WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Управление качеством взрывоподготовки горной массы на карьерах строительных материалов на основе оптимизации параметров бвр

На правах рукописи

МОЛДОВАН Дмитрий Владимирович

УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ВЗРЫВОПОДГОТОВКИ ГОРНОЙ МАССЫ НА КАРЬЕРАХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ БВР

Специальность 25.00.20 Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Санкт-Петербург

2006

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В. Плеханова (техническом университете)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Парамонов Геннадий Петрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Белин Владимир Арнольдович

кандидат технических наук, доцент

Лигоцкий Дмитрий Николоевич

Ведущее предприятие: ОАО «Каменногорское КУ»

Защита диссертации состоится «_24_» __ноября__ 2006 года в 15 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 в Санкт-Петербургском государственном горном институте им. Г.В. Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106, Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд. №_1160__

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан «_23_» __октября___2006 года

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета,

д.т.н., профессор Э.И. БОГУСЛАВСКИЙ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Качество взрыва характеризуется равномерностью и крупностью дробления скального массива, шириной и высотой развала горной массы, проработкой подошвы уступа. Два последних фактора определяют производительность последующих процессов выемки и транспортировки. Применение современных погрузочно-транспортных машин, мобильных дробильно-сортировочных установок предъявляют жёсткие требования к качеству взрывоподготовке горной массы, так как оно напрямую влияет на их производительность.

Несмотря на большое внимание, уделяемое буровзрывным работам, до сих пор основным препятствием к увеличению производительности труда, снижению себестоимости добычи и увеличению объёмов добываемой продукции, является неравномерное дробление, сопровождающееся значительным выходом крупных (негабаритных) кусков полезного ископаемого, а так же несоответствие параметров уступа проектным решениям. Поэтому, управление качеством и параметрами взрывоподготовки горной массы на карьерах строительных материалов является важной и актуальной научной и практической задачей.

Настоящая работа, посвященная проблеме дробления горных пород энергией взрыва, является продолжением научных исследований ряда ученых, таких как: Барон Л.И., Личели Г.П., Баум Р.А., Григорян С.С., Боровиков В.А., Ванягин И.Ф., Менжулин М.Г., Цирель С.В., Виноградов Ю.И., Демидюк Г.П., Друкованый М.Ф., Затонских А.Г., Казаков А.П., Кутузов Б.Н., Макарьев В.П., Парамонов Г.П., Миндели Э.О. и др.

Однако, несмотря на обширные исследования в этой области, до сегодняшнего дня, не решен вопрос о возможности регулирования заданной степени дробления горной массы за счет изменения параметров буровзрывных работ. Недостаточно изучено влияние импульса взрывного нагружения на формирование квазистатического поля напряжений и разрушения горных пород на начальной стадии взрыва.

Цель диссертационной работы. Повышение экономической эффективности БВР на основе управления параметрами гранулометрического состава развала горной массы на карьерах строительного камня Ленинградской области.

Идея работы. Управление параметрами взрывного импульса и получение заданного развала и грансостава горной массы возможно путем оперативного изменения условий установки ЗГДУ над колонкой скважинного заряда.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

    • Определение эффективности разрушения массива горных пород при взрывании зарядов различных конструкций.
    • Выбор и обоснование параметров буровзрывных работ обеспечивающий требуемый развал горной массы по длине и высоте.
    • Исследование газодинамических параметров (давление в зарядной камере) при взрыве удлинённого заряда ВВ различных конструкций.
    • Разработка модели перемещения и формирования развала горной массы с учетом разработанных конструкций зарядов при уступной отбойке горных пород.
    • Исследования влияния, конструкции заряда и других параметров БВР на дробление горной массы и формирования развала.
    • Разработка параметров БВР, обеспечивающих экономическую эффективность при производстве массовых взрывов на карьерах строительных материалов.

Защищаемые научные положения:

  1. Конструкция заряда и детонационные характеристики ВВ определяют параметры давления в зарядной полости, и как следствие конечный результат дробления горных пород.
  2. Заданные параметры качества дробления и развала горной массы достигаются изменением конструкции удлиненного скважинного заряда, путем применения газодинамической запирающей забойки и управления давлением в зарядной полости за счет создания воздушного промежутка между забойкой и зарядом.

Научная новизна работы:

установлены закономерности изменения параметров давления в зарядной камере в зависимости от конструкции зарядов, состава ВВ с использованием газодинамической забойки;

теоретически обоснованна и экспериментально подтверждена взаимосвязь между параметрами развала разрушенной горной массы, качеством дробления и давлением в зарядной полости с учетом выбранной конструкции заряда;

установлена количественная зависимость выхода негабарита и заданного среднего куска горной массы при использовании разработанных новых конструкций зарядов.

Методы исследований. Обзор и анализ исследований отечественных и зарубежных работ учёных в области взрывного дела, комплексное использование теоретических и экспериментальных работ в лабораторных и полигонных условиях, применения физико-математического моделирования газодинамических процессов на ЭВМ протекающих в зарядной полости, а также сравнительный анализ результатов исследований с натурными данными.

Достоверность научных положений подтверждается, большим объёмом проанализированной и обобщённой информации отечественных и зарубежных исследований, использованием современных представлений физики и механики в области трещинообразования при динамических нагрузках, достаточной сходимостью расчётных данных с результатами лабораторных и производственных экспериментов, использованием разработанных конструкций зарядов в производстве массовых взрывов на карьерах ОАО «Каменногорского карьероуправления».

Практическая значимость работы:

    • разработана конструкция заряда и технология производства взрывных работ на карьерах строительных материалов, позволяющая получать оптимальный гранулометрический состав горной массы в различных горно-геологических условиях;
    • предложены параметры буровзрывных работ, обеспечивающие при производстве массовых взрывов на карьерах строительных материалов снижение выхода негабарита, заданный гранулометрический состав и параметры развала горной массы;
    • установлены количественные зависимости качества дробления горной массы и параметров развала горной массы для различных конструкций зарядов ВВ, что позволило увеличить производительность погрузочно-транспортного оборудования карьера.

Апробация работы. Содержание и основные положения диссертационной работы обсуждались и докладывались на ежегодных конференциях молодых учёных «Полезные ископаемые России и их освоения» 2003-2006 гг. (СПГГИ (ТУ), г. Санкт-Петербург) и на симпозиуме «Неделя горняка-2005» 2005г. (МГГУ, г. Москва). Целиком работа докладывалась заседаниях технического совета ОАО «Каменногорское КУ», на заседаниях кафедры Безопасность производств и разрушение горных пород и НТС СПГГИ (ТУ).

Личный вклад автора заключается в постановке задач и разработке методик исследований; в проведении экспериментальных работ по определению качества взрывоподготовки горной массы и параметров развала на карьере ОАО «Каменногорское КУ» проводимых согласно региональной целевой программы «Развитие и использование минерально-сырьевой базы Ленинградской области в 2003-2005 годах» по теме «Разработка технологий и мер по снижению уровня опасного техногенного воздействия взрывных работ на горнодобывающих предприятиях и уменьшению потерь минерального сырья»; в разработке рекомендаций по внедрению конструкции скважинных зарядов на строительных карьерах Ленинградской области.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 печатных работы.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и библиографического списка. Содержит 134 страниц машинописного текста, 23 рисунков, 18 таблиц и список литературы из 118 наименований.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю профессору Г.П. Парамонову, развитие идей которого, помощь и постоянное внимание способствовали успешному выполнению работы, а также признательность сотрудникам кафедры Безопасности производств и разрушения горных пород за практические советы при написании.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертационной работы представлено современное состояние карьеров Ленинградской области, а также проблемы производства буровзрывных работ. Определенны цели и задачи исследования.

Во второй главе приведены расчёты геометрических параметров забойки, её действие во время взрыва скважинного заряда.

В третей главе представлена методика и программа расчёта параметров развала горной массы. Рассчитаны графики профильного разреза развала на программе предоставленной ИПКОН РАН.

В четвёртой главе приведены результаты экспериментальных взрывов проводимых на карьере Ленинградской области.

1. Конструкция заряда и детонационные характеристики ВВ определяют параметры давления в зарядной полости, и как следствие конечный результат дробления горных пород..

Повышению эффективности буровзрывных работ посвящено большое количество работ, в которых рассматриваются вопросы влияния на разрушение горных пород различных факторов, таких, как типы ВВ, конструкции зарядов, схемы и средства инициирования, использование внутрискважинного замедления, параметры скважинных зарядов и их расположение на взрываемом блоке и др. При взрыве удлиненного заряда в скважине происходят сложные газодинамические процессы, результаты исследования которых, позволяют устанавливать количественные связи значений параметров конструкций зарядов с реальными задачами горного производства.

Для установления закономерностей формирования газодинамических процессов и параметров воздействия продуктов детонации на стенки скважины при взрыве удлиненных зарядов разных конструкций была использована программа, разработанная на кафедре БП И РГП проф. Менжулиным М.Г., Парамоновым Г.П. и Шишовым А.Н.

Будем рассматривать скважинные заряды ВВ плотного заряжания, как при наличии, так и при отсутствии ЗГДУ. Запирающее газодинамическое устройство представляет собой цилиндр с профилированным осевым каналом, изготовленный из пластического материала и располагаемый в скважине в непосредственной близости от заряда. После преломления детонационной волны в воздушное пространство скважины происходит взаимодействие ударной волны с входным диффузором устройства, приводящее к повышению давления на его поверхности, и как следствие, к распиранию и фиксации его в скважине, отражению ударной волны и истечению продуктов детонации через осевой канал. По мере истечения продуктов детонации происходят процессы плавления, абляции, пластического деформирования материала, которые приводят к изменению профиля внутреннего канала устройства. Увеличение диаметра критического сечения приводит к изменению режима истечения продуктов детонации, условий их запирания и расхода. В настоящих расчетах ограничимся исследованием качественного влияния скорости выгорания и уноса материала ЗГДУ на газодинамические параметры в скважине. Процессы выгорания и уноса массы ЗГДУ могут быть описаны скоростью увеличения диаметра осевого канала ЗГДУ, которую в первом приближении будем считать постоянной.

Энерговыделение при взрыве будем рассматривать с учётом скорости распространения детонации по длине заряда, как при прямом, так и при обратном инициировании. Стенки скважины будем считать абсолютно жёсткими. При указанных допущениях детонационные и газодинамические процессы в скважине могут быть описаны системой уравнений Эйлера, с добавлением в уравнение энергии члена, описывающего выделение энергии при распространении детонации. Для цилиндрической системы координат r, z, с осью z, совпадающей с осью скважины и началом координат в её устье, введем расчётную сетку с ячейками r, z. Тогда для некоторой ячейки расчётной сетки, представляющей эйлеров объём с поверхностью SE исходная система уравнений примет вид:

(1)

где и , — обобщённые гидродинамические параметры, принимающие попарно следующие значения:

; ; ;

- лагранжев объём, м3, - поверхность этого объёма, м2, - внешняя нормаль к этой поверхности, - орты системы координат, - вектор скорости и его проекции на оси координат, Е - полная удельная энергия, Дж/кг, Р – давление, Па, - плотность, кг/м3, - время, с, - удельное энерговыделение, Дж/кг.

Система дополняется уравнениями состояния сред. Поскольку воздух в скважине по сравнению с продуктами детонации ВВ составляет незначительную по массе часть, то его влиянием пренебрегаем. Тогда уравнение состояния в соответствии с разработанным авторами подходом построения приближённых уравнений состояния может быть построено в виде:

; при ; (2)

; при

где - удельная внутренняя энергия, Р - давление, - показатель адиабаты, - массовая скорость с составляющими , вдоль координатных осей r, z.

Значения коэффициентов , и для испытываемых взрывчатых веществ приведены в Таблице 1.

Таблица 1 - Значения коэффициентов уравнения состояния различных зарядов.

ВВ k1 k2 B1, 10-6 дж/кг B2, 10-6 дж/кг *,кг/м3
Граммонит 79/21, 0 = 800 кг/м3 1,9 1,2 0,055 0,404 4,47
Аммонит № 6ЖВ, 0 = 1000 кг/м3 1,9 1,23 0,278 0,389 3,96

Система (1) (2) замыкается граничными условиями:

- на оси симметрии ;

- на стенке скважины ; (3)

- на дне скважины ;

В устье скважины ставятся условия свободного истечения газа.

Профиль забойки аппроксимируется ступенчатой поверхностью, проходящей по границам ячеек, на которой задаются условия непротекания, аналогичные (3). В качестве начальных условий рассматриваются условия невозмущённых сред.

Выбранная постановка задачи не позволяет непосредственно получить значения на стенке скважины, поскольку не учитывает податливость стенок взрывной полости, но позволяет оценить относительные изменения газодинамических параметров (давления) при взрывах зарядов близких по энерговыделению ВВ и при использовании различных типов запирающих устройств. Однако, полученные в работе результаты показывают, что снижение давления на податливой стенке взрывной полости в породе типа гранита по сравнению с жёсткой стенкой составляет ~ 20 %.

На основании изложенной модели, были рассчитаны параметры газодинамических течений во взрывной камере при взрывах зарядов граммонита 79/21 со скоростью детонации D = 3600 М/с, при начальной плотности 0 = 0,9 кг/м3 и гранулотола со скоростью детонации D = 5000 м/с, плотностью 0 = 1000 кг/м3 при обратном инициировании зарядов. Диаметр скважинных зарядов был равен dскв = 165 мм и длиной Lскв = 10,0 м при длине заряда LВВ = 7,0 м. Для расчетов использовались конструкции зарядов без забойки и с запирающим газодинамическим устройством. Непосредственно у верхнего торца заряда располагалось ЗГДУ с начальным диаметром критического сечения канала dк0 = 26 мм и скоростями увеличения диаметра осевого канала Vrk = 3,0 м/с и Vrk = 5,0 м/с.

Результаты расчетов представлены на Рисунке 1 а, б. На Рисунке 1а представлены кривые распределения давления во времени в различных сечениях взрывной камеры скважинного заряда граммонита без забойки. Анализ результатов показывает, что в различных сечениях по длине скважины в первые 2 мс наблюдается скачкообразное изменение давления до значений 26 – 12.5 ГПа за счет детонационной волны и отраженных волн от дна скважины. При дальнейшем увеличением времени процесса давление быстро снижается до уровня квазистатического и уже через 3 – 4 мс становится равным 600 МПа. Это давление медленно снижается до полного истечения продуктов детонации из скважины.

На Рисунке 1б представлены кривые распределения давления во времени в различных сечениях взрывной камеры скважинного заряда граммонита с запирающим газодинамическим устройством.

Характер изменения давления в этом случае сильно отличается. В первые 2 мс у дна скважины и в точке инициирования заряда изменение давления аналогично предыдущему случаю, но после прихода отраженной ударной волны от забойки давление увеличивается до значений 3800-4000 МПа и далее медленно снижается и к 10 мс становится равным 3000 МПа. Для сечения на границе заряд-забойка давление после прихода детонационной волны достигает значения 12,5 ГПа и резко снижается до 4000 МПа. Параметры отраженной ударной волны, распространяющейся ко дну скважины, сравнимы с параметрами детонационной волны. Давление на стенке канала ЗГДУ незначительно отличается от давления на стенки скважины вблизи нее. Ударная волна многократно отражается от дна скважины и забойки, при этом амплитуда волны медленно снижается, а квазистатический уровень давления в скважине увеличивается. Поскольку продукты детонации находятся во взрывной камере и их истечение через осевой канал забойки незначительно (скорость увеличения диаметра осевого канала ) квазистатическое давление плавно уменьшается. Параметры давления для устья скважины незначительны и определяются в основном скорость. Изменения диаметра осевого канала забойки.

На Рисунке 2 представлена зависимость среднего давления на стенки скважины от времени. Кривые 3,4 показывают изменение давления для разных скоростей увеличения диаметра осевого канала (3 – 3,0 м/с; 4 – 5 м/с). анализ результатов показывает, что снижение давления в зарядной камере при малом увеличении диаметра осевого канала забойки не велико и только тогда, когда , начинается интенсивный спад давления.

Газодинамическими процессами можно управлять путем размещения ЗГДУ на некотором расстоянии от заряда ВВ.

На Рисунке 2 кривая 5 показывает изменение давления в зарядной камере при размещении забойки на расстоянии 0,5 м от заряда ВВ.

Все рассмотренные закономерности сохраняются и для гранулотола и отличаются только временными характеристиками при сохранении всех особенностей развития газодинамических процессов.

Для определения влияния конструкции заряда на

 Зависимость среднего давления во времени эффективность-35

Рисунок 2 - Зависимость среднего давления во времени

эффективность разрушения горной породы, были проведены полигонные испытания на гранитном карьере «Островский» ОАО «Каменногорское карьероуправление».

Эксперименты проводились на нерабочих уступах карьера. Схема наблюдения предусматривала исследование различных конструкций зарядов. Во всех экспериментах применялась фиксированная масса заряда 20 кг (длинна заряда 1 м), глубина скважины 3 м, диаметр 165 мм, способ инициирования обратный. Эксперименты проводились сериями взрывов по три скважины, с различными типами забоек: без забойки, с забойкой из буровой мелочи и с применением запирающего газодинамического устройства (ЗГДУ).

В качестве критерия оценки эффективности работы взрыва применялся объём образовавшейся воронки. Сравнительные данные эксперимента представлены в Таблице 2.

Таблица 2 - Результаты опытных взрывов

№ серии эксперимента Объём воронки выброса, м3
без забойки Забойка из буровой мелочи ЗГДУ
1 серия 11,5 15 19,8
2 серия 12 14,5 20
3 серия 12,4 14,6 20,3

Анализ полученных результатов показывает, что наибольшая эффективность взрыва достигается при использовании конструкций зарядов с ЗГДУ, по сравнению с зарядами с обычной забойкой (буровая мелочь) в 1,3 раза, а с зарядами без забойки в 1,67 раза, что подтверждает возможность управления разрушением горных пород за счёт изменения конструкции заряда.

2. Заданные параметры качества дробления и развала горной массы достигаются изменением конструкции удлиненного скважинного заряда, путем применения газодинамической запирающей забойки и управления давлением в зарядной полости за счет создания воздушного промежутка между забойкой и зарядом.

При производстве массовых взрывов, необходимо обеспечить следующие требования:

- качественное дробление горной массы (заданный гранулометрический состав взорванной горной массы);

- проработка подошвы уступа;

- минимальное нарушение законтурной части массива;

- формирование компактного навала отбитой горной массы;

- защита близкорасположенных объектов от сейсмического воздействия взрыва, воздействия воздушной ударной волны и разлета кусков породы.

Одним из наиболее эффективных методов управления энергией взрыва на открытых горных работах является регулирование параметров взрывного импульса за счет изменения конструкции заряда ВВ. Забойка, являясь составной частью конструкции заряда, влияет на длительность приложения взрывной нагрузки, а, следовательно, на параметры поля напряжений в среде и характер ее разрушения.

Исследование влияния конструкции заряда в сочетании с газодинамической забойкой проводилось на щебеночном карьере «Островское» ОАО «Каменногорское карьероуправление». Месторождение представлено габрро-норитами с включением гранитойдов. Акустический показатель трещиноватости 0,4-0,6; коэффициент прочности по шкале М.М. Протодьяконова – 12-14; плотность 2680-2760 кг/м3.

Опытно-промышленные взрывы проводились на одном блоке, который делился на две части. Одна часть блока заряжалась зарядами с обычной забойкой (буровой шлам), вторая – с запирающей газодинамической забойкой. В качестве зарядов использовались штатные ВВ имеющиеся на предприятии: гранулотол и граммонит 79/21, удельный расход 0,97 кг/м3. Схема инициирования в обои случаях была одинаковая, диагонально клиновая. Было проведено шесть опытных массовых взрывов.

После взрыва проводился гранулометрический анализ взорванной горной массы – фотопланиметрическим, ситовым и количественным анализом.

Результаты фотопланиметрического анализа грансостава взорванной горной массы представлены в Таблице 3.

Как видно из полученных результатов анализа средний размер куска для зарядов с ЗГДУ уменьшеился на 10% и составляет 220 мм.

Параллельно с фотопланиметрическим методом проводился количественный анализ выхода негабарита. Результаты этого анализа показывают, что выход негабарита уменьшился в 2 раза с 8% до 4%.

Таблица 3 - Данные фракционного состава (%) произведённые фотопланиметрическим методом по 14 блоку.

№ блока 0-20 см 21-40 см 41-60 см 61-90 см 91-120 см 121-150 см 151-190 см 191-230 см >230 см
14 31,42 28,37 12,3 14,92 4,31 2,59 1,3 2,74 2,05
15 31,46 33,74 16,54 10,88 3,26 0,78 0,91 1,06 1,37

Форма развала взорванной горной массы оказывает огромное влияние на работу производства, а именно: на работу транспорта, на сохранность коммуникаций и прочие производственные процессы. Параметры развала характеризуются длинной, высотой и кучностью навала

Для оценки влияния конструкции заряда в сочетании с газодинамическим устройством на параметры развала были проведены расчеты по методике, разработанной в ИПКОН РАН (Казаков Н.Н., Копылов С.В.). Для учета влияния газодинамической забойки в формулы расчета нами вводился коэффициент, учитывающий остаточную (добавочную) энергию продуктов взрыва в зарядной камере, полученный на основе результатов численного моделирования.

Результаты расчетов формы и параметров развала для проведенных опытных взрывов представлены на Рисунке 3а,б.

 а) – Профиль развала, образованный взрывом с применением-36

Рисунок 3 (а) – Профиль развала, образованный взрывом с применением стандартной забойки.

 б) – Профиль развала, образованный взрывом с применением ЗГДУ. В-37

Рисунок 3 (б) – Профиль развала, образованный взрывом с применением ЗГДУ.

В Таблице 4 приведены результаты расчета и экспериментальные данные параметров развала опытных взрывов.

Таблица 4 – Параметры развала опытных взрывов

Параметры развала 14 блок 15 блок
расчет эксперимент расчет эксперимент
Длина развала, м 62,69 59,5 68,47 67,5
Высота развала, м 8,4 8,7 6,05 6,5

На Рисунке 4, 5 представлены фотографии развала горной массы после взрыва блоков 14 и 15,

 Развал горной массы опытного взрыва блока №15 -38

Рисунок 4 – Развал горной массы опытного

взрыва блока №15

 Развал горной массы опытного взрыва блока №14 Результаты-39

Рисунок 5 – Развал горной массы опытного

взрыва блока №14

Результаты проведенных опытных взрывов и выполненных расчетов показывают, что принятая конструкция зарядов в сочетании с запирающей газодинамической забойкой позволяет управлять гранулометрическим составом и параметрами развала горной массы.

Разработанная конструкция зарядов рекомендована к внедрению на щебеночных карьерах ОАО «Каменногорское карьероуправление». Экономический эффект от внедрения разработанной конструкции заряда составляет 1400 тыс.рублей

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящая работа представляет собой законченную научно-исследовательскую квалификационную работу, в которой содержится решение актуальной для карьеров добычи строительного камня задачи – управление качеством взрывоподготовки горной массы на карьерах строительных материалов на основе выбора оптимальных параметров динамического нагружения массива горных пород и рациональных конструкций зарядов на в сочетании с газодинамической забойкой.

Основные научные результаты и выводы.

  1. На основе численного моделирования газодинамических процессов в зарядной камере установлено:
  • газодинамическое состояние продуктов детонации в зарядной камере при использовании зарядов с газодинамической забойкой характеризуется многократным нагружением стенок взрывной полости отраженной ударной волной;
  • давление на стенки зарядной камеры при использовании газодинамической забойки выше, чем для зарядов без забойки, соответственно 4000 МПа и 2000 МПа. При этом время действия этого давления составляет 8 мс и 2 мс.
  • размещение газодинамической забойки на некотором расстоянии от заряда приводит к уменьшению среднего давления во взрывной камере с сохранением закономерностей развития газодинамических процессов, кроме временных характеристик. Так для заряда граммонита 79/21 при расположении забойки в контакте с зарядом, на момент времени от начала процесса - 8 мс, давление равно 3800 МПа, а при расположении забойки на расстоянии 0,5 м от заряда оно снижается до 2800 МПа. Таким образом, давленим в зарядной полости, можно управлять изменением взрывного импульса нагружения, и как следствие, квазистатическим полем напряжений.
  1. Выявлено, что скважинная газодинамическая забойка задерживает продукты взрыва в зарядной камере до 20 мс, при этом время задержки определяется диаметром осевого канала забойки или расстоянием ее размещения от заряда. Установлено, что при диаметре осевого канала забойки больше радиуса скважины, запирание продуктов взрыва не обеспечивается.
  2. Экспериментально исследовано влияние конструкции заряда с газодинамической забойкой на параметры развала взорванной горной массы. Для рекомендуемых конструкций зарядов диаметром 165 мм по сравнению со штатными длина развала увеличивается на 8 – 10 м, а высота развала уменьшается на 2,5 м.
  3. Для снижения выхода негабарита и получения заданного среднего размера куска взорванной горной массы при производстве массовых взрывов на карьерах строительных материалов обоснованы конструкции зарядов с запирающими газодинамическими забойками. Результаты опытно-промышленных испытаний показали, что при взрыве зарядов с газодинамической забойкой по сравнению со штатной забойкой выход негабарита снизился в 2 раза, с 8% до 4%, а диаметр среднего куска уменьшился с 250 мм до 220 мм.
  4. Установлено, что параметры развала могут регулироваться путем выбора величены воздушного промежутка между зарядом и запирающим газодинамическим устройством.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

  1. Молдован Д.В. Анализ гранулометрического состава взорванной горной массы // Сб. Записки горного института. – СПб.: СПГГИ (ТУ) - 2005. – том 167 - Ч. 1 - с. 83-85
  2. Молдован Д.В. Оценка влияния параметров БВР на качество взрывоподготовки горной массы // Современные технологии освоения минеральных ресурсов. – Красноярск. - выпуск № 3 - 2005 год – с. 83-85
  3. Молдован Д.В. // Улучшения качества взрывной подготовки горной массы за счёт применения профилированной забойки. - Сборник «Взрывное дело». - 95/52 – Москва – 2005. – с. 45-47


 




<
 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.