Обоснование параметров предварительного щелеобразования при производстве взрывных работ с целью обеспечения сохранности законтурного массива научная
На правах рукописи
Шалаев Михаил Сергеевич
Обоснование параметров предварительного щелеобразования при производстве взрывных работ с целью обеспечения сохранности законтурного массива
Научная специальность 25.00.20 – Геомеханика, разрушение
горных пород, рудничная
аэрогазодинамика и горная теплофизика
А в т о р е ф е р а т
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2010
Работа выполнена в государственном образовательном учреждении 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
Закалинский Владимир Матвеевич
кандидат технических наук, доцент
Лигоцкий Дмитрий Николаевич
Ведущее предприятие
Институт по проектированию горнорудных предприятий
ОАО ГИПРОРУДА
Защита диссертации состоится 24 сентября 2010 года в 17 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2 ([email protected]), ауд. № 1160
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.
Автореферат разослан 23 августа 2010 года
УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ
Диссертационного совета
д.т.н., профессор Э.И.Богуславский
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Развитие открытого способа разработки месторождений полезных ископаемых в современных условиях связано с непрерывным ростом предельной глубины карьеров, что влечет за собой необходимость повышения устойчивости горных выработок и бортов. Производство массовых взрывов на карьере оказывает существенное влияние на сохранность законтурного массива и как следствие, на устойчивость бортов карьера при постановке их в конечное положение.
Для снижения интенсивного воздействия сейсмических волн на законтурный массив необходимо применять специальные технологии буровзрывных работ на предельном контуре. Одной из таких технологий является разновидность контурного взрывания – метод предварительного щелеобразования. Cущность этого метода состоит в формировании разгрузочной щели до взрыва зарядов рыхления, что позволяет обеспечить сохранность законтурного массива от разрушающих волн напряжений массового взрыва.
В этом направлении выполнен большой объем исследований ведущими учеными Б.Н. Кутузовым, М.Г. Менжулиным, В.Н. Мосинцом, А.Л. Исаковым, В.А. Фокиным, Е.Н. Шером, М.А.Нефедовым, С.К. Рубцовым, М.Г. Егоровым, В.А. Боровиковым, В.Н. Костюченко, Д.М. Бронниковым и др.
Однако при наличии большого количества расчетных методик по определению параметров предварительного щелеобразования на практике данный метод не приобрел широкого распространения. Это связано с тем, что в расчетных методах не учитываются достаточно полно энергетические свойства ВВ, конструкция заряда и физико-механические свойства массива. Это особенно актуально в настоящее время при наличии на рынке широкого ассортимента ВВ. Кроме того, необходимо отметить, что теоретические работы по изучению влияния различных конструкций зарядов ВВ на формирование щели, эффективно экранирующей волны напряжения от зарядов рыхления, в открытой литературе практически отсутствуют.
Таким образом, обоснование параметров предварительного щелеобразования при производстве массовых взрывов с целью обеспечения сохранности законтурного массива является актуальной задачей горнодобывающей промышленности страны.
Цель диссертационной работы.
Обеспечение сохранности законтурного массива на основе оптимизации параметров предварительного щелеобразования при производстве массовых взрывов на карьерах.
Задачи исследования:
1. Анализ состояния изученности вопроса устойчивости бортов карьера при производстве взрывных работ;
2. Исследование механизма формирования контурной щели, анализ критериев ее роста;
3. Разработка методики по расчету параметров предварительного щелеобразования на основе управления взрывным импульсом за счет конструкции заряда и энергетических характеристик ВВ;
4. Лабораторные исследования динамики роста трещины и ее ширины раскрытия в плоскости между контурными зарядами ВВ различных конструкций;
5. Промышленные исследования влияния параметров предварительного щелеобразования при производстве взрывных работ на формирование контурной щели и степени локализации сейсмовзрывных волн вглубь законтурного массива.
Идея работы.
Обоснование параметров предварительного щелеобразования целесообразно осуществлять на основе управления импульсом взрывного нагружения за счет конструкции заряда и энергетических характеристик ВВ.
Научная новизна работы.
Установлены зависимости изменения скорости развития щели и ее ширины раскрытия в плоскости между контурными зарядами ВВ при динамическом нагружении массива в зависимости от газодинамических параметров в зарядной полости, энергетических характеристик взрывчатого вещества, конструкции заряда и свойств горного массива, позволяющие повысить сохранность законтурного массива.
Установлен диапазон оптимальных коэффициентов интенсивности напряжений формирования трещины заданной длины при которых обеспечивается сохранность законтурного массива для зарядов ВВ различных конструкций с учетом свойств ВВ для условий карьера «Заболотное»
Основные защищаемые положения:
1. Выбор параметров предварительного щелеобразования необходимо осуществлять через подбор коэффициента интенсивности напряжения в вершине трещины, снизу ограниченного пределом прочности на растяжение, при котором возможен ее рост, а сверху - пределом прочности на сжатие данной среды для локализации заколов вглубь массива
2. Формирование заданной ширины раскрытия трещины для сохранности законтурного массива целесообразно осуществлять на основе управления импульсом взрывного нагружения (его формой и длительностью) за счет конструкции заряда и энергетических характеристик ВВ.
3. Создание эффективной экранирующей щели, обеспечивающей сохранность законтурного массива при производстве взрывных работ, достигается за счет применения шланговых зарядов ВВ пониженной плотности, снижающих сейсмическое действия взрыва (скорость смещения массива) до 30%.
Методы исследований. Обзор и анализ исследований отечественных и зарубежных работ ученых в области взрывного дела, комплексное использование теоретических и экспериментальных работ в лабораторных и полигонных условиях, применения физико-математического моделирования на ЭВМ газодинамических процессов, протекающих в зарядной полости, а также сравнительный анализ результатов лабораторных исследований с результатами промышленных испытаний
Достоверность научных положений подтверждается большим объемом проанализированной и обобщенной информации в области взрывного дела отечественных и зарубежных исследований, использованием современных представлений физики и механики в области трещинообразования при динамических нагрузках, хорошей сходимостью расчетных данных с результатами лабораторных и производственных экспериментов.
Практическая значимость работы
Разработана методика расчета параметров предварительного щелеобразования при производстве массовых взрывов, учитывающая энергетические свойства ВВ, конструкцию заряда, физико-механические свойства массива, позволяющая сформировать контурную щель постоянной ширины раскрытия для эффективного экранирования сейсмовзрывных волн;
Рекомендованные конструкции и параметры контурных зарядов приняты к внедрению на карьере «Заболотное» в Выборгском районе Ленинградской области
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на симпозиуме «Неделя горняка-2010» (МГГУ, Москва 2010), на ежегодных научных конференциях молодых ученых
(г. Санкт-Петербург, СПГГИ (ТУ), с 2006 по 2010 г.г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 печатных работы в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения общим объемом 108 страниц, содержит 19 таблиц, 47 рисунков, а также список литературы из 90 наименований.
Автор выражает благодарность научному руководителю профессору Г.П. Парамонову, развитие идей которого, постоянное внимание и помощь способствовали успешному выполнению работы, а также сотрудникам кафедры "Безопасность производства и разрушения горных пород" за практические советы при написании диссертации.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
В главе I диссертационной работы изложено современное состояние изученности процесса формирования контурной щели при производстве взрывных работ с целью обеспечения сохранности законтурного массива; рассмотрены основные критерии роста и раскрытия контурной щели при методе предварительного щелеобразования, выполнен анализ факторов, определяющих эффективность экранирования сейсмовзрывных волн сформированной щелью. Рассмотрены различные методики по расчету параметров предварительного щелеобразования при производстве взрывных работ, выявлены как недостатки, так и преимущества таких подходов к расчету.
Сформулированы цель и задачи исследований.
В главе II описана математическая модель расчета параметров газодинамических нагрузок на стенке шпура (скважины) при взрыве зарядов различных конструкций, в основе которой положен коэффициент интенсивности напряжений, определяющий динамику роста трещины при сохранении законтурного массива.
В главе III приведены результаты лабораторных исследований на бетонных и гранитных блоках динамики роста трещины, сформированной зарядами различных конструкций; выполнены расчеты ширины раскрытия щели по глубине шпура с учетом динамики роста трещины, на основе изменения газодинамических процессов в зарядной камере при взрыве зарядов различных конструкций с учетом свойств ВВ и массива.
В главе IV выполнен расчет параметров предварительного для условий гранитного карьера «Заболотное» на основе предложенной методики, приведены и проанализированы результаты промышленного эксперимента, выполнена оценка эффективности работы предложенных конструкций зарядов ВВ и даны рекомендации по их внедрению в «Типовой проект производства взрывных работ».
Основные результаты работы исследований отражены в следующих защищаемых положениях:
1. Выбор параметров предварительного щелеобразования необходимо осуществлять через подбор коэффициента интенсивности напряжения в вершине трещины, снизу ограниченного критическим коэффициентом интенсивности напряжений, при котором возможен ее рост, а сверху - пределом прочности на сжатие данной среды для локализации заколов вглубь массива
В основу расчета параметров предварительного щелеобразования при производстве взрывных работ положен «поршневой» механизм разрушения, при котором формирование и развитие щели происходит в основном за счет квазистатического действия газообразных продуктов взрыва в зарядной полости.
При квазистатическом подходе процесс формирования трещины определяется коэффициентом интенсивности напряжений, характеризующим напряженно-деформированное состояние вблизи вершины трещины для данной среды, независимо от вида нагружения, формы и размеров тела. Для каждого материала имеется свой критический коэффициент интенсивности напряжений, при превышении которого возможен рост трещины. Условие роста трещины в этом случае можно описать выражением:
,
где 
критический коэффициент интенсивности напряжений в вершине трещины, при котором возможен ее рост, МПам1/2.
Значение коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины находится из решения задачи типа Бови о нагружении давлением круговой полости с выходящими на нее радиальными разрезами. При этом коэффициент интенсивности напряжений равен:
где 
скорость волн Релея, м/с; 
текущая длина трещины, считая от центра шпура, м; 
радиус шпура, м;
функциональная зависимость изменения давления в шпуре во времени.
Помимо роста трещины необходимо не нарушить околошпуровое пространство, разрушение которого, начинается при превышении давлений в зарядной полости предела прочности на сжатие среды. Этот критерий был положен в основу другого критического коэффициента интенсивности напряжений 
, ограничивающего предельные напряжения в вершине трещины.
Таким образом, при расчете параметров предварительного щелеобразования необходимо обеспечить диапазон оптимальных коэффициентов интенсивности напряжений, в пределах которого напряжения создаваемые взрывом заряда ВВ различных конструкций для данной среды не нарушат законтурный массив и максимально сформируют трещину в плоскости между шпурами.
Для условий гранитного карьера «Заболотное» был выполнен расчет коэффициентов интенсивности напряжений в вершине трещины, создаваемой взрывом зарядов ВВ различных конструкций при формировании контурной щели. Результаты расчетов представлены на рис. 1 и в таблице 1.
Рис 1.Зависимость коэффициента интенсивности напряжений от времени для различных конструкций зарядов ; 1 – верхний предел - критический коэффициент роста в вершине трещины; 2- нижний предел - критический коэффициент разрушения
Как видно из рис. 1, в необходимый диапазон 
попадают значения коэффициентов интенсивности при взрыве шланговых зарядов ВВ (Геликс -650) при диаметре патронов 70 мм и 60 мм, а также конструкция заряда- гирлянда с диаметром патрона 90 мм. При этом длительность действия таких напряжений в заданных пределах максимальна для конструкции шланговых зарядов с диаметром патрона 60 мм, которая составляет 34,9 мс, что позволяет ее рекомендовать для промышленных испытаний в качестве основной для формирования контурной щели максимальной длины без заколов вглубь законтурного массива
Таблица 1
Результаты расчета коэффициента интенсивности напряжений и времени его действия для различных конструкций зарядов ВВ
| Тип конструкции заряда ВВ | Тип ВВ | Максимальное значение КI МПа м0,5 | Общее время действия КI, мс | Полезное время действия КI, мс |
| Сплошной заряд (d=127 мм и p=1,25 т/м3) | Сибирит 1200 | 1058 | 23,8 | 10,6 |
| Сплошной заряд (d=127 мм и p=1,15 т/м3) | Сибирит 1200 | 853 | 25,4 | 11,3 |
| Шланговый (d=90 мм) | Геликс -650 | 123 | 28,6 | 12,9 |
| Шланговый (d=80 мм) | Геликс -650 | 60,8 | 30,3 | 13,1 |
| Шланговый (d=70 мм) | Геликс -650 | 27,3 | 32,4 | 32,4 |
| Шланговый (d=60 мм) | Геликс -650 | 10,8 | 34,9 | 34,9 |
| Шланговый (d=45 мм) | Геликс -650 | 1,92 | 0 | 0 |
| Гирлянда (d=90 мм) | Порэмит | 19,2 | 27,8 | 27,8 |
2. Формирование заданной ширины раскрытия трещины для сохранности законтурного массива целесообразно осуществлять на основе управления импульсом взрывного нагружения (его формой и длительностью) за счет конструкции заряда и энергетических характеристик ВВ.
Для эффективного экранирования волн напряжений от основного массового взрыва необходимо сформировать контурную щель, постоянной ширины раскрытия по всей ее длине с учетом акустических жесткостей среды и экрана. В работах исследователей, занимавшихся вопросом формирования контурной щели, например В.Н. Костюченко, Д.М.Бронникова, щель представляла собой плоский промежуток между двумя независимо приготовленными блоками модельной среды с постоянной шириной по глубине экрана, что на практике почти невозможно. Кроме того, в основном изучался взрыв сосредоточенного заряда, а не цилиндрического, волновое поле которого имеет осевую симметрию, что дает лишь качественную картину происходящих процессов.
Для определения влияния конструкции заряда ВВ на формирование щели при динамическом нагружении для модельных блоков из бетона и гранита были выполнены расчеты импульса взрыва. Известно, что давление в зарядной полости определяется газодинамическими процессами в зарядной полости и зависит от времени и пространства. Для модельных зарядов была рассчитана динамика изменения давления в зарядной полости во времени для различных сечений по длине шпура.
На рис. 2 представлен график изменения импульса взрыва на расстоянии 60 мм от устья шпура (x=60 мм), что соответствует середине воздушного промежутка в зарядной полости. Видно, что при использовании конструкции заряда - гирлянда за счет воздушного промежутка достигается резкое снижение первоначального давления в зарядной полости, но при этом увеличивается общее время воздействие продуктов детонации на среду.
«Полярными» эпюрами изменения давления ПД в зарядной полости во времени в данном случае получились при сплошном колонковом заряде и заряде – гирлянда (рис.2). В первом случае давление в волне разрежения, достигает величины, равной 21 ГПа и постепенно падает вплоть до 80 мкс, после чего начинается свободное истечение газа из шпура и резкое падение давления при общей длительности воздействия на среду равном 580 мкс. Для конструкции заряда гирлянда продолжительность действия давления в волне разрежения наблюдается до 215 мкс включительно при максимальном давлении 3367 МПа, а общее время действия импульса на среду составляет 850 мкс.
На основе теоретических расчетов для определения ширины раскрытия щели предложена формула, связывающая давление в зарядной полости через коэффициент интенсивности напряжений и динамику роста трещины:
где Е - модуль упругости среды, МПа, КI- коэффициент интенсивности напряжений МПам1/2, 
- изменение длины трещины во времени.
Рис.2. Зависимость давления в зарядной полости от времени на расстоянии 60 мм от устья шпура
Результаты расчета, представленные на рис. 3 и рис.4 позволяют определить время и величину эффективного раскрытия щели (в данном случае в плоскости между зарядами на расстоянии от устья шпура x=60 мм) для зарядов различных конструкций с учетом свойств среды.
Анализ результатов показывает, что для конструкции, например, заряда - гирлянда, время раскрытия трещины средней ширины 2 мм и длины 72 мм составит 225 мкс, что в свою очередь позволяет определить сразу два параметра контурного взрывания: расстояние между шпурами (длина трещины) и время замедления между контурным зарядами и зарядами рыхления (время раскрытия трещины).
Для проверки расчетных данных были проведены лабораторные исследования на бетонных и гранитных блоках. В качестве заряда ВВ использовался ТЭН и его смеси для моделирования различных конструкций зарядов и типов ВВ. Длина и диаметр шпура составили 120 мм и 5 мм соответственно.
Рис.3. Динамика раскрытия щели во времени для зарядов различных конструкций в сечении шпура на расстоянии 60 мм от его устья
Рис.4. Зависимость раскрытия щели от ее роста для зарядов различных конструкций в сечении шпура на расстоянии 60 мм от его устья
Для изучения ширины раскрытия щели по глубине в плоскости между контурными зарядами использовался дефектоскоп А 1220, точечно замерявший величину раскрытия щели. В таблице 2 приведены результаты расчетных и лабораторных исследований ширины раскрытия щели по длине заряда.
Анализ полученных результатов показывает, хорошую сходимость расчетных значений с фактической шириной раскрытия трещины с экспериментальными данными. Из результатов таблицы 2 хорошо видно, что раскрытие трещины по глубине шпура не постоянно и зависит от концентрации (перераспределения) энергии в шпуре. Наиболее предпочтительна щель, сформированная конструкцией сплошного заряда ВВ, однако напряжения создаваемые такой конструкцией не обеспечивают максимальный рост трещины без заколов вглубь массива.
Таблица 2
Результаты расчетных и лабораторных исследований ширины раскрытия щели по глубине шпура для различных конструкций заряда ВВ
| Исследуемое сечение шпура на расстоянии от его устья, мм | Ширина раскрытия щели (экспер. средн.), мм | Расчетная ширина раскрытия, мм |
| Сплошной заряд | ||
| 40 | 11 | 9,1 |
| 60 | 12 | 11,3 |
| 120 | 12 | 11,5 |
| Заряд с инертной добавкой (15 % NaCl) | ||
| 40 | 9 | 8,1 |
| 60 | 10 | 10,2 |
| 120 | 10 | 9,6 |
| Заряд с радиальным зазором | ||
| 40 | 5 | 5 |
| 60 | 6 | 5,7 |
| 120 | 3 | 3,7 |
| Заряд гирлянда | ||
| 40 | 4 | 5 |
| 60 | 3 | 2,4 |
| 120 | 2 | 3,7 |
Наименее предпочтительно выглядит трещина, сформированная конструкцией заряда гирлянда, ширина раскрытия которой не постоянная и зависит от расположения патрона по высоте шпура. Величина раскрытия такой трещины достигает в некоторых значениях 2 мм, что может привести к ее закрытию за счет волн напряжений от зарядов рыхления.
Таким образом, полученные результаты подтверждают возможность формирования заданной ширины раскрытия щели на основе управления импульсом взрывного нагружения за счет конструкции заряда и энергетических свойств ВВ.
3. Создание эффективной экранирующей щели, обеспечивающей сохранность законтурного массива при производстве взрывных работ достигается за счет применения шланговых зарядов ВВ пониженной плотности, снижающих сейсмическое действия взрыва (скорость смещения массива) до 30%.
Для создания эффективной экранирующей щели для условий гранитного карьера «Заболотное» ОАО «Гранит-Кузнечное» были рассчитаны параметры предварительного щелеобразования.
Один из наиболее важных параметров - расстояние между контурными зарядами рассчитывался через динамику роста трещины во времени по зависимости, предложенной Е.Н Шером, связывающей скорость движения единичной трещины с величиной коэффициента интенсивности напряжений в ее вершине:
где 
предельная скорость трещины, м/с; 
критический коэффициент интенсивности напряжений, Па м0,5;
текущий коэффициент интенсивности напряжений; Па м0,5;
текущая длина трещины, считая от центра шпура, м; 
параметр материала.
Однако для применения этой формулы и нахождения оптимального расстояния между контурными зарядами по формированию щели заданной длины необходимо получить параметр материала 
, характеризующий среду в которой протекает процесс разрушения. Для нахождения этого параметра были проведены экспериментальные исследования скорости развития трещины между шпурами. Регистрация скоростей осуществлялась датчиками «разрыва», фиксирующими начало раскрытие трещины. Датчики располагались на заданном расстоянии между шпурами, что позволяло измерять скорость развития трещины. Обработка экспериментальных данных позволило определить параметр 
для гранита и бетона, который соответственно равен 
и 
.
Конструкция заряда, тип ВВ и диаметр заряда выбирались на основе подбора оптимального коэффициента интенсивности напряжения в вершине трещины (рис.1), условие роста которой без нарушения законтурного массива можно выразить так:
где 
критический коэффициент интенсивности напряжений при котором возможен рост трещины, Па м0,5;
текущий коэффициент интенсивности напряжений; Па м0,5, 
- критический коэффициент интенсивности напряжений, ограничивающий предельные напряжения
Диаметр контурных скважин был принят в соответствии с принятой технологией на карьере и возможностью бурового оборудования, глубина контурных скважин - согласно «Типовому проекту БВР …» по которому ведутся взрывные работы.
Интервал замедления между контурными зарядами рассчитывался исходя их того, чтобы взрыв зарядов рыхления должен быть произведен только после завершения эффективного раскрытия контурной щели.
Результаты расчета основных параметров предварительного щелеобразования по предложенной методике и сравнение их с проектными, представлены в таблице 3.
Для оценки эффективности экранирования сформированной щели было принято значение скорости смещения массива за экраном. Регистрация скоростей осуществлялись при помощи сейсмостанции Blastmate III фирмы Instantel на расстоянии 75-150 м от экрана.
На рис. 5 приведены типичные сейсмограммы при проведении взрывов с применением предварительного щелеобразования и без него.
| Таблица 3 | Расчетные и проектные параметры контурного взрывания для карьера Заболотное | Тип конструкции заряда | Гирлянда* | 1,7 | 127 | 15 | 3,5 | 50 - 75 | Порэмит | 90 | |||||||
| Сплошной с пониженной плотностью (p=1,15 т/м3) | 1,8 | 127 | 15 | 3,5 | 50 | Сибирит1200 | 127 | ||||||||||
| Шланговый | 2,0 | 127 | 15 | 3,5 | 100 | Г Геликс-650 | 60 | ||||||||||
| Параметры предварительного щелеобразования для условий карьера «Заболотное» | Расстояние между контурными скважинами, м | Диаметр скважин рыхления и контурных, мм | Глубина скважин, м | Величина забойки, м | Интервал замедления между скважинами рыхления и контурными скважинами, мс | Тип ВВ | Диаметр заряда, мм | * проектные параметры контурного взрывания выаыв«Типово | |||||||||
Результаты эффективности экранирования щелей, сформированных различными конструкциями зарядов, представлены в таблице 4.
Результаты эксперимента показывают, что щель, сформированная конструкцией зарядов гирлянда и шлангового соответственно снижает сейсмические колебания массива на 31 % и 33 % в сравнении без применения метода предварительного щелеобразования.
А, мм/сек а)
Гц
А, мм/сек б)
Гц
Рис. 5 Типичные сейсмограммы при массовом взрыве: а) - без применения предварительного щелеобразования; б) - с применением
Следует отметить ряд преимуществ при использовании шланговых зарядов при применении предварительного щелеобразования:
- увеличение расстояние между контурными скважинами с 1,7 м до 2,0 м;
- повышение технологичности процесса заряжания контурных
Таким образом, предложенный подход к выбору типа ВВ и конструкции заряда с учетом свойств массива позволяет рассчитать параметры предварительного щелеобразования и сформировать щель заданных параметров, обеспечивающих сохранность законтурного массива.
Таблица 4
Экспериментальные значения скоростей смещения массива при взрыве зарядов ВВ различных конструкций
| Тип конструкции | Тип ВВ | Скорость смещение массива за экраном, см/с | Коэффициент экранирования |
| Заряд Гирлянда, dп=90 мм | Порэмит | 4,8 | 1,33 |
| Шланговый заряд dп=60 мм | Геликс 650 | 4,9 | 1,31 |
| Сплошной заряд пониженной плотности (p=1,15 т/м3) | Сибирит 1200 | 5,4 | 1,19 |
| Массовый взрыв без экрана | Сибирит 1200 | 6,4 | 1,00 |
Рекомендованные конструкции заряда и методика расчета параметров метода предварительного щелеобразования при производстве взрывных работ внедрены в типовой проект производства массовых взрывов на гранитном карьере «Заболотное», получены акты внедрения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Диссертация является законченной научной квалификационной работой, в которой представлено решение актуальной для горнодобывающих предприятий задачи – повышение сохранности законтурного массива при производстве взрывных работ на основе выбора оптимальных параметров предварительного щелеобразования и рациональных конструкций зарядов ВВ.
Основные научные результаты и выводы заключаются в следующем:
1. Предложен принцип выбора типа ВВ и конструкции заряда для предварительного щелеобразования на основе управления коэффициентом интенсивности напряжений при формировании щели максимальной длины без заколов вглубь законтурного массива
2. Получен параметр среды, характеризующий свойства бетона и гранита для определения скорости развития трещины.
3. Предложена формула расчета ширины раскрытия трещины от коэффициента интенсивности напряжений с учетом динамики ее роста свойств среды
4. Получены зависимости изменения ширины раскрытия щели по глубине заложения заряда для различных конструкций.
5. Экспериментально установлено, что применение как шланговых зарядов пониженной плотности, так и зарядов конструкции гирлянда позволяет снизить скорость смещения среды в законтурном массиве на 30 %, что позволяет рекомендовать шланговые заряды для предварительного щелеобразования ввиду их более высокой технологичности и простоты заряжания скважин.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
- Шалаев М.С. К вопросу повышения устойчивости бортов карьера при контурном взрывании за счет применения гелеобразных ВВ./ Г.П. Парамонов, М.С. Шалаев// Записки Горного института, том 180, 2009 г. С.217-220
- Шалаев М.С. Снижение воздействия производства массовых взрывов на биоводные ресурсы при взрывных работах (на примере месторождения гнейсо-гранитов)./ Г.П. Парамонов, М.С. Шалаев//Сборник «Взрывное дело», №102/59,М. 2009 г. С.220-227
- Шалаев М.С., К вопросу повышения эффективности экранирующей щели за счет выбора рациональной конструкции заряда./ Г.П. Парамонов, М.С. Шалаев // Сборник «Взрывное дело», №103/60,М. 2010 г. С.190-199
