автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Совершенствование технологии скважинной отбойки руды с учетом характера распределения естественных напряжений в разрушаемом массиве

КРШОРСИСНИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОШОРУДНЫЙ

" инстшт

На правах доколи¿и

АНДРЕЕВ Борис Николаевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СКВАШШОЙ ОТБОЙКИ РУДЫ С УЧЕТОМ. ХАРАКТЕРА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В РАЗРУШАЕМОМ МАССИВЕ •

Специальность 05.15.02 - Подземная разработка ' месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации на- соискание ученой степени кандидата технических наук

.Гривой Рог 1992

Работа выполнена, б Крнворояском ордена Трудового Красного Знамени горнорудном институте

(кучный- руководитель

доктор технических каук,профессор Клочков В.Ф. Официальные оппоненты:

доктор технических наук,профессор Щелканов В.А.

кавдвдаг технических наук Воротеляк Г.А.

Ведущее предприятие - Производственное объединение "Кривбассруда"

Защита состоится " ЛР^З^- 1992г.

в час. на заседании специализированного совета Д-068.П.01 Криворожского ордена Трудового Красного Знамени горнорудного института по адресу: 324027, г.Кризой Рог, ул.ХХП партсъезда, II

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " ^ " , _Д992г.

Ученый секретарь специализированного^ совята —"-т^Г:'ФАУСТОВ Г.Т.

j ослн шдоееияксь работы

.Актуальность работы. lia вахтах Криворожского бассейна, сгину особенностей строения ■ зетрродпемй богатых руд,ело-л'тлась устойчивая тенденция']: снижению добыли сырья с высо-•:;!'« содержаньем лелеоа.Эго повлекло за собой вовлечение в сг-рботку бедных руд- железистых кварц/ -ов. Так. по производ-е генному объединению "Нрлвбассруда" пр.< обцем незначительна* "псте производства сыроЛ руды, доля извлекаемых яелезиитых ^парцигов возросла почти в 1,8 раза. Вис оная крепость этой ;:уды обусловила для добычи Оилее гарокез применение сис-т.п газ работки с откруткм очистным прострзготвом. До 79,6%' - г озрос объем отбойки рудной массы гл^бг'иыи сквашы«».Необходимость рааб'раэагш белее крепких ;.ассиво* стала о„.юй из причин повышения себестоиомости этого процесса.

На достигнутых в настоящее время глубинах важным фактора-!, влиявщи I на эфтэктгшность процессов подземных работ,является напрятенно-деформироваш-юе "остогаг"? раз раба т из а ем ог о участка месторождения. 3 значительно?* степени оно о^ределяг? и уровень эффект.idhocti! взрывной стбой«и руды. К огсчисден-ïFue наблюдения гяидетпьствуют, что ири различном характере распределения естостпо!шых нап^л.-ений в отбь^аеу-.ч иасеиве, 3i.JHC.ii^e!,!,B частности, от геометрических пчраметреэ очистного пространства, реэультз.тивность вэрнвоэ одинаковых по конструкции : Macci. зарядов БВ заметно различается. Однако изу •' чение практической деятельности предприятий с подзе1.лш_ способом добыли и анализ существующих расчетьых ¡..зтодик го-опре-дель.чию " naj-ометров скважичной отбойки показали, чт в бсль-глшетве случаев естественное нап'ряяенчое состояние разругае-мого массива, как фактор, влияющий m оффетстивност-, ЕВР, не учитывается. Вместе с тем, hj привлекая допол:игольных материальных ресурсов, а лишь предварит-льно произ едя оценку гстесгвенногс поля напряжений и с се учетом рационально рас-, положив в разрушаемом массиве заряды ВВ, моано значительно повь'рить эффективность такого гикного процесса, как отбоЯ.са руды.

Тяким образ ом,при возрастающем гбьеме отбойки крепких гуд на сткрытсе пространство камер глубокими скважинами в условиях риста себе -гоишсти их бурения, ~ад<-ча совершьнст-

вования технологии отбойки за. счет использования положительного действия естественного напряженного состояния разрушаемых рудных массивов представляется весьма актуальной. ' ' - .

- Цель работы - совершенствование технологии отбойки руды, обеспечивающее снижение объема бурения скважин и расхода ВВ за счет рационального использования энергии статически напряженного разрушаемого массива.

Идея работы заключается во взрывной тгбойке скватан-ными зарядами ВВ статически напряженных слоев руды, энергоемкость разрушения которых определяется в зависимости от их положения в зоне разгрузки приконтурного мас.)ива открытого очистного прос 'ранства.

Научные положения, защищаемое в работе: установлено, что при сохранении равенства результирующего действия взрывов в области дейорлаций растяжения, линейная плотность удельной энергии ВВ (отношение удельной энергии ВВ к величине л.н.с.) снижается по мере приближения границы этой области к зарядам ВВ;

- снижение энергозатрат на взрывное разрушение камерных запасов руды с постоянны»' качеатвом дробления обеспечивается переменным энергонасыц;:,нием отбиваемых слоев, необходимая величина которого устанавливается в зависимости от предварительно определяемого изменения соотношения размеров сторон очистного пространства;

- обеспечение необходимого энергонасшцения отбиваемое слоев при изменяющихся в ходе выемки камерных запасов размерах области деформаций.растяжения дост'*гается путем снижения иш* увеличения массы зарядов ВВ, маосы заряде в ВВ и величины л.н.с., а также за счет применения конструкций скв жинных зарядов с повышенной при помощи запираюцлх газодинамических устройств энергоотдаче;!.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций в диссертационной работе о"ес-печивалась применением соврзменных апробированных ме-тгчоп расчета напряжений и деформаций в массивах гор-нот пород, значительным объемом статистических данных,

характеризующих эффективность отбойки статически напряженных горных пород, удовлетворительной сходимостью результатов промышленных экспериментов с установленными зависимостями и данными литературных источников, положи-, тельными результатом внедрения усовершенствованного способа отбойки руды в производство.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- доказана возможность применения инженерной методики . расчета напряжений и деформаций в прикснтурном массиве очистных т'амер прямоугольного сечения при условии иэме-. нения соотношения размеров их сторон в широком диапазоне варьирования;

- разработана методика оценки эффективности действия взрыва в статически напряженных массивах по данным наблюдений а промышленных условиях;

- установлены.зависимости удельных энергозатрат на отбойку и вторичное дробление от места расположения зарядов ВВ в зоне деформаций растяжения.

Практическая значимость: fia основании выполненных исследований разработаны:

- способ взрывной отбойки камерных запасов крепких руд (A.c. р 1575654);

- конструкция скважкнного заряда с запирающим гл.зодинаш-ческим устройством (А..с. 1575655);

- методика расчета параметров БВР при проектировании сква-жинной отбойки с учетом влияния естественного напряженного состояния массива;

- программы для расчета на ЭВМ напряжений и деформаций в приконтурном . ассиве очистных камер с изменяющимся соотношением размеров сторон;

- рекомендации по изготовлению запирающих- газодинамических устройств из термопластичных материалов.'

Реализация работы. Научио-тс.сничеакие разработки, выполненные в диссертационной работе, внедрены в ПО "Крчвбассруда" с фактическим экономическим эффектом 12,6 ткс.руб., ожидаемым - 94,5 тыс.руб.

Апробация работы. Диссертационная работа и ее рзз-долы докладывались на оч'раслевгЯ научнс-технической кон-, ференции "Интенсификация горнорудного производства"

(Свердловск,1985), Всесоюзной научно-технической конференции "Повьазниа эффективности "'орнсго производи рва" (Свердловск, Шюг.).Всесоюзной научно-технической конференции "Комплексное"и рациональное освоение железорудных месторогсуедий и охрана природы" (Губкин, 1988г. ^ ,научно-техиическ.совещаниях ПО "Кривбассруда" (кривой Рог, 19Э9-19Э1гг./, нау"чо-технически- конференциях Крив~рож-ского горнорудного института (Кривой Рог,1985-1991гг.).

Публикация. Но рззульгатаи выполненных к следований опубликовано 6 пс ат^ых работ, получено 2 авторских свидетельства да изобретения.

'Объеи работы, ^иссертаичоннаь работа состоит из дорчя, 5 глав, заключения, списка литературы из 123 наименований, изложена на 199 старницах машинописногJ текста, соцершг 25 рисунков, 23 таблицы и 0 приложений.

ОСНОВНиЗ СОДЕРЙШЕ Р-аБОШ

Анализ исследований, посвященных воя осу действия взргча в статически напряженных породах, среди которых выдояяотся работы Э.0Л4шдели,А.Н.Ханукаеча.Э.И.Ефремова, В.Ф.Кпочковэ, Ю.П.Напленко, Ы.М.Фу^зана показал, что эффективность буровзрывных габот в ряде случаев ыоает Е.ча-чительно повышаться при расподоае..ии зарядов ВВ в об-л-стих г зродного массива, находящихся под воздействием деформаций растяжения. Такие области разгрузки возникают вблизи контура открытых очистных пространств и, как слелуот кз работ ряда ученых - в чагтности Д.И.Шзри-ща - :>'огуг изменять с в „и парам зтры вслед за изменение! соотношения раг>иэров их сторон. .На практике &_"с зна^т, что по неге расщиречия ¡сапер в процессе очистной выемки, границы области разгрузки занимают розничное полосе мз относительно зарядов ВВ, располагаемых в массиве на постоянном расстоянии от свободной поверхности, 'равном величин*, линии наименьшего сопротивления И (л.н.с.). Заряды РВ при зим работают в неодинаковых усд-^виях, что в конечно},, итсе обуславливает изменение рез,, льтируццего действия вэшва и,как следствие,

показателей сквадинной отбойки.

Обеспечение стабилы.ого качества дробления, удовлетвори ацего требованиям производства в течение всего периода отработ-и камерных запасов, обуславливает необходимость совершенствования те-гнологги отбойки и ^счетных методик по определению параметров БВР на основе учета характера ргспределения естественных напряжений в разрушаемом массиве.

Для достижения поставленной в диссертационной работе цели необходимо решить следующие задачи:

I. Исследовать закономерности изменения параметров зон разгрузки в приконтурцом массиве расширяющихся в проц» >зсс выемки руды очистных пространств;

С.Установить закономерности деЛстшя взрыва в статически напряненных массивах вблизи контура очьстных пространств с изменяющимися ларчметрами;

3.Разработь?-> методику определения параметров ПВР,основанную на испопьзовании особенностей изменен:.я характера распределения напряжений в разрушаемом массива и с . ез применением усовершенствовать ""зхнслогяю -зко"ктшой отбей-.

ЯИ РУДЕ'.

4.Провести сценку эффективности разработанной технологии отбойки руды в промыпиек шх условиях.

Исследование закономерностей изменения параметров зон разгрузки в пршонтуриом массиве расширяя!" их с л очистных-пространств осуществлялось с использованием шгавиврноК методики, разработанной гроф. Клочксвым В.Ф. При постановке задачи о напряженно-деформированном состоянии пород было сделано допущение о тал, что маг-сив лвляеюя упругой,нзот-ропниЛ средой. Влияние изменяющихся геометрических параметров очистных камер на величину зон разгрузки учитывалось через переменней пара;.;этп Q =arefcg /д ,грэд., где ti - высота камеры, а В - ее ширина на разных стадиях отработки.

аля г"-педеления величины области разгрузки тз стенках о'астних камер Зс при различных значениях параметр31 О , а галке кс?ффиц1 энта бокового распора А , 'чъволяащег'о упп-ьашть сп'-"ства рудного массива,метод реализовался на

• ЭВМ ЕС-Г022. Результаты расчетов представпены на рис.1, Их сравнение с данными, полученными методами конечных элементов и Н.И Дусхелиш-вили показало, что величина расхождения значений носит стабильный характер во всех контрольных вариантах и составляет в среднем 15 %.Для .установления закономерностей действия взрыва в статически напряженном массиве вблизи ао и бо го во контура очистного пространства с изменяющимися Рис.1. Графики зависимости раз- параметрами введен спе-ме.ров зон разгрузки Ос в стен- циальный показатель диках расширяющихся камер от па- намической податливости раыетров 0 и А . массива.Участок массива

между свободной поверхностью и зарядом ВВ рассматривался как упруго деформируемая система, ударно нагружаемая силой взрыва. Под действие" ударной нагрузки Р деформируемая система получает осевое смещение XI . Отношен.'е величины смещения " к вызывающей ее единичной нагрузке принято за показатель" "динамической податливости & :

д = « , м/н (I)

Р

Разрушение системы происходит при смещенгч,достигшем критического значения и к*. Показатель динамической податливости в гзтом случае также достигает критической величины. Очевидно, что его величина длк какдой податливой системы со строго спрадеяенньыи свойствами является постоянной. Следовательно показатель А** монет быть использован для сравнения иокенедихся под действием ста-гиис^ких нагрузок свойств

твердых сред» определяющих, в частности, эффективность их взрывного разрушения.

В простейших случаях характер изменения свойств срзды. и, соответственно, значения Ли» под воздействием статических нагрузок можно оценить на пригруяаемьпс нодеяях., измеряя в них величину радиуса зош^ разрушения или угла раствора воронки при взрыве единичного заряда.

В натурных условиях аналогичная оценка пожат быть ¿ведена к установлению завистаости Дг? отбиваемого слоя руды от места его расположения в пределах зоны разгрузки, определяемого приведенной величиной линии наименьшего сопротивления v5 :

' W =. -2L , • (2)

где w - толщина отбиваемого слоя руды, принимаемая ^вной л. н. с „

Проведение такого анализа, п отличие от простейших случаевi целесообразно осуществлять, определяя А по затратам энергии взрыва на отбойку слоев руды с одинаковом качеством дробления.

Для таких условий критической значение динамической

податливости запишется в виде:

Q

А» - -гг- • Ка » ' (3)

где О, - удельная энергия взрыва, Дж/и3;

|<г - коэффициент, учитывающий условия взрывания.

В однотипных условиях взрывания"свойства массива, нз-заЕиеию от факторов, определяющих числеаное значение коэффициента Чз, оцениваются отношением О-/.

Значение 01 монет быть представлено величиной удельного j-асхсда ЬВ на отбойку rj,t . Отношение в э?он случае ■ ярив еде-иьй /делькьЯ расход ВВ си .

Качество дробления косвенно уценивается по величине удельного расхода ВВ на вторично дробление з . 4.

Танин образом, располагая данным:»., характеризувсрял! эффективность ЕЗР при огбойне руды на открытые каперы, сгруппировав ия по признаку равенства расхода ВО на Егор,!-:-ное дробление -л спределиэ для гсаздого слоя его о-:носите.гь-нул толщину !:7 »аредстанлязтея возмошш оценить характер

зависимой: ведазш £,'. I от пграадтр» V-*

С5ор иеоЧхо^шаа ддгшах слуцесгьд&кс.. I» одной -из с^т севсрлой частя Криворожского бассейна, добывавшей ке-раз.чую руду попутно, с сортоввй.- Ешга принята следующая рос.п.одоватркьность сбор— данных: определенна исходных гео-цзтр!:чео«ак п-раыетроа открытого очистного пространства; установление по материалам шршзПдерских съемок сродна г о значения л.н.с., при которой производилась отбойка руда на открытое прострнство; определение удельного расхода БЗ да отбойку слоя руды и на вторичное дробление. После отбойки каждого слоя р;'ды осуществляв зс^ определение геометрических параметров расширенного очнст' ог. пространства, а затеи повторялась вся последовательчость сбора данных.

Так..м образом была подучгта полная совокупность данных, харктернзущнх отбойку Р2 слоев руды на очистное пространство с параметром Э, изменяющимся в пределах от 81,4 до £Ъ,6 град.

Из получзнной совокупности данных по признаку ра--.енсала качества дробления с высокой степенью достоверности сформированы 4 выборки, в которых чьсло наблюдений варьировало от 9 до 13 .

Исследование взаииосвкч между параметрами V/ , ха^актеризухщкм неето, расположения отбиваемого слоя в зона разгрузки, и значением , опрепедкзщюд способность иасскза к рээрущенкя взрывом, осуществлялось методом парной корреляции. Параметр V»' бил представлен как факто-рнальниЙ признак, а с|« - как результативный.

Аналлз показал, что наиболее тесная зависимость между признаками описывается ¿ равнением связи' вида:

с -Л— - с1 :

(4)

> ь ч*

Реализация метода парной корреляции осуществлялась •lia ЭВМ с -:спользов^г1ием стандартной программы. ( _ Надежности связи между признаками во всех выборках рровертлась по теореме Ляпунов.*.

ЗиЕчения коьффициентов корреляции вароировали в пределах 0,89-0 98. Для "аждой выборк;. определены коэффициенты с и d уравнения регрессии (4) к построены соответствующие графики зависимое и О, • = ( W ) (рис.2.).

• Получил 109 свойство хриылх показывает,что общая тенденция для всех выборок состоит в следующем - при стабильной ! честве дробления значения Т'} « умвньпа-^ . втся с возрастанием XV Для расчета коэф-(Тициентов с и 4 уравнений регрессии семейства кривых получены обобщающие выражения:

С - 0.035 (-^-ОЛ . (Ж) рщршщ. (5)

с1 = 0,0013ЛЗйИ0^ * (6)

\ / \ ЬУ '

По величинам параметров ^1 , у/ и , прл которых получены удовлетворительна результаты отбойки одного слоя,с использованием выражений (5) и (6) определяются параметры БВР, обэслечпзадщло стабильное дробление руды в течение всего периода отработки камерных запасов.

Важным результатом анализа полученного семейства кривых явилось установление характера связи иеа,гу знзр-гонасыщенностыо слоов руды при их отбойкэ и.качествен дробления горной массы. При рассмотрении этого вопроса в традицгонний постановке,т.е. без учета влияния 'V и прй постоянний величине УУ , получены результаты довольно близкие к широко известным, опубликованный в литературе^ Однако взаимосвязь, сунествуюцая между усредненными значениями <|3 и ,ыс пакет сгражат^ фактической зависимости мезду энергонасьаценностьэ отбиваемых яри различном ?чачении V/ слоев и качеством их дробления. Характер

Ч.Га •

Рис.2.Графт1 зависимости величины С*» отй .

- 1С -

\

связи ^этих параметров изменяется по мере перемены места распо-лиаен".я зарямов ВВ в о она разгрузки. Кривые, характеризующие зависимость наяду значениями Од л Ч» 1 ..ри различных уу представлены на рис. 3.

о

0.05

ai

V

Из графа оа видно, что для достижения одинакового качества дробления при небольших величинах

ГЮиишШПЛ ООДПЧИПЬл.

Рйс.З. Зависимость удельного рас- -f необходим ызкь-х да ВВ на вторичное дробление«} « Ш1в пситьльные за_ от пшшодешы/ значений удельно- трата энергиИ( чем при

го расхода L3 на отбойку Cf , и fi , стре.шщихся к I. л.н.с. VI .

lia основе выполненных исследозанч" получены следующие научные результаты:

- энергозатраты на разрушение слоев руди взрывом при уело-' ôHH сохранения пото.тоногс качества дробления в течение всего периола отработки каызрнь^ запасов максимальны на. начальна Л .стадии отбоЪли, а затем стабилизируются при значениях V/ - 0,45-0,5;

" - ооверЕен^твопание технологии .отбсЧки руды скваяаг'чши а£ф/.-даци _,на открытое очистное пространство долено произво-'диться путем корректировки уровня эн^ргснасыщения отбиваемых 'слоев в загке.и..\10С'.ти от места" их расположения в области деформаций разгрузки;

- улучшение качества дробления руд : при небольших зн .чени-ях 17 требует незначительного повышении относительных удельных ьнерго^атрат. Оно метет быть достигнуто за счет увегичеаия зтргоотдрчи зарядов БВ в результате совзргек-ст зсаки). их конструкций.

Эти выведи имеют принципиальное значение для совершенствования методики расета пара^тров 31? с учетом напряженного состояния массива. Если пр! отбойке первого слоя руды на компенсационное пространство получено удовлетворительное качест-ю дробления, то аналогичная кусковагость руды при отбойке последующих слоев монет бы-ль получена с меньшими удельными затратами энергии ВВ. Практически снижение энергозатрат по мерэ отработки камерных запасов* можне осуществить, грименив дча варианта способа отбойк». - или с поддержанием постоянного значения л.н.с., или при фи.:сиоованных веп- . чинах приведенных л.н.с. и удельного расхода ВВ на от бойку.

6 первом варианта параметры Б-г при проектировании скважинной отбойки'рассчитываются з последовательности:

- определение значений УУ и 4,1 пч известным методика.«, вычисление ;

- определение игрального значения параметра 6 очистного пространства, размера области разгрузки Зе л приведенной л;н.с. V/ ;

- эычисление коэффициентов С и "1 уравнения (4 );

- определение 0 и Ос шпосле отбойки первого слоя руды; _ _

- определение УУ второго слоя, вычисленле .

Последующий расчет выполняется по аналоги." с пред-лос;. одним и последним пунктами.

_ Для способа отбойки с постоянными значением у5 и два первых пункта последовательности расчета аналогичны предыдущему варианту. Дал;е расчег про"зводится в следуюг очередности:

- определение О и <*с после отбойки первого слоя руды;

- расчег значений уу и для второго стоя.

Если отбойку камерных запасоь начать с образования компенсационко"о пространства с заранее выбра-чым соотношением размеров сторон и продолжать, отбивая на него поочередно, вертикальные и горизонтально слои руды, то определенно пароме1"")ов зоны деформаций ра^.тя .ения,, а сл довательно и расчет ВВР,значительно упрощаются. Последовательность расчета, исключая незнэ.ч- тельные изменения, аналогична принятой для варианте способа отбой-

«

ки с постоянными значениями V/ и Ц.» . Разница заключается в исключении необходимости определения для каждого слоя' нового значения 0« графическим или расчетный цутем. В этом случае соотношение размеров сторон.облетного пространства' определяется из условия отсутствия деформаций растяжения в кровле кат/.еры:

а-=1°-5 (г-1 Т°\ (?)

/ 1_Л »0.9

I = 2.2 - 2,Ю (1-^ТГ/ • (8)

Размер зоны разгрузки в стенках камеры можно определить из выражения:

о« = о.зЫд ехр{о.573"Ь" - 495«) , м о)

Толщина вертикальных и горизонтальных слоев определяется, соответственно:

\Л/в = Ш • 8с -» м .< (10)

\Уг =» У/о • -р- | ы. ' (II)

Этот способ отбойки защищен авторским свидетельством (А.с.-№1575654).

Для конкретных условий залежи "ОК-2" шахты им.Ленина ПО "Кривбаесруда" разработан вариант предложенного способа отбойки. Проектом отработки блока 28-38 гор. 1050-975м предусмотрена отбойт руды в подотакс 1034-1008м вертикальными веерами скважин, а находящихся вкаэ запасов --горизонтально расподоженндал веерами, пробуренными из 3-х буровых гамер.

При новой схем-з расположения сыаяодн , показанной на ряс.4 , расход подготовительных и нарезных выработок остается неизменны.:. Объем бурения глубоких скважин снижается на 20,5 % , а расход ЕВ - на 17.1 %.

Полненный научный результат о возможности улучшения качества дробленая руды при небольших згзчониях V/ за счет совершенствования конструкции заряда ВВ обусловил разработку устройства, поБьялздцего энергоотдачу взрыва,

Конструкция получила название - запирающее газодинамическое устройство СЗГДУ)'. При формировании скважин-иых зарядов запирающие устройства устанавливаются непосредственно вслед за прывчатым веществом, как показано на рис. 5.

После инициирования заряд?, образовавшиеся продукты детонации безударно входят в коническую полость, сникают своо сверхзвуковую скорость и ударно нагружают коническую поверхность. Цилиндрическая часть запирающего устройства при этом расширяется и запирает пространство зарядной полости. За счет смятия стенок осевого канала угол наклона образующих конусной части возрастает. Это способствует гашек.а ударного нагругхешш продуктов детонации и увеличивает площадь запирающего контакта мекду поверхностью ЗГДУ и стенками скважины. Тагащ образом появляется возможность более полно использовать энергию продуктов детонации ВВ и за счет этого повышать эффективность действия взрыва.

Конструкция заряда с ЗГДУ защищена аь.-орским свидетельством. (A.c. I575655).

Для изготовления запирающего устройства разработаны специальный станок и прессфорда.

Заряды РЭ с повышенной энепгоотдачей прошли испытания в натурных условиях. Анализ их результатов показал возрастание в среднем в 2-2,5 раза интенсивности напрякелия гд фронте волны по сравнению со взрывом зарядов с открытым устьг'д.

Рис.4. Схема расположения сква-кин и порядок отбойки слоев руды в блоке 28-ЗВ гор.1060-975 м ш.км.Ленина.

Положительные результаты испытаний зарядов ВВ с ЗГ.'У позволили исп.льзовать их для изменения знер"о-насыщения разрушаемых взрывом слос з руды при технологической отбойке с параметр: .ми, определенными с учета-напряженного состояния массива. Промышгенные испытания и внедрение в производство разработанной техн^югия отбойки осуществлялись на шахте им.Ленина ПО "Кривбассруда". Их •1тоги свидетельствуют о вы'окой эффективности предлагаемых в диссертации решений. При го-ной энергоотда^ей; Т -с.шалш- длзом объеме добычи на; 2 - ЗгДУ; ¿-ВВ. сырой руды на пгахте

им.Ленина 2,25 млн. тонн, величина . ожидаемого годового экономического эффекта составит 94,5 тыс.руб. Фактический экономический эфЛэкт от внедрения разработанной технологии скваж'лш'Л отбойки составил 12,6 тьге.руб. ( в ценах 1391 г.).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В .диссертации изложено новое решение актуальной научно-технической -адачи для горнодобывающей-отрасли промышленности по совершенствованию технологии скважин-чой отэйки худы на о'нове использования особенностей действ)• я взрыва е зонах деформаций растяжения, прикоитур-

и

Й

Рис.5.Запирающее газодинамическое устройство (ЗГДУ) и и скваг.инкый заряд'с повышен-

ного массива диетных намер.,'

Основные научные выводы, полученные * диссертации, а тагасе практически« рекомендации Жируются н- результатам теоретических л экспериментальных исследований и сводятся к следующему:

1. Аналитическими исследованиями установлено, что па-с раметры оо'ластей разгрузки в кровле и стенкеч камер изменяются в зависимости от соотношения размеров сторон очистного пространства. Это приводит изменении положения за-ррцов ВВ относительно границ области деформаций растяжения и, соответственно, к снижению илг увеличению энергоемкости разрушения отбиваемых слоев руды. Численное зн<- « чение энергоемкости определяется по величин*3 линейной плотности удельной энеигии ВВ, равней отношению удельной энергии В6 нр отбойку к величине л.н.с.

2. С использованием специально разработанной методики на основе больлого объема промышленных наблюдени" исследованы законсернссти изменения линейной плиГ'ости-удельной энергии ВВ в зависимости от положения зарядов з пределах зоны деформации ряеггленкл.

3. /становлено, что ь случае "охране ия равенства результирующего действия взрыва при изменении положения зарядов ВВ относительно границы лоны деформаций рас.'яжзния и свободной поверхности, между линейной гяотьостыэ удельной энергиг и приведенной л.н.э. имев* мзгто гчперболй-" ческ .я зависимость.

4. В р лультате обработки данных промышленных наблюдений определено, что одинаковое улучшение ..ачества дробления руды при расположении зар-дов вблизи контура свободной пгперхноети требует меньшего относительного увеличения удельных энергозатрат, чем при расположении зарядов на границе области деформаций растяжения, и может бкгь достигнуто за счет локалиэа! и продуктов детонации ВВ в зарядной голости путем использования конструкций зарядов с закрытым устьем.

5. На. основании полученных зависимостей разработана методика расчета параметров БЗР при отбойке "у^ы ка открытое очистное пространство, позволяющая определять оп'. ¡маль -ные значения л.н.с. и удельного расхода ВВ на отбойку для

каздсго отбиваемого слоя в зависимости от соотношения размеров с торш. камеры и соответствующих ему размеров областей деформаций растяжения в приионтурноы массиве.

6. Разработан способ отбойки камерных запасов крепких руд-(A.c.F'1575654), позволяющий повысить эффективность взрывного разрушения руды при одновременном улучшении безопасности труда за счет поддержания постоянного соотношения размеров сторон камеры и обеспечения этим отсутствия деформаций растяжения з ее кровле.

7. Разработана конструкция енваяинного заряда с пох&зешгсй онергоотдачей (A.c. JM575655) за счет локализации продуктов детонации в зарядной полости при помэщи зашр-пщаго газодинамического устройства (ЗГДУ).

8. Разработаны реколендации'для npo:.Mi«ieiiHoro изго-тбзления ЗГД/ из термопластичных материалов на гидро-

плрицпрессах и терю"ластавтсматах. ,

9. Экономическая эффективность от внедрения, технологии спсаямяной отбойки руды, усовершенствованной с учете;,! характера распределения естественных напряжений в разрушаемом массиве составляет 0,042 р.на I т добытой руды. Охидаеьтый годобой эг'ономический эффект на шахте .пи.Ленина ПО *Нр:-;вбассруда" составляет 94,5 тис.руб. Фактический экономический.эффект от внздреиия технологии отбойки составил 12,6 тыс.^уб. (в ценах I9QIT.j.

Основные положения-диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Влияние распределения статических напряжений в породных массивах на разрушение их взрывом.-Кривой Рог,198 9с. Деп. в УкрШЙШ! 06.03.84, Н395 Ук-84 доп. (соавтор "умаченко В.А.)

2. Совершенствование взрывных работ на основа управления распределением естественных напряжений в отбиваемых, массивах горных порог, //Интенсификация горнорудного производства: Тез.докл.П отраслевой науч.-техн.-онф.-Свердловск, 1985.-с.88-89.

3. Обоснование рациональных параметров скважинкой отбойки напряженных массивов по результатам промышленных исследований // Повышение эффективности горнего произвол-

ства: Тез. дохл. ш Всесоюзной науч.техн.конф.-Свердловск, 1986. -с.Пб.

4. Анализ эффективности скражинной отбойки при изменяющемся характере распределения естественных напряжений в массиве //Разраб.руд.месторождений: Респ.межвед.--ауч.-техч.сб.-1987. -Вш.44.-с.59-63. (соавторы Клочков В.Ф. .Луча П.М.Ь

5. Определение давления обруаенных город прк разработке месторождений системами с массовым обрушением.-Кривой Рог, 1987. 8 с. Деп. в УкрРИШГН С9.Ь.87, /?2Я57 Ук-Я? деп. (соавтор Попов П.В.). .

6. Совершенствование параметров снважин"ой отбойки на основе нланировагчя распределения естественных напряженки

в разрушаемом рудном массиве //Комплексное рац..снгльной освоение железорудных месторождений и охрана природы: Тез.докл. науч.-техн.конф.-Губкин 1983.-е.j7-50.

7. Способ взрывной отбоики намерныг запаегч крепких руд //A.c. № 1575654 СССР (соавторы Нлочк^в В.Ф..Дидок А.В., Швец В.И.,Чумаче:ко Б.А.).

8. Скважинный заряд //."..с. № 1575655 JCCP.(соавторы Клоч-:<ов ¿.Ф.«Дидок А.В.,Швец В.И.,Ч-маченно В.А.',-

РГП КП! Заказ 49. Тираж 100 экз. Подписано к печати 28 февралп 1992г. гЛривс.. Рог, ул. 22 Партсъезда, II.