автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.11, диссертация на тему:Разработка технологии взрывных работ, ограничивающей разрушающее воздействие взрывов на законтурный массив

юяшотеротво народного oepagobahiíh КАЗАХСКОЙ ССР

КАЗАХСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАННШ ПОЛИ-ТЕХКИЧЕСКИЯ ИНСТИТУТ ИМ. R И. „ЯНИНА

На правах рукописи JîyiîKiin Игорь Bacit.îbesîn

уда 622. 235.5

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ БЗГНВКЫХ РАБОТ, ОГРЛШ-ЧИВАИ11ЕЛ РАЗРУШАЮЩЕЙ ШЗДЕЙСТШ ШШЮП ИЛ ШСН-ТУГМ£1 МАССИВ.

СПацГШПОМЬ OS. 1Ü. LI "Физичэето!!? щ>цэсеи горного щхэнзмзяечш"

АВТОРЕФЕРАТ

дйеерртшшн на со!н?!мя1!н> учимой степени

кандидата технических наук

Алма-Ата - 1991

Работа выполнена в Казахском ордена Трудового Красного Биш.ани политехническом институте им. В. И. Ленина.

Тйучкьй руководитель: член-корреспондент АН КазССР, доктор технических наук, профессор Ракикос Коя к ракиаивнч

фщкалькы* оппонэкта доктор технических наук, профессор Казаков Николай Николаевич кандитат технических наук, доцент Пшеничный Анатолий Яковлевич

Еодусре предприятие - ВНШЦветмэт

Зашита диссертации состоится " ggi r.

часов на заседании специализированного Совета

К 058.03.05 с Казахской политехническом институте имени В. IL Лэ-нина (480013, Алма-Ата, ул. Сатпаева, 22).

С диссертацией 1:0*210 ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан " LQC

1991 Г.

УчшшЯ секретарь специализированного совета, канд. техн. наук, доцо)(т / .. sf^-"^-•> И, ft ГяЛим

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы исследования. Для дальнейшего совершенствования способов разработки полезных ископаемых необходимо качес венное изменение существующей техники и технологии открытых и подземных работ, прежде всего буровзрывного комплекса, от которого зависят показатели всех последующих технологических. процессов. В то же время не нашли должного решения многие задачи, связанные г защитой законтурного массива от воздействия массовых взрывов: достижение длительной устойчивости бортов карьеров в предельном положение, обеспечение сох-, ранности подземных выработок и целиков.

С увеличением глубины карьеров применение общепринятой технологии погашения скальных уступов существенно затрудняет достижение необходимых углов заоткоски. Попытка использования специальной технологии заоткоски скальных уступов, применяемой в гидротехнике и базирующейся на использовании взрывных скважин малого диаметра показала, что темпы заоткоски при этом в несколько раз ниже, чем это необходимо для своевременного погашения уступов. '

Основным препятствием к широкому внедрению специальной технологии заоткоски на крупных карьерах является отсутствие методики расчета параметров БВР в приконтурной зоне и технологии, обеспечивающей сохранность скальных откосов при производстве промышленных взрывов. Поэтому изучение процесса распространения волн напряжения при взрыве скважинных зарядов различной конструкции с разными интервалами обеспечивающей длительную сохранность охраняемых горных объектов, является актуальной задачей.

Целью работы является разработка технологии взрывных работ, ограничивающей разрушающее воздействие взрывов для обеспечения длительной сохранности объектов.

Идея работы заключается в установлении закономерностей формирования и распространения полей напряжения при взрывании скважинных зарядов с различными интервалами замедления для выбора рациональных параметров взрывания. .

Научные положения, разработанные лично диссертантом, и.их новизна:

- установлено, что при взрывании нескольких тешимых

зарядов на оси, соединяющей центры отдельных зарядов с обнаженной поверхностью (в ближней к заряду зоне) образуются области всестороннего объемного сжатия, а у обнаженной поверхности - области объемного растяжения; размеры и местоположение этих зон зависят от коэффициента сближения и интервала замедления зарядов.

- предложена математическая модель двухсекторного нагру-гкения скважинкой полости в горных породах, с помощью которой рассчитываются оптимальные конструкции зарядов ВВ направленного раскола и параметры контурного взрывания.

- установленная зависимость интервала замедления при КЗВ позволяет снизить воздействие массовых взрывов на охраняемый массив и улучшить качество дробления горных пород.

- разработана технология взрывных работ в приконтурной зоне карьера с использованием скважин обратного заложения (с углом наклона в сторону породного массива), расчетные параметры которых обеспечивают образование устойчивой плоскости уступа и способ взрывания в подземных условиях, отличающийся внутривеерным замедлением к снижающий воздействие сейсмовзрыв-ных волн на днища блоков.

Обоснованность и достоверность научных положений, выодов и рекомендаций подтверждается:

- совпадением результатов модельных взрывов в лабораторных и полигонных условиях с результатами расчета полей напряжения на ЭШ при взрывании одного или нескольких зарядов;

- положительными результатами разработанных методов ограничения действия взрыва на законтурный массив, внедренных на различных горнорудных предприятиях (Зыряновский свинцовый комбинат, Жайремский ГОК и др.)

- результатами испытаний конструкций зарядов для направленного раскола горных пород, разработанные на основе предложенной математической ■ модели.

Значение работы. Научное значение работы состоит в установлении закономерностей формирования зон разрушения при взрывании одного или нескольких скважинных зарядов с различными интервалами замедлений, разработке математической модели заряда для направленного разрушения, 'которая позволяет разра-

. • - б

батывать оптимальные конструкции зарядов для контурного взрывания.

Практическое значение работы заключается в.-разработке и внедрении в производство методов охраны законтурного массива от воздействия массовых взрывов.

получении зависимости для расчета интервалов короткозамедленного взрывания и параметров контурного взрывания используется для расчета паспортов буровзрывных работ.

предложены конструкщ.л ЭДКЗД с регулируемым интервалом замедления на которые получены авторские свидельства.

на основе разработанных в диссертации способов Еедения буровзрывных работ с использованием обратного наклонного ориентирования скважинных зарядов предложена новая технология, которая снижает взрывные нагрузки на массив за проектным контуром уступов и способе }ует получению гладкой плоскости уступов на ¡юнечном контуре карьера.

Разработан способ производства массовых взрывов в подземных условиях с использованием внутривеерного замедления, обеспечивающий сохранность днищ блоков от взрывных нагрузок и поз; воляювдА снизить затраты на поддержание.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Составленные на основе результатов выполненных исследований, типовые проекты массовых взрывов внедрены на Зыряновском свинцовом и Уайремс-ком горнообогатителыюм комбинатах. В результате внедрения технологических схем ведения ВЕР в приконтурной зоне карьера с ориентированием наклонных скважин в сторону породного массива с оставлением недозаряда в нижней части скважин получен экономический эффект' 136 тыс. руб.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и получили положительную оценку на Всесоюзном совещании по совершенствованию буровзрывных работ ( Губкин , 1988 ), на Всесоюзной конференции по динамическому разрушению горных пород ( Симферополь , 1987 ), на расширенных научно-технических советах Кайремского горнообогатительного и Зыряновского свинцового' комбинатах ( 1979-1991 ).

Публиклции^ По результатам выполненных исследований опуС-лик-:-ано у научных рагют и получено авторское свидетельство

на изобретение.

Объем работа Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 98 наименован.-^, содержит 130 страниц машинописного текста, 18 рисунков, 9 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Существующие технологические схемы сохранения законтурного массива основаны на таких способах защиты охраняемого массива, как короткозамедленное взрывание, уменьшение массы мгновенно нарываемого заряда, изменение пространственного расположения зарядов, изменение формы и размеров охраняемых объектов. Однако эти способы не обеспечивают в должной мере выполнения поставленной задачи вследствие недостаточной изученности физической картины действия взрыва на массив.

Определение границ зоны тре ценообразования в скальных породах является ключевым моментом при разработке методов защиты законтурной зоны массива от воздействия массовых взрывов. С этой целью был проведен анализ действия взрыва на массив горных пород по результатам лабораторных и производственных экспериментов, а также передовой практики взрывных работ. К ним относятся исследования, связанные с определением зон взрывного разрушения в массиве горных пород, степени деформирования массива прямым и сейсмическим действием взрыва.

Наиболее точно и полно описывает размеры зон разрушения массива при взрыве теория, основанная на определении этих зон через предельный радиуб полости.

Эти вопросы обстоятельно освещены в работах советских ученых Ф. А. Еаума, Д. М. Бронникова, М. Ф. Друкованного, Э. И. Ефремова, И. Ь\ Ерофеева, Н. Н. Казакова, а М. Ко мира, Б. Н. Кутузова, Н. Е Мельникова, В. Н. Мосинца, Г. И. Покровского, Б. Р. Ракишева, II И Репина, В. 11 Рдрвского, В. Н. Родионова, М. А. Садовского, А. Н. Ха-нукаева, Е, И. Шемякина и др.

Анализ этих работ показал, что на разрушение законтурного массипа влияют слсдуюти-.' факторы: физико-технические свойства разрушаемой среды, параметры взрывного импульса и условия г.зрштшия.

Исходя из проведенного анализа в работе были поставлены следующие задачи:

- обосновать методику расчета полей напряжений при взрывании одного или нескольких скважинных зарядов одновременно или с замедлением, используя аппарат динамической теории упругости для анализа действия взрыва на массив, и определить основные направления разработки способов охраны законтурного массива на открытых и подземных горных работах;

- разработать математическую модель рациональной- конструкции заряда ВВ для направленного разрушения горных пород и предложить конструкции, обеспечивающие наименьшее воздействие иа защшцаемий массив горных пород1,

- установить влияние интервала короткоэамодланного впра-нания на характер разрушения вакснтуркого маоеива и разработать конетрукщи электродетонаторов |мроткоэамодлэннога действия (ЭДКЗД) о регулируемым интервалом замедления;

■ - разработать технологию ведения ЕВ? в лриконтурной ьове карьера и еноеоби взрывания скважиниых эарвдов в подземных условия», ебеепечиваюащх сохранность охраняемого массива при массовых вврывах. ' ,

Для описания волновой картины напряжений .в плоскостях, нормальных к оси взрывной камеры и рэдположэнных на достаточно больших, расстояниях от ео концов, следует решить динамическую задачу для упругого полупространства, внутри ■которого параллельно границе действует источник типа линия ц&нтроа расширения бесконечной длины.

Суммирован!® отрамэнного и прямого квазистатистического полей с учетом времени прихода дает полное квазистатистическое поле при наличии одной обнаженной поверхности. При взрывании одно:- или нескольких зарядов был произведен расчет полей напряжения на ЭВМ.

На рис. 1 изображено поле главных растягивающих напряжений при одновременном взрывании трех зарядов. Параметры взрыва следующие: ЛНС -2.4 м; коэффициент сближения - 1.24, скорости продольных и поперечных волн 4200 м/с и 2400 м/с соответсвен-но, пиковое давление 4000 МЙа, длительность импульса 10 мс.

Анализ результатов расчета показывает, что при одновре-

rxsp^sr T~

«sw—i——Lюа-

Phq i. Шла ¡^.аспых рсмгивакадих НалрявэшЯ при однвврб* WeüiióM вврившшм трех еаряйЗй. шйнам ьэрийшш йёеколыа« варядов ь облааТйХ'С-Цзррзки» ка-хздиашш ¡¡а Ш, образуется ядро BC8Ctopo»ii§ro eimisa (еааг-рахованназ рбдае?ь), где ш йорыаяьПш шшряяанкз отрицательны. Границей этого RRP& «ш*>твя контур <£-о . Бнут-ри ядра всестороннее сжатие нераикошрное. Абсолютные значения сзкимагарвс напряжений растут по мэре приближения к оси взрывных сквзжин. Известно, что определяющую. роль в разрувении пород взрывом играют растягивающие напряжения, • а динамическая прочность пород значительно увеличивается в условия объемного сжатия и, следовательно, образование зон всестороннего (объемного сжатия) приводит к ухудшению дробления.' Бри козффиццн»тах сближения 0. 8 - 1.0 эти зоны сливаются в одну сплошную зону всестороннего сжатия и значит пта часть массива (если массив монолитный) оторвется как блок слаборазрушенной породи.

Для качественного разрушения массива интервалы замедлений должны подбираться так, чтобы раскрытие' трещин, необходимое для устранения нежелательной интерференции полей наяряганкй, происходило до взрывания последующего заряда.

Отсюда логически вытекает один из-методов защиты законтурного массива - короткозашдлг чное взрывание. Задачей для конкретных условий взрывания будет определение оптимального интервала КЗВ и схемы их монтажа. ..Интервал КЗВ должен- быть больше времени- раскрытия трещин до вг чичины, когда уже невоз-

можно их смыкание под действием- упругих•• ^¿сруацрЯ»"' ПО-к-тт времени при котором возможен подбой сетей ДШ. ^

Таким образом при определенной нагрузка иа ьарйД (интервал замедления будет определяться ыасотаб^ч еэрыэа (У) н физико-техническими свойствами породи (С):

Т Ш

■ 4' т=си С IT ]

Отсюда

т,

.V V . \/ (2)

где У - расстояние между последовательно взрываемыми зарядами или рядами зарядов, м;

- диаметр заряда, м;

С - скорость звука : среде, м/с. Первый сомножитель охватывает все многообразие условий взрывания: параметры сетки скважин, тип породы, ВВ, трекцшова-тость и др. Для глждого конкретного случая существует оптимальное значение ~ , при котором наиболее полно используется' энергия взрыва и достигается минимальный суммарный расход ЕВ. Второй сомножитель отвечает за. временные параметры процесса.

Сравнение результатов экспериментальных работ по исследованию изменения энергии сейсмических колебаний и качественных показателей взрыва от расстояний между группами последовательно изрываемых скважин показал, что значения интервала КЗВ получение для аналогичных условий взрывания адекватны экспериментальным данным.

На рис. 2 представлены графики изменение интервала корот-коэамедленного взрывания в зависимости.от скорости продольных волн в породе и диаметра скважин. Их можно использовать в качестве номограммы для определения оптимального интервала КЗЕ

Применяемые при контурном варивании заряды с куммулятиь-ными выемками, заряды в жестких оболочках, имекдих вырезы и другие, так или иначе являются зарядами с секторным нагружени-с>м. Следовательно,-нагрузка с|' в этом случае представила в ви-

Яг* са5 2<0 ■

дов раличных диаметроп.

- и -

■Напряжения, возншсателе в изотропной бесконечной пластина в случае плоского деформированного состояния) при двухсектор-•ном нагружении определяется соотношениями, полученными при решении задачи с использованием методов статической теории . упругости: „ . »

tír, . ?3>( А)» |„ со* 2<0 (3)

Г^- г». - С 1- (^Л (5)

Для расчета напряжений была составлена программа на языке •Бэйсшс, ¡которая .реализована на IBM PC АТ.

.Расчет напряжений при q = 1. О, г - 1.0, о « 90* показал [При .каких значениях угла на границе полости в противополоя-. них точках возникает максимальные азимутальные напряжения. 1!э-ня:. угол от нуля до 90 , приходим к выводу, что значения максимальных азимутальных напряжений в точках достигает при/=88°. В этом случае растягивающие азимутальные напря-два с лишним раза превышают величину нагрузки, действующую на внутреннем контуре отверстия и раскол практически .всегда идет нормально к направлению действия максимальной нагрузки.

Для экспериментальной проверки предложенной мзтематичес-дай модели заряда в ютестве материала для моделей были приняты блоки из оргстекла толщиной 60 мм. Моделирование взрыва производилось при помощи электрогидравлического эффекта. В блоке оргстекла сверлилось отверстие диаметром 20 мм. Снизу 'отверстие закрывалось заглушкой с электродами, через которые пропускалась нихромовая проволочка. После этого камера заполнялась водой черев отвестие в заглушке. Затем производилось злек! ¿»гидравлическое взрывание.

Модельные взрывы производились по трем схемам.

Схема 1 моделировала нормальные условия взрывадия, т. е. ось заряда совпадает с осью скважины. После взрыва расположение трещш вокруг кпура практически равномерное и нет выраженного направления распада»

Схвш 8,3 mmiipoem» штяь взрядо для яащттпого раскола.

- 12 -

Ш схема 2 роль ваяитиой ИраШдШ ШаШМ ШМШ-электроды диаметром 3 мм, что соответствовало двухсвкторкому й&рйду с утдом/-82? В резуЛЬ^ЕЙе йолучеи четкий напр .блейный' раскол блока по линии соединяющей электроды.

По схеме 3 на стенки шпура наклеивались прокладки из фторопласта, что соответствовало углу раствора/ <• 72! Раскол Происходил практически го заданному направлению.

Для ограничения действия взрыва на законтурный массив напряжения сжатия в породе непосредственно у зарядной камеры не должны превышать предел прочности породы на сжатие с учетом иаруиенности массива трещинами:

^со

где К^- козффициен£_стру_ктурного ослабления массива. / -

Ьсо ~ ёр/рс (б)

Здесь «х,- - предел прочности породы на сжатие, МЛа

с1« - средний размер отдельности в массиве, а

Используя эти соотношения, получаем выражение для линей-

лей массы контурного заряда:

„* 1 . ' р « 'з • А^ Б-У ,

' ' (7)

где - плотность ВВ,

РЛ - среднее давление продуктов детонации при взрыве. Расстояние между контурными зарядами на основании формулы для тангенциальных ' напряжений получено из рассчитанной модели заряда для направленного раскола (4) при- "30? О - 90."

Условие того, что в точке, находящейся на середине отрезка соединяющего центры оарндоь, будет происходить разрушение (раэрь'ь), то, что тангенциальные напряжения от одного заряда будут пропищать 0. Ьбр, тогда получим:

где . ' Гь, „. '

а - б,^ г* а у -0(,

- Í3 -

A так как fcäcbfösltiitö кезИдУ' эафя'ДайЧ Á - 2г

h ~ 1,81 a flf

a = d» tío)

На рис. 3 представлены результаты рас етов параметров контурного взрывания для пород с различной хрулкостькз/б^/ор)

Для обработки результатов экспериментов по определению скорости смещения массива использовался табличный процессор Суперкальк - 5, который входит а стандартный побор программ IBM PC и позволяет рассчитывать основное статистические параметры. Для подбора аппроксимирующей Функции использовалась программа "Прогноз", написанная на языке Бэйсик для персонального компьютера IBM PC.

Всего в каждой серии взрывалось б удлиненных зарядов. Располагались они параллельно в два ряда по 3 скважины с ЛИС » 100 км и коэффициентом сближения m - 1. Бдижайше скважины первого ряда находились на расстоянии 350 км от выемки, моделирующей скреперный орт. Последовательном взрыванием ближайших скважин первого и второго рядов с интервалами 30 мс обеспечивалось создание экранирующей щели.

Затем производилось порядное взрывание оставшихся 4 еква-яад в два замедления. Массовая скорость смещения при этих вврывах регистрировалась одновременно двумя сейсмоприемниками, устаиовленкуми п кровле скреперной выработки перпендикулярно оси удлиненных зарядов. При такой ориентации tегнстрн^овалась радиальная составляющая. вектора скорости.

В среднем по результата экспериментов скорость смещения пород кровли при взрывании с экранированием в 3 раза меньш, чем при взрывании без экранирования.

Нарувйнность (ослабление) массива в районе выработок днищ блоков в результате массового взрыва оценивалась сейсшакусти-ческим способом. Коэффициент ослабления надскрепного целика составил:^.'11?» кровли скрепного орта относительно состояния выработок до взрыва.

Исследование массовой скорости смещения массива.

По результатам взрывов была найдена эавитюст:' скорости

Рис. 3 Параметры контурного взрывания

- 15 -

смещения пород от массы заряда и расстояния.

Скорость смещения прч взрыве определялась независимо для каждой ступени замедления, т.к. взаимодействие роли напряжений от взрьта заряда каждой ступени не происходило ЕслеДстЕИИ большого интервала между очередями.

Полученная зависимость позволяет вычислить ояЭДбФМИв скорой*« смещения пород крапли шр&бетеи при массовых ¡зарывая,

Необходимая допустимая масса эаряда а" одной ступени замедления составит!

Окр » г д»

р -

К (И)

Критическая масса-заряд в одной ступени замедления (принимая расстояние от ближайшего веера до выработки горизонта скреперованкя -7м).

Д,, ,огдм' О.,-, 2ИО- 1В700 лг

Для установления сейсмобезопасной массы ЕВ и сейсмобезо-пасного расстояния для каждого конкретного взрыва производилось районирование рудных тс-л по физико-техническим свойствам и структуре массива.

Известно, что повреждения выработок происходят лишь в тех случаях, когда скорость колебаний породи превосходит некоторую критическую величину. Зависимость скорости смещения V от .массы 4 заряда 0 и расстояния I? для условий Зыряновского месторождения: ' „

для скважинных зарядов

V- э,5(\"сГ- Ф (12)

Экспериментальными работами на Зыряновском свинцовом комбинате и расчетами по формулам (12) устаиов зно, что критическая скорость смещения для различных пород изменяется в широких пределах и составляет 0.34 - 1. 00 м/с.

В каждом конкретном случае величина уточняется путей проведения серии опытных взрывов с регистрацией на осциллографе.

Значение скорости смещения, при котором ? .около

сейсмоприемников наблюдались етколи и видимые трегвды будут являться критическими.

- 16 -

Копольэуя материалы проекта взрыаа графическим построением, определяется эпицентр взрьта и расстояние К от него до кровли блажайвзй выработки дниеэ блока. Зная У*р к £ , стре-ДС-/4Ш допустимую массу заряда, взрываемого в одну ступень оа-модлэпия: ' -к о3

Решчн^о вопроса о необходимости охрани вдааботок дннв блока .осуществлялось путем вращения ^¡«чшаедай ведадаы парада, »зршаэмого о олнУ ступень рамодлеция с допурт>;чс$ массой заряда . При условии О-^Оам. необходимо применять способ охраны выработок дивд бдокоз экршшрукадй 1^эль».

Разработка техталонаг ведения РВР в приконтурной зон; карьера.. На основе анализа суцоствухвдх способов, была преддо-хэна следующая технологическая схема офрмления уступов на конечном контура карьера, которые испитивались и били внедреш ла Акяальском карьера IVО "каавольфрач", на Дальнезападнс: рудншзз Еайреыского обогатительного коиЗияата. Дня данных условий предло&эна следующая технологичес.ая схема формировани, плоскостей откосов уступа-в.предельное полохэние.

¡По схеме ' рис. 4), для (формирования откосов уступа в пос годном и предпоследнем рядах взрывных сквакянах, использукяс скважины обратного залогами.

При данной схема, происходит совызшэнне воронки разруиа низ от последнего и прерпоеходпэго рядов взрышш сквазяи плоскостью, образованной Предварительным цздеобразованиек Энергия взрыва сквашшых зарядов последнего и предпослздкег рядов направлена вдоль плоскости созданной ¡цели к поверхност уступа, уменьвая Тем сама», его воздействие на законтурный мае сив. Таким образом, применение предлагаемой технологии поавс лиег получить проектный угол откосов и повысить устойчивое; уступов в предельном положении. Длина наклонных сквакии расч: зьюаэтея, таким образом, чтобы дно скважин последнего и пре; последнего рядов распологались на расстоянии г от плоскост! образованной предварительнолью, т.е. с учетом зоны пласт: ческой деформации от скважин, для уменьшения влияния варьган кагрузки на формируемую плоскость откоса уступа.

Рис. 4 Технологическая схема ведения БЗР кз конечном борт> гарьера.

В ютшэтшх и средней ••'эепостя породах -для сквазпн обратного залояениа, дио юторвч .дойно соприкасаться с. плоскостью откоса вновь обрзгуешго уступа, создает боздупнкй про-ме.-кутск в кх'-лтй части сквил-лш кз величину 3-5 диаыэгров заряда для основных й 2-3,5 диаметров для вспомогательных. За счет этого скитается тредаообразование законтурного массива по оси скгахин.

Схема проходила опытко-промьпзленнкэ испытания на Еайрекс-ком ГС1Се на участках, где угол падения пластов пород 50-60*отрабатывается десятикетровкаш уступаш и при оформлении в предельное поло.тяние уступи сливается. Необходимо оформить десяпгметровьй уступ на висячем Соку в предельное полс:.йни®. Етспчий бок представлен скатана«! породами'типа известняков, склонных к разрушим от взрива в сопредельной со взрывом зоне. В связи с этим.заблаговременно создается вдоль контурной линии предохранительная отрезная цель.

Данный способ отработки уступов на карьере позволяет по сравнении с существующими:

- управлять и регулировать энергией сквахиииих зарядов при ведении взрывных работ в приконтурнсй полосе;

- 18 -

- предохранять от разрушения плоскость откоса уступа, созданную предварительной отрезной щелью;

- уменьшить нарушенность естественной сплошности законтурного массива от действия массового взрыва при дроблении гарных пород в приконтурной полосе и оформлении уступов в предельнее пододание; .

- ликвидировать оползание верхней части оформленного ус-туяа, так как йишй чаеть уетупа ке подвергаетеа разрушению!

» потаить устойчивость уступа и улучшить кдчесшш взор* ванной горной маееы т счет равномерного распределения энергии юрыва в наклспных скважинах,

Ярййёденнш опытна-премыметш взрывы, разработанные на оан<ш> предлагаемого епееоба, пакаэвли, что плоскость уступа, оформляемого в конечном комурд, преходит вдода предэаряТОЛЬ-ной етрэмш щели, уступ устойчив, не наблюдается оползание верхней чаоти уетупа.

Огранивдцм.ЖЙСТвйя ЁзрыбВ Нй^НИШё^ТОЙ горизонт.

Серьеэной проблемой является задача енизшия воздействия массовых взрывов на инлглёгкавдв горизонты, особенно при отработке приконтурных•полое.

Дня снижения разрушающего дейзшм взрыва па ое» еквзлодь была предложена конструкция заряда о бездушным Промежутке!, между дном скеэжины и зарядом. , »

Условие для нахождения оптимальной величины йОЗДушогс промежутка следующее: Еремя прохождения ударной водны ОТ терц.: заряда до дна-скважин и обратно должны быть равно (0.6-0.7) ■ импульса давления от. взрыва заряда ВВ. . '

- оптимальная величина воздушного промежутка определя

Для условий Дальнезападногс рудника при отбойке горнь пород уступами высотой 10-15 м оптимальная величина воздушнс промежутка составляет 1,5-2,5 м.

На Далькезападном руднике с прии1 нением зарядов с недозг рядом у дна скважины было взорвано около 800 тыс. м горной мае

су, что дало экономический эффенЛ1 в размере 136 тыс. рублей.

Как показали реаульта^ы взрывов заряды такой конструкции улучшают дробление горных пород, снижают воздействие массовых взрывов на породы нижележащих горизонтов, уменьшают разрушение массива за линией отрыва, что позволяет увеличивать угол откоса уступа. При применении таких зарядов снижается расход ВВ на отбойку на "0-20%, а также обеспечивается хорошая проработка подошвы уступа.

Методика опытко-проь...паленных взрывов предусматривала проведение массовых взрывов в проектном контуре карьера. Для получения сопоставимых результатов яри взрывании зарядов различной конструкции, часть блока заряжалась зарядами обычной конструкции, а другая зарядами с недоэзрадом у дна скважины. Зарядка сквшкин осуществлялась вручную, Конструкция недосаряда следующая: на дерявянюй рейке сечением 9-12 см при помоев! проволоки закреплен одинарный мешок из под взрывчатки, содержаний 3-5 кг сыпучего вещества (песка, буровой мелочи н т.п.). При опускании а скважину такая конструкция ка глубине 2-2. 5 м от дна скважины образует надежную пробку. Бреет кзготавлеыя такой конструкции из готовых элементов 30-45 сек. Критерием оценки эффективности взрывов для зарядов сравниваемых конструкций (сплошой колонковый и с воэдушюв подушкой) служит качество проработки яодоот» уступа, величина разрушения уступа в тыл массива, процент выхода негабарита. Результаты взрывов показали высокую зйоктит-чсеуь зарядов с воздушной подуской. В этих скв i«tÍHax уменьшалось количество ВВ на величину оставляемой воздушной полости, что составило от 80 до 100 кг BR Результатами маркшейдерской съемки установлен , что отметка подсевы уступов после взрыва для сравниваемых конструкций зарядов не отличается, т.е. обеспечивается нормальная проработка уступа по подошве.

Заключение.

В диссертационной работе дано научно обосноьлное решение актуальной прикладной (производственен задачи по разработке технологии взрывных • работ, ограничивающей раэрусаш?о

воздействие массовых взрывов на законтурный массиви и обеспечивающей длительную сохранность охраняемых горных об'ектов.

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выв!

ды:

1. Разработанная на основе аппарата динамической теори: упругости методика расчета квазистатических полей напрякени; при взрывании одного или нескольких сквакишщх зарядов однов реыенно или с замедлением является инструментом для анализ; взрывных работ. В частности она позволила установить . наличи при одновременном взрыве нескольких зарядов зон об' емного сш тил, которые являются излучателями сейсмической энергии : сильно ухудшает дробление пород.

2. Полученная с использованием статической теории упру гости математическая модель заряда направленного раарушени шжат служить основой для разработки шпуровых зарядов для нап равлэнного раскола или зарядов контурных скважш.

Анализ полей напряжений показывает, что наиболее эффек. тивным зарядом для направленного раскола является заряд имити рующий клиновой эффект, т.е. такой заид маломошого ВВ пр взрыве которого, главные растягивавщне напряжения действуют перпендикуляра оси раскола в сторону от нее, а в направлен« оси раскола происходит демлфирование(гашение) напряжений.

3. Зависккюсть для определения интервала КЗВ, определен пай из анализа теории размерности и учитывающая оптимально для данных условий отношение У/с!, обеспечивает улучшение дроб лоция пород и уменьшает законтурное воздействие массовых взры вов, а разработанные (инструкции ЭД11ЭД с регулируемыми интер валами замедлений позволяют аффективно реализовать это.

4. Ызтодика расчета! параметров контурного взрывания ис пользуется при составлении проектов массовых взрывов на ря комбинатов.

5. Предложенные технологические схемы ведения взрывнь работ при постановка уступов в предельное положение позволяк увеличить углы откосов уступов и бортов карьеров на З-Бград. сами уменьшая объем вскрыши при снижении расхода ВВ н 20-К5Х.

6. Разработанный и внедренный способ взрывания сквалиннь зарядов в подземных условиях, отличающийся внутривеерным за

медлением и обеспечивающий сохранность днищ блоков, позволяет уменьшить потери руды и сократить затраты на поддержание выработок.

Частичное внедрение рекомендуемых технологических схем и способов ведения взрывных работ позволило получить экономичес- ■ кий эффект в размере 136000 руб. в 1985-1986 годах на Гайремс-ком ГОКе.

Основные положения диссертации опубликованы в следуюпглх работах:

1. Ахметов 1.1 !1, Аношкин В. В., Лункин И. Е , Араков А. И. К расчету величины заряда "на отдельную скважину с цель- достижения равномерного распределения энергии во взрываемом массиве. ВИНИТИ, 1976.

2. Лункин И. В. Динамическое поле напряжений при взрывании нескольких зарядов. // Сборник докладов республиканской конференции молодых ученых и специалистов, Алма-Ата, 1977,

3. Еейсебаев А. !1, Коняев Е П. , Шестаков А. П. , Лункин I В. Охрана выработок экранированием сейомовзрьшых волн, //йз-;естиа вузов. Горный яурнал, 1984, М 3.

4. Лункин И. 3. Определение интервала замедления при ко-откозамедленном взрывании. В сб. "Разруоние горных пород при

5. Коняев Ю. П., Лункин и. В., Вгстаков А. П. Способ охраны ниц блоков от сейсмического воздействия массовых взрывов. В 5. "Современные технологии и технические средства направленно разрушения горных пород", Алма-Ата, 1987.

шамическом кагругении", Алма-Ата, 1986.

6. Сагиндкков Б. 3.1, Лункин И. В., Даумагулова а Б. //Модель ряда для направленного раскола. Всесоюзное совещание "Совер нетвование буровзрывных работ в народном хозяйстве", Губкин, 87.,

7. Коняев ¡0. П. , Лункин И. В, , Шестаков А. Я. , Безруков В. Л алитическое и экспериментальное обоснование экранирующей т-

для охраны выработок. В сб. "Технология и технические ?детва направленного разрушения горных пород". Алма-Ата, га.

8. А. С. 1518551 (СССР). Способ отработки уступов на карь. Кл. ЕГЛ С 37/00, /Ргттогов Б. Р. , Ь$/хамэджаноп В. Б. , рукс-П-св л. г., Оадыков М. Б. , Лункин И. Б. - Опубл. в Б. И. , И 40, 1<Г<

Соискатель

И. а Лункин

Подписано в печать 12.09.91. Формат 60 х 84/16. Бумага писчая N 1. Печать плоская. Усл. печ. л, 1.0 Усл. кр. отт. 0.93 Тира* 100. Заказ N/«^'Бесплатно.

Печатно-множительная лаборатория КазПТИ им. В.И.Ленина