автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Повышение эффективности разрушения горных пород на счет управляемой суперпозиции взрывных волн

МШегерс*во осв1?к Укр&1ая

р ^ пршчоруданй шлшт

с. Дел С'-Т

На оравах

ВЕШИВ Серг1И Георг1йовш1 с -

Ш 622.235.5:622.272

ШДВЩШ Е££ШШ0СП РУЙНУВ¿ННЯ ПРСЫЩ. П0Р1Д ЗА РАХУНОК КЕР0ВАН01 СУПЕРПОЗИЦИ ЕКБУХОВМХ М2>

Спец! иьн.в с г I : 05.15.02 -"Шдэекна

разробка родовиц кормсних копалка";

05.15.11 -"Й1зтш1 проаеси г!рнмчого виробництв&"

автореферат

днсертщЦ нь здобуття ньукоього ступенв кандидата техн1чних наук

КриЕиВ Р1г - 1994

Робога втаяааа в Яравор^зькоцу г!ршмвудноцу íbctes^xí

НауговдЁ Е8р1ги2п

доаюр недк,срг$гсор Кяпленко IUL

$$t¡¡t£ai осонеж:;

довго? sesaltMKx *гвук,ярзфэго1з Клочков В.§.

вбэдадег TesHíuiícc наук .Варогедяз Г.й»

-Прав1даа оргаи1зад1я - ВО " Кравбасруда", utcw Kpueiifi Plr.

Эежсг двссргвцИ в1дбуде*ься с -/fi °ijlMÚ¡0* Ш р. о ~~ годш! на з&с1дшк1 спец1аа!зовадо1 ради Д-1601Ш Кризор1зы:ого г1рнииорудвого 1нс?изуту за адресов: 324027-, м«Крзвий Pír, партз'Ьду, По

Z досермц!«® шшш ознайоииткеь & б1бл1о»&ц1 1нстхтуху sc адресов: 224002, и. Кразкй Pir, вуд. Цуггн1н&, ST.

Двгорйфорзг роз!слано ■ /■£ «гЖШШй Igte р.

Учаний секраггр • C3íS4ÍasÍ3f<ua5:o'f ради»

«нздщааг гвхи!ч«иж неук, Ji—-—

ивлфееор -—} "*

а

ЗАГАДЬНА ХАР1КаШС1Ки РСВСГИ

Антуальн1сть робота. Основнхм напряшсоы науково-твхн1чного прогресу в ускладнившихся економ!чних умовах повинно стати створення високоефвкТмвнкх технолог! й, зебезпечувчкх míhí -мааьну со<31варт1сть вироблдеио\' продукцП. В той же час, у зв'язку !з залученням до розробки зал!дистих кварцнт!в э нязь-юш buíctom зал!за та високос ы1цн1стс, а такси зниженнж р!вня ripHH4HX роб!т, соб!варт1сть сировнни метадург! йно! промхсло-вост!, яка видобуваеться на шахтах Кривор1зького Сасвйну, зрсстаг.

Тыщ»« чнноы, сучагний етап розвитку эал1зорудно1 гелуз! ставить все 61льа сулеречзхв! вкиоги до головннх ф!зкчнхх про-uocíb г1рнкчого виробництва. 3 одного Зону, виц обуток важко -випддтувано! сировгт, цо потребу« з5агачення, вшагав карого'-вання руйн!вних фактор!в вибуху. 3 другого боку, задача не мохе бути вкр1аена шляхом з5*дьзення обскгу Су*х;,1!-дривних роб!т. Цв аов'язано з кешнучкы у т&коиу вклейку зростанняи сейси!чно1' дП мьсових BtáyxÍB га 1х руйн!внсго вплизу на конструктивы! елеыенти систем розробки. Шдтриаання <х ст!йкост: ста« при цьоуу складниы, особливо по ы!р! зрсстання г!рського тиску. Окр!и того, перадкодою виступа* подородч&ння БД?, а тело* ско-рочення вияуску БР. ¡¡роте Ihskx, доскть досконьлих, техн!чннх píü-ень штання високоефектианого руйнування м1цних г!рсыких nopia у тепер1ан1Я час на ich-ytf, ньзвьжаечм на велику к!льк!сть праць в гьлуз! керуьання д!«в вкЗуху. Але « в наявност! мало ; опьнсевк! у п!дрквн!й cnpáei ф!зичн! явкца, зохрема суперпозиция вийухових хьиль та знш!цшавання в!д втоиленост! г!рськкх пор!д. Вони. сдромоЕн! сутткво я1дсклитк дезинтегрец!йну aí.v ви5уху за рьхунок згНльаення частей яого енергП, витрьчайыо: на корисн! форми роботи. -.Тс«у. а^двацзння е£-&ктивност! руйнуьан-

ня г!рськнх пор!д ояяхом гйдсилання локального подр!бноочого : эфвжту ямбуху, без його нароцувашш у в!дцаленннх областях -масюу, на засадах заяучання нетрадиц1йняс ф!зи«них принцип! в, эалнвааться актуальное проб демос г!рнкчого виробництва.

Цатою робота в п!двщвння афективкост! в1дбнвання руди та II ппдальшо! дераробки за {¡ахунок б!льш рац!онамШ}й*о викорас-- тайне анерг!! вкбуху на eraoi очисного виймання,

1дая роботи поляга*. у вшюристанн! ф!зичнкх тщ супер -ШЗЖц!Г ввбухових ХВНЛЬ та ЗНвм1цКЮБаШЯ в!д ВТОМЯвНОСТ! г!рсь-кдх пор!д заради а!двицакня ефектквност! %.% йгйнування. Науков! положения. як! звлшяпться в tsstfgf!: <■ I. При скороченн! протяжном! досл!да5у«мого в!др!зка колонкового заряду до величин», вр сутткво поступааться довжи-н! "випрои!нввано1 вибухово! хвш! , припинявться ях!сн! эм!ни його властквостей» В!н стае просТ1шш вклром1щ)вачек дипольного мшу з сиыатричною д!аграмою напряияеност!, близысов до торо-1дадьно1. Такая в!др!зок коже розглядатися як елеиентарннй заряд» Еламантарн! заряди, цо спрацьовують у склад! колонкового, здатн! спричиняти взакмопрвдущуюцу д1ю» яка проявляться у зннженн! параметр!в видром!нюваних хвиль та послабланн! !х под-р!бпючо! сдроможност!.

2» . Сукупност! евементарких заряд!в, цо складшоть колонков!, сунаршш д!«ю генерувтьхвидьов! поля, цо в!дзнанапться повврх-наш р!вних маасичяльнит наорут /енв^апружанями ловерхнями/. I» розтащування визиача* розм!ри та конф!гурац!о зон р!зно! градацП подр!бнешии

3» Частотно—часов! параметре сумаркмх вибуховкх хвиль колонкових заряд!» задежазь в!д порядку супарпозицИ частиннхх : , д1й влвмвнтарюсг" заряд! в. Тому ори нестац1онаршсс режимах дето-нацИ иожлива гемврування хвильових пол!в з налами трвд!енгамк

ивясинальних наорут /розсовувакня екв !ие;гружегг.2с ггезерхонь/ у мехах руйну^гоя об'«м!в г!рсышх nopt.r,. Цй сарагдаик перенос частики ПОДрМиУЕЧО! спроиояност! аибух"/ а бдижньо! ЭОНИ Boro д11 на периферии.

Цетоди дс1сг!дуещ>. Доя вир!сэкия доставления завдань буза використан* елроб!раь$л! кгтодя теоретичного анах!зу, метода модадювення та ексг-^рим'^ч&аьа! метпдя" э залучанням сучасло! высокоточно !• Bioti рив^дькоЧ** sor^Kcypu»

Обгсунтовви^гь та досузг.'^сть науховях полохшь, s-v uobeJb та рекомек';.5--' Я за£.'еагоч>с^лмсь Ешсористаншмлохэ-хень ^ундаышлааьних неук, ¿¡ьсуоеуванняы в!рог!диих метод!в 8н"?1ткчнмх, експериыентахьних досд!даень »в кадавоваиня, а Т'—гх ви^робуганняад у промисхових уыовах. Достоэ!рн1сть buchobkiв п!дтверддень доброе з<51ан!стю теоретичних та вкс-пврамент&дьних результат!в.

"аукова новизна роботи волятаи у внявленн! p&Kise Hul-доиих законом!рностеЯ виаром1нввання вкврг!! едек&нтарюшв зарддакч. Цв дозволило утошшти ix природу та д1», эапропону-. вехи нову методику роэрахунку хвкльовкх noxls кмопсовпс ааряч д!в та нов.-а cnociö кврування поддай.

Практике значение роботи полягш в мсяиивост! викорис -тадоя роэроблених способа секц! йного аисаджуваинл кояонжомх зьред!в та систем* випереджыочого !н!ц!св&шся свкц!Я. Викорж-.тамкя казванкх способа та система» при очисноцу вявмакн! п1д-вжцуи ефективн!сть в1д61&ки та деэкнтеграц!I кориских кспадхн.

увал!зац! я роботи. Результат* досх!д*внь аияористан! ори утворенн! Html в зад!зистих кварцитах в" квервшгу ocl * 8* горизонту э27 м, ешхти 1м. 0рдхон!н1дзв та при в1дб10ц! руди п1д час в1дпра«овання блоху 273-176« горизонту ®52 и, яка* "Гвава1вск«а" ВО Иривбасруда".

âgpodaaig робота» Основа! пологежя ça результата досл!д-веаь додов1даоice se огршшяи схвалсш ка Всесоюзких наукоао-- парадах та конфвренц1ях "Безпачна твхы1ка «а компяекс-

на изхан1зац1я буроа1дриаита роб!г на г!рничих п!дприенствахи /и.Воросяш)вгред, 2976/; Теория та практика проектування, бу-д!внш?гват& есзолуахад!! гшсохопродуктивних п1дземних рудни-KÍBH/u.tfe)«iaa,I09û p/í "1нтенсивн! метода п!дземно'1 розробки рудных "родовкц на велвких глобинах" /м.Ыосква,19?0 р/.

Цубд!кацН. За, касл!дкшк внконаннх досл!даень опубл!ковано 12 роб!т, одержано 4 аэторсысих св!доцтва.

Обсят тхаботи. Дисертаа!йка робота скдадааться 1з вступу, 5 глав та зак!нчения| вйаяедешос на 141 стор!нц! машинописного тэесху, ы1стить 85 рисунков» 4 таблиц!, б!бл!ограф!чний саисок, що Bútsff* 225 даэред, та 22 дадатка.

' ОСНОВЙИЙ 3MICT Р0501И

Центральна задада г!рничого виробшщтва - видобувамня корисних нопалин - сво«о суттю висовуи суперзвдкв! вимоги до зд!Ёсияваниг виробшкшх дроцвс!в. Прсыг! породи в ыажах шар! б, що д1ддагаа8Ь в1дбою, шеть бути в1дд!лашши в!д иасиеу, 1итвн-сшзио раздроблен! та к!нець к!нцвм дезинтегровош. У той же Ч£и що пршика« до обваяввках об'вы! в, s игтош эбереяен-

нr «ilçhocti, ш бутк гранично захш^зшш в!д руйнулчих вллив!в. Осганнй 1даобх!дно для п!дтр2мшшя ц!л1сиаст! поверхонь вкроб-лешк просгор!в, ягшх х'г.ре&бач&аться прийнятов сис-

tököo розробкз. Кр!м того» жйсть кадр!бншня ' capis корисно! еоошшки, BißStSsa mux. зд!Ясиа«1ься п!зн!ша% ü ткм б!л1люп, чш мена» вон» шрупеы! пазерздмма вибухааи. Тону пхдвицення ефэк-гивнаст! ртэати г1рнй«эдобувнмх а1дприздютв внмага«; локального лЦдашюшв яодр1бказ«0го ефекту вкбуху, без нарощування

такого у в1дд&лзни2 зонах иасиву,

Ан ал i э досл!дяень руйнувания г!рських пор!д, цо зд1йсш>-«ться sxSyxou, вккледених у працлх бьгатьох автор!в, эокреыа Л Л .Борона, ФЛ.Баума.Г.П.Демкдгка, Ы.О.Друкованого, ЕЛ .Ефремова, 4.1.Кучерявого, Н.В.Ыааьникова, Г.I.Покровського, В.Н.Рэдхоновь» Ы.д.Садовського, А.в.Суханова, А.Н.Хюукшва, св1дчить про те, цо частка енергИ вибуху, кха вккористовусться на зд!йсиення корисних форк floro роботи, по тепер!шн!Я час за-лиааь'ться незначною. В той хе час рад. ученкх, наприхлад В.С.Мец, Ы.П.Мсхначев, В.А..Падуков, зазначавть, цо в ыахлкв1сть суттчво п!двищити ефективн1сть висадхування за рахунох б!льш повного вигористання нетрадкц!йних аспект!в д!Т заряд!в BP та ф!зицних принцип!в, наприклвд, ефек?1в втоыяеност! та знеы!ц-нення потухкими вибуховшш хвиляыи. Ори цьому ы1цн! сть uarepía-лу коже змвнщуватися на порядок.

Незваяавчи на 1снуюч! прогалинн в теор!I руйнування г1рських лор!д вибухом, на твпер1шн!й час створено ряд прах-тичних лрийом1в керування д1«ю вибуху, цо частково в!дпов1д«ють висунутим виыогам. Проте ходен э них не « в1льдаы в1д вад.

Ця дисертац!йна робота, у св!тл! вмкладеного, вкконана в метои подальшого вдосконадення Мдб1йкм, подр!бнекня та деэин-тегрьц!ï зал!знлх руд, без ц1дсилення руйн1вних вплхв!в на масив. При цъоцу вир!цувались так! наухов1 задач1:

1. Установдгвадяся роль вибуху в дезкнтеграц!! коркскхх копвлин та uaxl його доц!льного використання у эагальноцу процессу йнування.

2. Установлюваяися законом!риост! вкарои!шзвання колонковыми зархр %им вибухових хвнль в оючуюче середовхце та власти-boeri хвильових пол!в, цо формувться в ньоыу.

3. Розроблювалися метод* керування д!«а> вибуху, met.

&

■ зпдидмиш енергетичн1 витрати на в!дб1й у неяивх пптвшиъкэт, п!двищую»ь ефэхтг$вн1сть руйцування вибухом. Прицьому ставилось за лету максимально п^дсилитл ефект знвм1цнввання иахер!алу НрсысоГ масн, цо в^дбита, для шмегаення операцШ невнбухового аоДр^бнення п!д час збаганувщаа корисно! копалини.

Доя рац1онального розпод1лу загалько! роботи руйнування г1рських пор!д шш1ж р!зними способами П вяконання та для вибору напряшс!в удосконадення вкбухового способу, було зд!йс-нвно пор!внядышйанад!з р1знюс метод!в руйнування з оц!нкоа 1х за критер1«м вартост! вмконання одиниц! роботи дезинтеграцИ. Зокрека, для вкбухового та механ!чного мвтод1в, в1дноаення цих вартостей виглдцал так CjCг- ¿¿i/U2(fJi/'^z)~ Башмо, цо величина в1дш>2веиня зал ежить тхдыш в1д штомих вартостей видка енерг! i, ер вивормстовуються, та Ц ^ та в!д сумарних к.к.д. uexaalauta та процес!в та 7} ^ . Це дозволяв оц!нкти вфвктивн1сть зд4 йснення поено? роботи руйнування piamws шляхами величиною в1дкошення

де (3. _ - варт1сть питомо! роботк руйнування г1рськкх дор!д в!д вих!дного стану до материалу кхнцево! крупност!, во шшоцуаться посл1довно вибухоы та у ыехан!чкоку цикл:;

- BapricTb vlul к рсботи, при П мех&н! чно!цу зд1йенен Hi» - cryniHb руйнування, що звйезпачу'Тьср. вкбухои.

Днад!з вкразу /I/ прис! в до ьискзвку, ща роль вибуху uan обиазувагися то:шолог4чко доц1льш^^'парайетраггк г!рничого ви-рсбництва - TiSbKii «к безальтариа'::!эного засобу в1дд1дення г1рськях пор{д е!д ыазиву. f tor? час з*ясовако, 1цо головни, руйгдгача вкбуху ь^стетьск у розветку пркхованкх форы дозин-Terpaqf t вксада^®ш;1юго ыьхзр1аду, цо вияораетовуатьсд у геше-

о

р1ен18 чае издсстгяцьо. З&яка зал&гезта а кгзах'

гезмолдНиио! дсц!дьнос?1, гозяа а1д£яга' Кого в.к.д. га ра^у-»02 ¿тдссгон&яення ввсад^вакня па грьох издр^^згд:

1. Шробказ г1рськкх пор1д у цезах обваявеша сб*вя1з «£йугов1аЕ1 хейДшя високо! 1нтенсшц!ост1, цо сикгаюэуъ буришвий р!с? 1х дезннтеграц!! в пркхо»вн18 форц!..

2. Шдсыленняа втоиденост! п!д д1№ спбуху на г!рськ! породи.Зд!йсш!ться це за рахунок недакня навемтсаенкэ г!рсь-гак пор!д пульсупчзго характеру.

3. Знк=£нгиз( втрат ®нврг11 вкбуху з зон! його бразетгио!

дН. ;

Досл!дгснш53> первого напрямцу удосйоналеиня л1дразяюс способ! в руйнуввнвд, вИЕонашоп! изтодша спектрального еиэл!зу та синтезу, установлено, цо едеиеОТарн! заряди у садед! колон-кових б прост!иими втрш!нювачзшдщюдьного ?кпу. В!да!тисэ ознакоо, що дозволяв в!днестк заряд до елгщектаршсс, наступи мала г.ротяжшсть заряду у пор!вняои чз довакнов вяпрЬа!ко -вано! у зовнхшм серадовшце хвид1. Експериыентально була п!д-тверцаена каявн!сть ус!х передбачвних теоретично ефект!в.

- * Завдякн цьому стало иохливт вккористання поняття коротко -

часних елеыентарнк.х 1ицульс!в.

ТакнП п!дх!д дозволив записьти спектр !мпульсу, вхпром!-ненсго елеиентари1а» зарядом, по в1дД£^езшг5 в1д !н!ц1атора на

- в!дстань а , при його надходвекн! в точку спостережегая, яка розтазовшт на в!дстан! Т* в!д элементарного заряду:

£ г ' ч"

-§1Шг - Г <£г ... '

а~г (гШпГ 1

• со

да - Еэеф1ц1виг за^хзнкя; /?с - рзд!ус заряду%

- позааакк гейшгграчнаго розб!гу; Сл) — частота гар-к0н!131 * - дзтш2цн{ -евздк!сть

сзЗухсгак хзагь| С - чаз. 1 вираэ! /2/ ф>1Егц1а чзсу

де % - доттакна контакту заряду 1з серадовкцеы у -перзр!з1 а ; Рд - тлеяу фронт!детонац!? ; -

цо ураховус. спад тисну двтошщИ^ <^>п - фунхц1я • переясмленна двхонвд!йноХ хвал! в ударну; - функц!я

раавцЦ зарддно! пороинкни на детонац!йнкй Ьшувьс; - '

фуша^я, Ер характеризуй властиаост! дсрсшшни, як випром!н$-ваши .•■"■

Останн! три в!дбиваать складний процэс трансфор -

мацП !мпузьсного навантакання ст!нок заредно! пораянини про-

дуктаии детонацН у початкову ударну хвшш.

Шдновлання род1алышх та кодовиг напрут, цо утворен! ■ * .

д!«в С -го еламадтарного зароду, кх часу, зд!йскх>-

вться за виразадо:

оо

—«д •

да Ц, -коеф1цйнг Пуасона. Напру^эннй стан середовица эна-ходиться !нтегруваншм для кожно! точки простору д!й /3/, цо утворен! ус!ма влеыентарнимм зарядами. ^ .

Виронаний аа спроценою методикою анал!з дозволив виявити законом!рнос« форыування хвильових пол! в колонкових заряи!в, 1хню внутршаэ структуру, обриси еквшапружених поверхонь, цо

оточувть заряди. При цьому стало очеводнэм, цо задача noxtn-пення яхост! подр1бнекня г!рсько1 ыаси, р!вно як i-однородного розпод!лу у hí й ступени приховано! дезинтеграцЛ, в км агав як наяна найадаршого розеунения, в мехах шар!в, цо в1дбивах/ться, егвхнапружеких поверхонь, як! блязък! до оптимальнях. Це дахо эыогу запрспонувати принцип керування д!«с вкбуху, що докор!н-но зи!ноб розпод!х його руйнуючо! спромахност! у простор!: значно знихук П безпосередньо б!ля зарадних порохкин та певицу« на в!дстанях, близьких до типових значень л!н11 кавиен-шого опору /ЛКО/. При висадхуванм! м!цних та середньо! ы!ц-ност! rlpcbiutx пор!д тахий ефект досяга**ться розщелденняы сумарних вкбуховкх хвиль у посл!довност! частшших та керова-ною суперпозицию останн!х на певних в!дстанях в!д заряд!в. Техн1чно в!н мохе бути зд!йснеккй пляхом под!ду заряд!в на р!вн! секц! i та i'x п!дривом у резин! виларедяаэчого !н!д!х> -вання. У випадку розм!щення пом!* секц!яыи !нвртних пром1жк1в частинна хвиля, що випром!нена ¿ -oso секц!«(о. опнсувться системами нер1вностей:

+[¿-а-ПТ-ÍID]C*/D}CHD*-C* Í

' (x + Ltf+ (/z*[t-{i-t)r-tlD)ZCZi /ь/

/б/

дз С — швидк!сть розповсвдяення вибуховкх хвиль; Т -!нтбрвадиущв!льнання слрацьовування свкц1й; I -довшна секц!В.

Сксгема /'-4-/ в!дпов1дай д!лянц! частинно? хвид!, де И внутр!оня стр^лстура вкзначае дворазове накладання д!й, системе / 5 / та / б / - д!лянкам одноразовое д!й. В умовах в!дсут-ност! 1нерго«х пром!кк!в частшн! вибухов! хвил! розаадаються на основн! та додатков! 1 описуються набагато складн!шими системами. Розв'язування систем на ЕОЫ "1скра-Ю30 Ы" дозволили побудуватм хартини хвильових пол!в для годовних випадк!в датонац!! колонкових заряд!в. Одна з картин розташування час-тинних хвидь приведена на рис.1.

3*ясувалося, що найб!лыя прийнят-ниы для регионально! д!1 вибуху вид суперпозиц!У частинних хвиль виникаь' за уыовою

т;=(о,5-о,7)ьШ. /

Рис.1. Картина хвильового поля» що форьгуь'ться секц1онованиы колонковим зарядом з !нертними :фом!жхами, при В—С та х - Ыгп , у мигь зак^нчвння деюнац! У р секц1! з шредковим ноаерои £+1 га " - символи, поэкачаю-

ч! розширен1-та стиснеЩ д!лянки частинних хвиль ; С еяриятлива для подр!бнювання в!дстань в!д заряду до в!льно1 повархн!»

Дотримвння режиму /7/ забезпечу« кратность накладання частинних хвиль поблизу вхлыю? поверосн! у мехах 5-6, цо суп-роводжуегься в1дпов!днин зростаннвк fx потухност!. Мае м!сце такса значив знихання напрут поблизу заряду. Завдякх цъому я досягшться псзитивний вфвхг пвребудовк зон подр!бнення. Величина ЛНО 1з довзиною секц12 у цъому вкладку эв'язена сп!вв!дношенняы W= (3 — 4)1 .

Аналхэ хвильових пол!в, цо генврувться при секц!йному способ! п!дривання у режим! вилерегдагчого Мц^вання секц!й, показав, цо зарядами випром1ншться псевдокон1чн1 вибухов! хвилз навить у раз! використання внбуховкх ргчовкн з самими иаяими авидкостяыи детонацП. Так! поля наЗуваять схож!сть з полями, цо фориуються при безперервн!я детонац!! зардев з! швкдк1стс Х)> С . Таким чином, залропонования спос!б п!дри-вання колонкових заряд!в дозволяй пскднувати у кожному зарвд1 достоинства як високоевйдк!сних, так ! низькоевидк!снкх заря-д!в BP. В!дм1нно«з рисою зардев, ^о секц!онован!, « зростання е**;кту суперпозиц! Г:н0Г0 п!дсильння виЗухових хвиль разом з ix pyxou ьглиб в!д5иваииих capiB. Це.ров'язано з п!двиценням ' кратнэст! накладання частинних хвиль, яке супроводжу« рух.

Секц! ;1ки,~ слое 15 п1дри.вашя, спргч значкого п!дсилення pyliHiBHoi д1'1 зарядов на в1ддьлен: в!д них, зыЗ&злечус р!зке скороченкя зони зайвого подр'бкекня г!рсысюс поргд. Де в!д -буза^ться за рахунок роэпьду потуамкх ударних хвиль поблизу заря^них порожнин. Ця обставила емдчить про зменаення бри-зьнтно? дП вибуху та в1дп&ыдних дарёшшх витрат яого енерril.

ТЭкрЫ того, . npo6ir по гхрсьних породах посл!довноствй зон хвильового поля, як! в1др!знкйться тиы, що кратн!сть накладья-

и

ня в них частинних хвнль пвр!одично зм!шэ«ться тб в б!лышй, то в менший Öls, утворюа пульсуюче нааантаження руйнувмого сервдовкца. Oote cnociö висадиування, що роэглдцайться, забеэ-пачул анем!цнення в!д втомленост! в!дбивавмо1( г1рсько! пася.

Для практично! peaataaqti способу свкц!Иного п!дривання , колонкових зарядов в режим! вкпередхаючого !н!ц!вванкя секц!й буда задропонована та експерииентально в!дпрацьована система п!дривання, яка д!в на ванальних хвилях. Система являв с об о» яоздовжно пов!тряцу порожющу, обмежену по б!чн!й поверхн! тонкостхннос цил!ндричнов оболонкою, та маючу в соб! пер!одич-но розм!щен! пром!жн! !н!ц!ахори. Система роэташовувавться усередин! шсЗухово? речовини сверадсвинного, чи то шпурового

заряду / рис.2 /. Приитльшш.

Канальца жёиая

Детона цшнс *6u.nt

if 2] \5 ' *

Рис.2. Схема випереджаючого !н!ц!свання секц!й колонкового заряду канальними хвилями: I - ором!жн! !н!ц!а»ори; 2 -шэдовжня лов!тряна порахнкна; с 3 - BP колонкового заряду.

Кожний пром!хний !н!ц1атор п!дри-вааться ударное д!вв на нього ка-нально! хвил! ра-к!ше, н!я п!д!йде детонац1я по ко-локц! BP. При цьому BiH став вогнищем випереджаючого !н!ц!ю -вання чертовой секцП та випро-

м!нвваяам канально! хвил! у напрямку наступного !н!ц!атора.

Вшшредасче !н!ц!ювання эабезпечувться тим, що швщ,к!сть руху канальетоС-хвидь у 1,4 - 1,6 раза перевищт швидк!сть

т .

детонацН оточупчо! пов!трдну порсшняну ввбухово! рйчовюш. Запропоновдаа система д!дривання на о1дввцу« небезп«хпроб1т, тоиу цо на ы1схюь внсокочутливнх елемент!в. Пром1«н1 1н1ц1ь-тора дошоть собою ашхн ороиисхово! НР» спордддеш концентраторами, цо р1двицують 1х сдрийкятлкв!сть до канахьккх хваль. Система монтувться з однотипних едемент!в скхвдвннет 1х у г1рлявду на ы!сц! варобллння эараддах роб1т. Осяащувадня аа-рядних порохнин системами оОдривания ад1йснкм*ься в процес! 1х пневмозаряцдання. Подаються вони разом !з зарядикм идангои, а пот!м ф1ксуоться вибуховою речовиноа.

Висоха ефвктивн1схь способу та систеам п1драваиня буха п^дтвердаена численники експеркыектшн. В експераментах до вибуховому руйнуванню скдяних моделей зеф!ксовако скороченнд зони подр!бнивання поблизу заряду яри його секц!онуванн!. Близько кра]£в моделей» що в!дпов!дають в1дьн!й поверхн! у натурних умовах, руйкувакня матер!аду, налпакн, значно-зб!льяу-«тьсд.

Вир!внх>вання показ них! в подр!бнення в руйнувыоцу об'«а! виявлено також в експерииентах по висадхуванно моделей 1э мар- -

муру з хоеф!ц1«гнтом м!цност! 6-7 та !з граи!ту а коеф!ц!витом

■ - •

м!цност1 12. До того х з'ясувалося, цо позитивн! властмвост! секцЬжованнх заряд! в зростають разом з л!двиценнлм м1цност! матер!алу.

Описан! система та спос!б п!дривання буди детально аипро-буван! у промисдових умовах на горизонт! 527 м вахти 1м.0^*О-нШдзе ВО "Кривбасруда"» Для цього в квершлагу ос! + 8 була утворена н!оа, на яку вертикальними парами в!дбивалися залазим! кварцити з хоеф!ц!«нтом м!цност! 20. Внх1д негабариту знизився на 25 %, середньозважений розм!р куска - на 30 -50 л. Окр!м того, при переход! фронту роб!т з контрольно! д!лянки

на досл1дну стслося эростання внсоздаш вибоэ з 2А ДО 2*65 и та сдибкни з 2,3 до 2,6 u. 1обто плохца поверх»! вкбоз зб!дшн-.лась на 34,8 %. При цьоцу Началось талсок обсалення масиву э • боку flpjToï Bixmoï поверхш. Дз св1дчить про знаете п!дышш-яя pyfiHÎBHûï д!'£ вибуху, хоча суиарний заряд свердловин tía • jjoftaifiHÍíl Д1лянц1 був м&ше зараду на контрольнхй. У п!дсуику : ситоиа витрата вибухових рачовин на досл!дн!й дхльниц! знизи-, ;.дася на 44 %, а вихЦ г!рськох цаси з одинмц! довжини зарядов -зб1ль2идся на 32 %.

Широкомасштабн! промисдов! вапробування ц1йТ роз робки були эдхйснен! на горизонт! 952 и иахти "Гвард!йська" ВО "Кравбасруда", де з використанням залропонованих способу та систеыи п!дривання було а!дбито 30 тис.т руди. Роботи ведися в 'блоц!173^176 при а1дпрацювагш! леиен! покледу "Сх1дния",.щ? . скаадеиий др!бнокристал!нноо; тонксваровою, неп^льноа ыарти-lOBO» рудоа "хщахв.* а «оеф!ц!цнтом м1цкодт! 6-8. В ïx ход! буяа,утворена п&сИчка^та зд!йснено ыасове обвалення руди /ододдувадояи св^рддовиниих зарядов д!аметром 105 мм. 'Хоча &ÍJ/5ÍB свкц!«иованикй зарядами з деяких причин зд! йснивався в несараятливих уновах*. п!д час досл!дних вибухав був отриманий вхонсм!чнй{| ефект в розм!р! I иян.440 тис.крб. в ц!нах червня 1933 року. £коном!я обуновлена зменшенням питомо*' ьитрауи вя5ухових речоакн на в!дб!й э 0,424 до 0,4 кг/т та на вторин-; не хщдр1бн0ння з 0,076 до 0,008 кг/т, а токах п!двищенняц продуктивном! прац! роб!тника по блоку э 28,6 до 31*1 v/au, Д!аметр вереднього куска на досл1дшй д!ляиц!- зменшиася до 155 мм, проти 173 мм - на контрольнхй. •

Найвищу вфективн!сть секц!онован1 зарацк мьать ори дП лС дкустично коротких породах. Для ефективного роз-

витку процес!в втомленостi у слабних та тр1щкнуватих г!рськях породах, розроблен! та видроЗуввн! cnoctô п1дрквання та кон -струкц!я зарядов пульсуючо'х дП. Коливальний характер наванта-хення масиву на всьому протяз! колонковых заряд!в забезпечу«-ться при цьому проб!гами у продуктах ïx детонацП ударких хвиль, що генеруються вибухали коротких додатковкх зардц!в, ян! в1док-решютться в!д основних !нертними пром!яками односторонньо! ail. Дром!жки витримують д1ю тих частин заряд!в, во слрацьо -вують ран!зе, aie легко руйнуються бризантное д!йю п!зн1ае спрадьовувчих ïx частин, особливо, якцо перегородки, як! ы!с-тяться у прометках, виготовлен! розн!инкмк, складеними !э сфе-ричних сектор!в. Очев!ино, цо для зд^сненкя пульсувчо; дН ' колонкового заряду Яого 1н!ц1?:вання повинно печинатися з ¿¡сносно}' частинк в:д торця, цс прклягш до додатковкх.

Перел!чен!' рекомекдад1ï в!дпов!дьать поставлен!й мет! у т!й м!р!, ко, ni исключи локальну руйн!s ну виЗух!в; нв ут- . воресять дацаткових нааанта-Еекь на масиь. Дь вилляв»; ta зигь-саннясуперпозиц!Иного п!дскх<жня вкбухэвих хвнль та анек!цнення в!д итомленост! п!д ьпливои пульсу т.чу.х н&наитшеекь, по в1дбуиь<;тьск на значних е!дст&нях Bis заря:;'в та завдяки чому ïx тан стьи тако»;, чха не в!др1зия*Т1»ся в!;. д! S зарядов ТрадИЦ^РНО! конструкц! Ï.

Соц!альн! аспекти ьяриь&дреккк результат! s досл!дхемь у виро^ництва иов'язан!, перк ¿а ьс*. з л1двие>*икям безпеки л!д-зекнкх ri рнич}!Х поС>!т. Ile е£уи.<ьлскэ скороченкям ькходу нагь -бариту, эавдякк чому ¿мь^у^ться оЗ'»-м небезпечмих роб!т по вторинно«у Л&Др1бНьНК!... ¡Пдьиетьня CTÎrï!:-CTi контур i в очисних простор!!:, за рахунок полпенни робота ь умоьах кутс-

и»

вого та торцевого эахиси!в та рационального вибору схем роэ-бурюаання, змеищу* втрати та эб!днюввння хорисно? копалини, тобто даь' основу для 61 лью сцадливого використання природних ресурс!в. Пол1пшення гранулометричного складу г1рсько! паск п1двицуъ* продуктивн!сть прац! г!риик!в.

Еконоы!чний ефект дисерга^йшЯ роботи визначаеться: а/п!двищенням якост! подр!бнення руди ; б/ зментенням об* «цу бурових роб!т ; в/ скороченням питомо! витрати вибухових речовин ; г/ зншюнням енвргосмност! подр1бнювання руди ; д/ зб!лыаенням витягання ¡зал!аа.

0ч1куваний економ!чний ефект в!д впровадаення сехц!йного способу п!дривання при очисноцу вийманн! на шахт! "Гвард!й-сьха" ВО * Кривбасруда" склада«; не цензе 64 млн.крб. на р!к.

ШСШВКИ

На грунт! результат! в виконаних досл!д*ень в дисертац!!' дано нове р!аання актуальной для г1 рнмчодобувно'}' промисло -вост!науково-тахн!чноУ задач! по п!двиценн» ефективност! руйнування г!рських пор!д за рахунок використання ф1зичного явища супераозиц!I вибухових хвиль.

0сновн1 науков! висновки та практичн! рехомендац!^' звог дяться до такого:

I. Найб!лыв суттчва частина енергП вибуху, що витрача- .* иться корисно, поглинеъ'ться прихованими формами деэинтеграцП, тоцу перспективи його удосконалення мають лов'язуватися з п!дсиленням ефект!в втомяеност! в г!рськнх породах та знашц-ншвчо! д!1 потужних вибухових хвиль, при обмеженн! максимального ступени дезинтеграцП.

2. Еяементарн! заряди у склад! холонкових в пррст!вюш випроыхнЕвачалт дипальнаго типу з тороГдвлык» д!аграною напрянденост!, хцо виявлявть вза^мопридушусчу Д1в.

3. Побудова хвильових дол!в колонкових звряд!в п!дсумо~ вуваиням д1й елеиентарнкх дозволяв виявити 1х внутр!шю структуру та залропонувати нестацхонарк! рехими детонацИ, як! приводять до перенесения частини подр!бныочо! спромоашост! вибуху з ближньо! зони його д'П у середнл та дальне.

4. Секц!йний спос!б п!дривання колонкових зврдд!в в резиш вкпереджавчого !н!ц!ювення секц!й р!зко п!дсилюи руй-нхвну спромоян!сть вибуху при б!лкв равном!рн!ы роэпод!л! у простор!; тки сошш вхн дозволяв у кохноиу заряд! па»дкати позитивн! властивос?! ! кизькобризантних, ! високобризантних заряд! в ВР.

5. За над!рянй та безпечний зас!б практично! реал!эац5У сокц1йного способу шдрившшя править система випередааючого хнхцЫвання, прахдоюча на канальних хвилях.

6. Ефективниы засобом розвитку втоыленост! г!рських пор1д ч заряди, цо забезпечувть пудьсац!1 тиску продукт!» дбтонацГ1 у зарядних порожняяах.

7. Радикальна суперпозиц!я вкбухових хвиль полегиув роботу свердлозиннкх зарядов в уыовах кутового та торцевого затискхв.

8. Виксристання особливостей фории екв! напружен их поверхонь дозволяв здхйснктн вкбхр доц!льнкх схем разбурюваиня цаскву, цо псдхетують подр1бнання видобуввтгоТ сировини, . якхсть оконтурзвання п!дзеьаоос порокнин та ст!йк!сть поверхонь.

9. Досвхдна переахрха разробденкх в дисертацИ рекоменд*-

го

ц!й а1д*вввдила.зб1льшенкя к.к.д. вибуху за рахунок рац!опального а1дс»лет1я подр!бновчо1 та дезинтеграц!йно1 д1й заряд!в у вхдбиваиммх г1рськ*х породах, цо нас м!сце при викорнст&нн! нестац1онарннх ревим!в детон&ц!?. Таким чином, освоения результата роботе промнелов!стю мае дета великий соц!альний та еко-ном!шшй ефвят.'

' Основа! положения дисартац!! одубд!кован! в таких роботах:

I» Метод расчета длительности ударной волны при взр.чве колонкового заряда //• разработка рудных месторождений: Респ. мажвадоиств.кауяи.-техн.сбвыо.24.-№1вв, Техника, IS77.-C.56-6I. ■

2* Длительность ударной волны, приходящей к обкггенкой поверхности при взрыве колонкового зараца // Разработка рудных месторождений: Рес.межведомст.научн.-техн.сб.,вып.2&.-Киев, Техника* 1978.- С.М-22. -

3. Повышение эффективности разрушения железистых кварцитов // Разработка рудных местороадвний: Респ.мехведомств,научн.-техн.сб., вып.46.- Киев, Техника.- С.28-35.

4« Пошоенме дробящего действия колонковых зарядов // Разработка рудных местсровдений:Респ,межведомств.научн.-техн.сб., вш.50.- Киев, Техника.- C.4S-55. /сп!вавтор Каааенко D.H./.

5. Повшшнма эффективности скважинной отбойки напряженных рудных массивов // Горное давление и технология подземкой разработка руд на большое глубинах: Ыаучн.-техн.сб. ИПКШ АН СССР.-Москва,1990.- С. 103-106 / сп!аавтор Капдеика fi.il» /.

6* Разрушая* крепких горных пород суперпознрувцими удар-ышж »окнами // Разребстка рудных месторождений. Виа.53.-ЗДраоВ Ваг, КГй£19Э2.-С.47-ЬЗ / сп*вавтор Иаааенхо JUL/,

7. Еэрнзчатая композиция // к. с. & 730594 /сп1ваэтор Кдлленко S.U./.

в. Способ разрушения горных пород и заряд для его осуществления // A.c. Б 1478776 .

9. Способ разрушения горшх пород с высокой акустической жесткостью // A.c. £1623306 / сп1вавтора Капленко D.H., Гриценко Т.С./.

10. Колонковый заряд Ш для разрушения горных пород // A.c. ¡? 1630447/.

11. Повышение эффективности отбойки руды прз камерных системах разработки в условиях Криворожского бассейна.-Кривой Рог, 1882.- 12 с, Дел.в УкрНШйШ 09.G8.83, *3765Ук-Д82 /сп1вавтори Капленко D.O., Маштаков В.П., Чернокур В.Р./.

12. Павьсекие разруващего действия скввакнных зарядов при нестационарном режиме их детонации // Теория и практика проектирования, строительства и эксплуатации высокопроизводительных подземных рудников: Тез.докл.на Всесоюзной научв.-тохн.8онф.-Уосква,1990.- C.3I-32 /сп!вавтор Капленко D.H./.

. Timoîeyev S.G. Increase of effectiveness of rock destruction at. the expense of controlled superposition of blest wavea

Dissertation for conferment of a decree of a l'aster of Science (Engineering)(manuscript) on two specialities 05.15.02-underground mining of economic mineral deposits and 05.15.11 1 physical processes of mine oanufacturing. Krivoy Bog I.'iniag Institute, Krivoy Rog, 1994.

12. scientific works (4 — inventor's certificates), «hieb contain theoretical investigations of blast waves radiation by blast and experimental results are defending. New jsethod of breaking by sectional explosive colunns has been designed. Industry tests of sectional method cf blasting have been carricd put. Data of itо effectiveness ore presented.

Тимофеев С.Г. Повышение эффективности разрушения горных пород за счет управляемой суперпозиции взрывных волн.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата техни -чзских наук / рукопись/ по специальностям 05.ÎO.02 - подзеыная разработка месторождений полезных ископаемых к 05.1а.II - физи ческие процессы горного производства. Криворожский горнорудный институт, Кривой Рог, 1394.

Защищается 12 научных работ /4 - авторские свидетельства/, которые содержат теоретические исследования излучения взрывных волн зардцади и экспериментальные результаты. разработан новьЕ способ отбойки секционировании^ колонковыми зарядшж. Вшол -нены промышленные испытания секционного способа взрывания. Приведены данные о его эффективности.

Кяючав! слова: вибухов! хвил!, секц!йний способ висадяування.

г