Керування якістю вибухової відбійки в кар'єрах при видобуванні флюсових і будівельних матеріалів

200

10

4,0

3,17

3,7

116,8

53,9

0,007

Магнезит

200

10

4,0

2,58

2,2

56,6

35,9

0,008

5.

Граммонит 30/70

Доломіт

200

10

4,0

3,4

3,32

113,28

47,12

0,008

Магнезит

200

10

4,0

2,34

2,2

72,17

53,9

0.007

6.

Гранулит

АС 4

Доломіт

200

10

4,0

5,21

3,2

99,3

23,6

0,007

Магнезит

200

10

4,0

4,57

5,0

448,37

125,69

0,016

Найбільшу працездатність у гранітах, що виражається в більших значеннях R й Vдрібл, мають грамоніт 79/21 й амоніт №6ЖВ. За грамонітом 79/21 й амонітом №6ЖВ йде грамотол 1-I. Він перевершує грамоніт 50/50, незважаючи на низький відсоток вмісту тротилу(<10%). Якщо порівняти характеристики грамотолу 1-I і грамоніту 50/50, то можна побачити, що в грамотолі теплота вибуху, при рівних значеннях швидкості детонації, в 1,1 раза, а кількість газів, що виділяються при вибуху - в 1,17 раза вище.

У гірських породах типу доломіту й магнезиту має місце трохи інша картина. Найбільші показники дають ВР, що мають менші показники швидкості детонації й тиску, що розвивається. Для тротилу взагалі характерним є те, що в цих породах об'єм переподрібнених фракцій більший від об'єму подрібнених, що свідчить про нераціональну витрату енергії вибуху.

П'ятий розділ присвячений розробці й лабораторно-полігонній перевірці методів і засобів керування якістю вибухопідготовки. Для кар'єрів, які видобувають корисні копалини на будівельні щебені, як було показано в розділі 1, істотним є збереження фізико-механічних властивостей кінцевого матеріалу, а для флюсової сировини - необхідність одержання мінімального значення переподрібнених фракцій. Між збереженням фізико-механічних властивостей і виходом переподрібнених фракцій існує зв'язок. Так, наприклад, із збільшенням енергії вибуху зростає кількість переподрібнених фракцій і одночасно знижуються характеристики міцності середовища. Таким чином, вирішуючи задачу зниження виходу переподрібнених фракцій, ми тим самим будемо зберігати необхідні властивості щебенів.

Відомо, що гірський масив не є однорідним, навіть у межах одного блоку властивості корисної копалини, що підривається, значно коливаються. У цій ситуації потрібно виходити з економічних міркувань і вимог, запропонованих до кінцевого продукту. Це виражається в тому, що за наявності порід із зонами підвищеного й зниженого значення міцністних і пружних властивостей потрібно вирішити, де розміщати свердловинні заряди - у зонах послаблення чи посилення. Розташування зарядів ВР у зонах посилення приведе до того, що масив у результаті вибуху усереднить свої характеристики щодо показника міцності, а розміщення зарядів у зонах послаблення приведе до переводу в переподрібнені ослаблені прошарки, але максимально збереже властивості незруйнованого скельного масиву. Природно, що останнє є більш прийнятним для видобутку корисної копалини на будівельні щебені. Можливо при цьому буде спостерігатися підвищення виходу негабариту, що вимагає створення високоефективних засобів вторинного подрібнення.

Таким чином, схеми розміщення ВР у зруйнованій породі повинні відповідати умовам одержання кінцевого продукту заданої якості. Для цього до проведення бурових робіт одним із відомих методів контролю властивостей масиву необхідно їх оцінити, наприклад, за швидкістю звуку в масиві, що добре корелює з показником . Сутність пропонованого методу ведення БВР полягає в наступному. Покрівлю уступу розбивають на квадрати, між вершинами яких (А, В, С) збуджують коливання, наприклад, ультразвукові, а потім визначають швидкість проходження хвилі між вершинами квадратів (рис. 7). При цьому оцінюють співвідношення , де v, vтабл - відповідно, швидкість хвилі в масиві, отримана в експерименті, й швидкість за табличним значенням.

Рис.7. Схема звукового каротажу: 1 - прилад; 2 - випромінювач хвиль; 3 - приймач; 4 - зона прозвучування

При значеннях К до величини 0,5 має місце зона подрібнення порід, що характеризується абсолютною втратою зв'язку між роздрібненими частинами, тобто цю зону можна віднести до сипучого середовища. У випадку, коли , фіксується зона руйнування в межах 50-90% від первинної міцності порід. Це означає, що напруги на фронті слабкої хвилі на цій ділянці досягли критичного рівня й недостатні для ефективного подрібнення. Однак у цьому випадку можлива підтримка зростання радіальних тріщин слабкою хвилею, але масив не втратив своєї єдності й вимагає менших навантажень, ніж у випадку К=1,0, коли масив можна вважати практично незмінним.

Для правильного розміщення зарядів ВР або створення зон підвищеної напруги за рахунок спрямованого витоку ПВ необхідно вибрати ділянки гірського масиву, яким відповідають значення К, що лежать в інтервалі від 0,5 до 1,0. Потім на сторонах квадратів, уздовж яких розміщені ці ділянки, розташовують свердловини, якщо необхідно провести якісну вибухопідготовку й немає потреби зберегти фізико-механічні властивості щебенів.

На ділянках масиву, де К < 0,5, свердловини не розташовують, а їх навантаження забезпечується за рахунок спрямованого витоку ПВ, що досягається відповідним ініціюванням.

Для керування параметрами вибухового навантаження нами розроблена запобіжно-розосереджувальна ампула (а.с. № 1184338), що дозволяє при одночасному розосередженні заряду забезпечувати донне ініціювання. Крім того, застосування ампул дозволяє розміщати ДШ у свердловині в заданих площинах, що забезпечує створення спрямованого розльоту ПВ.

Досліджена дія свердловинних зарядів зі спрямованим розльотом ПВ, що виникають у результаті зіткнення ДХ. На підставі виконаних досліджень запропонований спосіб вибухової відбійки гірських порід і заряд для його здійснення, на який отриманий патент України №49695 А. Сутність способу пояснюється рис. 8. Монтаж лінійних ініціаторів до магістральних ниток ДШ проводиться таким чином, щоб кінцеві відрізки ДШ були рівні між собою. Ця умова є досить важливою, тому що тільки в цьому випадку створюється можливість одночасного ініціювання ВР заряду, що буде сприяти одночасному створенню збіжних ДХ. У місці їхнього зіткнення відбудеться локальне підвищення тиску ПВ й їхній розліт у напрямку, перпендикулярному до площини закладення ініціаторів. Змінюючи площину закладення ініціаторів, можна спрямовувати енергію вибуху в потрібному напрямі, наприклад, у зону гірських порід, що мають підвищене значення К.

Рис. 8. Конструкція свердловинного заряду зі спрямованою дією ПВ: 1 - свердловина 2 - ВР заряду 3 - подовжені ініціатори 4 - забійка 5 - вузол з'єднання ДШ з вибуховою мережою 6 - вибухова мережа.

Дослідженнями встановлено, що в доломітах, магнезитах, вапняках для одержання якісного подрібнення необхідно зменшувати Рн. При цьому не просто знизити Рн , а створити такі умови навантаження, за яких буде відбуватися поступове наростання тиску ПВ у свердловині при одночасному збільшенні часу його дії. Для досягнення таких умов пропонується використовувати низькошвидкісні детонаційні процеси, які виникають у зарядах ПВР за умови їхнього недоініціювання. Зазначена мета досягається застосуванням у свердловинних зарядах комбінованих ініціаторів.

Керувати тиском й імпульсом вибуху свердловинного заряду можна за рахунок раціонального розміщення в заряді проміжних детонаторів і подовженого ініціатора з ниток ДШ. На рис.9 наведена Р-t діаграма зміни тиску ПВ у свердловинному заряді при комбінованому ініціюванні. У низькошвидкісній детонації утворюються гази з невисоким тиском ? ділянка "в" на кривій 10. Втрати енергії вибуху на дисипацію незначні. Потім тиск за рахунок “переходу” на нормальний детонаційний режим істотно підвищується ? ділянка "з", залишаючись все-таки нижчим, ніж за звичайної детонації (крива 11), але вищим, ніж у випадку ініціювання тільки шнурами (крива 12). Бризантність вибуху за такого характеру навантаження значно знижується.

Рис.9. Р-t діаграма

Лабораторно-полігонні дослідження керування якістю вибухопідготовки проводилися на оптично активних моделях і моделях з піщано-цементних сумішей. Ці дослідження містили в собі вивчення впливу таких чинників, як енергія вибуху, напрям розльоту ПВ, наявність зон розвантаження. При цьому вивчався як індивідуальний, так і сукупний вплив цих чинників. На підставі виконаних досліджень установлено: створення спрямованого розльоту ПВ дозволяє збільшити швидкість і тиск в УХ у 2,0 раза, що забезпечує інтенсивніше навантаження далеких зон масиву. Це приводить до зниження у три рази виходу великих фракцій з одночасним зростанням в 1,3 раза виходу перездрібнених часток масиву; створення зон розвантаження дозволяє перерозподілити енергію в масиві, що сприяє якісному подрібненню; забезпечивши рівномірне розміщення ВР у масиві й створивши спрямовану дію ПВ, вдається значно скоротити вихід великих фракцій подрібнення з мінімальним виходом переподрібнених часток , що дозволяє говорити про оптимальний рівень енергонасичення одержуваного від спільної дії всіх перерахованих вище способів керування параметрами вибухового навантаження.

У шостому розділі проведено розробку конструкцій і досвідно-промислову перевірку кумулятивних зарядів.

Виконаними розрахунками встановлені параметри кумулятивного потоку й основних характеристик, що забезпечують ефективність дії кумулятивних зарядів (tэф, Uх, Рх.). Збільшити час існування кумулятивного потоку можна за рахунок:

1) комплексного використання в кумулятивних зарядах ефектів регулярного й нерегулярного відбиття УХ і ПВ;

2) створення зон підвищеного тиску, що відіграють роль своєрідної “газової забійки”, яка забезпечує гальмуванням частини знову утвореного потоку, який рухається в напрямку, протилежному руху струменя.

Аналіз основного співвідношення теорії кумуляції показує, що швидкість кумулятивного потоку зростає зі зменшенням кута зустрічі й при відповідних значеннях можна одержати досить високі швидкості кумулятивних струменів. Змінюючи швидкість кумулятивного потоку, можна управляти й тиском. Однак істотним збільшенням швидкості в кумулятивних зарядах відомих конструкцій досягти досить важко, що не дозволяє значно збільшити імпульс вибуху. Більш перспективним є збільшення вибухового імпульсу за рахунок збільшення площі навантаження. У деякій мері сформульованим критеріям відповідають заряди по а.с. № 906227, № 1017065, № 1277723 ін (рис.10).

Рис. 10. Конструкції кумулятивних зарядів: а) за а.с. №906227 “Проміжний детонатор” (УКЗ-1); б) за а.с. №1277723 “Подовжений кумулятивний заряд” (УКЗ-2); 1 - блок ВР; 2 - кумулятивна виїмка; 3 - отвір під нитки ДШ; в) за а.с.№995581 “Заряд ВР для дроблення породи”

У лабораторних експериментах нами досліджувалися особливості розльоту ПВ у кумулятивних зарядах різної конструкції. На рис.11 представлена залежність швидкості розльоту U від безрозмірної відстані для кумулятивних зарядів. Як видно із представлених графіків, у випадку заряду з конічною кумулятивною виїмкою досягаються найвищі швидкісні параметри, що легко з'ясовно, тому що в цьому випадку має місце осьова кумуляція. У випадку УКЗ, що ініціюються одною ниткою ДШ, кумулятивний струмінь має найменші параметри. Застосування двох ниток ДШ збільшило швидкість детонації ВР заряду на 15-20%, стосовно однієї нитки, що привело до утворення потужних потоків ПВ і високошвидкісного кумулятивного струменя. Зростання параметрів струменя в зоні пояснюється “підпором” ПВ за рахунок вихідних на торець заряду потужних ДХ. Як видно із графіка, зустріч ДХ у заряді дозволяє підтримувати швидкість кумулятивного потоку на достатньо великому видаленні від заряду. Такий розподіл характерний для зарядів, що мають форму кумулятивної виїмки, яка відрізняється від конуса або сфери, що забезпечує взаємодію ПВ і УХ у режимах нерегулярного відбиття.

Лабораторні дослідження впливу зміни масової швидкості (U) і часу її існування(tэф) виконувалися в Інституті фізики й механіки гірських порід АН Киргизії. Експерименти виконувалися на лінійному механічному прискорювачі, який забезпечує прискорення від 10 до 100g. Встановлено, що зниження tэф спричиняє різке падіння працездатності зарядів.

Полігонні експерименти виконувалися на кар'єрах Докучаєвського ФДК і Кальчикському сиєнітовому кар'єрі. Промислова перевірка й впровадження здійснювалося на кар'єрах Докучаєвського ФДК і кар'єрі Ходжаіканського солерудника республіки Узбекистан. Установлено ефективні параметри кумулятивних зарядів. Отримано надійне дроблення негабаритних шматків при значенніі питомої витрати ВВ у них 0,8 - 1,0 кг/м3.

ВИСНОВКИ

Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою у якій на підставі досліджень вирішена актуальна науково-технічна проблема вибухової підготовки скельної гірської маси при відкритій розробці родовищ флюсових і будівельних матеріалів. Вирішення цієї проблеми дає можливість без додаткових капітальних вкладень зменшити втрати сировини з одночасним зниженням собівартості видобутку й підвищенням якості кінцевого продукту.

Результати виконаних теоретичних і експериментальних досліджень дозволяють зробити загальні висновки.

1. Аналіз параметрів, що характеризують середовище, показує, що інтегральною характеристикою гірської породи при вибуховому руйнуванні може служити межа динамічної міцності на стиск ( ), а подрібнення породи буде відбуватися в діапазоні зміни міцності від динамічної ( ) до статичної ( ).

2. Виявлено закономірності й взаємозв'язки між параметрами вибуху (швидкість детонації ВР, енергія вибуху) і його роботою в конкретних гірських породах, що дозволяє побудувати параметричний ряд “ВР - гірська порода”. Установлено, що робота дроблення (Адр) визначається енергією вибуху у всім діапазоні гірських порід і залежить від швидкості детонації ВР. Витрати на дисипативні втрати (Адис) залежать не тільки від характеристик середовища й параметрів детонації ВВ, але й від їхнього спільного урахування, що визначає закон зменшення внутрішньої енергії ПВ при розширенні.

3. Встановлено, що під впливом вибухових навантажень гірські породи змінюють параметри фізико-механічних властивостей за циклічними законами із чергуванням зон ослаблення й підвищення пружних і міцностних властивостей, прагнучи до граничної величини на значних видаленнях від центра вибуху. Циклічність зміни, наприклад, міцністних властивостей приводить до того, що в гранітах ослаблені зони перебувають на віддаленнях і . При цьому, на видаленні прагне до граничного значення. У випадку доломіту найменше значення має місце на віддаленнях і , . При цьому абсолютна величина становить 30-50 МПа, що в 1,3-1,8 раза менше, ніж у зонах підвищеної міцності й в 2,5-4,0 раза менше материнської міцності. Доведено, що зміна абсолютного значення величини залежить від енергії вибуху: чим більше енергія, тим більше різниця параметрів фізико-механічних властивостей між різними зонами.

4. Розроблено методику розрахунку раціональних параметрів БВР, засновану на дотриманні умов тиску ПВ, що розвивається у свердловинному заряді фізико-механічним властивостям гірських порід.

5. Підвищення ефективності видобутку будівельних і флюсових матеріалів при одночасному поліпшенні їхньої якості досягається за рахунок раціонального енергонасичення масиву, що підривається. Це досягається за рахунок застосування технології вибуховий відбійки, заснованої на перерозподілі енергії вибуху між частинами масиву з різними фізико-механічними властивостями, рівномірним розміщенням ВВ по масиві, створенні спрямованого витікання ПВ, утворення в масиві зон розвантаження.

6. Запропоновано методику розрахунків параметрів газових кумулятивних зарядів. Установлено параметри, що характеризують газовий кумулятивний струмінь: швидкість струменя (U), тиск, надаваний струменем на перешкоду (Рх), його щільність (0), час існування струменя (tэф). Установлено, що тиск, надаваний струменем на перешкоду (Рх) залежить від показника акустичної твердості порід (А), чим нижче А, тим нижче Рх. Найменші значення Рх мають місце у випадку кам'яної солі, а найбільші - у випадку доломіту. У випадку граніту ( Па) і мармуру ( Па) величини Рх практично не відрізняються, незважаючи на те, що граніт є породою більш міцною, чим мармур і доломіт.

7. За допомогою запропонованого механізму дії газового кумулятивного струменя показано, що величина проникнення струменя в гірську породу досить незначна (до 30 мм) і залежить тільки від параметрів детонації ВР заряду. Величина проникнення струменя не може характеризувати ефективність дії кумулятивного заряду в гірській породі, а відома методика випробування кумулятивних зарядів, заснована на пробиванні набору металевих пластин не відповідає умовам дії кумулятивного струменя у гірській породі.

8. Установлено закономірності формування кумулятивних потоків у газокумулятивних зарядах. Показано, що в зарядах, які мають форму кумулятивної виїмки, відмінну від конуса або сфери забезпечується взаємодія ПВ і УХ у режимах нерегулярного відбиття, що спричиняє виникнення в КС високошвидкісних потоків на значних віддаленнях від заряду, а працездатність таких зарядів в 1,2-1,6 раза вища, ніж зарядів без зустрічного ініціювання.

9. Розроблена технологія ведення підривних робіт на основі ВР із пенополістіролом випробувана й впроваджена на кар'єрах Докучаєвського ФДК, що дозволило в 1,1 раза скоротити кількість погонних метрів свердловин, збільшити на 1% вихід готового продукту, скоротити на 0,4% вихід негабариту, знизити в 1,1 рази вартість 1 м3 ВР і одержати економію в сумі 20,0 млн. карбованців у цінах 1987-1988 років. Упровадження технології вибухової відбійки на кар'єрах Ходжаіканського солерудника (республіка Узбекистан) дозволило знизити вихід негабариту в 1,7 раза, скоротити кількість погонних метрів свердловин в 1,1 раза й одержати економію в сумі більше 10,0 млн. карбованців (у цінах 1990-1991 р.,р.).Упровадження розробок на солеруднику ВО Артемсіль дозволило в 1,1 рази знизити собівартість видобутку 1 т. Упровадження розробок на гранітних кар'єрах Донбасу в 2003-2005 роках дозволило знизити собівартість відбійки й одержати економію в сумі 7875 грн. при руйнуванні 35,0 тис. м3 гірської породи. Упровадження способу вибуховий відбійки на кар'єрах ВАТ “Комсомольське РУ” в 2006 р. дозволило при відбійці 30,0 тис. м3 скельної гірської породи одержати 10672 грн. економічного ефекту.

Основний зміст дисертації опублікований у наступних джерелах

1. Оберемок О.Н., Гонохова Л.В., Клочко И.И., Чистяков Ю.Н. Исследование и совершенствование взрывания вязких магнезитных пород // Огнеупоры - 1978. - №10. - С.23- 29.

2. Баранов Е.Г., Оберемок О.Н., Клочко И.И. Влияние способа инициирования скважинных зарядов на показатели отбойки // Огнеупоры .- 1984. - №6. - С.28-32.

3. Баранов Е.Г., Клочко И.И., Оберемок О.Н. Внедрение циклично-поточной технологии на карьерах флюсового и огнеупорного сырья // Огнеупоры .- 1985. - №12. - С.17-20.

4. А.С. №1588072 (СССР) Заряд для дробления горных пород /Баранов Е.Г., Клочко И.И., Петелин Е.А. - Б.И. - 1990. - №4.

5. Баранов Е.Г., Клочко И.И., Петелин Е.А., Грибовода А.Ф. Возможности повышения эффективности взрывоподготовки флюсового сырья на карьерах Докучаевского ФДК // Огнеупоры. - 1991. - №12. - С. 19 - 21.

6. Баранов Е.Г., Клочко И.И., Петелин Э.А. О разлете продуктов взрыва в газокумулятивных зарядах // Физика горения и взрыва. - 1991.-№6, - Новосибирск. ? С. 127 - 131.

7. Баранов Е.Г., Клочко И.И. Петелин Э.А. Действие кумулятивного заряда в горной породе и расчет параметров нагружения // Известия ВУЗов: Горный журнал. - 1992. - №3 - С. 88 - 92.

8. Клочко И.И. Энергонасыщенность массива горных пород и качество взрывоподготовки на карьерах нерудного сырья // Геотехнологии на рубеже XXI века. ? Донецк: ДУНПГО, 2001. - Т. 1. - С.62 - 64.

9. Клочко И.И. Оптимизация параметров нагружения горных пород взрывом // Известия Донецкого горного института, ? Донецк, ДонНТУ.- 2001.- №2 - С. 111-114.

10. Клочко И.И. Повышение выхода готовой продукции на карьерах флюсового сырья // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2002. - №3 -Днепропетровск. - С.78 - 81.

11. Клочко И.И., Монастырев Н.В. Некоторые пути повышения эффективности дробления горных пород взрывом // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету. Наукові праці. Вип. 2/2002 (13) - Кременчук. - 2002. - С.29-31.

12. Клочко И.И., Монастырев Н.В. Совершенствование взрывания гранитов в условиях карьеров Донбасса // Вибрации в технике и технологиях. - 2002. ? №5 (26).- С. 47 - 49.

13. Патент 49695А Ураїна, 7F 42Д 3/04 Спосіб вибухового відбою гірських порід і заряд для його здійснення / І.І. Клочко, Є.І. Піріч, М.В. Монастирьов, О.Ф. Грибовода - Заявлено 04.03.2002 р. Опубл. 16.09.2002, Бюл. №9.

14. Патент 57233А Україна, 7F42В 3/04 Спосіб ведення буро-вибухових робіт при відкритій розробці корисних копалин / / І.І. Клочко, Є.І. Піріч, М.В. Монастирьов - Заявлено 18.04.2002., Опубл. 16.06.2003, Бюл. №6.

15. Клочко И.И. Полигонная проверка изменения физико-механических свойств горных пород различного генезиса от воздействия взрывных нагрузок // Известия Донецкого горного института. - Донецк. - 2002. - №2.- С. 46-48.

16. Клочко И.И. Некоторые особенности разлета продуктов взрыва в кумулятивных зарядах и эффективности их действия // Известия Донецкого горного института. - Донецк. - 2002. - №3.- С. 40-44.

17. Клочко И.И. Некоторые способы управления параметрами взрывного импульса скважинных зарядов ВВ на карьерах // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія : гірничо-геологічна. - 2002. -Донецьк. Вип №56.- С.54 - 58.

18. Клочко И.И. Изменение прочностных свойств горных пород под воздействием динамических нагрузок // Науковий вісник Національної гірничої академії України. - Дніпропетровськ. - 2002. - №6. - 2002. - С. 41-44.

19. Клочко И.И. Опытно-промышленная проверка отбойки горных флюсовых пород ВВ на основе пенополистирола // Науковий вісник Національної гірничої академії України. Дніпропетровськ. - 2003. - №1. - С. 27 - 31.

20. Клочко И.И., Монастырев Н.В. К вопросу о повышении качества взрывоподготовки гранитов // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету. - Кременчук. -2004.- Вип. №5 (28). - С. 96 - 97.

21. Клочко И.И., Монастырев Н.В., Эхилевский С.Г. К вопросу оптимизации параметров буровзрывных работ на карьерах при отбойке скального строительного сырья // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету. - 2005.-Кременчук. - Вип. №5 (34). - С.95 -97.

22. Клочко И.И., Монастырев Н.В. Расчет параметров буровзрывных работ на карьерах строительных материалов с учетом оптимального нагружения // Вісті Донецького гірничого інституту. - Донецьк: ДонНТУ.- 2005.- №1 - С. 21-25.

23. АС №797311 (СССР) Комбинированный инициатор промышленных ВВ Б.И. №14, 1980. /Оберемок О.Н., Клочко И.И., Миловатский В.В., Гонохова Л.В. и др.

24. АС №828807 (СССР) Колонковый заряд грубодисперсных промышленных ВВ, БИ №17, 1981. /Баранов Е.Г., Оберемок О.Н., Клочко И.И., Гонохова Л.В.

25.АС №871595 (СССР) Скважинный заряд, Б. И №23, 1981 / Оберемок О.Н., Клочко И.И., Гонохова Л.В., Ковальчук В.М.

26. АС №1184339 (СССР) Предохранительно-рассредотачивающая ампула для зарядов ВВ, Б. И №22, 1985. / Клочко И.И., Костюк И.С., Куцерубов В.М., Бабичев В.А.

27. АС №1277723 (СССР) Удлиненный кумулятивный заряд, Б. И №3, 1987. / Оберемок О.Н., Клочко И.И.

28. Баранов Е.Г., Клочко И.И. Механизм разрушения горных пород кумулятивными зарядами / Материалы IX Всесоюзной конференции по механике горных пород. - Фрунзе, “Илим”, 1990. - С. 308 - 312.

29. Баранов Е.Г., Клочко И.И., Петелин Э.А. Принципы оптимизации параметров системы “ВВ - горная порода” в комплексе БВР на карьерах стройматериалов / Сб.докладов 1-ой международной конференции “БВР в строительстве”. - М., 1992. - С.121 - 126.

30. Баранов Е.Г., Клочко И.И., Петелин Э.А. Исследование эффективности нагружения горной породы кумулятивными зарядами / Сб. докладов 1-ой Международной конференции “БВР в строительстве”. - М., 1992. - С. 133 -138.

31. Клочко И.И., Пирич Э.И., Монастырев Н.В. Повышение выхода готовой продукции на карьерах строительных материалов и флюсового сырья на стадии взрывоподготовки // Материалы научно-практической конференции “Донбасс - 2020 : наука и техника - производству”, г.Донецк, 5 - 6 января 2002 г. - Донецк: ДонНТУ,2002. - С. 200 - 203.

32. Рязанцев Н.А., Клочко И.И., Петелин Э.А. Влияние динамической нагрузки на изменение физико-механических свойств горных пород: Сб.трудов региональной научно-практической конференции “Наука - жизнь -производство”. - Красноармейск, 1996. - С.53 -55.

33. Манжос Ю.В., Клочко И.И., Монастырев Н.В., Подаваленко Ю.В. Некоторые особенности детонации ВВ с пониженным содержанием тротила // Взрывное дело. - М.: Недра, 2005. - №95/52. - С. 29 - 33.

34. Клочко И.И., Монастырев Н.В. Совершенствование взрывания гранитов в условиях Старо-Крымского карьера // Материалы научно-практической конференции “Донбасс - 2020: Наука и техника - производству”, г.Донецк, 3 - 4 февраля 2004 г. - Донецк: ДонНТУ,2004 - С.210 - 212.

35. Ярембаш И.Ф., Клочко И.И., Куцерубов В.М. и др. Совершенствование параметров взрывной отбойки при камерной системе разработки каменной соли/ Тез.докл. Всесоюзн. научно-техн. конф. “Основные направления развития соляной промышленности до 2000 года”, 25-27 сентября 1984 г. - М., 1984. - С. 19 - 22.

36.АС №995581 (СССР) Заряд взрывчатого вещества для дробления породы, БИ №5,1983/Оберемок О.Н., Баранов Е.Г., Клочко И.И. и др.,

АНОТАЦІЯ

Клочко І. І. Керування якістю вибухової відбійки в кар'єрах при видобуванні флюсових і будівельних матеріалів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за фахом 05.15.03 - відкрита розробка родовищ корисних копалин. - Криворізький технічний університет, Кривий Ріг, 2008.

Дисертація присвячена вирішенню актуальної проблеми, що полягає в зниженні втрат корисних копалин при буровибуховій відбійці за рахунок переподрібнення при одночасному зниженні собівартості кінцевого продукту. Запропоновано параметр, який міг би характеризувати середовище при динамічному навантаженні, - це границя динамічної міцності порід на стискання (). На підставі запропонованого механізму дії ПВ у гірській породі встановлено, що робота подрібнення () визначається енергією вибуху і залежить від параметрів детонації ВР, а величина дисипативних втрат енергії ВР залежить не тільки від характеристик середовища і параметрів вибуху, але й від варіантів співвідношення фізико-механічних властивостей гірських порід й ізоентроп ПВ.

Здійснено подальший розвиток наукових основ дії кумулятивних зарядів у гірських породах і розроблені їхні ефективні конструкції. На підставі запропонованого механізму дії КС у гірській породі створюється можливість розрахунку реальних параметрів навантаження.

Ключові слова: вибух, статична межа міцності, динамічна межа міцності, енергія вибуху, перерозподіл енергії, свердловинний заряд, руйнування, кумуляція.

АННОТАЦИЯ

копалина порода стискання гірський

Клочко И. И. Управление качеством взрывной отбойки в карьерах при добыче флюсовых и строительных материалов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.03 - открытая разработка месторождений полезных ископаемых. - Криворожский технический университет, Кривой Рог, 2008.

Диссертация посвящена решению актуальной проблемы, которая заключается в снижении потерь полезных ископаемых при буровзрывной отбойке за счет переизмельчения при одновременном снижении себестоимости конечного продукта. Анализ выхода переизмельченных фракций по всей технологической цепочке от карьера до ДОФ показывает, что до 80% потерь полезного ископаемого обусловлено комплексом БВР. Снизить затраты на переизмельчение горной породы от первичной отбойки можно, как показывает анализ, за счет переноса акцента с первичной отбойки на вторичное дробление. Проведен анализ физических и математических моделей разрушения среды от действия динамических нагрузок. Предложен параметр, который мог бы характеризовать среду при динамической нагрузке, - это граница динамической прочности (). На основании предложенного механизма действия ПВ в горной породе установлено, что работа дробления () для всех скальных пород определяется прежде всего энергией взрыва и зависит от параметров детонации ВВ. Величина диссипативных потерь энергии ВВ зависит не только от характеристик среды и параметров взрыва, но и от того, по какому из вариантов соотношения физико-механических свойств горных пород и изоэнтропы ПВ происходит развитие процесса.

Доказано, что тип и свойства ВВ, а также плотность его заряжания в скважине должны быть такими, чтобы первоначальное давление продуктов взрыва (ПВ) ВВ в скважине отвечало динамическому пределу прочности горной породы на сжатие. Для достижения этого соотношения в работе предложены разные средства управления начальным давлением ПВ, как с целью увеличения, так и уменьшения параметров этого показателя. Предложены конструкции скважинных зарядов с направленным действием ПВ, что позволяет повысить первоначальное давление ПВ в 2,0 - 2,2 раза и заряды, использующие нестационарные (низкоскоростные) детонационные процессы, что позволяет снизить пиковое давление и уменьшить выход переизмельченных фракций во флюсовых породах. Разработана методика расчета рациональных параметров БВР основанная на том, что первоначально развиваемое в скважине давление ПВ должно соответствовать такому параметру физико-механических свойств горных пород, как динамический предел прочности (). Разработана и прошла опытную проверку технология ведения буро-взрывных работ по добыче строительного и флюсового сырья, основанная на перераспределении энергии взрыва ВВ скважинных зарядов между частями взрывного блока, имеющими различные параметры физико-механических свойств горных пород.

Осуществлено дальнейшее развитие научных основ действия кумулятивных зарядов в горных породах и разработаны их эффективные конструкции. На основании предложенного механизма действия КС в горной породе создается возможность расчета реальных параметров нагрузки. Показано, что достичь высокой эффективности действия кумулятивных зарядов можно только при правильном сочетании параметров нагрузки и свойств среды. Для любых горных пород лучшими являются нагрузки КС большей площади при меньших пиковых давлениях в ней.

Ключевые слова: взрыв, статический предел прочности, динамический предел прочности, энергия взрыва, перераспределение энергии, скважинный заряд, разрушение, кумуляция.

ABSTRACT

Klochko I.I. “Controlling the quality of blasting at open-pit mines during exploitation of fluxes and construction materials”. Manuscript. Dissertation for a scientific degree of Doctor of Science in field No. 05.15.03 - Open-mining exploitation of mineral deposits - Kryvyi Rih Technical University, Kryvyi Rih, year 2008.

This dissertation deals with the important issue of decreasing of mineral deposits wastage during drilling and blasting breaking using regrinding with simultaneous decreasing of the final product's prime cost. The dynamic boundary of hardness () was suggested as a parameter that characterizes the medium at dynamic load. Based on the proposed description of way of action of explosive products in a rock material, it was established that for the whole range of rocks the crushing work () is primarily defined by the blast energy and depends on detonative parameters of blasting materials. The amount of dissipative energy losses of blasting material depends not only on characteristics of medium and parameters of the blast, but also on the way of development of relationship between physical and mathematical properties of rock material and isentropes of explosive products during the crushing process.

Further development in study of action of jet charges in rock material was accomplished and their effective designs were developed. Based on the proposed operational principles of jet charge in a rock material, there is a possibility to calculate the real parameters of the load. It was also shown that high performance operation of jet charges can be achieved only using the correct coupling between the parameters of load and medium. For any raw rock materials the best to use are jet charge loads with bigger coverage area and less peak pressure at it.

Keywords: blast, static boundary of hardness, dynamic boundary of hardness, blast energy, energy redistribution, mining-hole charge, demolition, directional blast.

Размещено на Allbest.ru

...