Повышение качества дробления горной массы на основе учета газодинамических процессов в зарядной полости применительно к гранитным карьерам Ленинградской области

• Автор: Румянцев, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 25.00.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
Г ЛАВА 1 Современное состояние вопроса, обзор литературы, цель и задачи исследования
1.1 Анализ современных представлений о механизме разрушения горных
пород взрывом
1.2 Методы управления энергией взрыва при разрушении горных пород
1.3 Оценка влияния параметров БВР на качество взрывоподготовки горной массы
1.4 Выводы по главе 1 и постановка задач исследования
Г ЛАВА 2 Формирование поля напряжений скважинными зарядами различных конструкций
2.1 Обоснование применения газодинамического (квазистатического) подхода, как основного фактора повышения передачи энергии массиву
2.2 Выбор математической модели расчета газодинамического состояния продуктов взрыва зарядов различных конструкций и условий инициирования
2.3 Численные расчеты газодинамических параметров в зарядной полости при взрыве зарядов различных конструкций
2.4 Выводы по главе
Г ЛАВА 3 Лабораторное исследование и выбор рациональных конструкций зарядов ВВ для их применения в конкретных горно-геологических условиях
3.1 Влияние горно-геологических условий на параметры буровзрывных работ
3.2 Исследование влияния конструкций зарядов ВВ на формирование зон разрушения горных пород
3.3 Лабораторные исследования поля напряжений при взрыве зарядов различных типов ВВ
3.4 Выводы по главе
Г ЛАВА 4 Опытно-промышленные исследования взрывоподготовки горной массы скважинными зарядами ВВ, с заданными энергетическими свойствами
4.1 Краткая характеристика месторождений «Каменногорское» и
«Островское»
4.2 Технология буровзрывных работ на месторождениях «Каменногорское» и
«Островское»
4.3 Методика проведения опытно-промышленных взрывов с использованием
зарядов с заданными энергетическими свойствами
4.4 Результаты производственных испытаний
4.5 Экономическая оценка рассматриваемых конструкций зарядов в сравнении
с проектными для условий гранитных карьеров Ленинградской области
4.6 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Буровзрывные работы являются важнейшей составной частью технологического процесса добычи полезных ископаемых и составляют 20-30% затрат в их себестоимости. Повышение эффективности взрывоподготовки горной массы во многом зависит от совершенства технологий взрывных работ и максимально возможного использования энергии взрыва. При этом отбойка горной массы должна обеспечить требуемую степень дробления для получения максимальной производительности погрузочно транспортировочных средств и дробильно - сортировочного оборудования.
Проблеме разрушения горных пород взрывом посвящены работы Адушкина В.В., Викторова С.Д., Радионова Н.Ф., Кутузова Б.Н., Ханукаева А.Н., Казакова Н.Н., Закалинского В.М., Белина В.А., Боровикова В.А
Парамонова Г.П., Жарикова И.Ф., Покровского Г.И., Колмогорова А.Н., Дейч М.Е., Ванягина И.Ф., Геокчакяна М.Г., Демидюка Г.П., Менжулина М.Г. и др., внесших значительный вклад в теорию и практику взрывных работ при разработке месторождений полезных ископаемых.
Несмотря на значительные успехи в области совершенствования технологии взрывных работ и частичного обновления ассортимента промышленных взрывчатых веществ, технико-экономические показатели
последних при разрушении скальных горных пород не в полной мере отвечают возросшим требованиям горного производства.
Так, на карьерах ОАО «Каменногрское КУ» отмечены проблемы выхода значительного количества негабарита при взрывании горного массива
существующей технологией ведения БВР. Эту проблему можно решить, улучшив качество передачи энергии взрывчатого превращения горному массиву.
Наиболее полно использовать энергию взрывчатого превращения при разрушении горных пород возможно на квазистатической стадии взрыва путем управления газодинамическими процессами в зарядной полости с применением специальных конструкций зарядов и типов ВВ.

ГЛАВА 2 ФОРМИРОВАНИЕ ПОЛЯ НАПРЯЖЕНИЙ СКВАЖИННЫМИ ЗАРЯДАМИ РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
2.1 Обоснование применения газодинамического (квазистатического) подхода, как основного фактора повышения передачи энергии массиву
Согласно исследованиям проведенным в [33], многократное воздействие продуктов взрыва скважинного заряда на разрушаемый массив за счет изменения внутренней газодинамики в скважине обеспечивает улучшение динамики процесса разрушения и увеличение эффективности действия взрыва. Такое улучшение можно получить путем использования скважинных зарядов различных конструкций и способов инициирования.
В работе [55], согласно гидродинамической теории детонации, приведено аналитическое описание газодинамического процесса в продуктах детонации при взрыве сплошного скважинного заряда. Доказывается, что при увеличении длительности действия продуктов взрыва можно добиться существенного увеличения давления в ударной волне и обеспечить оптимальную частоту следования вторичных волн сжатия. В результате стенки скважины будут подвергаться повторяющемуся периодическому нагружению и возникновению сложной интерференционной картины, которая определяет характер нагружения массива взрываемых пород.
В настоящее время получено относительно простое приближенное решение для случая действия на границу полости постоянного давления, сущность которого сводится к замене периодической функции, определяющей колебательное движение среды, на монотонную функцию, сходящуюся на бесконечности к той же величине, что и периодическая [48]. При этом монотонная функция является решением дифференциального уравнения о генерации упругих волн сферическим и цилиндрическим излучением.
После волнового расширения газовой полости, заполненной продуктами детонации, начинает свое развитие квазистатическое действие взрыва, так