Обоснование параметров буровзрывных работ при разрушении скальных пород скважинными зарядами конечной длины : на примере ЗАО "Гавриловское карьероуправление"

• Автор: Казьмина, Анна Юрьевна
• Шифр специальности: 25.00.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ, ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Физические процессы при взрывном разрушении горных пород
1.2 Анализ существующих типовых проектов производства буровзрывных работ
1.3 Выход мелких фракций и негабаритов при применении существующих технологий буровзрывных работ
1.4 Физико-механические процессы в горной породе при разрушении
Выводы по главе 1 и постановка задач исследований
ГЛАВА 2 МОДЕЛЬ ВЗРЫВНОГО РАЗРУШЕНИЯ ГОРНОЙ ПОРОДЫ
2.1 Оценка снижения прочности при развитии трещиноватости
2.2 Роль диссипации энергии в волне напряжений в процессе разрушения
Выводы по главе
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ РАСЧЕТНЫХ МЕТОДОВ ПАРАМЕТРОВ БВР С ЦЕЛЬЮ СНИЖЕНИЯ ВЫХОДА ОТСЕВА И НЕГАБАРИТА
3.1 Выбор типов ВВ, обеспечивающих снижение выхода мелкой фракции
3.2 Выбор расстояния между скважинами на основании сопряжения зон трещинообразования
3.3 Экономический эффект разработанных предложений
Выводы по главе
ГЛАВА 4 ПРОВЕДЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РАБОТ НА КАРЬЕРЕ ЗАО ТАВРИЛОВСКОЕ КАРЬЕРОУПРАВЛЕНИЕ", С ЦЕЛЬЮ УТОЧНЕНИЯ И ПРОВЕРКИ МЕТОДИК ПО РАЦИОНАЛЬНОМУ
РАЗРУШЕНИЮ ГОРНЫХ ПОРОД
4.1 Результаты промышленного эксперимента на карьере ЗАО "Гавриловского карьероуправления"

4.2 Выход мелких фракций при механическом способе разрушения горной
породы
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы.
Буровзрывные работы (БВР) являются неотъемлемой частью
технологического процесса добычи скальных строительных материалов, от результатов проведения которых зависит качество сырья, поступаемого на дробильно-сортировочные 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 воздушно-ударных 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, A.A. 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.

до240 МПа. Глубины рассматриваемых карьеров составляли 90-96 м, высоты добычных уступов 12 м, уровень обводненности от 40 % до 90 %. Бурение скважин осуществляли буровыми станками Atlas Copco. Высокая производительность станков, их полная автономность, высокая мобильность позволили резко снизить затраты времени на подготовку взрываемого блока. Отсутствует необходимость в устройстве и уборке линий электропередач, подключении и отключении кабелей. При переходе на скважины малого диаметра 140-170 мм вместо 200-220 мм уменьшился выход негабарита [51, 78].
В работе [16] сделан вывод о том, что с увеличением радиуса цилиндрического заряда удельная энергия взрыва, передаваемая в массив горных пород, возрастает пропорционально радиусу заряда. А это должно вести к улучшению качества дробления пород. Вместе с тем, увеличение диаметра заряда ВВ ведет к резкому снижению КПД взрыва вследствие ухудшения запирания устья зарядной полости забойкой. Большой диаметр заряда будет оправдывать себя, если заряд расположен внутри массива и представляет собой расширение пробуренных ранее скважин малого диаметра. При этом можно добиться максимального запирания устья скважины [11]. Результаты экспериментальных исследований подтвердили эффективность отбойки горных пород системой сосредоточенных зарядов [5]. При этом на 10-15% увеличены параметры сетки скважин, на 20-25% увеличился выход горной массы с 1 погонного метра скважины, на 15% уменьшился расход ВВ без ухудшения качества дробления.
При детонации ВВ в скважине энергия взрыва реализуется, прежде всего, в двух формах: энергии удара (давление детонации) и газовом давлении. Общепринято, что давление детонации влияет на фрагментацию (измельчение) породы, в то время как газовое давление обеспечивает сдвиг (перемещение) горной массы.
При производстве массовых взрывов большую популярность получило использование эмульсионных ВВ, так как они обеспечивают высокую механизацию взрывных работ, безопасность при транспортировке и изготовлении,