Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Розробка ефективних методів відбійки порід при поглибленні стволів з розширюванням передового підняттєвого знизу вверх

Кривий Ріг - 2002

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. За останні десятиріччя при поглибленні стволів все більш широко використовують технології з розширенням передового підняттєвого. Ці схеми поглиблення забезпечують незалежність робіт з поглиблення стволів від їх експлуатаційної діяльності, спрощення оснащення стволів, досягнення високої ефективності виймання породи. Окрім добре відомої схеми поглиблення стволів з розширенням підняттєвого зверху вниз, на рудних шахтах здобули також використання технології з розширенням підняттєвого знизу вверх. У вітчизняній практиці це технологія з відбійкою породи за допомогою вертикальних вибухових свердловин, у зарубіжній - горизонтальних або похилих торцевих шпурів, які вибурюють із підняттєвого паралельно вибою ствола.

При поглибленні стволів з розширенням підняттєвого знизу вверх відсутні операції з прибирання породи у вибою ствола та його зачищенню, створюються сприятливі умови для використання потужних бурових машин, забезпечується високий рівень безпеки прохідників. Головним недоліком цих схем поглиблення є низька якість оконтурювання стволів, що призводе до великих питомих витрат на зведення кріплення. Тому забезпечення задовільного оконтурювання стволів при поглибленні їх з розширенням підняттєвого за допомогою вертикальних свердловин та торцевих шпурів є актуальними. Актуальним є також зменшення питомих витрат на проведення буро-підривних робіт, що з підвищенням міцності порід та напруженості масиву різко зростають.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась відповідно до Концепції розвитку гірничо-металургійного комлексу України до 2010 року, яка спрямована на розв'язання проблеми підтримки працездатності шахт в умовах скорочення обсягів виробництва. Тема дисертації відповідає науковому напрямку і планам наукової роботи науково-дослідної частини Криворізького технічного університету.

Мета і задачі досліджень. Метою досліджень є підвищення ефективності поглиблення стволів з розширенням передового підняттєвого знизу вверх за допомогою торцевих зарядних порожнин і вертикальних вибухових свердловин.

Для досягнення вказаної мети в роботі поставлені та вирішені такі задачі досліджень:

1) дослідити умови роботи зарядів при розширенні передового підняттєвого знизу вверх за допомогою торцевих зарядних порожнин і вертикальних вибухових свердловин у статично напружених породах;

2) уточнити характер змінювання в часі напружень і руйнувань в середній зоні при вибухах зарядів вибухових речовин (ВР) в масиві;

3) розробити технологію вибухових робіт для розширення підняттєвого до проектного перерізу ствола за допомогою торцевих зарядних порожнин, яка забезпечує задовільне оконтурювання стволів і раціональне використання зарядних порожнин та енергії вибуху;

4) удосконалити технологію виймання породи при поглибленні стволів з відбійкою породи за допомогою вертикальних вибухових свердловин в умовах значних їх відхилень при бурінні.

Об'єкт досліджень - процес вибухового руйнування гірських порід.

Предмет досліджень - параметри технології буро-підривних робіт при розширенні передових підняттєвих.

Ідея роботи. В основу дисертації покладена ідея захисту законтурного масиву від руйнівної дії вибуху торцевих та поздовжніх свердловинних зарядів шляхом зміщення їх усередину проектного контуру ствола.

Методи досліджень. При вирішенні поставлених у дисертації задач використовувались наукові методи досліджень, які включали аналіз та узагальнення даних літературних джерел, техніко-економічний аналіз, аналітичні дослідження та експерименти, що проводились на моделях і в натурних умовах.

Основні наукові положення, що винесені на захист:

1. Напружений стан масиву під дією вибуху зосередженого або подовженого заряду ВР в умовах необмеженого середовища являє собою суперпозицію динамічних і квазістатичних напружень, величина яких пропорційна відповідно масовій швидкості і величині зміщення частинок масиву за фронтом вибухової хвилі. При цьому в середній зоні дії вибуху квазістатичні напруження відігравають основну роль в руйнуванні скельних порід вибухом.

2. Підривання допоміжних зарядів для наведення тріщин навколо зарядних порожнин забезпечує посилення динамічного та квазістатичного навантаження масиву основними зарядами, підвищення інтенсивності дроблення гірничої маси, збільшення в 2-2,5 рази радіуса зон руйнування.

Наукова новизна одержаних результатів:

1. Досліджені закономірності змінювання напружень в часі за фронтом вибухових хвиль центральної та осьової симетрії. Вперше встановлено, що в середній зоні дії вибуху протягом позитивної та негативної фаз вибухової хвилі радіальні напруження є стискуючими, а в кінці позитивної фази хвилі їх величина мало відрізняється від їх максимуму.

2. Уточнений механізм вибухового руйнування монолітних міцних порід в умовах впливу вільної поверхні. Встановлено, що основна роль відбитих хвиль полягає в додатковому зміщенні частинок масиву за їх фронтом, що призводе до перерозподілу напружень в квазістатичному полі.

3. Вперше встановлено, що попереднє наведення тріщин навколо зарядних порожнин призводе до інтенсифікації динамічного та квазістатичного навантаження масиву та дроблення гірничої маси основними зарядами, збільшення в 2-2,5 рази радіуса зон руйнувань, що дозволяє розширити сітку розташування зарядних порожнин.

4. Розкритий механізм дії вибуху торцевого заряду з повітряним проміжком, розташованим в перебурі, та попереднім наведенням тріщин навколо ділянки зарядної порожнини, яка прилягає до проектного контура виробки, що споруджується.

Вірогідність наукових досліджень, висновків та рекомендацій дисертаційної роботи забезпечується використанням сучасних наукових методів досліджень і підтверджується задовільною збіжністю теоретичних положень з результатами проведених експериментів.

Наукове значення дисертаційної роботи полягає в науковому обґрунтуванні методу посилення дії вибуху торцевих зарядів вибухових речовин в масиві шляхом попереднього наведення тріщин навколо зарядних порожнин.

Практичне значення дисертаційної роботи полягає в розробці нових ефективних технологічних методів відбійки порід при поглибленні стволів з використанням торцевих зарядних порожнин і вертикальних вибухових свердловин.

Реалізація роботи. Шахтобудівельним управлінням Криворізького залізорудного комбінату на 2003 р. заплановано впровадження на шахтах комбінату технології відбійки порід торцевими зарядами з повітряним проміжком в перебурах і попереднім наведенням тріщин при спорудженні камерних виробок і проходці копрових ділянок сліпих стволів.

Особистий внесок дисертанта в одержанні наукових результатів, що виносяться на захист.

Особисто автором сформульована мета досліджень, основна ідея дисертаційної роботи, задачі досліджень і основні наукові положення. Здобувачем виведені формули для розрахунків напружень за фронтом вибухових хвиль центральної та осьової симетрії, що дозволило уточнити закономірності змінювання радіальних і тангенціальних напружень в часі та з відстанню, значення прямої та відбитих хвиль у руйнуванні масиву. Встановлений вплив попереднього наведення тріщин на ефективність дії вибуху в масиві. Розроблена та випробувана в промислових умовах нова технологія вибухових робіт при розширенні передових виробок торцевими зарядами, яка забезпечує поліпшення якості оконтурювання виробок і більш ефективне використання зарядних порожнин.

Апробація результатів досліджень. Основні положення дисертаційної роботи доповідались і обговорювались: на щорічних наукових конференціях Криворізького технічного університету (КТУ) в 1998-2000 рр., на технічній нараді шахтобудівельного управління Криворізького залізорудного комбінату (2001 р.), на науково-технічній конференції «Основні напрямки розвитку гірничо-металургійного комплексу України в XXI столітті» (Кривий Ріг, 2001 р.), на науковій конференції «120 років розробки родовищ Кривбасу» (Кривий Ріг, 2001 р.), на міжкафедральному науковому семінарі КТУ «Гірництво» (2002 р.).

Публікації. Основні результати дисертаційної роботи опубліковані в 11 наукових працях, в тому числі: статті в спеціалізованих виданнях - 7; доповіді на наукових конференціях - 2; патенти на винаходи - 2.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних літературних джерел з 111 найменувань на 9 сторінках і додатків на 26 сторінках. Основний матеріал дисертації містить 168 сторінок машинописного тексту, в тому числі 41 рисунок на 31 сторінці та 4 таблиці. Загальний обсяг роботи - 203 сторінки.

розширення порода вибуховий відбійка

Основний зміст роботи

Аналіз технологій поглиблення стволів. Постановка задач досліджень.

В першому розділі проаналізовані технологічні схеми поглиблення вертикальних стволів, а також вітчизняний та зарубіжний досвід поглиблення вертикальних стволів, проходки та поглиблення сліпих вертикальних стволів з розширенням підняттєвого знизу вверх.

При розширенні підняттєвих вертикальними вибуховими свердловинами якість оконтурювання стволів дуже низька - мають місце значні перебори та недобори породи, порушенність законтурного масиву тріщинами. Головною причиною цього є відхилення свердловин від вертикального положення при їх вибурюванні.

Розширення підняттєвих за допомогою торцевих шпурів здобула широкого використання шведською фірмою Алімак при проходці сліпих стволів в різних країнах світу. При цьому переважно використовують торцеві шпури діаметром 44 мм, які вибурюють з підвісної кліті або платформи самохідного прохідницького комплексу.

Особливості розташування торцевих зарядів відносно проектного контуру ствола є основною причиною низької якості оконтурювання. В тих випадках, коли до якості оконтурювання висуваються підвищені вимоги, фірма Алімак проводе розширення підняттєвого торцевими зарядами з залишанням приконтурної берми, яку відбивають оконтурювальними шпурами в період зведення постійного кріплення ствола. Однак це призводе до ускладнення організації робіт і зменшення темпів проходки стволів. Тому доцільно розробити спосіб відбивання породи торцевими зарядами, який забезпечував би задовільне оконтурювання стволів.

Перспективним напрямком вирішення цієї задачі є використання торцевих зарядів з повітряним проміжком в перебурі, що було запропоновано працівниками кафедри шахтного будівництва КТУ. Однак, зважаючи на те, що вказані рекомендації були побудовані на обмеженому обсязі досліджень, необхідно провести більш ґрунтовні дослідження способу відбійки порід торцевими зарядами. Причому ці дослідження повинні ґрунтуватися на результатах вивчення фізичних процесів, які відбуваються в зарядних порожнинах і гірських породах при вибухах зарядів ВР.

На основі аналізу літературних джерел сформовані мета та задачі досліджень.

Дослідження закономірностей дії вибуху зарядів в масиві.

Розділ присвячений дослідженням механізму дії вибуху зарядів ВР в твердому середовищі, який є основою для розроблення методів управління енергією вибуху при відбиванні порід. Серед дослідників існує значна розбіжність поглядів на механізм руйнування гірських порід вибухом зарядів ВР, ролі прямих і відбитих хвиль напружень в цьому процесі. Значно відрізняються між собою дані різних дослідників про характер зміни в часі радіальних і тангенціальних напружень за фронтом вибухових хвиль. Встановлення закономірностей напружень в часі є однією з найбільш важливих задач в дослідженні механізму руйнування гірських порід вибухом. Одним з надійних способів вирішення цієї задачі є реєстрація методом осцилографування масової швидкості частинок масиву за фронтом вибухових хвиль з подальшими розрахунками напружень з використанням апарату теорії пружності.

При виведенні формул (1) і (2) зроблені припущення, що час зростання масової швидкості частинок середовища до максимальної величини та тривалість позитивної фази вибухових хвиль з відстанню не змінюються. Тому формули (1) і (2) дають більш точні результати розрахунків _R і для монолітних міцних порід.

Графіки залежності _R і від часу в позитивній фазі вибухової хвилі, які одержані з використанням запропонованої нами методики, наведені на рис. 1, на якому параметри _R і і час t подані у відносних величинах - відповідно _R /₀,  /₀, і t/t₀, де ₀ - максимальна величина динамічної складової радіальних напружень, Па; t₀ - тривалість позитивної фази хвилі, с.

Проведені дослідження свідчать, що радіальні напруження в середній зоні дії вибуху залишаються стискуючими і в негативній фазі хвилі, а після припинення коливальних рухів частинок масиву в останньому діють значні по величині квазістатичні стискуючі радіальні і розтягуючі тангенціальні напруження.

Розрахунки показують, що при відбиванні породи на вільну поверхню внаслідок взаємодії відбитої хвилі розтягування з прямою хвилею стиснення на більшості ділянок масиву сумарні головні напруження є стискуючими. Тому на цих ділянках не відбуваються суттєві руйнування. На ділянках масиву, що прилягають до зарядної порожнини з обох її сторін на лінії розташування зарядів, радіальні розтягуючі напруження відбитої хвилі посилюють дію розтягуючих тангенціальних напружень прямої хвилі, що сприяє зародженню та розвитку тріщин уздовж поверхні майбутньої воронки вибуху. При розповсюдженні відбитих хвиль внаслідок додаткового переміщення частинок масиву на вільній поверхні значно зростають розтягуючі напруження, що сприяє утворенню тріщин, які направлені перпендикулярно вільній поверхні.

В розділі теоретично досліджується також вплив попереднього наведення радіальних тріщин навколо зарядних порожнин на ефективність вибуху зарядів. З літературних джерел відомо, що при підриванні заряду ВР в масиві в процесі розповсюдження радіальних тріщин відбувається посилення квазістатичного навантаження масиву, що сприяє подальшому зростанню радіуса радіальних тріщин.

Якщо до формування основного заряду навколо зарядної порожнини утворити зону радіальних тріщин, то при підриванні основного заряду повинні значно зменшитись витрати енергії вибуху на тангенціальне розтягування масиву, що забезпечить зниження інтенсивності згасання амплітуди вибухової хвилі з відстанню. Створюються також сприятливі умови для збільшення квазістатичного навантаження масиву вибухом.

Аналіз впливу напруженого стану масиву на процес руйнування порід вибухом.

В розділі теоретично обґрунтовано, що в монолітних і слабкотріщинуватих міцних середовищах основною причиною великого впливу його напруженого стану на процес руйнування вибухом є суперпозиція напружень, які виникають в результаті дії вибуху зарядів ВР, і статичних напружень масиву, що перерозподіляються і концентруються навколо зарядних порожнин і зароджених радіальних тріщин.

Аналіз умов роботи зарядів при поглибленні стволів з розширенням підняттєвого знизу вверх показав, що при розташуванні торцевих шпурів горизонтальними віялами в умовах напружених порід більша частина кожного шпура нижнього віяла знаходиться в зоні розвантаженого від стискуючих напружень масиві. Ділянки ж шпурів, що прилягають до проектного контура ствола, розташовані в зоні концентрації стискуючих напружень. Тому для забезпечення ефективної відбійки порід необхідно в напружених породах торцеві шпури вибурювати конусоподібними віялами.

Розробка та випробування ефективної технології відбійки порід торцевими зарядами.

Четвертий розділ присвячений створенню нової технології відбійки порід торцевими зарядами. В основу нової технології покладено спільне використання зарядів з повітряним проміжком в перебурі та попереднього наведення тріщин навколо зарядних порожнин. Тому ці технології були випробувані в лабораторних та промислових умовах.

Лабораторні експерименти виконували на моделях, які виготовляли з листового органічного скла товщиною 50 мм. В моделях висвердлювали отвори необхідної довжини, в які встановлювали кінці відрізків детонаційного шнура (ДШ) марки ДШЕ-12, що відігравали роль зарядів ВР. Відрізки ДШ ініціювали електродетонаторами, які закріплювали на ДШ на відстані 30-50 см від моделі.

При випробуваннях ефективності попереднього наведення тріщин використовували плоскі моделі, в яких висвердлювали на повну товщину моделі отвори діаметром 6 мм. ДШ прокладали по всій довжині отвору. В результаті вибуху заряду першої черги навколо отвору утворювалась зона зім'яття товщиною 3 мм та радіальні тріщини довжиною до 21-23 мм (від осі отвору). При підриванні заряду другої черги товщина зони зім'яття збільшувалась до 10 мм, а радіус радіальних тріщин - до 50-70 мм. Таким чином, лабораторні експерименти підтвердили наші теоретичні дослідження впливу попереднього наведення тріщин на ефективність дії вибуху заряду ВР.

При випробуванні зарядів з повітряним проміжком в перебурі використовували моделі товщиною 50 і 100 мм. В останньому випадку склеювали два листа органічного скла за допомогою розчиненого в діхлоритані порошку органічного скла. При виготуванні моделі на кутових ділянках листа вирізали вертикальний уступ висотою 40 мм. Паралельно площині уступу висвердлювали отвори діаметром 5 мм на відстані 25 мм (по осі) від його площини з однаковим віддаленням від бокових площин моделі. В отворах формували і підривали заряди з повітряним проміжком в перебурі і, для порівняння, - заряди суцільної конструкції.

При ширині моделі 50 мм величина перебуру в обох випадках становила 20 мм. Довжину повітряного проміжку приймали 10 мм. При обох конструкціях зарядів відбувалась ефективна проробка матеріалу моделі по підошві уступу. Порушенність матеріалу моделі нижче рівня підошви уступу при використанні зарядів з повітряним проміжком була значно меншою, ніж при використанні зарядів суцільної конструкції.

При ширині моделі 100 мм величина перебуру при використанні заряду з повітряним проміжком приймали 10 мм, і повітряний проміжок розташовували по всій довжині перебуру. Внаслідок підривання заряду з повітряним проміжком порушення матеріалу моделі нижче рівня підошви уступу не відбувалося. Разом з цим, в підошві уступу лишався «поріг» висотою 5-6 мм.

Промислові експерименти проводили в вибоях квершлагів на шахті ім. Артема шахтоуправління з підземного видобування руди Криворізького металургійного комбінату і на шахті Жовтнева Криворізького залізорудного комбінату. В кожному експерименті на приконтурних ділянках вибою вибурювали і підривали експериментальні та контрольні шпури. В контрольних шпурах приймали суцільну колонкову конструкцію зарядів. Експериментальні шпури при випробуванні зарядів з повітряним проміжком в перебурі вибурювали на 140-160 мм глибше контрольних і довжину повітряного проміжка приймали 150 мм. Патрон-бойовик розміщували першим від устя шпура. При випробуванні технології вибухових робіт з попереднім наведенням тріщин експериментальні шпури мали однакову глибину з контрольними і в них формували основний суцільний колонковий заряд з розміщуванням патрона-бойовика першим від вибою шпура. При проведенні експериментів заміряли довжину та діаметр «стаканів» експериментальних і контрольних шпурів, а також посування приконтурних ділянок вибою виробки, візуально оцінювали його порушеність та шерехатість.

Проведені експерименти в промислових умовах підтвердили висновки, які були зроблені на основі завершення лабораторних експериментів. Здобута інформація була використана при розробці нової технології вибухових робіт.

В новій технології вибухових робіт повітряний проміжок розташовується по всій довжині перебуру, величина якого становить 5-6 діаметрів зарядної порожнини. Для компенсації повного виносу колонки ВР з перебуру, а також збільшення величини лінії найменшого опору (ЛНО) на ділянці зарядної порожнини довжиною від 4-6 до 12-15 її діаметрів, що прилягає до проектного контура ствола, попередньо наводяться радіальні тріщини шляхом підривання в зарядній порожнині допоміжного заряду ВР. Патрон-бойовик основного заряду в цій технології розташовують першим від устя зарядної порожнини.

Випробування нової технології вибухових робіт проводили, головним чином, у вибоях квершлагів по методиці, що використовувалася раніше при випробуванні зарядів з повітряним проміжком. Заключне випробування проводили у вибої з двома вільними поверхнями, який формували шляхом проведення з штрека ніші перерізом 1,6x2,0 м.

Як у вибоях з однією, так і з двома вільними поверхнями при використанні нової технології вибухових робіт досягалось мінімальне порушення породи навколо перебурів шпурів і рівна поверхня відриву, а діаметр «стаканів» практично не відрізнявся від початкового діаметра шпурів. Максимальні відхилення фактичного контуру від проектного становили  40 мм.

Удосконалювання технології та організації робіт при поглибленні стволів.

Технологія розширення підняттєвих торцевими зарядами з повітряним проміжком в перебурі та попереднім наведенням тріщин навколо зарядних порожнин дозволяє досягти задовільного оконтурювання стволів, знизити питомі витрати на зведення постійного кріплення, збільшувати діаметр торцевих зарядних порожнин, використовувати потужне бурове обладнання для їх вибурювання. Таку технологію відбійки рекомендується використовувати при поглибленні стволів в міцних досить монолітних породах при звичайних вимогах до якості оконтурювання стволів. Найбільш доцільно її приймати в тих випадках, коли використовується набризкбетонне або анкерне постійне кріплення.

Коли до якості оконтурювання стволів висуваються підвищені вимоги, доцільно підняттєвий розширювати за два заходи - спочатку за допомогою торцевих зарядів розширювати його знизу вверх до проміжного перерізу із залишанням приконтурної берми шириною 0,5-0,7 м, потім завершувати розширення до проектного перерізу ствола зверху вниз за допомогою зарядів оконтурювальних шпурів. Окрім забезпечення високої якості оконтурювання стволів, розширення передового підняттєвого за два заходи дозволяє також приймати збільшені величини ЛНО торцевих зарядів та відстані між ними у віялі, що сприяє більш раціонально використовувати торцеві зарядні порожнини. Це відкриває широку перспективу для більш повного використання можливостей методу управління енергією вибуху, що ґрунтується на попереднім наведенні тріщин навколо зарядних порожнин.

При розширенні передового підняттєвого до проміжного перерізу попереднє наведення тріщин навколо торцевих зарядних порожнин доцільно проводити на значно більшій їх довжині, ніж у випадку розширення передового підняттєвого до проектного перерізу ствола за один захід. Передбачається при цьому способі використовувати основні заряди cуцільноколонкової конструкції. Використання цієї технології поглиблення (проходки) стволів замість технології з розширенням передового підняттєвого зверху вниз, як показують розрахунки, забезпечує підвищення продуктивності праці прохідників в 1,5 рази і зменшення на 1000 грн. прямих витрат на 1 м ствола.

Буріння торцевих шпурів з платформи прохідницького комплексу проводиться в період проведення підняттєвого і повинно здійснюватися на привибійній ділянці останнього. Буріння торцевих штангових свердловин (шпурів) з підвісної кліті відбувається після завершення проведення передового підняттєвого та налагодження його провітрювання за рахунок загальношахтної депресії.

Проведення вибухових робіт при розширенні передового підняттєвого торцевими зарядами може здійснюватися з платформи самохідного прохідницького комплексу або з підвісної кліті. В першому випадку перед початком періоду вибухових робіт прохідницький комплекс необхідно перевести на роботу з вище розташованого горизонту і приладнати до кабіни комплексу спеціальний пристрій, за допомогою якого забезпечується демонтування ланок монорейкової колії в напрямі знизу вверх.

При поглибленні стволів з розширенням підняттєвого за допомогою вертикальних вибухових свердловин, зважаючи на досить значні відхилення свердловин при їх вибурюванні, розширення підняттєвого до проектного перерізу ствола слід проводити за два заходи. Для цього устя периферійних вертикальних свердловин необхідно розташовувати на відстані 0,6-0,8 м від проектного контуру ствола, а оконтурювання ствола здійснювати за допомогою оконтурювальних шпурів. Окрім цього, глибину свердловин слід приймати до 20-25 м і з кожної бурової камери вибурювати як висхідні, так і низхідні свердловини.

Висновок

В результаті виконаних досліджень отримане нове рішення актуальної наукової задачі, яка полягає в установленні уточнених закономірностей змінювання радіальних і тангенціальних напружень в часі і з відстанню за фронтом вибухових хвиль центральної та осьової симетрії та визначення впливу попереднього наведення тріщин навколо зарядних порожнин на інтенсивність вибухового навантаження масиву, що покладено в основу розробки ефективних методів відбійки порід при поглиблення стволів з розширенням передового підняттєвого знизу вверх.

Основні наукові результати, висновки та рекомендації зводяться до наступного:

1. На основі критичного аналізу літературних джерел, що присвячені досвіду поглиблення вертикальних стволів і дослідженням в галузі удосконалення технологій поглиблення, встановлено, що технології поглиблення стволів з розширенням передового підняттєвого знизу вверх за допомогою торцевих зарядних порожнин і вертикальних вибухових свердловин є високоефективними, забезпечують досягнення високого рівня механізації поглиблювальних робіт та безпеки прохідників, мають великий потенціал в їх удосконаленні.

2. Аналітично одержані формули для розрахунку напружень за фронтом вибухових хвиль на основі даних реєстрування їх кінематичних параметрів, які враховують симетрію хвиль і фактичну інтенсивність згасання амплітуд їх параметрів з відстанню, що дозволяє з більшою точністю розраховувати головні напруження.

3. Встановлено, що в середній зоні дії вибуху радіальні напруження протягом всієї дії вибуху в масиві є стискуючими. При цьому в кінці позитивної фази хвилі вони за абсолютною величиною близькі до свого максимального значення, в цей же момент часу тангенціальні напруження є розтягуючими і досягають своїх максимальних за модулем значень.

4. Обґрунтовано, що при підриванні зарядів в умовах впливу вільної поверхні від дії відбитої хвилі розтягування тріщини зароджуються, головним чином, на контурі майбутньої воронки вибуху. Основна роль відбитих хвиль зводиться до перерозподілу напружень в падаючому полі за рахунок додаткового зміщення частинок масиву за їх фронтом.

5. Встановлено, що попереднє наведення радіальних тріщин навколо зарядних порожнин забезпечує посилення дії вибуху зарядів на масив і значне збільшення величини ЛНО, є ефективним методом управління енергією вибуху.

6. Розроблена нова технологія вибухових робіт для розширення передової виробки за допомогою торцевих зарядних порожнин, яка ґрунтується на попередньому наведенні тріщин навколо ділянок зарядних порожнин, що прилягають до проектного контура виробки, яка споруджується, шляхом підривання допоміжних зарядів і використання основних зарядів з повітряним проміжком, який розміщують в перебурі між дном зарядної порожнини та колонкою ВР. Ця технологія вибухових робіт забезпечує задовільне оконтурювання виробки і раціональне використання зарядних порожнин і ВР.

7. При підвищених вимогах до якості оконтурювання стволів, а також небезпеці виникнення вивалів породи з породних оголень розширення передового підняттєвого торцевими зарядами слід проводити з залишанням приконтурної берми шириною 0,5-0,7 м з подальшою відбійкою її зарядами подовжніх оконтурювальних шпурів. При цьому торцеві зарядні порожнини рекомендується вибурювати за розширеною сіткою і навколо них здійснювати попереднє наведення тріщин.

8. При поглибленні стволів з розширенням передового підняттєвого знизу вверх торцевими зарядами і вертикальними свердловинами в умовах високої напруженості масиву торцеві шпури (свердловини) слід вибурювати конусоподібними віялами, а покрівлі бурових та контрольних камер надавати куполоподібної форми.

9. При поглибленні стволів з розширенням передового підняттєвого за допомогою вертикальних вибухових свердловин, а також суцільним вибоєм зверху вниз з відбійкою породи секційним підриванням вертикальних свердловин рекомендується свердловини розташовувати на відстані 0,6-0,8 м від проектного контуру ствола начорно, а приконтурні ділянки масиву відбивати за допомогою оконтурювальних шпурів.

10. Використання технології поглиблення стволів з розширенням підняттєвого за допомогою торцевих шпурів з попереднім наведенням тріщин і залишенням приконтурної берми з подальшою відбійкою її оконтурювальними шпурами забезпечує зниження трудовитрат на 1 м ствола в 1,5 рази в порівнянні з поглиблюванням ствола по IV технологічній схемі. Очікуваний економічний ефект за прямими затратами при переході на нову технологію спорудження стволів становить 1000 грн. на 1 м ствола.

Размещено на Allbest.ru