начальных и граничных условий взрывания, характеристик ЕВ и среды однозначно определяет радиус разру-

р

а с с т о я н и е

о т

1 - верхнее инициирова-

ние ;

2 - нихнее инициирова-

ние.

радиус разрушения Рис.2

шения, и любое изменение одного или нескольких условий и параметров, их характеризующих, приводит к изменению ^р . Следовательно, невозможно дать однозначные рекомендации по оптимальным параметрам схваэшкной отбойки, единых для любых условий .

ЧЕТВЕРТЫЙ РАЗДЕЛ поовяшен расчету параметров сквахинной отбойки с использованием разработанной методики определения радиуса разрушения и опытно-промышленной проварке метода расчета параметров БВР при внедрении нового типа ВВ - порэмита.

Ввиду зависимости величины ¡¿р от хоординаты по оси взривной полости необходимо задать ее интегральную характеристику. В работе показано, что для кахдых конкретных условий взрыва сква-жинного заряда ВВ существует свое оптимальное, с точки зрения дробления и проработки подошвы уступа, место инициирования (нижняя часть заряда), когда (>Омало отличается от Л. Г

1 ВрООо/* ,

и.

где ^»чр " длина заряда; - длина перебура.

' Согласно известным исследованиям, разрушение от взрыва системы скзажкнных зарядов ВВ наиболее оптимально при их независимом друг от друга действии, что обеспечивается схемой коммутации зарядов ВВ и расстоянием межпу соседними, равным удвоенной величине радиуса разрушения .от одиночного заряда ВВ в данном массиве горных пород. Требуемую в данном случае величину радиуса разрушения принимаем равной К. рл с фиксируемым * чн , рассчитанных с помощью "МСЮЕЬЗ". Удельный расход ВВ рассчитывается по заданной сетке сквахин и длине заряда ВВ, определяемой высотой

уступа и условиями взрывания. Данная методика позволяет определять параметры БВР, хорошо согласующиеся с найденными путем под- ' бора, анализа и обобщения практических результатов вэрывоподго-товхи горной массы. Так., для условий комбината "Ураласбест" {габбро крупноблочные) сетки скважин, определенные по предложенной методике, совпадают с заданными в паспорте БВР,параметры которого отрабатывались экспериментально, а расхождение по удельному расходу ВБ не превышает 736.

Так как на большинстве действующих горнодобывающих предприятий параметры БВР уже отработаны экспериментально для штатных типов ВВ с приемлемым уровнем выхода негабарита, то основное применение предлагаемой методики - определение параметров БВР при переходе на новые типы ВВ. Для этого . с помощью расчета по "MODELS" действия схважинных зарядов заменяемого штатного и нового ВБ в одной и той же породе определяем условия для заряда нового типа ВБ ( 1>зар , и др.) так, чтобы их зоны разрушения максимально совпадали. Тогда, исходя из известной в теории упругости обратной задачи, при замене штатного ВВ на новое без изменения сетки скважин и задании для последнего из условия "совпадения зон разрушения" результаты взрывоподготовки горной массы будут совпадать о достаточной для практики точностью. На рис.3 приведена структурная схема методики определения параметров БВР (сетки скважин и удельного расхода ВВ) на основе расчета радиуса разрушения no "MODELS".

Корректность и точность построенной методики определения параметров БВР была проверена при внедрении нового эмульсионного типа ВВ - порэмита взамен гранулотола в обводненных скважинах на комбинате "Ураласбест". По разработанному способу -были экспериментально определены для порэмита =2.55, =4.4 км\с. Расчеты по "MODELS" были выполнены на примере серпентенитов и кварц-карбонатных пород. Согласно предложенной методике принимаем сетку скважин и величину перебура аналогично параметрам БВР для грану-лотола, вводя поправку только на длину заряда ВВ или, что то хе самое, на удельный расход ВВ. Из результатов расчетов следует, что зоны разрушения для порэмита и ВНГТНТ в одинаковых условиях совпадают с достаточной для практики точность» при отношении их

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ БВР - СЕТКИ СКВАЖИН И УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ВВ

Рис.3

длин зарядов, равном 1.04. Поэтому отношение удельных расходов данных ЕВ с учетом их плотностей должно быть 1.3. В соответствии с данными рекомендациями в условиях комбината "Ураласбест" было проведено три экспериментальных взрыва с общим объемом отбитой ГОРНОЙ массы два миллиона куб.м и зафиксировано совпадение качества дробления пород порэмитом и ВНГТКТ. Использование данной методики позволило значительно сократить расходы на внедрение нового БВ - порэмита вследствие исключения возможности ведения БВР в неоптимальном режиме при подборе параметров БВР на основе корректировки последующих массовых взрывов по результатам предыдущих (если исходить при определении отношения удельных расходов порэмита и ВНГТНТ из теплот взрыва, то это отношение должно быть равно 1.1).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано решение актуальной научной задачи по разработке методики расчета радиуса разрушения в крепких крупноблочных породах от взрыва скважинного заряда ВВ с учетом волнового движения ГШ по оси взрывной полости, позволившее установить размеры и форму зоны разрушения в зависимости от основных детонационных характеристик ВВ, Физико-механических свойств разрушаемой среды и условий инициирования.

. ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ работы заключаются в следующем:

1.Разработаны математическая модель, алгоритмы, программы для ЭВМ и методиха расчета радиуса разрушения в крепких крупноблочных породах на карьерах, учитывающие все основные Физические закономерности взрывного процесса в среде. Данная методика, реализованная в виде пакета прикладных программ "MODELS", позволяет исследовать путем численного эксперимента влияние различных параметров скважинного заряда ВВ (длина и диаметр заряда, ' место инициирования, плотность и скорость детонации ВВ, теплота взрыва ВВ, показатель политропы ГЩ, параметры ПД в точке Чепмена-Жуге) на размеры и Форму зоны разрушения в каждом конкретном типе горных пород, свойства которых задаются значени-

' ^ ' 6 ' ? ■ СГ ■ 14

2.Разработан экспериментальный способ определения характеристик ВВ в точке Чепмена-Жуге при возможности реализации его в производственных условиях с точностью не ниже. чем у существующих методов.

3.В работе доказано, что для каждых конкретных условий взрыва сквадинного заряда ВВ существует оптимальное о точки зрения качества дробления и проработки подошвы уступа место инициирования зарядз, при котором среднее интегральное по длине взрывной полости значение радиуса разрушения может быть принято для определения сетки скважин по известным методикам.

4.Для определения условий ведения БВР при замене штатного ЗВ на новое параметры БВР, кроме удельного расхода ВВ,рекомендуется оставлять без изменения, а удельный расход ВВ определять, исходя из условия максимального совпадения Формы и размеров зон разрушения от взрывов данных ВВ в идентичных породах. В этом случае будет обеспечен требуемый уровень дробления горной массы,имевший место при ведении взрывных работ с использованием заменяемого ВВ.

5.Внедрение разработанной методики осуществлено при замене штатных ВВ на порэмит в условиях комбината "Ураласбеет". Установлено, что отношение удельных расходов порэмита. к гранулотолу в обводненных скважинах должно быть принято равным 1,3. Данное условие внесено в "Паспорт ведения буровзрывных работ на комбинате "Ураласбеет".

6.Результаты выполненных исследований рекомендуется использовать при оценке эффективности дробления скальных пород новыми типами промышленных ВВ научно-исследовательскими институтами и при проектировании и организации ведения буровзрывных работ в крупноблочных массивах на карьерах горнодобывающих предприятий.

По теме диссертации опубликовано 7 работ и получено одно положительное решение о выдаче Авторского свидетельства:

1..Чихов И.А. Влияние движения продуктов детонации на давление, развиваемое скважинным зарядом ВВ / Интенсификация горнорудного производства. Тезисы докладов. - ИГЛ МЧМ СССР. - Свердловск. - 1989. - с.63-64.

2.Чихов И.А. Численное моделирование детонации схвахинных зарядов ВВ в крепких горных породах / Институт горного дела. -

Свердловск. - 1990. - 13с. - Деп. в Черметиифорыации 10.02.90. N 5359 - чм 90.

З.Олониев М.В., Чихов И.А. Экспериментальное исследование детонационных характеристик нового ВВ - порэмнта / Комплексное и рациональное освоение железорудных месторождений и охраны природы. Тезисы докладов. - ШШКМА. - Губкин. - 1990. - с.43-44.

4.Чижоэ И.А. 06 определении сравнительной эффективности различных типов ВВ / Комплексное и рациональное освоение железорудных месторождений и охраны природы. Тезисы докладов. - НИИК-МА. - Губкин. - 1990. - с.44-45.

5.Чихов H.A. Зона разрушения при взрыве цилиндрического заряда ВВ в крепких горных породах / Монтажные и специальные строительные работы. Серия: ЦБНТИ Минмонтакслеистроя СССР. - М. -1990. - с.19- 23-

б.Чижов И.А. . Определение зоны разрушения крепких горных пород цилиндрическим зарядом ВВ / Институт горного дела. - Свердловск. - 1990. - 16с. - Леп. в Черыетинфорыации 29.04.90. N 5454 - чм 90.

7.Чижов И.А. Влияние движения продуктов детонации скважинно-го заряда ВВ на размеры зоны разрушения s крепких горных породах / Институт горного дела. - Свердловск. - 1990. - 16с. - Деп. в Чврметинфориаиии 20.07.90. Н 5539 - чм 90.

8.Чихов И-Ä. Решение о выдаче Ä.c- СССР по заявке N 4697389/ 23 от 27.03.90. "Способ испытания взрывчатых вешеств".