WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

КАЗЬМИНА Анна Юрьевна

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ

ПРИ РАЗРУШЕНИИ СКАЛЬНЫХ ПОРОД СКВАЖИННЫМИ

ЗАРЯДАМИ КОНЕЧНОЙ ДЛИНЫ (НА ПРИМЕРЕ

ЗАО "ГАВРИЛОВСКОЕ КАРЬЕРОУПРАВЛЕНИЕ")

Специальность 25.00.20 – Геомеханика, разрушение

горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ - 2013

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Национальный минеральносырьевой университет "Горный".

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Менжулин Михаил Георгиевич

Официальные оппоненты:

Карманский Александр Тимофеевич, доктор технических наук, старший научный сотрудник, ФГБОУ ВПО "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный", Научный центр геомеханики и проблем горного производства, лаборатория физико-механических свойств и разрушения горных пород, главный научный сотрудник.

Кукса Елена Николаевна, кандидат технических наук, Администрация Ленинградской области, Комитет по природным ресурсам Ленинградской области, главный специалист по использованию и изучению недр

Ведущая организация – ООО "Институт Гипроникель"

Защита диссертации состоится 07 июня 2013 г. в 16 ч 00 мин на заседании диссертационного совета Д 212.224. при Национальном минерально-сырьевом университете "Горный" по адресу: 199106, Санкт-Петербург, 21-я линия, дом 2, ауд. 1166.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального минерально-сырьевого университета "Горный".

Автореферат разослан 07 мая 2013 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ СИДОРОВ

диссертационного совета Дмитрий Владимирович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Буровзрывные работы (БВР) являются неотъемлемой частью технологического процесса добычи скальных строительных материалов, от результатов проведения которых зависит качество сырья, поступаемого на дробильносортировочные комплексы, себестоимость и качество готовой продукции. БВР составляют до 25% затрат на добычу полезного ископаемого и непосредственно влияют на производительность выемочно-погрузочного и дробильно-сортировочного оборудования.





Применяемые в настоящее время технологии уступной отбойки, предлагаемые типовыми проектами производства взрывных работ, приводят к большим потерям энергии взрыва на излишнее измельчение горной породы в прилегающей к заряду зоне. В результате нерационального выбора параметров взрывчатых веществ (ВВ) выход отсева (фракция 0-5 мм) составляет до 30% и более, выход негабарита достигает 10 %.

Высокое содержание отсева на выходе готовой продукции приводит к потере минеральных ресурсов (гранитного щебня), повышению запыленности в рабочей зоне и ухудшению экологической обстановки вблизи карьеров. Выход негабаритной фракции приводит к возникновению простоев, снижению производительности, поломке транспортно-погрузочного оборудования, а также необходимости во вторичном дроблении, которое, в свою очередь, приводит к возникновению воздушноударных волн (ВУВ), отрицательно воздействующих на здания и сооружения.

Задачам снижения выхода отсева и негабаритов при взрывном разрушении горных пород посвящены работы многих ученых: В.Н. Родионова, А.А. Спивака, И.А. Сизова, В.В. Адушкина, Е.И. Шемякина, Б.Н. Кутузова, Н.В. Мельникова, М.Г. Менжулина, В.Н. Мосинца, М.Ф. Друкованного, Э.И. Ефремова, К.К. Шведова, В.А. Боровикова, И.Ф. Ванягина, В.А. Падукова, Г.П. Парамонова, В.А. Артемова и ряда других.

Вместе с тем, в настоящее время требуют дополнительного исследования вопросы, связанные с оценкой параметров БВР с учетом зон разрушения в массиве горных пород при взрыве цилиндрических зарядов ВВ конечной длины.

Выполнение исследований по выбору и обоснованию рациональных параметров БВР позволит оптимизировать результаты уступной отбойки, что будет способствовать снижению выхода негабарита и переизмельченных фракций из ближней зоны взрыва.

Цель диссертационной работы. Обоснование параметров БВР на основе сопряжения зон разрушения от удлиненного цилиндрического заряда ВВ конечной длины для повышения эффективности взрывных работ при уступной отбойке скальных горных пород.

Идея работы. Параметры зон разрушений от взрыва единичного скважинного цилиндрического заряда определяются с учетом: влияния его конечных размеров на зону разрушения, детонационных параметров ВВ, динамических прочностных характеристик образцов горной породы и взрываемого массива, времени взрывного нагружения.

Основные задачи исследования:

1. Выполнить анализ теоретических и экспериментальных исследований по взрывному разрушению горных пород.

2. Определить прочностные характеристики образцов породы и разрушаемого массива с учетом его трещиноватости.

3. Получить зависимость, определяющую размеры зон разрушения с учетом физико-механических свойств образцов породы и взрываемого массива, времени взрывного нагружения и детонационных характеристик ВВ.





4. Определить параметры БВР с учетом: конечных размеров скважинного цилиндрического заряда ВВ, сопряжения радиусов зон трещинообразования при взрыве одиночных зарядов и разработать рекомендации по выбору типа ВВ для условий карьера ЗАО "Гавриловское карьероуправление" на основании расчетов диссипации энергии при взрывном нагружении массива горных пород.

Методы исследований. Обобщение физических представлений о взрывном разрушении горной породы. Аналитическое исследование процессов разрушения твердых тел при наличии концентраторов напряжений. Исследования физико-механических свойств гранитов месторождения "Гаврилово" ЗАО "Гавриловское карьероуправление" в лаборатории физико-механических свойств и разрушения горных пород Научного центра геомеханики и проблем горного производства Горного университета. Определение интенсивности трещиноватости массива горной породы в программной среде MapInfo 10.0. Выполнение расчетов на ЭВМ с целью определения параметров зон разрушений, среднего размера отдельности на каждом относительном расстоянии от удлиненных цилиндрических зарядов конечной длины для различных типов ВВ. Экспериментальная проверка и уточнение полученных параметров БВР для условий карьера ЗАО "Гавриловское карьероуправление".

Научная новизна:

1. Установлена зависимость параметров волны напряжения от относительного расстояния, позволяющая оценить зону разрушения единичного скважинного заряда ВВ с учетом его конечных размеров.

2. Определена зависимость среднего размера отдельности от относительного расстояния с учетом величины диссипации энергии при взрыве скважинного заряда, позволяющая обосновать выбор ВВ, обеспечивающего снижение выхода мелких фракций.

Основные защищаемые положения:

1. Размеры зон разрушения единичных цилиндрических зарядов конечной длины следует определять с учетом величины диссипации энергии и динамических пределов прочности в процессе нагружения в зонах переизмельчения и дробления - на основании пределов прочности образцов горной породы, в зоне трещинообразования на основании прочностных параметров массива горной породы с учетом его трещиноватости.

2. Для уменьшения выхода мелких фракций на стадии взрывного разрушения необходимо осуществлять выбор типа ВВ на основании расчетного cреднего размера отдельности в принятых зонах разрушения от скважинного цилиндрического заряда ВВ конечной длины с учетом энергии диссипации.

3. Параметры БВР для цилиндрических скважинных зарядов конечной длины следует определять на основании сопряжения радиусов зон трещинообразования смежных скважинных зарядов, с учетом прочностных характеристик массива горной породы и времени взрывного нагружения.

Практическая значимость работы. Разработан метод расчета основных параметров БВР (выбор ВВ, сетка скважин, величина забойки) с учетом сопряжения радиусов зон трещинообразования скважинного цилиндрического заряда конечной длины, горногеологических условий карьеров строительных материалов Ленинградской области и типов ВВ с различными детонационными параметрами для условий месторождения гранитов "Гаврилово".

Разработаны рекомендации к расчету типового проекта производства БВР по снижению выхода негабарита и мелких фракций на стадии взрывного разрушения горной породы, обеспечивающие существенную экономическую эффективность.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: применением современных методов исследований; значительным объемом экспериментальных и аналитических изысканий; сходимостью полученных результатов с известными не менее 80 %, в том числе при проведении опытно-промышленных взрывов на карьере ЗАО "Гавриловское карьероуправление".

Апробация работы. Содержание и основные положения диссертационной работы докладывались на симпозиуме "Неделя горняка-2011" и "Неделя горняка-2012" (г. Москва, 2011-2012 гг.), на международной конференции молодых ученых "6. Freiberger St. Petersburger Kolloquium junger Wissenschaftler" (Германия, г. Фрайберг, 2011 г.), на втором международном саммите "Оптимизация горнодобывающего производства в России и СНГ" (г. СанктПетербург, 2012 г.), на международном форуме-конкурсе молодых ученых "Проблемы недропользования" (г. Санкт-Петербург, 2013 г.), на заседаниях научно-технического совета по работе с аспирантами Горного университета и получили одобрение.

Реализация результатов работы. Разработаны и внедрены рекомендации по выбору основных параметров БВР (сетка скважин, величина забойки) на ЗАО "Гавриловское карьероуправление".

планируется использовать в учебном процессе при чтении курсов лекций по дисциплинам "Технология и безопасность взрывных работ", "Проектирование и организация взрывных работ" на кафедре взрывного дела Национального минерально-сырьевого университета "Горный".

Личный вклад автора заключается: в постановке цели и задач исследования, анализе ранее полученных данных отечественных и зарубежных исследователей, проведении теоретических исследований, обработке полученных данных, проведении расчетов на ЭВМ, сравнении полученных теоретических и экспериментальных данных, разработке практических рекомендаций и принятии участия в проведении промышленных экспериментов.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 научные работы, из них 2 в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России, получен 1 патент.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 135 страницах машинописного текста, содержит введение, четыре главы, заключение и библиографический список из 100 наименований, 54 рисунка и 20 таблиц.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю профессору М.Г. Менжулину, развитие идей которого, помощь и поддержка способствовали успешному выполнению работы, а также другим сотрудникам кафедры взрывного дела Горного университета за практические советы при написании диссертации, сотрудникам ЗАО "Гавриловское карьероуправление" за содействие при проведении промышленных экспериментов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертации представлен обзор и анализ современных физических представлений о разрушении горных пород при взрыве, применяемых зависимостей для расчета параметров БВР в типовых проектах. Сформулированы основные задачи исследований.

Во второй главе приведена методика оценки снижения прочности массива горной породы с учетом естественной и наведенной трещиноватости. Получены зависимости для определения максимальных составляющих волн напряжений с учетом диссипации энергии в процессе формирования и развития трещин для модели взрывного разрушения горной породы при взрыве удлиненных зарядов ВВ.

В третьей главе представлены результаты оценки размеров зон разрушений от единичного цилиндрического заряда с учетом детонационных характеристик ВВ, физико-механических свойств горной породы (гранита), даны рекомендации по выбору типов ВВ и расстояний между скважинами с целью уменьшения выхода некондиционных фракций. Выполнено сравнение затрат на реализацию разработанных предложений с затратами на применяемую технологию в карьере ЗАО "Гавриловское карьероуправление".

В четвертой главе представлены результаты промышленных экспериментов на месторождении гранитов "Гавриловское", расположенного в Ленинградской области и разрабатываемого карьером ЗАО "Гавриловское карьероуправление", по оценке рекомендуемых технологий с целью снижения выхода некондиционных фракций и удельного расхода ВВ. Исследовано влияние прочностных характеристик гранита, разрушенного взрывом, на последующий выход отсева.

Основные результаты исследований отражены в следующих защищаемых положениях:

1. Размеры зон разрушения единичных цилиндрических зарядов конечной длины следует определять с учетом величины диссипации энергии и динамических пределов прочности в процессе нагружения в зонах переизмельчения и дробления - на основании пределов прочности образцов горной породы; в зоне трещинообразования на основании прочностных параметров массива горной породы с учетом его трещиноватости.

Удлиненный цилиндрический заряд имеет конечные размеры. Для расчета зон разрушений можно разделить заряд на три основные части: верхнюю, среднюю и нижнюю.

Зоны разрушения от верхней и нижней части можно определить с помощью метода И. Хавке. Для этого верхняя и нижняя части цилиндрического заряда разбиваются на элементарные сферические, и в каждой точке горной породы от взрыва определяется напряжение путем суммирования волн от каждого элементарного заряда с учетом времени и геометрии распространения.

Максимальные параметры волны напряжений от сферического и цилиндрического зарядов с учетом энергии диссипации можно определить с помощью следующих зависимостей:

где r max - амплитуда радиальной составляющей волны напряжения, Па; max - амплитуда тангенциальной составляющей волны напряжения, Па; A - давление на стенке скважины, Па; r – относительное расстояние; Е 0 - энергия, выделившаяся при взрыве, Дж;

Е дис - диссипация энергии, Дж; m, n - коэффициенты учитывающие симметрию заряда, для цилиндрической: m = 1,1, n = 1 2, для сферической: m = 2,0, n = 1 3 ; – коэффициент Пуассона.

Зависимости для расчета радиальной r и тангенциальной составляющих волны напряжений в точке от элементарных сферических зарядов имеют вид:

где ri -расстояние от i -го заряда до наблюдаемой точки, м;

t - время, с; i - угол между направлением радиуса ri и направлением нормали к площадке в точке наблюдения, град.

При расчете эпюр радиальной и тангенциальной составляющих волны напряжения в наблюдаемой точке учитывалось время взрывного нагружения и физико-механические свойства нагружаемого массива.

С целью определения физико-механических свойств образцов породы были взяты пробы трех видов гранита. Для определения паспортов прочности образцов гранита использовался экспресс метод, разработанный сотрудником лаборатории физико-механических свойств горных пород Научного центра "Геомеханики и проблем к.т.н. В.А. Коршуновым и метод определения деформационных характеристик при одноосном сжатии в соответствии с ГОСТ 28985При количественной оценки влияния параметров трещиноватости массива горных пород на пределы прочности за основу принималась методика ВНИМИ. В связи с незначительной величиной остаточной прочности гранита выражение для определения предела прочности массива имеет следующий вид:

где 0 - предел прочности нетрещиноватых пород, Па; с w - показатель интенсивности изменения прочности от степени трещиноватости породы.

После определения интенсивности трещиноватости массива горной породы в программной среде MapInfo 10.0 и показателя хрупкости по кривым деформируемости, рассчитавались пределы прочности массива с помощью зависимости (3). Данная зависимость дает возможность определить пределы прочности массива на сжатие и сдвиг, для нахождения предела прочности на растяжение массива горных пород данная зависимость не применяется. Поэтому предел прочности массива на растяжение был вычислен согласно методу М.М. Протодьяконова, основанного на том, что паспорт прочности (огибающая кругов Мора) для образцов одного размера сместится вправо при увеличении размеров испытуемых образцов без изменения своей формы. Результаты расчетов представлены в таблице 1.

Для определения размеров зон разрушения использовались следующие пределы прочности: для зон переизмельчения и дробления - динамические пределы прочности образцов горной породы на сжатие и сдвиг, в зоне трещинообразования - динамический предел прочности на растяжение массива горной породы, т.к. в зоне трещинообразования на характер разрушения влияют трещины крупной иерархии (от 0,1 м до 6 м).

Зоны трещинообразования единичного цилиндрического заряда конечной длины определялись с учетом времени нагружения взрываемого массива. Учет времени нагружения осуществляется на основе кинетической теории прочности. С этой целью была использована преобразованная зависимость С.Н. Журкова для долговечности разрушения:

где дин - динамический предел прочности на растяжение, Па;

U 0 - энергия активации разрушения, Дж/моль; раст - структурный коэффициент для растягивающего напряжения; 0 - период колебаний атомов, с; тек - время положительной фазы волны напряжения, определяемое по зависимостям Боровикова В.А и Ванягина И.Ф., с;

R - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль·К); T - температура, К.

Таблица 1 - Пределы прочности образца и массива гранита сивность интенГранит трещино- хруп- сивности образ- масси- образ- масси- образ- массиватости, кости, изменения ца ва ца ва ца ва красносерый Возможность использования зависимости (4) основано на том, что полученные результаты сопоставлялись с известной методикой. Значения пределов прочности для различных видов гранита не отличались на величину более 5 МПа.

Динамические пределы прочности на растяжение дин для гранитов месторождения "Гаврилово", вычисленные по формуле (4) для цилиндрического заряда нитронита Э-100, составили для: красного гранита -17,4 МПа; красно-серого гранита - 15,3 МПа; серого гранита - 24,8 МПа.

На рисунке 1 представлена расчетная зависимость тангенциальной составляющей волны напряжения, создаваемой восьмью элементарными сферическими зарядами нитронита Э-100 диаметром 144 мм для красного гранита, от относительного расстояния.

Таким образом, от центра крайнего элементарного сферического заряда зона трещинообразования, полученная путем суммирования волн напряжений от восьми элементарных сферических зарядов, по горизонтальной оси составляет 22 относительных расстояний (1,6 м).

Рисунок 1 - Расчетная зависимость тангенциальной составляющей волны напряжения от относительного расстояния для торцевой части заряда Полученные размеры зон разрушений от единичного сферического и цилиндрического зарядов для серого, красного и красносерого гранитов месторождения "Гаврилово" приведены в таблице 2.

На рисунке 2 показана зона разрушения верхней части заряда нитронита Э-100 для диаметра скважины 144 мм с учетом времени нагружения и физико-механических свойств красного гранита месторождения "Гаврилово" ЗАО "Гавриловское карьероуправление".

Рисунок 2 – Расчетная зона трещинообразования цилиндрического заряда Таблица 2 - Размеры зон разрушений Плотность ВВ, кг/м3 / скорость детонации, м/с Диаметр заряда ВВ, мм 170 144 170 144 170 144 170 144 170 144 Радиус зоны переизмельчения цилиндриче- 0,14 0,12 0,21 0,18 0,15 0,12 - - 0,13 0,11 0,09 0, ского заряда, м Радиус зоны дробления цилиндрического заря- 0,44 0,37 0,48 0,41 0,48 0,40 0,29 0,25 0,32 0,28 0,32 0, Радиус зоны трещинобразования цилиндриче- 3,24 2,70 3,03 2,53 4,69 3,24 2,54 2,11 2,37 1,97 3,81 3, ского заряда, м Радиус трещинообразования сферического 0,54 0,46 0,52 0,44 0,67 0,56 0,43 0,36 0,42 0,35 0,53 0, Таким образом, предложен метод расчета размеров зон разрушений с учетом конечных размеров скважинного цилиндрического заряда, физико-механических свойств образца и массива, позволяющий определить форму области разрушения. Поскольку на размеры зон разрушения влияет тип применяемого ВВ, то обоснование выбора типа ВВ приведено в следующем защищаемом положении.

2. Для уменьшения выхода мелких фракций на стадии взрывного разрушения необходимо осуществлять выбор типа ВВ на основании расчетного cреднего размера отдельности в принятых зонах разрушения от скважинного цилиндрического заряда ВВ конечной длины с учетом энергии диссипации.

Заряд ВВ, выделяющий некоторое количество энергии, создает волну напряжений. Если скорость детонации его невелика, то невелико начальное давление продуктов детонации. При снижении начального давления продуктов детонации, сопровождающегося уменьшением начального напряжённого состояния на стенке взрывной полости происходит уменьшение диссипативных потерь и, как следствие, уменьшение наведенной трещиноватости в ближней зоне.

При этом увеличивается полезная доля энергии, что позволяет увеличить объём разрушенной горной массы, так как большая часть энергии расходуется на механическую работу. В качестве примера на рисунке 3 представлена зависимость детонационного давления на стенке скважины от относительной диссипации энергии для красного гранита ЗАО "Гавриловское карьероуправление".

Рисунок 3 - Зависимость детонационного давления на стенке скважины от относительной диссипации энергии для красного гранита Если знать связь между диссипацией энергии и средними размерами отдельностей на различных расстояниях от заряда, то можно уменьшить выход мелких фракций, негабарита и осуществить выбор нужного типа ВВ.

На рисунке 4 представлена расчетная зависимость среднего размера отдельности разрушенной породы от относительного расстояния для следующих типов ВВ: "Нитронит Э-100", "Фортис", "Гранипор 90/5 ВГ" и игданита. Стандартное отклонение от среднего значения для данных зависимостей составляет 10%.

Из анализа рисунка 4 можно сделать вывод о том, что ВВ с низкими детонационными свойствами дают меньший выход мелкой фракции, а соответственно, создают меньшую наведенную трещиноватость, что благоприятно сказывается на дальнейшей переработке гранита на дробильно-сортировочном заводе (ДСЗ). Таким образом, для гранитных карьеров следует применять водоустойчивые эмульсионные ВВ с характеристиками близкими к игданиту. Правильный выбор типа ВВ для определенных горно-геологических условий, наряду с другими факторами, предопределяет экономическую эффективность взрывных работ.

Рисунок 4 - Расчетная зависимость среднего размера отдельности Для качественной оценки влияния физико-механических свойств отдельностей гранитов, образующихся при взрывном нагружении массива, на гранулометрический состав готовой продукции, получаемой на ДСЗ ЗАО "Гавриловское карьероуправление", проведен лабораторный эксперимент, основная идея которого заключалась в моделировании дробления разрушенной горной породы. Целью проведения опытов являлось исследование влияния физико-механических свойств гранитов месторождения "Гаврилово" на выход отсева.

Анализ полученных результатов позволяет сделать следующий вывод: при выборе типа ВВ следует учитывать, что использование высокобризантных ВВ приводит к снижению прочности горной породы и, как следствие, к увеличению выхода отсева на стадии получения готовой продукции. Выбрав тип ВВ и определив зоны разрушения, можно получить основные параметры БВР, расчет которых поясняется следующим защищаемым положением.

3. Параметры БВР для цилиндрических скважинных зарядов конечной длины следует определять на основании сопряжения радиусов зон трещинообразования смежных скважинных зарядов, с учетом прочностных характеристик образцов породы и массива, а также времени взрывного нагружения.

ЗАО "Гавриловское карьероуправление" применяют экскаваторы типа "обратная лопата", и в результате уборки взорванной породы наблюдаются перепады высот уступа. Вследствие этого на карьере при отработке нижележащего горизонта из-за разницы высот взрываемого блока меняется длина заряда, что приводит в одних случаях к переизмельчению в зоне забойки, а в других - к выходу негабарита (рисунок 5а).

Отличие предлагаемого метода от общепринятого заключается в том, что длина заряда, длина забойки, удельный расход определяются на основании расчетных значений зон разрушений от удлиненного цилиндрического заряда с учетом торцевых частей. Для уменьшения выхода негабаритной фракции и уменьшения отколов со стороны последнего ряда предлагается величину забойки определять как:

где Lпер - длина перебура, м; Lсферич - радиус трещинообразования элементарного сферического заряда, находящегося в донной или в верхней части скважинного заряда, м.

Расчетное расстояние между зарядами составляет сумму радиусов зон трещинообразования от двух смежных цилиндрических зарядов конечной длины. На рисунке 6 представлены различные варианты совмещения этих зон.

Из полученных результатов можно сделать вывод, что ромбическое расположение скважин (рисунок 6 б) является более эффективным, по сравнению с квадратной сеткой (рисунок 6 а), которую стоит применять в том случае, если средний размер естественной отдельности в массиве меньше максимального размера кондиционного куска, иначе в зоне предразрушения будет наблюдаться выход негабарита. Также, для уменьшения выхода негабаритных кусков в данной зоне следует применять, например, диагональные, клиновые схемы монтажа взрывной сети, позволяющие увеличить число свободных поверхностей.

Рисунок 6 - Варианты сеток скважин при совмещении зон трещинообразований для расстояний между зарядами 5,5 м а - квадратная сетка скважин, б - ромбическое расположение скважин В таблице 3 представлены расчетные и типовые значения параметров буровзрывных работ для красного гранита месторождения "Гаврилово" для уступа высотой 12 м.

Согласно проведенным расчетам ниже предложены варианты параметров БВР для блока с различными высотами (рисунок 5б).

При заряжании данного блока необходимо выдерживать длину заряда постоянной, а величину забойки принимать в зависимости от фактической высоты уступа. Таким образом, улучшится качество дробления в верхней части уступа, уменьшиться выход отсева и негабарита в рассматриваемой зоне.

Для предлагаемых параметров БВР по сравнению с типовыми на карьере месторождения гранитов "Гаврилово" удельный выход мелкой фракции из ближней зоны взрыва на этапе взрывного разрушения снизился прямо пропорционально увеличению сетки скважин, т.е. примерно на 30%, метраж бурения и удельный расход снизились соответственно на 34,5 и 28 %. Экономический эффект составит 5 млн.руб/год, без учета затрат на дробление негабарита и потерь минерального сырья в виде отсева.

В ходе проведения эксперимента были получены следующие результаты взрыва (рисунок 7): негабариты наблюдались со стороны первого ряда (рисунок 7а); развал - компактный; линия отрыва ровная по всему периметру (рисунок 7б), за исключением центра (врубовая часть) (рисунок 7в); внутри развала в центральной части отмечалась недостаточная фрагментация гранита (рисунок 7г), что связано с большим количеством врубовых скважин в ряду (5 шт.); во фланговой части, где заряды взрывались по диагональным рядам, негабаритная фракция почти отсутствовала (рисунок 7д).

Таблица 3 -Типовые и расчетные параметры БВР Взрывчатое вещество Предельный кондиционный размер куска dK, м Расстояние между зарядами в ряду а, м Длина забойки, м Длина заряда, м Длина перебура, м Масса заряда в скважине, кг Метраж бурения на 1 массовый взрыв, м Количество скважин на один массовый взрыв, шт Количество ВВ на 1 массовый взрыв, т Выход негабарита по данным ЗАО "Гавриловское карьероуправление" составил 5,5%, т.е. на экспериментальном блоке с увеличенной сеткой скважин выход негабаритной фракции не превышает по сравнению с проектным - 7%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящая диссертационная работа является законченной научно-квалификационной работой, в которой представлено решение актуальной для горно-добывающих предприятий задачи – снижение выхода некондиционных фракций, даны рекомендации по выбору взрывчатых веществ, расстояний между скважинами с учетом детонационных характеристик взрывчатых веществ и физикомеханических свойств горной породы.

Основные научные результаты и выводы заключаются в следующем:

1. Обоснована зависимость для определения предела прочности массива горных пород на растяжение с учетом их естественной трещиноватости при динамическом нагружении.

2. Предложен метод расчета параметров волн напряжений и размеров зон разрушения с учетом конечных размеров цилиндрического скважинного заряда, основанный на разбиении последнего на три основные части: верхнюю, среднюю и нижнюю.

3. Предложены рекомендации по выбору типа ВВ на основании расчетов диссипации энергии и расчетного среднего размера отдельности в принятых зонах разрушения.

4. Предложена методика расчета величины забойки с учетом конечных размеров цилиндрического заряда.

5. Выявлено влияние прочностных характеристик породы, разрушенной взрывом, на дальнейший выход отсева.

6. Разработаны рекомендации к расчету типового проекта массового взрыва на карьере, учитывающие физико-механические свойства образцов и массива горных пород, детонационные характеристики ВВ, зоны разрушения от зарядов предыдущего горизонта и обеспечивающие существенную экономическую эффективность.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Казьмина А.Ю. Разработка мер по снижению выхода мелких фракций и негабаритов при взрывном разрушении горМ.Г. Менжулин, А.Ю. Казьмина, П.И. Афанасьев, А.А Бульбашев// Горный информационноаналитический бюллетень. №4/2012. М.: Горная книга, 2012. С. 333-336.

2. Казьмина А.Ю. Использование связи между энергией диссипациии, параметрами распределения гранулометрического состава в технологии взрывного разрушения горной породы / М.Г. Менжулин, А.Ю. Казьмина, П.И. Афанасьев, А.А Бульбашев // Горный информационно-аналитический бюллетень. №5/2012. М.: Горная книга, 2012. С. 93-96.

3. Способ определения радиуса зоны переизмельчения горной породы при взрыве: пат. 2459179 Рос. Федерация: МКП F42D3/04 / Казьмина А.Ю., Менжулин М.Г., Афанасьев П.И., Захарян М.В, Бульбашев А.А; заявитель и патентообладатель СПГГУ(ТУ).-№2010154340/03; заявл. 29.12.2010; опубл. 20.08.2012, Бюл. 4. Kazmina A.J. Die Einwirkung der Sprengarbeiten auf den Erhaltungszustand des Massivs ausserhalb der Sprengzone mit und ohne Vorspaltenbildung / M.G. Menjulin, A.J. Kazmina, P.I. Afanasew // Scientific reports on resource issues. Freiberg: International University of Resources, 2011. Volume 1. pp. 184-187.

Рисунок 5 - Параметры БВР для блока с различными высотами (используемое ВВ - нитронит Э-100):

а - при постоянной величине забойки, б - при переменной величине забойки Рисунок 7 - Развал породы: а - со стороны первого ряда, б - со стороны последнего ряда (линия отрыва), в- врубовая часть, г - фрагментация во врубовой части, д - фрагментация во фланговой части развала

 
Похожие работы:

«КАЛИХМАН Татьяна Петровна ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И ПУТИ РАЗВИТИЯ ОХРАНЯЕМЫХ ПРИРОДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ БАЙКАЛЬСКОГО РЕГИОНА 25.00.36 – геоэкология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора географических наук Санкт-Петербург– 2010 Работа выполнена в лаборатории физической географии и ландшафтного картографирования Учреждения Российской академии наук Институт географии им. В. Б. Сочавы Сибирского отделения РАН, г. Иркутск Официальные оппоненты :...»

«ЗАВАДСКАЯ АННА ВИКТОРОВНА ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ РЕКРЕАЦИОННОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ НА ОСОБО ОХРАНЯЕМЫХ ПРИРОДНЫХ ТЕРРИТОРИЯХ КАМЧАТСКОГО КРАЯ 25.00.36 – геоэкология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Москва – 2012 Работа выполнена на кафедре рационального природопользования географического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова Научный руководитель доктор географических наук,...»

«Аскаров Герман Робертович ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НЕСТАБИЛЬНОГО ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА НА КОРРОЗИОННОЕ СОСТОЯНИЕ ГАЗОПРОВОДОВ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА Специальность 25.00.19 Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Уфа 2014 2 3 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы Общая протяжённость эксплуатируемых в системе ОАО Газпром подземных магистральных газопроводов составляет около 164,7...»

«Хаймина Ольга Владимировна ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ ФАКТОРОВ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ НА ПРОМЫСЛОВЫЕ ПОПУЛЯЦИИ АТЛАНТИЧЕСКОГО ЛОСОСЯ 25.00.28 – океанология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Санкт-Петербург 2013 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионально образования Российский государственный гидрометеорологический университет (РГГМУ) Научный руководитель Карлин Лев Николаевич -...»

«КАРАСЕВ Евгений Владимирович СМЕНА ПАЛЕОФЛОРИСТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ В ПЕРЕХОДНОМ СТРАТИГРАФИЧЕСКОМ ИНТЕРВАЛЕ НА РУБЕЖЕ ПЕРМИ И ТРИАСА МОСКОВСКОЙ СИНЕКЛИЗЫ 25.00.02. Палеонтология и стратиграфия Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Москва 2009 2 Работа выполнена в Палеонтологическом институте им. А.А. Борисяка РАН Научный руководитель : доктор геолого-минералогических наук, профессор Валентин Абрамович Красилов Официальные оппоненты :...»

«Качинский Владимир Леонидович ТЕХНОГЕННЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ В ПОЧВАХ АРКТОТУНДРОВЫХ ЛАНДШАФТОВ ОСТРОВА БОЛЬШОЙ ЛЯХОВСКИЙ (НОВОСИБИРСКИЕ ОСТРОВА) 25.00.23 - физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Москва-2014 Работа выполнена на кафедре геохимии ландшафтов и географии почв географического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова...»

«Абдель Азиз Фавзи Махмуд Эль Шинави Эль Хайес ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НИЖНЕЙ ЧАСТИ БАССЕЙНА РЕКИ ТОМИ (ТОМСКАЯ ОБЛАСТЬ) 25.00.07 Гидрогеология 25.00.08 Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук Томск – 2012 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Национальном...»

«Кириевская Дубрава Владимировна ОЦЕНКА УЯЗВИМОСТИ ЭКОСИСТЕМЫ ЧУКОТСКОГО МОРЯ ОТ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО ОСВОЕНИЮ ШЕЛЬФА Специальность 25.00.28 – Океанология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Санкт-Петербург – 2013 2 Работа выполнена на кафедре промысловой океанологии и охраны природных вод ФГБОУ ВПО Российский государственный гидрометеорологический университет и в комплексной партии ФГУП ВНИИОкеангеология им....»

«Резепкин Алексей Александрович Поверхностная морена как фактор эволюции горного ледника 25.00.31 – Гляциология и криология Земли Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Москва - 2013 Работа выполнена на кафедре криолитологии и гляциологии географического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. Научный руководитель...»

«Гриднев Дмитрий Зауриевич ПРИРОДНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КАРКАС В ТЕРРИТОРИАЛЬНОМ ПЛАНИРОВАНИИ МУНИЦИПАЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ Специальность 25.00.36 – Геоэкология (наук и о Земле) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Москва – 2011 1 Работа выполнена в отделе физической географии и проблем природопользования Учреждении Российской академии наук Институте географии РАН Научный руководитель : доктор географических наук, профессор Борис Иванович...»

«Шамин Роман Вячеславович МОДЕЛИРОВАНИЕ АНОМАЛЬНО БОЛЬШИХ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОЛН В ОКЕАНЕ 25.00.28 океанология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук Москва 2011 Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте океанологии им. П.П. Ширшова РАН Научный консультант : доктор физико-математических наук, профессор, академик РАН В.Е. Захаров Официальные оппоненты : доктор физико-математических наук, профессор С.К. Гулев...»

«ХУАН ЖАНЬ-ЖАНЬ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТРОФИЧЕСКОГО СТАТУСА ПРЕСНОВОДНЫХ ОЗЕР КИТАЯ Специальность 25.00.36 – Геоэкология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Санкт-Петербург Работа выполнена в...»

«УДК 550.382.3 Безаева Наталья Сергеевна МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ САМООБРАЩЕНИЯ НАМАГНИЧЕННОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД Специальность 25.00.10 – геофизика, геофизические методы поиска полезных ископаемых АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук Москва – 2006 Работа выполнена на кафедре физики Земли физического факультета Московского Государственного Университета...»

«Марченко Елена Сергеевна ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ СНЕЖНОГО ПОКРОВА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ СХОДА ЛАВИН РАЗНЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ТИПОВ 25.00.31 - гляциология и криология Земли Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Москва Работа выполнена...»

«СТАЦЕНКО Екатерина Артуровна ПЛАНИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КАРКАСА В СТРУКТУРЕ ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ 25.00.26 – землеустройство, кадастр и мониторинг земель АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата географических наук Белгород 2012 2 Pабота выполнена на кафедре географии и геоэкологии Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования Белгородский государственный национальный...»

«Маркова Юлия Николаевна ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫ УСЛОВИЙ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ В ОЗЕРАХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ В ПОЗДНЕМ ПЛЕЙСТОЦЕНЕ И ГОЛОЦЕНЕ Специальность 25.00.09. – геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук Иркутск - 2012 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения РАН Научный...»

«Орлинский Андрей Сергеевич ЭКОЛОГО-ХОЗЯЙСТВЕННАЯ СБАЛАНСИРОВАННОСТЬ И УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ специальность 25.00.36 – Геоэкология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Ростов-на-Дону 2006 1 Работа выполнена на кафедре социально-экономической географии и природопользования геолого-географического факультета Ростовского государственного университета доктор географических наук Научный руководитель : профессор А.Д....»

«Менщикова Лариса Викторовна ТЕРРИТОРИАЛЬНАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ СИСТЕМ РАССЕЛЕНИЯ И ОБСЛУЖИВАНИЯ СЕЛЬСКОГО НАСЕЛЕНИЯ КУРГАНСКОЙ ОБЛАСТИ НА РУБЕЖЕ XX и XXI ВЕКОВ Специальность 25.00.24 – экономическая, социальная, политическая и рекреационная география АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учной степени кандидата географических наук Пермь – 2013 Работа выполнена на кафедре географии и природопользования Курганского государственного университета Научный руководитель : Завьялова Ольга...»

«Шинкарев Алексей Александрович СТРУКТУРНАЯ И ФАЗОВАЯ НЕОДНОРОДНОСТЬ ОРГАНО-СМЕКТИТОВ В ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТАХ Специальность 25.00.05 – Минералогия, кристаллография АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук Москва – 2011 Работа выполнена в Центральном научно-исследовательском институте геологии нерудных полезных ископаемых (ФГУП ЦНИИгеолнеруд) доктор геолого-минералогических наук, профессор Научный руководитель : Лыгина Талия...»

«ЗАБОРЦЕВА Татьяна Ивановна СРЕДОЗАЩИТНАЯ ИНФРАСТРУКТУРА В ТЕРРИТОРИАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ БАЙКАЛЬСКОГО РЕГИОНА Специальность 25.00.24 – Экономическая, социальная, политическая и рекреационная география АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора географических наук Иркутск 2011 Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институт географии им. В.Б. Сочавы Сибирского отделения РАН Научный консультант : доктор географических наук, профессор Михайлов Юрий...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

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.