• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 1

СОДЕРЖАНИЕ

ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬУКРАИНСКОГО СОЮЗА ИНЖЕНЕРОВ-ВЗРЫВНИКОВ, № 1 (22), 2014 г.

Информация ............................................................................................................. 2 стр

Кириченко А.Л., Устименко Е.Б., Шиман Л.Н.

Обоснование эффективных параметров буровзрывных работ в угольных

шахтах с применением эмульсионных взрывчатых веществ................................. 4 стр

Тыщук В.Ю., Евдокименко Н.Ф., Котов Ю.Т.

Разработка метода оценки влияния массовых взрывов в карьерах на

запыленность и загазованность атмосферного воздуха ........................................13 стр

Зуєвська Н.В., Кравец В.Г.

Математичне та імітаційне моделювання вибухового армування щебенем

лесового грунтового масиву (частина 1) .................................................................. 19 стр

Ищенко К.С.

Новые приемы формирования врубовой полости в забое подготовительной

выработки ................................................................................................................... 23 стр

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 32 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

Целью конференции стал обмен научно- • вопросы безопасного использования технической информацией, определение взрывчатых материалов при открытой и перспективных направлений создания и подземной разработке полезных ископае-развития новой техники и технологий, разра- мых; ботка совместных научных программ, уста- • экологические проблемы взрыва при новление деловых контактов в данных облас- использовании гранулированных и эмульси-тях. онных взрывчатых веществ;

Конференция работала по следующим • инновации, трансфер технологий и ком-тематическим направлениям: мерциализация научных разработок;• опыт разработки и применения эмульсион- • охрана труда и безопасность произво-ных взрывчатых веществ в горнодобывающей дства на горных предприятиях. промышленности; В работе конференции приняли участие • современные технологии выполнения представители семи государств: Украина, взрывных работ при разрушении горных Россия, Словакия, Польша, Чехия, Молдавия и пород; Узбекистан. Участники конференции

С 3 по 8 февраля 2014 г. в г. Кошице (Словакия) состоялась Х Международная научно-техничес-кая конференция «Разработка, применение и экологическая безопасность современных грану-лированных и эмульсионных взрывчатых веществ». Организаторами конференции выступили:- Кременчугский национальный университет им. М. Остроградского;- Государственный технический университет, г. Кошице (Словакия);- Украинский союз инженеров-взрывников;- Межведомственная ассоциация «Укрвзрывпром»;- Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины;- ОАО «Полтавский ГОК»;- Межведомственная комиссия по взрывному делу (Россия).Конференция проходила в отеле «Ozon» курорта Бардеевске Купеле.

ИНФОРМАЦИЯХ Международная научно-техническая конференция г. Кошице (Словакия)

ИНФОРМАЦИЯХ Международная научно-техническая конференция г. Кошице (Словакия)

Отель «OZON»

университет (г. Санкт-Петербург, Россия), Навоийский государственный горный уни-верситет (г. Навои, Узбекистан), ГЦ НИИ проблем охраны труда, Государственный НИИ химической промышленности, НИИ высокоэнергетических материалов.

Активное участие в работе конференции приняли специалисты промышленных предприятий Украины (ЗАО «Техновзрыв», ОАО «Полтавский ГОК», ГП НПО «Павлоград-ский химический завод», ПрАО «Запад-укрвзрывпром», ПрАО «Интервзрывпром», ОАО «Укрвзрывстрой», ЧП «Карпатвзрыв-пром» и др.), России (ООО «Глобал Майнинг Эксплозив–Раша», ЗАО «МК по взрывному делу»), Узбекистана (Навоийский горно-металлургический комбинат) и Молдовы - ГСП «INMEX».

В секционных заседаниях конференции Их представляли известные учебные приняли участие 42 докладчика, в том числе заведения и научные организации этих стран, 13 докторов и 18 кандидатов наук. а также ведущие промышленные предприя-

Как и предполагалось, особое внимание в тия.докладах участников конференции, кроме В частности, это Кременчугский националь-теоретических исследований, было уделено ный университет им. Михаила Остроградско-новым современным взрывчатым веществам го, Киевский Национальный технический и средствам инициирования, ресурсосбере-университет «КПИ», Национальный горный гающим технологиям взрывного разрушения университет, Донецкий национальный техни-горных пород, а также проблемам безопас-ческий университет, Институт геотехнической ности и экологии окружающей среды при механики им. Н.С. Полякова НАН Украины, производстве взрывных работ на горных ИПКОН РАН (г. Москва, Россия), Санкт-предприятиях.Петербургский государственный горный

Руководители конференции (слева направо):Загирняк М.В. – ректор Кременчугского национальногоуниверситета; Антон Чижмар – ректор Кошицкого техничес-кого университета; Юрай Синай – проректор Кошицкого техн. ун-та; Горинов С.А. – гл. специалист ООО «Глобал Майнинг Экспл. Раша»

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 32 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

Целью конференции стал обмен научно- • вопросы безопасного использования технической информацией, определение взрывчатых материалов при открытой и перспективных направлений создания и подземной разработке полезных ископае-развития новой техники и технологий, разра- мых; ботка совместных научных программ, уста- • экологические проблемы взрыва при новление деловых контактов в данных облас- использовании гранулированных и эмульси-тях. онных взрывчатых веществ;

Конференция работала по следующим • инновации, трансфер технологий и ком-тематическим направлениям: мерциализация научных разработок;• опыт разработки и применения эмульсион- • охрана труда и безопасность произво-ных взрывчатых веществ в горнодобывающей дства на горных предприятиях. промышленности; В работе конференции приняли участие • современные технологии выполнения представители семи государств: Украина, взрывных работ при разрушении горных Россия, Словакия, Польша, Чехия, Молдавия и пород; Узбекистан. Участники конференции

С 3 по 8 февраля 2014 г. в г. Кошице (Словакия) состоялась Х Международная научно-техничес-кая конференция «Разработка, применение и экологическая безопасность современных грану-лированных и эмульсионных взрывчатых веществ». Организаторами конференции выступили:- Кременчугский национальный университет им. М. Остроградского;- Государственный технический университет, г. Кошице (Словакия);- Украинский союз инженеров-взрывников;- Межведомственная ассоциация «Укрвзрывпром»;- Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины;- ОАО «Полтавский ГОК»;- Межведомственная комиссия по взрывному делу (Россия).Конференция проходила в отеле «Ozon» курорта Бардеевске Купеле.

ИНФОРМАЦИЯХ Международная научно-техническая конференция г. Кошице (Словакия)

ИНФОРМАЦИЯХ Международная научно-техническая конференция г. Кошице (Словакия)

Отель «OZON»

университет (г. Санкт-Петербург, Россия), Навоийский государственный горный уни-верситет (г. Навои, Узбекистан), ГЦ НИИ проблем охраны труда, Государственный НИИ химической промышленности, НИИ высокоэнергетических материалов.

Активное участие в работе конференции приняли специалисты промышленных предприятий Украины (ЗАО «Техновзрыв», ОАО «Полтавский ГОК», ГП НПО «Павлоград-ский химический завод», ПрАО «Запад-укрвзрывпром», ПрАО «Интервзрывпром», ОАО «Укрвзрывстрой», ЧП «Карпатвзрыв-пром» и др.), России (ООО «Глобал Майнинг Эксплозив–Раша», ЗАО «МК по взрывному делу»), Узбекистана (Навоийский горно-металлургический комбинат) и Молдовы - ГСП «INMEX».

В секционных заседаниях конференции Их представляли известные учебные приняли участие 42 докладчика, в том числе заведения и научные организации этих стран, 13 докторов и 18 кандидатов наук. а также ведущие промышленные предприя-

Как и предполагалось, особое внимание в тия.докладах участников конференции, кроме В частности, это Кременчугский националь-теоретических исследований, было уделено ный университет им. Михаила Остроградско-новым современным взрывчатым веществам го, Киевский Национальный технический и средствам инициирования, ресурсосбере-университет «КПИ», Национальный горный гающим технологиям взрывного разрушения университет, Донецкий национальный техни-горных пород, а также проблемам безопас-ческий университет, Институт геотехнической ности и экологии окружающей среды при механики им. Н.С. Полякова НАН Украины, производстве взрывных работ на горных ИПКОН РАН (г. Москва, Россия), Санкт-предприятиях.Петербургский государственный горный

Руководители конференции (слева направо):Загирняк М.В. – ректор Кременчугского национальногоуниверситета; Антон Чижмар – ректор Кошицкого техничес-кого университета; Юрай Синай – проректор Кошицкого техн. ун-та; Горинов С.А. – гл. специалист ООО «Глобал Майнинг Экспл. Раша»

технической задачей, которая имеет большое Для формирования шпуровых зарядов значение в обеспечении устойчивого разви- использовали патроны ЭВВ «ЕРА»-Р3 диа-тия горнодобывающей отрасли. метром 32мм. Проектом предусматривалось

использование схем взрывания с прямым вру-Целью работы являлась оценка эффектив-бом, расположенным по центру выработки. В ности применения патронированных ЭВВ, сен-качестве инициаторов применялись электроде-сибилизированных химической газификаци-тонаторы (ЭД), обеспечивающие десять ступе-ей, при разрушении горных пород методом ней замедления – с I по IV через 15 мс, с IV по VI шпуровых зарядов в условиях угольных шахт, через 20 мс, с VI по X через 500 мс. Максималь-не опасных по газу и пыли.ное время замедления не превышало 2 сек. Объектом исследований являлась геотех-Взрывание шпуровых зарядов осуществлялось ническая система, включающая углепородный обратным способом инициирования. При отсу-массив и процессы его разрушения шпуровы-тствии возможности обратного инициирования ми зарядами ЭВВ. в некоторых забоях применялась схема, когда Для проведения исследований было подго-патрон боевик (ПБ) с ЭД заряжался в шпур вто-товлено 12 проходческих забоев (см. таб. 1). рым патроном, а затем заряжались остальные Забои обуривались шпурами диаметром 42 мм. патроны [1].

На сегодняшний день в горной промышлен- ности, санитарной и экологической безопас-ности использование энергии взрыва являет- ности. Следствием этого является снижение ся одним из наиболее распространенных мето- объемов потребления тротила и тротилосо-дов разрушения горных пород и неотъемле- держащих промышленных ВВ, используемых мой частью технологического процесса добы- в технологии добычи полезных ископаемых чи полезных ископаемых. открытым способом.

Для обеспечения эффективного разруше- В Украине при проведении БВР в подзем-ния горных пород долгое время применялись ных условиях по-прежнему в больших объе-промышленные взрывчатые вещества (ВВ), мах используются взрывчатые вещества, содержащие в своем составе нитроэфиры и содержащие тротил и нитроэфиры. Такая тротил. Обладая достаточно высокими энерге- ситуация на подземных горнодобывающих тическими показателями, такие ВВ характери- предприятиях объясняется низкими темпами зуются низким уровнем безопасности при их внедрения ЭВВ второго класса применения, изготовлении, хранении и применении, а что обусловлено технологическими особен-также негативным воздействием на окружаю- ностями процесса БВР, отсутствием опыта щую среду и организм человека. Необходи- применения ЭВВ и использование неэффек-мость повышения уровня безопасности, как тивных средств инициирования, не обеспе-при изготовлении ВВ промышленного приме- чивающих рациональные схемы взрывания нения, так и при их использовании для взрыв- зарядов ВВ. Необходимость оптимизации ных работ привела к развитию направлений рецептуры взрывчатых веществ в целом, и в по совершенствованию взрывных технологий, том числе с целью уменьшения либо полного в т.ч. с использованием новых видов ВВ. В предотвращения образования в продуктах настоящее время созданы концептуально детонации токсичных и ядовитых газов, явля-новые водосодержащие эмульсионные ВВ, не ется особенно актуальной в ограниченном содержащие высокобризантных веществ типа пространстве подземной горной выработки. тротила и нитроглицерина, и объединивших в Очевидным является и то, что эта задача дол-себе, при относительно низкой стоимости, тех- жна решаться с учетом особенностей физи-нологическую эффективность и высокий уро- ко-химических свойств и минералогической вень безопасности. специфики горных пород, степени их увлаж-

С появлением в Украине эмульсионных ненности, влагоемкости и других парамет-взрывчатых веществ (ЭВВ) первого класса при- ров.менения, таких как «Украинит», «Эмульхим», Исходя из вышеизложенного, внедрение «ЕРА» и др. при производстве взрывных работ новых типов ЭВВ второго класса применения, (ВР) на открытых горных работах были достиг- а также решение вопросов, связанных с повы-нуты значительные улучшения в области обес- шением эффективности БВР в подземных печения технико-экономической эффектив- условиях, является актуальной научно-

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 54 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

Обоснование эффективных параметров буровзрывных работв угольных шахтах с применением эмульсионных взрывчатых веществ

УДК 622.235

Кириченко А.Л., инж.,Устименко Е.Б., докт. техн. наук,Шиман Л.Н., докт. техн. наук,ГП «Научно-производственное объединение «Павлоградский химический завод»

Обоснование эффективных параметров буровзрывных работв угольных шахтах с применением эмульсионных взрывчатых веществ

По результатам экспериментальных исследований проведена оценка эффективности применения патронированных ЭВВ, сенсибилизированных химической газификацией при разрушении углепородных массивов методом шпуровых зарядов. Также получено уравнение расчета удельного расхода ЭВВ, необходимо-го для эффективного дробления и выброса горной массы за пределы воронки взрыва.Ключевые слова: эмульсионные взрывчатые вещества, шпуровой заряд, коэффициент использования шпура.

Таблица 1. Основные характеристики проходческих забоев

Наименование горныхвыработок Тип горных пород

Коэф.крепостипоПротодья-конову, f

Площадьпоперечногосечениявыработки,м2, Sвр

Длиназаходки,м, lзах

Объемпороды,м3, Vзах

(при η =0,9)

шахта «Должанская-Капитальная»Вост. конвертный уклон №33 Песчаник 10÷11 15,9 2,0 28,62Конвейерная магистраль, пл. k6 Песчанистый и

глинистыйсланцы, уголь

10÷11 17,9 2,2 35,44

Вент. Штрек, пл. l 3 6÷10 15,9 2,0 28,62

ЦВК, пл. k6 Песчаник 13÷14 17,9 2,1 33,83шахта «Красный партизан»

Пром. штрек №1, пл. l3 Песчанистый иглинистыйсланцы, уголь

10÷11 15,9 2,2 31,48Пром. Штрек, пл. l3 10÷14 15,9 2,2 31,48ЗКУ, пл. l3 7÷8 15,9 1,8 25,76Запад. откат. Штрек, пл. l3 10÷14 17,9 1,8 29,0

шахта «Центросоюз»

ЦКУ №1Песчанистый иглинистыйсланцы, уголь

7÷9 15,9 1,75 25,0

шахта «Свердлова»

ЗВШ ,пл. k5Глинистыйсланец, уголь 7÷8 15,9 1,8 19,9

шахта «Харьковская»

ЗКУ №104 Песчанистыйсланец, уголь 7÷9 15,6 2,2 30,9

ЗОШПесчанистыйсланец, песчаник,уголь 13 15,6 1,6 22,5

технической задачей, которая имеет большое Для формирования шпуровых зарядов значение в обеспечении устойчивого разви- использовали патроны ЭВВ «ЕРА»-Р3 диа-тия горнодобывающей отрасли. метром 32мм. Проектом предусматривалось

использование схем взрывания с прямым вру-Целью работы являлась оценка эффектив-бом, расположенным по центру выработки. В ности применения патронированных ЭВВ, сен-качестве инициаторов применялись электроде-сибилизированных химической газификаци-тонаторы (ЭД), обеспечивающие десять ступе-ей, при разрушении горных пород методом ней замедления – с I по IV через 15 мс, с IV по VI шпуровых зарядов в условиях угольных шахт, через 20 мс, с VI по X через 500 мс. Максималь-не опасных по газу и пыли.ное время замедления не превышало 2 сек. Объектом исследований являлась геотех-Взрывание шпуровых зарядов осуществлялось ническая система, включающая углепородный обратным способом инициирования. При отсу-массив и процессы его разрушения шпуровы-тствии возможности обратного инициирования ми зарядами ЭВВ. в некоторых забоях применялась схема, когда Для проведения исследований было подго-патрон боевик (ПБ) с ЭД заряжался в шпур вто-товлено 12 проходческих забоев (см. таб. 1). рым патроном, а затем заряжались остальные Забои обуривались шпурами диаметром 42 мм. патроны [1].

На сегодняшний день в горной промышлен- ности, санитарной и экологической безопас-ности использование энергии взрыва являет- ности. Следствием этого является снижение ся одним из наиболее распространенных мето- объемов потребления тротила и тротилосо-дов разрушения горных пород и неотъемле- держащих промышленных ВВ, используемых мой частью технологического процесса добы- в технологии добычи полезных ископаемых чи полезных ископаемых. открытым способом.

Для обеспечения эффективного разруше- В Украине при проведении БВР в подзем-ния горных пород долгое время применялись ных условиях по-прежнему в больших объе-промышленные взрывчатые вещества (ВВ), мах используются взрывчатые вещества, содержащие в своем составе нитроэфиры и содержащие тротил и нитроэфиры. Такая тротил. Обладая достаточно высокими энерге- ситуация на подземных горнодобывающих тическими показателями, такие ВВ характери- предприятиях объясняется низкими темпами зуются низким уровнем безопасности при их внедрения ЭВВ второго класса применения, изготовлении, хранении и применении, а что обусловлено технологическими особен-также негативным воздействием на окружаю- ностями процесса БВР, отсутствием опыта щую среду и организм человека. Необходи- применения ЭВВ и использование неэффек-мость повышения уровня безопасности, как тивных средств инициирования, не обеспе-при изготовлении ВВ промышленного приме- чивающих рациональные схемы взрывания нения, так и при их использовании для взрыв- зарядов ВВ. Необходимость оптимизации ных работ привела к развитию направлений рецептуры взрывчатых веществ в целом, и в по совершенствованию взрывных технологий, том числе с целью уменьшения либо полного в т.ч. с использованием новых видов ВВ. В предотвращения образования в продуктах настоящее время созданы концептуально детонации токсичных и ядовитых газов, явля-новые водосодержащие эмульсионные ВВ, не ется особенно актуальной в ограниченном содержащие высокобризантных веществ типа пространстве подземной горной выработки. тротила и нитроглицерина, и объединивших в Очевидным является и то, что эта задача дол-себе, при относительно низкой стоимости, тех- жна решаться с учетом особенностей физи-нологическую эффективность и высокий уро- ко-химических свойств и минералогической вень безопасности. специфики горных пород, степени их увлаж-

С появлением в Украине эмульсионных ненности, влагоемкости и других парамет-взрывчатых веществ (ЭВВ) первого класса при- ров.менения, таких как «Украинит», «Эмульхим», Исходя из вышеизложенного, внедрение «ЕРА» и др. при производстве взрывных работ новых типов ЭВВ второго класса применения, (ВР) на открытых горных работах были достиг- а также решение вопросов, связанных с повы-нуты значительные улучшения в области обес- шением эффективности БВР в подземных печения технико-экономической эффектив- условиях, является актуальной научно-

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 54 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

Обоснование эффективных параметров буровзрывных работв угольных шахтах с применением эмульсионных взрывчатых веществ

УДК 622.235

Кириченко А.Л., инж.,Устименко Е.Б., докт. техн. наук,Шиман Л.Н., докт. техн. наук,ГП «Научно-производственное объединение «Павлоградский химический завод»

Обоснование эффективных параметров буровзрывных работв угольных шахтах с применением эмульсионных взрывчатых веществ

По результатам экспериментальных исследований проведена оценка эффективности применения патронированных ЭВВ, сенсибилизированных химической газификацией при разрушении углепородных массивов методом шпуровых зарядов. Также получено уравнение расчета удельного расхода ЭВВ, необходимо-го для эффективного дробления и выброса горной массы за пределы воронки взрыва.Ключевые слова: эмульсионные взрывчатые вещества, шпуровой заряд, коэффициент использования шпура.

Таблица 1. Основные характеристики проходческих забоев

Наименование горныхвыработок Тип горных пород

Коэф.крепостипоПротодья-конову, f

Площадьпоперечногосечениявыработки,м2, Sвр

Длиназаходки,м, lзах

Объемпороды,м3, Vзах

(при η =0,9)

шахта «Должанская-Капитальная»Вост. конвертный уклон №33 Песчаник 10÷11 15,9 2,0 28,62Конвейерная магистраль, пл. k6 Песчанистый и

глинистыйсланцы, уголь

10÷11 17,9 2,2 35,44

Вент. Штрек, пл. l 3 6÷10 15,9 2,0 28,62

ЦВК, пл. k6 Песчаник 13÷14 17,9 2,1 33,83шахта «Красный партизан»

Пром. штрек №1, пл. l3 Песчанистый иглинистыйсланцы, уголь

10÷11 15,9 2,2 31,48Пром. Штрек, пл. l3 10÷14 15,9 2,2 31,48ЗКУ, пл. l3 7÷8 15,9 1,8 25,76Запад. откат. Штрек, пл. l3 10÷14 17,9 1,8 29,0

шахта «Центросоюз»

ЦКУ №1Песчанистый иглинистыйсланцы, уголь

7÷9 15,9 1,75 25,0

шахта «Свердлова»

ЗВШ ,пл. k5Глинистыйсланец, уголь 7÷8 15,9 1,8 19,9

шахта «Харьковская»

ЗКУ №104 Песчанистыйсланец, уголь 7÷9 15,6 2,2 30,9

ЗОШПесчанистыйсланец, песчаник,уголь 13 15,6 1,6 22,5

В качестве критериев оценки использова- коэффициент увеличения расхода ВВ (из лись показатели технологичности, безотказ- опыта работы для обеспечения эффективнос-ности применения патронов ЭВВ, параметры ти уборки горной массы k = 1 1,8).дробления горных пород, удельный расход ВВ Полученное по формуле (1) расчётное и коэффициент использования шпура ( ). Пос- значение q следует рассматривать как вв

кольку горные породы в экспериментальных ориентировочное, которое в каждом случае забоях характеризовались различными физи- необходимо уточнять серией опытных ко-механическими свойствами результаты, взрывов в конкретных условиях. На основа-полученные в ходе проведения исследований, нии результатов расчета величины q опре-ввобобщались и приводились к аналогичным делялись остальные параметры БВР. условиям. Масса ВВ, на один забой

Для оценки параметров дробления взор-ванной горной породы использовался фотоп- (2)ланиметрический метод. Полученные по каждому взрыву фотопланиграммы анализи- где: l – длина шпура, м. шпровались с использованием системы фотоана-лиза «WipFrag» [2]. Масса шпурового заряда, в среднем

Также при проведении опытных взрывов составитпроводились измерения скорости распрос-транения детонационной волны в шпуровых (3)зарядах ЭВВ. Методикой [3] измерений пред-усматривалось определение скорости детона- где N – количество шпуров.ш

ции в шпуровых зарядах, расположенных во В зависимости от типа и назначения врубовой плоскости, которые инициирова- шпуров, полученную массу зарядов, умножа-лись первыми. л и н а п о п р а в о ч н ы е к о э ф ф и ц и е н т ы

Современные методы расчета параметров (0,75 1,25).БВР основаны на определении удельного Количество шпуров (N ) на забойшрасхода ВВ (q ), значение которого, зависит от вв (при =1) определялось по формулемногих факторов: физико-механических свойств пород, энергетических и детонацион- (4)ных характеристик ВВ, диаметра заряда и плотности заряжания ВВ, площади поперечно-го сечения горной выработки и др. Разнообра- где: d – диаметр патрона ВВ, м; k – коэффи-п зап

зие влияющих факторов затрудняет теорети- циент заполнения шпура – 0,4 0,6, – вв

ческое определение удельного расхода ВВ. В плотность ВВ.этой связи удельный расход ВВ (q ) оценивают вв Величину забойки (l ) определяли как заб

по результатам обобщения практического разницу между l и l и проверяли на соотве-шп зар

опыта и по эмпирическим формулам, напри- тствие условию l 0,5м.заб

мер М.М. Протодьяконова [4]. Для забоев, представленных углепородными массивами, значение q и остальные пара-вв

метры БВР рассчитываются отдельно для (1) угля и пород.

Основные параметры БВР, принятые по где: f – коэффициент крепости пород по результатам расчетов на основе вышеприве-

шкале Протодьяконова; S – площадь попереч- денной методики, для проведения серии 2ного сечения выработки, м ; е – коэффициент, опытных взрывов с применением патрониро-учитывающий работоспособность ВВ; k – ванных ЭВВ «ЕРА»-Р3, приведены в таблице 2.

ё

h

ё

h

ё r

і

Учитывая то, что отличием свойств ЭВВ от При применении патронов ЭВВ с пластич-порошкообразных типов ВВ является их ными свойствами в шпурах, пробуренных по пластичное состояние, проводилась оценка породам, устойчивость которых обеспечива-влияния вязкоупругих свойств эмульсионной ет сохранение геометрии шпура, без образо-массы ЭВВ в патроне на параметры заполнения вания породных прослоек, достигалась шпуров. Для такой оценки использовали технологичность заряжания, целостность патроны, в которых ЭВВ обладали пластичны- колонки и полнота детонации заряда ЭВВ, а ми и упругими свойствами. При этом было также удовлетворительные параметры h. В принято, что ЭВВ с пластичными свойствами случаях применения таких патронов в менее помещенные в полимерную оболочку в виде устойчивых породах, таких как глинистые патрона, для которых при воздействии на них сланцы и уголь, когда при формировании досыльником или при надрезании вскрыва- шпурового заряда происходит откалывание лась оболочка, и эмульсионная масса ВВ кусочков породы с пересыпанием шпура, стремилась полностью заполнить сечение было установлено, что при досылании патро-шпура. Для патронов, сформированных из ЭВВ нов забойником последние испытывали с упругими свойствами, сохранялась целос- деформацию сжатия, за счет сопротивления тность оболочки и геометрия патронов при их сжатию по «буровой мелочи», что приводит к досылании в шпур.

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 76 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

Обоснование эффективных параметров буровзрывных работв угольных шахтах с применением эмульсионных взрывчатых веществ

Обоснование эффективных параметров буровзрывных работв угольных шахтах с применением эмульсионных взрывчатых веществ

Таблица 2. Основные расчетные параметры БВР

Наименование горных выработок qВВ , кг/м3 QВВ , кг Nшп, шт qзар, кг

шахта «Должанская-Капитальная»

Вост. конвертный уклон №33 1,88 54 54 1,0

Конвейерная магистраль, пл. k6 2,38 85 85 1,0

Вент. Штрек, пл. l 3 1,4 40 40 1,0

ЦВК, пл. k6 3,0 100 100 0,75÷1,25

шахта «Красный партизан»

Пром. штрек №1, пл. l3 1,45 45,5 59 0,75÷1,0

Пром. штрек, пл. l3 1,56 49 49 1,0

Запад. конвейерный уклон, пл. l3 1,55 40 40 1,0

Запад. откат. штрек, пл.l3 2,62 76 76 1,0

шахта «Центросоюз»

Ц КУ №1 1,78 44,4 53 0,8÷1,0

шахта «Свердлова»

ЗВШ ,пл. k5 1,13 24,4 28 0,75

шахта «Харьковская»

ЗКУ №104 1,04 32 32 1,0

Западный откаточный штрек 1,1 25,5 55 0,75

В качестве критериев оценки использова- коэффициент увеличения расхода ВВ (из лись показатели технологичности, безотказ- опыта работы для обеспечения эффективнос-ности применения патронов ЭВВ, параметры ти уборки горной массы k = 1 1,8).дробления горных пород, удельный расход ВВ Полученное по формуле (1) расчётное и коэффициент использования шпура ( ). Пос- значение q следует рассматривать как вв

кольку горные породы в экспериментальных ориентировочное, которое в каждом случае забоях характеризовались различными физи- необходимо уточнять серией опытных ко-механическими свойствами результаты, взрывов в конкретных условиях. На основа-полученные в ходе проведения исследований, нии результатов расчета величины q опре-ввобобщались и приводились к аналогичным делялись остальные параметры БВР. условиям. Масса ВВ, на один забой

Для оценки параметров дробления взор-ванной горной породы использовался фотоп- (2)ланиметрический метод. Полученные по каждому взрыву фотопланиграммы анализи- где: l – длина шпура, м. шпровались с использованием системы фотоана-лиза «WipFrag» [2]. Масса шпурового заряда, в среднем

Также при проведении опытных взрывов составитпроводились измерения скорости распрос-транения детонационной волны в шпуровых (3)зарядах ЭВВ. Методикой [3] измерений пред-усматривалось определение скорости детона- где N – количество шпуров.ш

ции в шпуровых зарядах, расположенных во В зависимости от типа и назначения врубовой плоскости, которые инициирова- шпуров, полученную массу зарядов, умножа-лись первыми. л и н а п о п р а в о ч н ы е к о э ф ф и ц и е н т ы

Современные методы расчета параметров (0,75 1,25).БВР основаны на определении удельного Количество шпуров (N ) на забойшрасхода ВВ (q ), значение которого, зависит от вв (при =1) определялось по формулемногих факторов: физико-механических свойств пород, энергетических и детонацион- (4)ных характеристик ВВ, диаметра заряда и плотности заряжания ВВ, площади поперечно-го сечения горной выработки и др. Разнообра- где: d – диаметр патрона ВВ, м; k – коэффи-п зап

зие влияющих факторов затрудняет теорети- циент заполнения шпура – 0,4 0,6, – вв

ческое определение удельного расхода ВВ. В плотность ВВ.этой связи удельный расход ВВ (q ) оценивают вв Величину забойки (l ) определяли как заб

по результатам обобщения практического разницу между l и l и проверяли на соотве-шп зар

опыта и по эмпирическим формулам, напри- тствие условию l 0,5м.заб

мер М.М. Протодьяконова [4]. Для забоев, представленных углепородными массивами, значение q и остальные пара-вв

метры БВР рассчитываются отдельно для (1) угля и пород.

Основные параметры БВР, принятые по где: f – коэффициент крепости пород по результатам расчетов на основе вышеприве-

шкале Протодьяконова; S – площадь попереч- денной методики, для проведения серии 2ного сечения выработки, м ; е – коэффициент, опытных взрывов с применением патрониро-учитывающий работоспособность ВВ; k – ванных ЭВВ «ЕРА»-Р3, приведены в таблице 2.

ё

h

ё

h

ё r

і

Учитывая то, что отличием свойств ЭВВ от При применении патронов ЭВВ с пластич-порошкообразных типов ВВ является их ными свойствами в шпурах, пробуренных по пластичное состояние, проводилась оценка породам, устойчивость которых обеспечива-влияния вязкоупругих свойств эмульсионной ет сохранение геометрии шпура, без образо-массы ЭВВ в патроне на параметры заполнения вания породных прослоек, достигалась шпуров. Для такой оценки использовали технологичность заряжания, целостность патроны, в которых ЭВВ обладали пластичны- колонки и полнота детонации заряда ЭВВ, а ми и упругими свойствами. При этом было также удовлетворительные параметры h. В принято, что ЭВВ с пластичными свойствами случаях применения таких патронов в менее помещенные в полимерную оболочку в виде устойчивых породах, таких как глинистые патрона, для которых при воздействии на них сланцы и уголь, когда при формировании досыльником или при надрезании вскрыва- шпурового заряда происходит откалывание лась оболочка, и эмульсионная масса ВВ кусочков породы с пересыпанием шпура, стремилась полностью заполнить сечение было установлено, что при досылании патро-шпура. Для патронов, сформированных из ЭВВ нов забойником последние испытывали с упругими свойствами, сохранялась целос- деформацию сжатия, за счет сопротивления тность оболочки и геометрия патронов при их сжатию по «буровой мелочи», что приводит к досылании в шпур.

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 76 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

Обоснование эффективных параметров буровзрывных работв угольных шахтах с применением эмульсионных взрывчатых веществ

Обоснование эффективных параметров буровзрывных работв угольных шахтах с применением эмульсионных взрывчатых веществ

Таблица 2. Основные расчетные параметры БВР

Наименование горных выработок qВВ , кг/м3 QВВ , кг Nшп, шт qзар, кг

шахта «Должанская-Капитальная»

Вост. конвертный уклон №33 1,88 54 54 1,0

Конвейерная магистраль, пл. k6 2,38 85 85 1,0

Вент. Штрек, пл. l 3 1,4 40 40 1,0

ЦВК, пл. k6 3,0 100 100 0,75÷1,25

шахта «Красный партизан»

Пром. штрек №1, пл. l3 1,45 45,5 59 0,75÷1,0

Пром. штрек, пл. l3 1,56 49 49 1,0

Запад. конвейерный уклон, пл. l3 1,55 40 40 1,0

Запад. откат. штрек, пл.l3 2,62 76 76 1,0

шахта «Центросоюз»

Ц КУ №1 1,78 44,4 53 0,8÷1,0

шахта «Свердлова»

ЗВШ ,пл. k5 1,13 24,4 28 0,75

шахта «Харьковская»

ЗКУ №104 1,04 32 32 1,0

Западный откаточный штрек 1,1 25,5 55 0,75

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 98 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

Результаты проведенного анализа для показано в [5], при неоптимальных режимах шпуровых зарядов 42 мм и длинной 1,8 – 2,1 м, замедления инициирования шпуровых приведены в виде графика на рис. 1. Из приве- зарядов ЭВВ, возможно происходит временденных на рисунке 1 данных видно, что при ное сжатие массы в заряде ЭВВ до плотностей выбранной схеме взрывания шпуровых заря- близких к «критическим», когда энергетичесдов ЭВВ, а также расстояния между шпурами в кий потенциал ЭВВ снижается. ступенях замедления, происходит снижение При этом, после прохождения волны сжа-значения которое становится менее 0,9 при тия, происходит декомпрессия ЭВВ с восста-увеличении параметра 3. новлением его взрывчатых характеристик. шп

Полученную по результатам исследований Снижение значения менее 0,9 (для пород с зависимость (см. рис. 1) можно представить в крепостью f более 10) и менее 0,95, (для пород с виде уравнений: крепостью f менее 10), при увеличении

2количества шпуровых зарядов на 1 м площади для пород крепостью f менее 10 сечения более 3, по всей видимости

обусловлено, снижением энергоотдачи от (6)взрывания ЭВВ. При прохождении упругой

волны сжатия от взрыва шпуровых зарядов предшествующих замедлений, как было

Ж

-

-

h

dі

h

увеличению диаметра в торце патрона до ~5%. ЭВВ в шпуре. Полученные результаты измере-По этой причине даже при незначительном ния скорости показали, что процесс детона-сопротивлении прослойки из породной ции в шпуровых зарядах ЭВВ «ЕРА», характе-мелочи между патронами и стенками шпура ризуется постоянными параметрами при последовательной их зарядке, особенно 3800 4300 м/с по всей длине заряда.для патронов с надрезанной оболочкой, Для определения влияния изменения появляются проблемы обеспечения сплош- плотности заряжания шпуровых зарядов ЭВВ ности заряда. Это обстоятельство приводило к на качество взрывных работ проводилась нарушению конструкции заряда и, как сле- сравнительная оценка результатов взрывов. дствие, ухудшению параметров взрывных По результатам такой оценки, установлено, работ, а также увеличению времени заряжания что в породах крепостью по шкале проф. забоев. Протодьяконова (f) менее 10 использование

Для исключения негативного влияния патронированного ЭВВ позволяет создавать вышеуказанных факторов было апробировано врубовую полость максимального объема и применение патронов ЭВВ «ЕРА» с упругими протяженности и при этом обеспечивает свойствами. С целью определения влияния эффективную работу всех шпуров в забое пластично-упругих свойств эмульсионной выработки с = 0,9 1,0. При этом степень массы на параметры энергонасыщения заря- дробления таких пород обеспечивает эффек-дов патронами с упругими свойствами заряжа- тивное выполнение работ по уборке взорван-ние шпуров осуществляли двумя способами. ной горной массы породо-погрузочной Первый способ предусматривал досылание машиной 2ПНБ-2Б и дальнейшее транспорти-патронов в шпур группой по 2-3 патрона без рование породы скребковыми и ленточными нарушения целостности их оболочки. Во конвейерами.втором случае с целью достижения максималь- По результатам сравнения взрывных работ но-возможного заполнения сечения шпура с применением ЭВВ, содержащих в своем ЭВВ заряжание проводилось с досыланием составе до 8% воды, в углепородных массивах каждого патрона отдельно, при этом оболочка крепостью f более 10, установлено, что пара-надрезалась вдоль длины патрона. метры при относительно равных условиях

По результатам отработки технологии ведения взрывных работ колеблются в диапа-зарядки патронов с упругими характеристика- зоне 0,76 0,94. ми было установлено, что плотность заряжания Всего по результатам исследований было в шпурах, заряженных патронами с надрезан- проведено 23 взрыва, взорвано 1256 шпуро-ной оболочкой, на 4-5% выше, чем в зарядах, вых заряда общей массой ~1166 кг. Общая которые формировались патронами с целой протяженность горных выработок, пройден-

3оболочкой, и соответствовала 0,93 0,95 г/см . ных по углепородным массивам, составила При этом использование таких патронов порядка ~45 м. обеспечивает технологичность, как при сборке Анализ результатов взрывов с применени-патрона боевика (ПБ), так и при заряжании ем патронированных ЭВВ, позволил устано-шпуров без нарушения сплошности заряда. вить зависимость величины от коэффициен-

Также, было установлено, что при досыла- та плотности распределения шпуровых нии забойником патрона с упругими свойства- зарядов ( ) по площади сечения проходчес-шпми ЭВВ в его торце формируется выемка в виде кого массива, для пород различной крепости, вогнутой полусферы. Очевидно, что такая при этом величина определялась как: шпвыемка при детонации патронов способствует интенсификации направленного действия

(5)детонационной волны вдоль заряда патронов

ё

hё

h

ё

ё

h

d

d

1,9 2,9 2,9 3,9 3,9 4,9 4,9 5,9 5,90,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,05

1

2

Рис.1. Зависимости параметров от изменения коэффициента 1) для углепородных массивов с крепостью ( ) менее 10; 2) для углепородных массивов с крепостью( ) более 10

h d:шп

f f

Коэффициент плотности распределения шпуровых зарядов ( )шп2шп/м

d

Коэф

фиц

иент

исп

ольз

ован

ия ш

пура

()

2ш

п/м

h

Обоснование эффективных параметров буровзрывных работв угольных шахтах с применением эмульсионных взрывчатых веществ

Обоснование эффективных параметров буровзрывных работв угольных шахтах с применением эмульсионных взрывчатых веществ

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 98 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

Результаты проведенного анализа для показано в [5], при неоптимальных режимах шпуровых зарядов 42 мм и длинной 1,8 – 2,1 м, замедления инициирования шпуровых приведены в виде графика на рис. 1. Из приве- зарядов ЭВВ, возможно происходит временденных на рисунке 1 данных видно, что при ное сжатие массы в заряде ЭВВ до плотностей выбранной схеме взрывания шпуровых заря- близких к «критическим», когда энергетичесдов ЭВВ, а также расстояния между шпурами в кий потенциал ЭВВ снижается. ступенях замедления, происходит снижение При этом, после прохождения волны сжа-значения которое становится менее 0,9 при тия, происходит декомпрессия ЭВВ с восста-увеличении параметра 3. новлением его взрывчатых характеристик. шп

Полученную по результатам исследований Снижение значения менее 0,9 (для пород с зависимость (см. рис. 1) можно представить в крепостью f более 10) и менее 0,95, (для пород с виде уравнений: крепостью f менее 10), при увеличении

2количества шпуровых зарядов на 1 м площади для пород крепостью f менее 10 сечения более 3, по всей видимости

обусловлено, снижением энергоотдачи от (6)взрывания ЭВВ. При прохождении упругой

волны сжатия от взрыва шпуровых зарядов предшествующих замедлений, как было

Ж

-

-

h

dі

h

увеличению диаметра в торце патрона до ~5%. ЭВВ в шпуре. Полученные результаты измере-По этой причине даже при незначительном ния скорости показали, что процесс детона-сопротивлении прослойки из породной ции в шпуровых зарядах ЭВВ «ЕРА», характе-мелочи между патронами и стенками шпура ризуется постоянными параметрами при последовательной их зарядке, особенно 3800 4300 м/с по всей длине заряда.для патронов с надрезанной оболочкой, Для определения влияния изменения появляются проблемы обеспечения сплош- плотности заряжания шпуровых зарядов ЭВВ ности заряда. Это обстоятельство приводило к на качество взрывных работ проводилась нарушению конструкции заряда и, как сле- сравнительная оценка результатов взрывов. дствие, ухудшению параметров взрывных По результатам такой оценки, установлено, работ, а также увеличению времени заряжания что в породах крепостью по шкале проф. забоев. Протодьяконова (f) менее 10 использование

Для исключения негативного влияния патронированного ЭВВ позволяет создавать вышеуказанных факторов было апробировано врубовую полость максимального объема и применение патронов ЭВВ «ЕРА» с упругими протяженности и при этом обеспечивает свойствами. С целью определения влияния эффективную работу всех шпуров в забое пластично-упругих свойств эмульсионной выработки с = 0,9 1,0. При этом степень массы на параметры энергонасыщения заря- дробления таких пород обеспечивает эффек-дов патронами с упругими свойствами заряжа- тивное выполнение работ по уборке взорван-ние шпуров осуществляли двумя способами. ной горной массы породо-погрузочной Первый способ предусматривал досылание машиной 2ПНБ-2Б и дальнейшее транспорти-патронов в шпур группой по 2-3 патрона без рование породы скребковыми и ленточными нарушения целостности их оболочки. Во конвейерами.втором случае с целью достижения максималь- По результатам сравнения взрывных работ но-возможного заполнения сечения шпура с применением ЭВВ, содержащих в своем ЭВВ заряжание проводилось с досыланием составе до 8% воды, в углепородных массивах каждого патрона отдельно, при этом оболочка крепостью f более 10, установлено, что пара-надрезалась вдоль длины патрона. метры при относительно равных условиях

По результатам отработки технологии ведения взрывных работ колеблются в диапа-зарядки патронов с упругими характеристика- зоне 0,76 0,94. ми было установлено, что плотность заряжания Всего по результатам исследований было в шпурах, заряженных патронами с надрезан- проведено 23 взрыва, взорвано 1256 шпуро-ной оболочкой, на 4-5% выше, чем в зарядах, вых заряда общей массой ~1166 кг. Общая которые формировались патронами с целой протяженность горных выработок, пройден-

3оболочкой, и соответствовала 0,93 0,95 г/см . ных по углепородным массивам, составила При этом использование таких патронов порядка ~45 м. обеспечивает технологичность, как при сборке Анализ результатов взрывов с применени-патрона боевика (ПБ), так и при заряжании ем патронированных ЭВВ, позволил устано-шпуров без нарушения сплошности заряда. вить зависимость величины от коэффициен-

Также, было установлено, что при досыла- та плотности распределения шпуровых нии забойником патрона с упругими свойства- зарядов ( ) по площади сечения проходчес-шпми ЭВВ в его торце формируется выемка в виде кого массива, для пород различной крепости, вогнутой полусферы. Очевидно, что такая при этом величина определялась как: шпвыемка при детонации патронов способствует интенсификации направленного действия

(5)детонационной волны вдоль заряда патронов

ё

hё

h

ё

ё

h

d

d

1,9 2,9 2,9 3,9 3,9 4,9 4,9 5,9 5,90,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,05

1

2

Рис.1. Зависимости параметров от изменения коэффициента 1) для углепородных массивов с крепостью ( ) менее 10; 2) для углепородных массивов с крепостью( ) более 10

h d:шп

f f

Коэффициент плотности распределения шпуровых зарядов ( )шп2шп/м

d

Коэф

фиц

иент

исп

ольз

ован

ия ш

пура

()

2ш

п/м

h

Обоснование эффективных параметров буровзрывных работв угольных шахтах с применением эмульсионных взрывчатых веществ

Обоснование эффективных параметров буровзрывных работв угольных шахтах с применением эмульсионных взрывчатых веществ

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 1110 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

для пород с крепостью f более 10 Исходя из понимания того, что уменьше-ние числа шпуров в забое, будет оказывать

(7) влияние на размер среднего куска породы, были проанализированы фотопланиграммы, полученные по результатам опытных взры-

С учетом (4) уравнения (6) и (7) будут иметь вов в условиях забоев шахт «Должанская-вид Капитальная», «Харьковская» и «Центросо-

юз». Для оценки влияния плотности распреде-ления шпуров в забое на средний размер куска породы, результаты измерений грану-(8)лометрического состава для взрывов, прове-денных в аналогичных условиях, были обоб-щены и представленны в виде сводных графи-ков. При этом, результаты измерений условно разделяли на результаты, полученные в породах с крепостью f менее 10 и породах с

(9) крепостью f более 10. Результаты такого анализа представлены в виде графиков на рисунке 2.

1

2

34

0

20

40

60

80

100

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Про

хож

дени

е че

рез

сито

, %

Размер сита, мм

d

d

r

Как показывает оценка параметров дробле-ния пород с крепостью f >10, при взрывании (10)шпуров с плотностью заряжания патрониро-

3ванных ЭВВ от 0,86 до 0,93 г/см при уменьше-где: а (эмпирический параметр)– при нии плотности распределения шпуров в забое

(f < 10) = 1,0521, при (f > 10) = 1,0343; b (эмпи- с 6,0 до 2,05, величина среднего куска шп

рический параметр) – при (f < 10) = 0,0377, при породы может увеличиваться до 1,57 раз и (f > 10) = 0,0462составляет от 0,14 м до 0,22 м соответственно.

Для оценки достоверности полученной Такая величина среднего куска породы являет-зависимости, сравним результаты расчета ся допустимой для погрузочной техники. Для удельного расхода, выполненного по уравне-пород с крепостью f<10 влияние плотности нию (1) и (10). Результаты проведенной оцен-распределения шпуров по сечению выработки ки представлены на рис. 3. Также для сравне-менее выражено, с уменьшением с 3,33 до шп

ния на рис. 3 приведены параметры q , 2,18 величина среднего куска породы увеличи- эвв

используемые при проведении опытных вается до 1,25 раз и составляет от 0,1 м до 0,12 м взрывов.соответственно.

Для расчета принято:Уравнения (8) и (9) позволяют установить 2 3S = 15,9 м ; –1080 кг/м ; k – 0,5; k – 1,3.оптимальную величину удельного расхода эвв зап

ЭВВ, необходимую для дробления породы и ее Представленные на рис.3 данные пока-выброса за пределы воронки взрыва зывают, что величина q , полученнаяэвв

Рис.2. Характеристика гранулометрического состава взорванной горной породы:1 и 2 – для пород f <10 (при = 3,33 и 2,18 соответственно)и 3 и 4 – для пород f >10 (при = 6 и 2,02 соответственно)шп

d

dшп

6 8 10 12 140,5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

2

Коэффициент крепости пород, (f)

3Уд

ельн

ый

расх

од В

В (q

), кг

/м2

шп/

м

1

3

Рис.3. Результаты сравнительного анализа расчетных (линия 1, 2 и 3)и фактических величин qвв

(х - для f >10 и o – f <10) для взрывании эмульсионного ВВ в породах различной крепости(1 – результаты расчета q по уравнению (1);вв

2 и 3 – результаты расчета q по уравнению (10) для пород с f <10 и f >10 соответственно)вв

Обоснование эффективных параметров буровзрывных работв угольных шахтах с применением эмульсионных взрывчатых веществ

Обоснование эффективных параметров буровзрывных работв угольных шахтах с применением эмульсионных взрывчатых веществ

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 1110 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

для пород с крепостью f более 10 Исходя из понимания того, что уменьше-ние числа шпуров в забое, будет оказывать

(7) влияние на размер среднего куска породы, были проанализированы фотопланиграммы, полученные по результатам опытных взры-

С учетом (4) уравнения (6) и (7) будут иметь вов в условиях забоев шахт «Должанская-вид Капитальная», «Харьковская» и «Центросо-

юз». Для оценки влияния плотности распреде-ления шпуров в забое на средний размер куска породы, результаты измерений грану-(8)лометрического состава для взрывов, прове-денных в аналогичных условиях, были обоб-щены и представленны в виде сводных графи-ков. При этом, результаты измерений условно разделяли на результаты, полученные в породах с крепостью f менее 10 и породах с

(9) крепостью f более 10. Результаты такого анализа представлены в виде графиков на рисунке 2.

1

2

34

0

20

40

60

80

100

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Про

хож

дени

е че

рез

сито

, %

Размер сита, мм

d

d

r

Как показывает оценка параметров дробле-ния пород с крепостью f >10, при взрывании (10)шпуров с плотностью заряжания патрониро-

3ванных ЭВВ от 0,86 до 0,93 г/см при уменьше-где: а (эмпирический параметр)– при нии плотности распределения шпуров в забое

(f < 10) = 1,0521, при (f > 10) = 1,0343; b (эмпи- с 6,0 до 2,05, величина среднего куска шп

рический параметр) – при (f < 10) = 0,0377, при породы может увеличиваться до 1,57 раз и (f > 10) = 0,0462составляет от 0,14 м до 0,22 м соответственно.

Для оценки достоверности полученной Такая величина среднего куска породы являет-зависимости, сравним результаты расчета ся допустимой для погрузочной техники. Для удельного расхода, выполненного по уравне-пород с крепостью f<10 влияние плотности нию (1) и (10). Результаты проведенной оцен-распределения шпуров по сечению выработки ки представлены на рис. 3. Также для сравне-менее выражено, с уменьшением с 3,33 до шп

ния на рис. 3 приведены параметры q , 2,18 величина среднего куска породы увеличи- эвв

используемые при проведении опытных вается до 1,25 раз и составляет от 0,1 м до 0,12 м взрывов.соответственно.

Для расчета принято:Уравнения (8) и (9) позволяют установить 2 3S = 15,9 м ; –1080 кг/м ; k – 0,5; k – 1,3.оптимальную величину удельного расхода эвв зап

ЭВВ, необходимую для дробления породы и ее Представленные на рис.3 данные пока-выброса за пределы воронки взрыва зывают, что величина q , полученнаяэвв

Рис.2. Характеристика гранулометрического состава взорванной горной породы:1 и 2 – для пород f <10 (при = 3,33 и 2,18 соответственно)и 3 и 4 – для пород f >10 (при = 6 и 2,02 соответственно)шп

d

dшп

6 8 10 12 140,5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

2

Коэффициент крепости пород, (f)

3Уд

ельн

ый

расх

од В

В (q

), кг

/м2

шп/

м

1

3

Рис.3. Результаты сравнительного анализа расчетных (линия 1, 2 и 3)и фактических величин qвв

(х - для f >10 и o – f <10) для взрывании эмульсионного ВВ в породах различной крепости(1 – результаты расчета q по уравнению (1);вв

2 и 3 – результаты расчета q по уравнению (10) для пород с f <10 и f >10 соответственно)вв

Обоснование эффективных параметров буровзрывных работв угольных шахтах с применением эмульсионных взрывчатых веществ

Обоснование эффективных параметров буровзрывных работв угольных шахтах с применением эмульсионных взрывчатых веществ

различных расстояниях от карьеров после Проблема и ее связь с научными и прак-массовых взрывов определяется по извест-тическими задачами.ным аналитическим решениям уравнения Массовые взрывы в карьерах являются турбулентной диффузии [3]. Этот метод одним из основных источников выделения позволяет подойти разносторонне к прогно-пыли и вредных газов в атмосферу. Результаты зу загрязнения воздуха на различных рассто-исследований показывают, что масса выбро-яниях от карьеров с учетом изменения таких сов загрязняющих веществ достигает сотен важных параметров, как состояние атмосфе-тонн за один массовый взрыв. Дальнейший ры и дисперсность пыли. Однако, авторами рост производства, который наблюдается в часто используется различный подход к последнее время, приводит к увеличению решению уравнения турбулентной диффузии. объема добычи горной массы, а соответствен-Кроме того, полученные формулы содержат но, будет способствовать росту пылегазовыде-ряд эмпирических коэффициентов. ления при массовых взрывах.

Причем, рекомендуемые различными В качестве способа пылеподавления в авторами числовые значения этих коэф-основном используется внутренняя и внешняя фициентов часто отличаются между собой на гидрозабойки. Внутренняя забойка использу-порядок и более. Более объективно провести ется в виде, наполненных водой полимерных расчет рассеивания примесей в приземном рукавов или в виде твердой забойки, увлаж-слое атмосферы после массовых взрывов ненной водой или водными растворами можно по методике НИИБТГ [4]. Однако, пылегазоподавляющих веществ [1,2]. Внешняя данная методика предназначена для опреде-гидрозабойка представляет собой водонапол-ления концентраций загрязняющих веществ в ненные полимерные рукава. пылегазовом облаке, как в мгновенном Суммарная эффективность подавления источнике и не учитывает необходимый 20-ти загрязняющих веществ, при этом, составляет минутный интервал осреднения концентра-50 – 70 %.ции загрязняющих веществ в облаке при его Выделившаяся при взрыве пыль и вредные движении над земной поверхностью, что газы загрязняют не только атмосферу карье-требуется, согласно руководящего документа ров, но и окружающие территории. При этом [3].пылегазовое облако в своем развитии достига-

Изложение материалов и результаты.ет высоты 1,6 км и распространяется на 8-10 км Исследования проводились следующим от карьеров. Поэтому определение концентра-

образом. Отбор проб воздуха осуществлялся ций загрязняющих веществ в атмосферном на подфакельных постах, оборудованных в воздухе на различных расстояниях от карье-жилых массивах или, если ветер направлен в ров при массовых взрывах, является важной другую сторону, на границе санитарно-проблемой. защитной зоны карьера, которая составляет Решение этой проблемы связано с выполне-1500 м.нием государственных научно-технических

Исследования проводились на следующих программ по приоритетным направлениям карьерах Кривбасса:развития науки и техники на 2002-2006 г.г. в

- карьер № 2-бис РУ ГОКа КГГМК «Криво-части сохранения окружающей природной рожсталь», который расположен в Ингулец-среды и стабильного развития, которые утвер-ком районе Кривого Рога. Ближайший жилой ждены постановлением Кабинета Министров массив – п. Шевченко, находится на расстоя-Украины от 24.12.2001 г. №1716. нии 1000 м от карьера; Анализ исследований и публикации.

- карьер № 3 РУ ГОКа КГГМК «Криворож-Запыленность и загазованность воздуха на

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 1312• ИЮЛЬ - СЕНТЯБРЬ • 2013 •ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

Разработка метода оценки влияния массовых взрывов в карьерахна запыленность и загазованность атмосферного воздуха

УДК 622.458.622.235

Тыщук В. Ю., докт. техн. наук, Евдокименко Н.Ф., ст. научн. сотр., НИИБТГ,Котов Ю.Т. канд. техн. наук, КНУ

по формуле (10), имеет хорошую сходимость с Также установлена зависимость влияния экспериментальными данными. Исходя из плотности распределения шпуровых зарядов этого, уравнение (10) позволяет надежно с ЭВВ в забое на параметры коэффициента достаточной точностью определять парамет- использования шпуров, которая показывает, ры q для условий взрывания в углепородных что:эвв

• для условий выработок с крепостью пород массивах с крепостью пород f от 6 до 14. При (f) менее 10 изменение плотности заряжания в этом полученная зависимость может быть

3пределах 0,9±0,06 г/см и расстояний между рекомендована для определения q в более эвв

шпурами в диапазоне 300 900 мм не оказы-крепких породах. Для этого потребуется вают значительного воздействия и обеспечи-экспериментальным путем определить лишь вают на уровне 0,9 1,0. коэффициенты a и b.

• для достижения более 0,9 в породах Таким образом, по результатам опытных работ установлено, что в условиях слабо- крепостью f более 10 необходимо обеспе-устойчивых пород наиболее эффективным чивать соотношение между количеством является применение патронов ЭВВ, обладаю- шпуров и сечением выработки на уровне не

2 щих упругими свойствами. более 2 2,9 шп/м при указанных выше Патроны ЭВВ с пластичными свойствами условиях по временам замедления иници-

целесообразно использовать в условиях ирования шпуров. массивов с устойчивыми породами либо в Получено уравнение, которое по задан-любых других породах, но с обеспечением ным параметрам позволяет уточнять значе-дополнительных мероприятий по очистке ние удельного расхода ЭВВ, необходимого шпуров от буровой мелочи, исключающих для эффективного дробления и выброса нарушение целостности конструкции заряда. горной массы за пределы воронки взрыва.

ё

h ё

h

ё

h

Обоснование эффективных параметров буровзрывных работв угольных шахтах с применением эмульсионных взрывчатых веществ

Список литературы

1. Устименко Е.Б. Некоторые технологические подходы для повышения эффективности применения шпуровых зарядов ВВ при подземной добыче полезных ископаемых /Е.Б. Устименко, Л.Н. Шиман, А.Л. Кириченко, Л.И. Подкаменная //Науково-виробничий збірник «Сучасні ресурсоенергозберігаючі технології гірничого виробництва». Вип., 2/2010(6), КНУ, Кременчук, 2010. – С. 61-67.2. Методика измерения гранулометрического состава взорванной горной массы «WipFrag 2.6» (компания WipWare Inc).3. Методика определения скорости детонации ВВ с использованием многоканального прибора «VODMate» МТ-9-2003 ГП «НПО «ПХЗ».4. Таранов П.Я., Гудзь А.Г. Разрушение горных пород взрывом Учебник. Изд. 4-е, перераб. и доп. – М.: Недра, 2003 – С. 375-378.5. Кириченко А.Л., Устименко Е.Б., Шиман Л.Н., Политов В.В. Исследование детонационных характеристик шпуровых зарядов патронированных ЭВВ // Науковий вісник НГУ №6(132) – 2012. – С. 37-41.

различных расстояниях от карьеров после Проблема и ее связь с научными и прак-массовых взрывов определяется по извест-тическими задачами.ным аналитическим решениям уравнения Массовые взрывы в карьерах являются турбулентной диффузии [3]. Этот метод одним из основных источников выделения позволяет подойти разносторонне к прогно-пыли и вредных газов в атмосферу. Результаты зу загрязнения воздуха на различных рассто-исследований показывают, что масса выбро-яниях от карьеров с учетом изменения таких сов загрязняющих веществ достигает сотен важных параметров, как состояние атмосфе-тонн за один массовый взрыв. Дальнейший ры и дисперсность пыли. Однако, авторами рост производства, который наблюдается в часто используется различный подход к последнее время, приводит к увеличению решению уравнения турбулентной диффузии. объема добычи горной массы, а соответствен-Кроме того, полученные формулы содержат но, будет способствовать росту пылегазовыде-ряд эмпирических коэффициентов. ления при массовых взрывах.

Причем, рекомендуемые различными В качестве способа пылеподавления в авторами числовые значения этих коэф-основном используется внутренняя и внешняя фициентов часто отличаются между собой на гидрозабойки. Внутренняя забойка использу-порядок и более. Более объективно провести ется в виде, наполненных водой полимерных расчет рассеивания примесей в приземном рукавов или в виде твердой забойки, увлаж-слое атмосферы после массовых взрывов ненной водой или водными растворами можно по методике НИИБТГ [4]. Однако, пылегазоподавляющих веществ [1,2]. Внешняя данная методика предназначена для опреде-гидрозабойка представляет собой водонапол-ления концентраций загрязняющих веществ в ненные полимерные рукава. пылегазовом облаке, как в мгновенном Суммарная эффективность подавления источнике и не учитывает необходимый 20-ти загрязняющих веществ, при этом, составляет минутный интервал осреднения концентра-50 – 70 %.ции загрязняющих веществ в облаке при его Выделившаяся при взрыве пыль и вредные движении над земной поверхностью, что газы загрязняют не только атмосферу карье-требуется, согласно руководящего документа ров, но и окружающие территории. При этом [3].пылегазовое облако в своем развитии достига-

Изложение материалов и результаты.ет высоты 1,6 км и распространяется на 8-10 км Исследования проводились следующим от карьеров. Поэтому определение концентра-

образом. Отбор проб воздуха осуществлялся ций загрязняющих веществ в атмосферном на подфакельных постах, оборудованных в воздухе на различных расстояниях от карье-жилых массивах или, если ветер направлен в ров при массовых взрывах, является важной другую сторону, на границе санитарно-проблемой. защитной зоны карьера, которая составляет Решение этой проблемы связано с выполне-1500 м.нием государственных научно-технических

Исследования проводились на следующих программ по приоритетным направлениям карьерах Кривбасса:развития науки и техники на 2002-2006 г.г. в

- карьер № 2-бис РУ ГОКа КГГМК «Криво-части сохранения окружающей природной рожсталь», который расположен в Ингулец-среды и стабильного развития, которые утвер-ком районе Кривого Рога. Ближайший жилой ждены постановлением Кабинета Министров массив – п. Шевченко, находится на расстоя-Украины от 24.12.2001 г. №1716. нии 1000 м от карьера; Анализ исследований и публикации.

- карьер № 3 РУ ГОКа КГГМК «Криворож-Запыленность и загазованность воздуха на

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 1312• ИЮЛЬ - СЕНТЯБРЬ • 2013 •ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

Разработка метода оценки влияния массовых взрывов в карьерахна запыленность и загазованность атмосферного воздуха

УДК 622.458.622.235

Тыщук В. Ю., докт. техн. наук, Евдокименко Н.Ф., ст. научн. сотр., НИИБТГ,Котов Ю.Т. канд. техн. наук, КНУ

по формуле (10), имеет хорошую сходимость с Также установлена зависимость влияния экспериментальными данными. Исходя из плотности распределения шпуровых зарядов этого, уравнение (10) позволяет надежно с ЭВВ в забое на параметры коэффициента достаточной точностью определять парамет- использования шпуров, которая показывает, ры q для условий взрывания в углепородных что:эвв

• для условий выработок с крепостью пород массивах с крепостью пород f от 6 до 14. При (f) менее 10 изменение плотности заряжания в этом полученная зависимость может быть

3пределах 0,9±0,06 г/см и расстояний между рекомендована для определения q в более эвв

шпурами в диапазоне 300 900 мм не оказы-крепких породах. Для этого потребуется вают значительного воздействия и обеспечи-экспериментальным путем определить лишь вают на уровне 0,9 1,0. коэффициенты a и b.

• для достижения более 0,9 в породах Таким образом, по результатам опытных работ установлено, что в условиях слабо- крепостью f более 10 необходимо обеспе-устойчивых пород наиболее эффективным чивать соотношение между количеством является применение патронов ЭВВ, обладаю- шпуров и сечением выработки на уровне не

2 щих упругими свойствами. более 2 2,9 шп/м при указанных выше Патроны ЭВВ с пластичными свойствами условиях по временам замедления иници-

целесообразно использовать в условиях ирования шпуров. массивов с устойчивыми породами либо в Получено уравнение, которое по задан-любых других породах, но с обеспечением ным параметрам позволяет уточнять значе-дополнительных мероприятий по очистке ние удельного расхода ЭВВ, необходимого шпуров от буровой мелочи, исключающих для эффективного дробления и выброса нарушение целостности конструкции заряда. горной массы за пределы воронки взрыва.

ё

h ё

h

ё

h

Обоснование эффективных параметров буровзрывных работв угольных шахтах с применением эмульсионных взрывчатых веществ

Список литературы

1. Устименко Е.Б. Некоторые технологические подходы для повышения эффективности применения шпуровых зарядов ВВ при подземной добыче полезных ископаемых /Е.Б. Устименко, Л.Н. Шиман, А.Л. Кириченко, Л.И. Подкаменная //Науково-виробничий збірник «Сучасні ресурсоенергозберігаючі технології гірничого виробництва». Вип., 2/2010(6), КНУ, Кременчук, 2010. – С. 61-67.2. Методика измерения гранулометрического состава взорванной горной массы «WipFrag 2.6» (компания WipWare Inc).3. Методика определения скорости детонации ВВ с использованием многоканального прибора «VODMate» МТ-9-2003 ГП «НПО «ПХЗ».4. Таранов П.Я., Гудзь А.Г. Разрушение горных пород взрывом Учебник. Изд. 4-е, перераб. и доп. – М.: Недра, 2003 – С. 375-378.5. Кириченко А.Л., Устименко Е.Б., Шиман Л.Н., Политов В.В. Исследование детонационных характеристик шпуровых зарядов патронированных ЭВВ // Науковий вісник НГУ №6(132) – 2012. – С. 37-41.

Рис.1. Схема определения места отбора проб воздуха:

a

а - длина взрываемого блока; в - ширина взрываемого блока; Uв - направление ветра; L - параметр, определяющий максимальный размер ПГО по ходу его движения; В - ширина полосы, в которой находится

точка отбора проб, м; - острый угол между направлением ветра и простиранием блока, град

в1

В

в

О

α

в2

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 1514 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 •ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

сталь», расположенный в Ингулецком районе точка отбора проб, определялась из условия Кривого Рога. Ближайший жилой массив – п. максимального времени прохождения пылега-Всебратское, находится на расстоянии 1500 м зового облака через точку отбора проб. Это от карьера; означает, что через точку должна пройти часть

- карьер ОАО «ЮГОК», расположенный в облака, имеющая максималь-ный размер по Ингулецком районе Кривого Рога. Ближай- ходу движения. Эта часть облака определялась ший жилой массив – п. ЮГОК, находится на исходя из расположе-ния подрываемого блока расстоянии 1000 м от карьера; пород по отношению к направлению ветра.

- карьер «Первомайский» ОАО «СевГОК», Схема определения точки отбора проб расположенный в Терновском районе Криво- представлена на рис. 1. Порядок определения го Рога. Ближайший жилой массив – п. Весе- места отбора следующий.лые Терны, находится на расстоянии 1300 м от Вначале на карте местности определяется карьера; полоса с подветренной стороны подрывае-

- карьер «Анновский» ОАО «СевГОК», мого блока, перпендикулярная направлению расположенный в Терновском районе Криво- ветра, на которой будет находиться точка го Рога. Ближайший жилой массив – п. Терны, отбора. Эта полоса должна проходить через находится на расстоянии 1500 м от карьера; ближайший к взрываемому блоку жилой

- карьер ОАО «ИнГОК», расположенный массив, если ветер направлен в сторону масси-юго-восточнее г. Ингулец. Ближайшие жилые ва или располагаться на расстоянии 1500 м от массивы находятся на расстоянии 1000 м от подрываемого блока, если направление ветра карьера; другое. Затем центр блока «О» проектируется

- карьер «Северный» ГНПП «Укрмеханобр», на обозначенную линию и в результате образу-расположенный в Саксаганском районе ется точка «О ». Ширина полосы (м), в пределах 1

Кривого Рога. Ближайший жилой массив – которой будет находиться точка отбора, ул. Техническая, находится на расстоянии определяется по формуле:1000 м от карьера. В = (а · sin – в · cos ) / G,

Выбор точки отбора проб с учетом места где «а» и «в» - соответственно длина и шири-расположения подрываемого блока пород в на взрываемого блока, м;карьере осуществлялся следующим образом. – острый угол между направлением ветра

Точка отбора проб воздуха для определе- и простиранием блока, град; ния концентраций загрязняющих веществ, G – параметр, учитывающий относительную образующихся при проведении массового горизонтальную диффузию загрязняющих взрыва, устанавливается на границе санитар- веществ, определяемый по формуле [3]:но-защитной зоны карьера, составляющей

2 2 -21500 м, или в жилом массиве с подветренной G = [1 + ( (x)/l )] ,y 0

стороны карьера.2При определении места отбора проб где (x) – дисперсия отклонения частиц y

учитывалось место расположения подрывае- примесей от центра пылегазового облака, мого блока пород в карьере, параметры рассчитываемая по формуле [3]:

2 2 -4буровзрывных работ (длину и ширину подры- (x) = (х ) / 1+10 · х, yваемого блока), направление ветра, расстоя- где х – расстояние от подрываемого блока до ние до взрываемого блока. точки отбора проб, м;В случае подрывания нескольких блоков, при - среднеквадратичное отклонение ветра невозможности установки более одного

от преобладающего направления, с учетом поста наблюдения, точка отбора проб выби-условий г. Кривого Рога, равное: для ясной ралась относительно блока, где взрывается погоды – 0,11; для облачной – 0,08. В течение наибольшее количество ВВ.6 часов после дождя эти величины соответс-Ширина полосы, в которой находится твенно равны 0,08 и 0,06;

a

a

s

s

s sq

sq

a

Разработка метода оценки влияния массовых взрывов в карьерахна запыленность и загазованность атмосферного воздуха

Разработка метода оценки влияния массовых взрывов в карьерахна запыленность и загазованность атмосферного воздуха

1 - характерный размер пылегазового ется на открытой, проветриваемой со всех 0

сторон площадке, с непылящим покрытием: на облака, связанный с площадью подрываемо-асфальте, твердом грунте, газоне. го блока (S ) соотношением: бл

2 Отбор проб воздуха необходимо произво- l = S . 0 бл

дить в течение 20 мин, хотя время прохожде-От точки «О » по обе стороны отклады-1

ния пылегазового облака через точку отбора ваются отрезки, равные В/2, и определяется может отличаться от этого значения. В случае ширина полосы, в которой необходимо определения концентрации загрязняющих выбрать точку отбора проб.веществ расчетным методом, например по На местности точка отбора проб выбира-методике [4], рассчитанную концентрацию

L

a

O1

UB

Рис.1. Схема определения места отбора проб воздуха:

a

а - длина взрываемого блока; в - ширина взрываемого блока; Uв - направление ветра; L - параметр, определяющий максимальный размер ПГО по ходу его движения; В - ширина полосы, в которой находится

точка отбора проб, м; - острый угол между направлением ветра и простиранием блока, град

в1

В

в

О

α

в2

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 1514 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 •ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

сталь», расположенный в Ингулецком районе точка отбора проб, определялась из условия Кривого Рога. Ближайший жилой массив – п. максимального времени прохождения пылега-Всебратское, находится на расстоянии 1500 м зового облака через точку отбора проб. Это от карьера; означает, что через точку должна пройти часть

- карьер ОАО «ЮГОК», расположенный в облака, имеющая максималь-ный размер по Ингулецком районе Кривого Рога. Ближай- ходу движения. Эта часть облака определялась ший жилой массив – п. ЮГОК, находится на исходя из расположе-ния подрываемого блока расстоянии 1000 м от карьера; пород по отношению к направлению ветра.

- карьер «Первомайский» ОАО «СевГОК», Схема определения точки отбора проб расположенный в Терновском районе Криво- представлена на рис. 1. Порядок определения го Рога. Ближайший жилой массив – п. Весе- места отбора следующий.лые Терны, находится на расстоянии 1300 м от Вначале на карте местности определяется карьера; полоса с подветренной стороны подрывае-

- карьер «Анновский» ОАО «СевГОК», мого блока, перпендикулярная направлению расположенный в Терновском районе Криво- ветра, на которой будет находиться точка го Рога. Ближайший жилой массив – п. Терны, отбора. Эта полоса должна проходить через находится на расстоянии 1500 м от карьера; ближайший к взрываемому блоку жилой

- карьер ОАО «ИнГОК», расположенный массив, если ветер направлен в сторону масси-юго-восточнее г. Ингулец. Ближайшие жилые ва или располагаться на расстоянии 1500 м от массивы находятся на расстоянии 1000 м от подрываемого блока, если направление ветра карьера; другое. Затем центр блока «О» проектируется

- карьер «Северный» ГНПП «Укрмеханобр», на обозначенную линию и в результате образу-расположенный в Саксаганском районе ется точка «О ». Ширина полосы (м), в пределах 1

Кривого Рога. Ближайший жилой массив – которой будет находиться точка отбора, ул. Техническая, находится на расстоянии определяется по формуле:1000 м от карьера. В = (а · sin – в · cos ) / G,

Выбор точки отбора проб с учетом места где «а» и «в» - соответственно длина и шири-расположения подрываемого блока пород в на взрываемого блока, м;карьере осуществлялся следующим образом. – острый угол между направлением ветра

Точка отбора проб воздуха для определе- и простиранием блока, град; ния концентраций загрязняющих веществ, G – параметр, учитывающий относительную образующихся при проведении массового горизонтальную диффузию загрязняющих взрыва, устанавливается на границе санитар- веществ, определяемый по формуле [3]:но-защитной зоны карьера, составляющей

2 2 -21500 м, или в жилом массиве с подветренной G = [1 + ( (x)/l )] ,y 0

стороны карьера.2При определении места отбора проб где (x) – дисперсия отклонения частиц y

учитывалось место расположения подрывае- примесей от центра пылегазового облака, мого блока пород в карьере, параметры рассчитываемая по формуле [3]:

2 2 -4буровзрывных работ (длину и ширину подры- (x) = (х ) / 1+10 · х, yваемого блока), направление ветра, расстоя- где х – расстояние от подрываемого блока до ние до взрываемого блока. точки отбора проб, м;В случае подрывания нескольких блоков, при - среднеквадратичное отклонение ветра невозможности установки более одного

от преобладающего направления, с учетом поста наблюдения, точка отбора проб выби-условий г. Кривого Рога, равное: для ясной ралась относительно блока, где взрывается погоды – 0,11; для облачной – 0,08. В течение наибольшее количество ВВ.6 часов после дождя эти величины соответс-Ширина полосы, в которой находится твенно равны 0,08 и 0,06;

a

a

s

s

s sq

sq

a

Разработка метода оценки влияния массовых взрывов в карьерахна запыленность и загазованность атмосферного воздуха

Разработка метода оценки влияния массовых взрывов в карьерахна запыленность и загазованность атмосферного воздуха

1 - характерный размер пылегазового ется на открытой, проветриваемой со всех 0

сторон площадке, с непылящим покрытием: на облака, связанный с площадью подрываемо-асфальте, твердом грунте, газоне. го блока (S ) соотношением: бл

2 Отбор проб воздуха необходимо произво- l = S . 0 бл

дить в течение 20 мин, хотя время прохожде-От точки «О » по обе стороны отклады-1

ния пылегазового облака через точку отбора ваются отрезки, равные В/2, и определяется может отличаться от этого значения. В случае ширина полосы, в которой необходимо определения концентрации загрязняющих выбрать точку отбора проб.веществ расчетным методом, например по На местности точка отбора проб выбира-методике [4], рассчитанную концентрацию

L

a

O1

UB

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 1716• ИЮЛЬ - СЕНТЯБРЬ • 2013 •ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

загрязняющих веществ в ПГО следует привес- рассчитывается исходя из замеренной скорос-ти к 20-минутному интервалу времени. ти ветра и расстояния до взрываемого блока. Коэффициент, учитывающий приведение По истечении рассчитанного времени подхода концентрации загрязняющего вещества к 20- пылегазового облака к посту замеров включа-минутному интервалу, определяется по ется аспиратор и в течение 20 мин производит-формуле: ся отбор проб воздуха на запыленность и

К = t / t , загазованность. 20 0

Определение концентраций пыли и газов осуществляется по общеизвестным мето-где t - время прохождения ПГО через точкудикам, принятым для атмосферного воздуха отбора, с; селитебной зоны. Измерение метеорологи- t = 1200 с – интервал осреднения.0

ческих параметров: скорости и направления Значение t определяется по выражению ветра, температуры и влажности воздуха, а также атмосферного давления производится t = L / G · u ,10

по общеизвестным методикам. Результаты промышленных исследований где L- параметр, определяющий максималный

запыленности и загазованности воздуха на размер ПГО по ходу его движения, м; границе санитарно-защитной зоны от карье-u – скорость ветра на высоте флюгера, м/с.10

ров показали, что концентрации вредных газов Величина L определяется по формуле:оксида углерода и оксидов азота не превыша-ют предельно допустимых концентраций для L = B / sin .жилых массивов. Концентрация пыли в этих же точках в ряде случаев превышает ПДК и зави-При = 0 … L = а.сит от объема взрывчатых веществ, глубины В случае t 1200 с, К = 1.20 залегания подрываемого блока пород, релье-В основу методики определения концент-фа местности, метеорологических параметров. раций загрязняющих веществ в селитебной

В результате обработки экспериментальных зоне положены методики выполнения изме-данных, получена эмпирическая формула (1), рений концентраций загрязняющих веществ позволяющая рассчитать запыленность возду-в атмосферном воздухе населенных мест [5].ха на границе санитарно-защитной зоны от При прохождении пылегазового облака карьера в зависимости от вышеуказанных через установленный пост проводится отбор параметров. При выводе формулы были проб воздуха для определения концентраций использованы эмпирические коэффициенты, пыли, оксидов азота и оксида углерода. представленные в работе [4]. Максимальные разовые концентрации,

указанных загрязняющих веществ в атмос- -6 2,55С = 10 · Q · u · exp [- (0,0018 · H +1500 2 блфере населенных мест составляют:3+ 0,008 H )] · (1 – ), мг/м , (1) отв- пыль неорганическая с содержанием SiO 2

3 где Q – количество взрываемого ВВ, т;от 20 до 70 % - 0,3 мг/м ;3 u – скорость ветра на высоте 2 м от поверх-2- оксиды азота в пересчете на NO – 0,2 мг/м ;2

3 ности земли, м/с; - оксид углерода – 5,0 мг/м .H – глубина залегания подрываемого бло-блПараллельно с измерением концентраций

ка пород, м;загрязняющих веществ, проводятся измере-Н – высота отвала с подветренной сторо-отвния метеорологических параметров: скорос-

ны карьера, м;ти и направления ветра, температуры и h– эффективность мероприятий по пыле-влажности воздуха, атмосферного давления.

газоподавлению.При определении концентрации загрязня-Значение скорости ветра u определяется с 2ющих веществ отбор проб производится на

учетом выражения [6]:высоте 1,5 м от поверхности земли.u0,2 – 0,005 · 10u = u · 0,2 / 1,2 – 0,005 · u , м/с, (2)Время начала отбора проб после взрыва 2 10 10

a

a

і

h

где u – скорость ветра на высоте 10 м от чества взрывчатых веществ с учетом глубины 10

залегания подрываемого блока, рельефа поверхности земли, м/с, принимается по местности и скорости ветра, при которых данным метеостанции. величина запыленности воздуха на границе Граничные условия для формул (1) и (2) : санитарно-защитной зоны не будет превышать Q = 70 – 335 т; Н = 50 – 500 м; Н = 0 –100 м; бл отв

ПДК. Эти значения приведены в табл.1.u = 1 – 9 м.10

Таким образом, в результате выполненных С использованием формулы (1) можно исследований влияния массовых взрывов на определить значение максимального коли-

Разработка метода оценки влияния массовых взрывов в карьерахна запыленность и загазованность атмосферного воздуха

Разработка метода оценки влияния массовых взрывов в карьерахна запыленность и загазованность атмосферного воздуха

Нбл, мНотв, м

50 100

200

300

400 500

1

2 3

4

5

6 7u 10 =1 м/с

178 184

198

212

2 28 244208 216

231

248

266 286243 252

271

290

312 335u 10 =2 м/с

0

136 140

151

162

174 18650

159 164

176

189

203 218100

186 192

206

221

238 25510 u =3 м/с

0

113 117

126

135

145 15650

132 137

147

158

170 182100

155 161

172

185

198 213u10 =4 м/с

0

102 105

113

121

130 14050

119 123

132

142

152 163

100

139 144

155

166

178 19110 u =5 м/с

0

92 96

103

110 118 127

50

108 112

120

129 138 148100

126 131

140

151 162 174

u 10 =6 м/с0

85 88

95

102 109 117

50

100 103

111

119 128 137100

117 121

130

139 150 161

u 10 =7 м/с

0

80 83 89

95 102 110

50

94 97 104

112 120 129100 110 113 122 131 140 150

u 10 =8 м/с

0 76 78 84 90 97 104

50 89 92 98 106 113 122100 104 107 115 124 133 142

u 10 =9 м/с0

72 74 80

85 92 98

50 84 87 93 100 1 07 115100

98 102 109 117 126 135

u 10 =10 м/с 0

68 71 76 81 87 94

50

80 83 89 95 102 110100 93 97 104 111 120 128

050

100

Таблица 1Максимальные значения одновременно взрываемых ВВ в зависимости от глубины

залегания блока (Н ), высоты отвала (Н ) и скорости ветра (u )бл отв 10

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 1716• ИЮЛЬ - СЕНТЯБРЬ • 2013 •ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

загрязняющих веществ в ПГО следует привес- рассчитывается исходя из замеренной скорос-ти к 20-минутному интервалу времени. ти ветра и расстояния до взрываемого блока. Коэффициент, учитывающий приведение По истечении рассчитанного времени подхода концентрации загрязняющего вещества к 20- пылегазового облака к посту замеров включа-минутному интервалу, определяется по ется аспиратор и в течение 20 мин производит-формуле: ся отбор проб воздуха на запыленность и

К = t / t , загазованность. 20 0

Определение концентраций пыли и газов осуществляется по общеизвестным мето-где t - время прохождения ПГО через точкудикам, принятым для атмосферного воздуха отбора, с; селитебной зоны. Измерение метеорологи- t = 1200 с – интервал осреднения.0

ческих параметров: скорости и направления Значение t определяется по выражению ветра, температуры и влажности воздуха, а также атмосферного давления производится t = L / G · u ,10

по общеизвестным методикам. Результаты промышленных исследований где L- параметр, определяющий максималный

запыленности и загазованности воздуха на размер ПГО по ходу его движения, м; границе санитарно-защитной зоны от карье-u – скорость ветра на высоте флюгера, м/с.10

ров показали, что концентрации вредных газов Величина L определяется по формуле:оксида углерода и оксидов азота не превыша-ют предельно допустимых концентраций для L = B / sin .жилых массивов. Концентрация пыли в этих же точках в ряде случаев превышает ПДК и зави-При = 0 … L = а.сит от объема взрывчатых веществ, глубины В случае t 1200 с, К = 1.20 залегания подрываемого блока пород, релье-В основу методики определения концент-фа местности, метеорологических параметров. раций загрязняющих веществ в селитебной

В результате обработки экспериментальных зоне положены методики выполнения изме-данных, получена эмпирическая формула (1), рений концентраций загрязняющих веществ позволяющая рассчитать запыленность возду-в атмосферном воздухе населенных мест [5].ха на границе санитарно-защитной зоны от При прохождении пылегазового облака карьера в зависимости от вышеуказанных через установленный пост проводится отбор параметров. При выводе формулы были проб воздуха для определения концентраций использованы эмпирические коэффициенты, пыли, оксидов азота и оксида углерода. представленные в работе [4]. Максимальные разовые концентрации,

указанных загрязняющих веществ в атмос- -6 2,55С = 10 · Q · u · exp [- (0,0018 · H +1500 2 блфере населенных мест составляют:3+ 0,008 H )] · (1 – ), мг/м , (1) отв- пыль неорганическая с содержанием SiO 2

3 где Q – количество взрываемого ВВ, т;от 20 до 70 % - 0,3 мг/м ;3 u – скорость ветра на высоте 2 м от поверх-2- оксиды азота в пересчете на NO – 0,2 мг/м ;2

3 ности земли, м/с; - оксид углерода – 5,0 мг/м .H – глубина залегания подрываемого бло-блПараллельно с измерением концентраций

ка пород, м;загрязняющих веществ, проводятся измере-Н – высота отвала с подветренной сторо-отвния метеорологических параметров: скорос-

ны карьера, м;ти и направления ветра, температуры и h– эффективность мероприятий по пыле-влажности воздуха, атмосферного давления.

газоподавлению.При определении концентрации загрязня-Значение скорости ветра u определяется с 2ющих веществ отбор проб производится на

учетом выражения [6]:высоте 1,5 м от поверхности земли.u0,2 – 0,005 · 10u = u · 0,2 / 1,2 – 0,005 · u , м/с, (2)Время начала отбора проб после взрыва 2 10 10

a

a

і

h

где u – скорость ветра на высоте 10 м от чества взрывчатых веществ с учетом глубины 10

залегания подрываемого блока, рельефа поверхности земли, м/с, принимается по местности и скорости ветра, при которых данным метеостанции. величина запыленности воздуха на границе Граничные условия для формул (1) и (2) : санитарно-защитной зоны не будет превышать Q = 70 – 335 т; Н = 50 – 500 м; Н = 0 –100 м; бл отв

ПДК. Эти значения приведены в табл.1.u = 1 – 9 м.10

Таким образом, в результате выполненных С использованием формулы (1) можно исследований влияния массовых взрывов на определить значение максимального коли-

Разработка метода оценки влияния массовых взрывов в карьерахна запыленность и загазованность атмосферного воздуха

Разработка метода оценки влияния массовых взрывов в карьерахна запыленность и загазованность атмосферного воздуха

Нбл, мНотв, м

50 100

200

300

400 500

1

2 3

4

5

6 7u 10 =1 м/с

178 184

198

212

2 28 244208 216

231

248

266 286243 252

271

290

312 335u 10 =2 м/с

0

136 140

151

162

174 18650

159 164

176

189

203 218100

186 192

206

221

238 25510 u =3 м/с

0

113 117

126

135

145 15650

132 137

147

158

170 182100

155 161

172

185

198 213u10 =4 м/с

0

102 105

113

121

130 14050

119 123

132

142

152 163

100

139 144

155

166

178 19110 u =5 м/с

0

92 96

103

110 118 127

50

108 112

120

129 138 148100

126 131

140

151 162 174

u 10 =6 м/с0

85 88

95

102 109 117

50

100 103

111

119 128 137100

117 121

130

139 150 161

u 10 =7 м/с

0

80 83 89

95 102 110

50

94 97 104

112 120 129100 110 113 122 131 140 150

u 10 =8 м/с

0 76 78 84 90 97 104

50 89 92 98 106 113 122100 104 107 115 124 133 142

u 10 =9 м/с0

72 74 80

85 92 98

50 84 87 93 100 1 07 115100

98 102 109 117 126 135

u 10 =10 м/с 0

68 71 76 81 87 94

50

80 83 89 95 102 110100 93 97 104 111 120 128

050

100

Таблица 1Максимальные значения одновременно взрываемых ВВ в зависимости от глубины

залегания блока (Н ), высоты отвала (Н ) и скорости ветра (u )бл отв 10

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 1918 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 •ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

Развитие технологий водосодержащих взрывчатых веществкак фактор повышения эффективности взрывных работ

Вступ. різних фізико-механічних і геометричних Понад 70% території України складають параметрах аналізованих об'єктів.

лесові ґрунти різного ступеня просадності. Здатність цих ґрунтів до раптового просідан-ня під дією зволоження в поєднанні з побутовим тиском та зовнішнім наванта-женням потребує суттєвих попереджу-вальних заходів та відповідних витрат з метою підготовки лесових масивів до експлуатації. Ці заходи переважно основані на штучному зволоженні масиву з наступним його механіч-ним ущільненням шляхом трамбування чи вибуху системи внутрішніх або зовнішніх зарядів.

В роботі розглядається вибух циліндрич-ного заряду ВР в свердловині, заповненій щебенем, в ґрунтовому масиві, який належить стабілізувати ущільненням.

При цьому процес проникнення щебня в Метою роботи є математичне та грунтовий масив розбивається на два етапи. На компютерне моделювання способу першому етапі розглядається рух частинок підвищення несучої здатності лесового щебеню і продуктів вибуху при миттєвій ґрунтового масиву вибухом ВР в системі хвильовій детонації. На другому досліджується свердловин, заповнених щебенем, при процес руху щебеню та ґрунту. використанні енергії вибуху подовжених

Постановка задачі про метання щебеню в зарядів з різних типів вибухових речовин.ґрунт за допомогою вибуху циліндричного Викладення основного матеріалу та заряду ВР здійснювалася наступним чином. результати досліджень.Щоб виключити вплив кінців заряду і Задачі з дослідження особливостей взає нерадіальність розльоту продуктів детонації, модії проникаючого тіла і природного заряд вважався нескінченним, а детонація - середовища часто виникають на практиці.миттєвою. Після вибуху заряду ВР продукти Теорія удару з великими швидкостями детонації (ПД) розширюються і захоплюють за вперше була розроблена К.П. Станюковичем, собою частинки щебеню, прискорюючи і Х.А. Рахматулліним, Я.Б. Зельдовичем і Ю.П. прогріваючи їх до високої температури. Після Райзером [1 - 3]. Цій темі присвячені численні того як продукти вибуху досягають кордону з дослідження [4,5], де приймаються різні ґрунтом, виникає відображена ударна хвиля, гіпотези про взаємодіючі об'єкти. яка призводить до гальмування частинок. В роботі розглядається математична Ступінь гальмування визначається парамет-модель проникнення щебеню в ґрунтовий рами відбитої хвилі і частинок щебеню. масив при динамічному впливі на нього

вибуху циліндричного заряду ВР (рис 1), що Очевидно, що більш дрібні частинки повинні дозволяє описувати напружено деформо- відчувати більш сильне гальмування. ваний стан ґрунту і частинок щебеню при Розліт продуктів детонації повинен

Викладено результати моделювання методу підвищення несучої здатності лесового грунтового масиву впроваджен-ням в нього жорсткого заповнювача энергією вибуху системи подовжених зарядів. Порівняно ефективність сумішевих та еталонних вибухових речовин.Ключові слова: підвищення несучої здатності, армування щебенем, енергія вибуху, plaxis, імітаційне моделювання

УДК 624.138.2 Н.В. Зуєвська, д.т.н, проф., В.Г.Кравець, д.т.н., проф.,(НТУУ "КПІ", м. Київ)

Рис. 1. Циліндричний заряд хімічної вибуховоїречовини (ВР), поміщеної в порожнину, заповнену

щебенем, розташовану в ґрунтовому масиві

Математичне та імітаційне моделювання вибуховогоармування щебенем лесового грунтового масиву (частина 1)

запыленность и загазованность атмос- Рассчетным путем установлены макси-ферного воздуха установлено, что концен- мальные значения объемов одновременно трация вредных газов на границе СЗЗ от взрываемых ВВ в зависимости от глубины карьеров не превышает ПДК. Концентрация залегания подрываемого блока в карьере; пыли в этих точках в ряде случаев значитель- рельефа местности - т.е. высоты отвалов вокруг но превышает ПДК. карьеров, при взрывании которых значения

запыленности воздуха на границе СЗЗ от Выводы и направления дальнейших карьеров не будут превышать ПДК. исследований. Дальнейшие исследования должны быть По результатам экспериментальных иссле-направлены на разработку технологических дований получена эмпирическая зависи-мероприятий по снижению выбросов пыли и мость, позволяющая рассчитывать запылен-газов в атмосферу при массовых взрывах в ность воздуха на границе СЗЗ от карьеров в карьерах, обеспечивающих значения ПДК на зависимости от объема взрывчатых веществ, границе СЗЗ от карьеров.глубины залегания подрываемого блока,

скорости ветра.

Список литературы

1. Проблемы экологии массовых взрывов в карьерах / Э.И.Ефремов, П.В.Бересневич, В.Д.Петренко, В.А.Мартиненко. Под ред. чл.-корр. НАН Украины Е.И.Ефремова. – Днепропетровск:Січ, 1996 – 179 с.2. Тищук В.Ю. Розроблення і дослідження способу та засобу боротьби з пилом і газами при масових вибухах у кар’єрах/ В.Ю.Тищук, М.Ф.Євдокименко, Ю.Т.Котов, В.Н.Палєха//Вісник Криворізького технічного університету: Збірник наукових праць – Кривий Ріг: КТУ, 2006. – Вип. 12. – С. 174-179.3. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. – Л.: Гидрометеоиздат, 1975. – 448 с.4. Методика расчета приземной концентрации вредных примесей при массовых взрывах на карьерах, Кривой Рог, НИИБТГ, 1996. – 17 с.5. РД 52.04.186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. М.: Минздрав СССР, 1991. – 693 с.6. Левин А.В. О диффузии пылегазового облака в пограничном слое атмосферы. //Тр.УкрНИИГМИ, вып. 150, 1976г.– С. 8-10.

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 1918 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 •ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

Развитие технологий водосодержащих взрывчатых веществкак фактор повышения эффективности взрывных работ

Вступ. різних фізико-механічних і геометричних Понад 70% території України складають параметрах аналізованих об'єктів.

лесові ґрунти різного ступеня просадності. Здатність цих ґрунтів до раптового просідан-ня під дією зволоження в поєднанні з побутовим тиском та зовнішнім наванта-женням потребує суттєвих попереджу-вальних заходів та відповідних витрат з метою підготовки лесових масивів до експлуатації. Ці заходи переважно основані на штучному зволоженні масиву з наступним його механіч-ним ущільненням шляхом трамбування чи вибуху системи внутрішніх або зовнішніх зарядів.

В роботі розглядається вибух циліндрич-ного заряду ВР в свердловині, заповненій щебенем, в ґрунтовому масиві, який належить стабілізувати ущільненням.

При цьому процес проникнення щебня в Метою роботи є математичне та грунтовий масив розбивається на два етапи. На компютерне моделювання способу першому етапі розглядається рух частинок підвищення несучої здатності лесового щебеню і продуктів вибуху при миттєвій ґрунтового масиву вибухом ВР в системі хвильовій детонації. На другому досліджується свердловин, заповнених щебенем, при процес руху щебеню та ґрунту. використанні енергії вибуху подовжених

Постановка задачі про метання щебеню в зарядів з різних типів вибухових речовин.ґрунт за допомогою вибуху циліндричного Викладення основного матеріалу та заряду ВР здійснювалася наступним чином. результати досліджень.Щоб виключити вплив кінців заряду і Задачі з дослідження особливостей взає нерадіальність розльоту продуктів детонації, модії проникаючого тіла і природного заряд вважався нескінченним, а детонація - середовища часто виникають на практиці.миттєвою. Після вибуху заряду ВР продукти Теорія удару з великими швидкостями детонації (ПД) розширюються і захоплюють за вперше була розроблена К.П. Станюковичем, собою частинки щебеню, прискорюючи і Х.А. Рахматулліним, Я.Б. Зельдовичем і Ю.П. прогріваючи їх до високої температури. Після Райзером [1 - 3]. Цій темі присвячені численні того як продукти вибуху досягають кордону з дослідження [4,5], де приймаються різні ґрунтом, виникає відображена ударна хвиля, гіпотези про взаємодіючі об'єкти. яка призводить до гальмування частинок. В роботі розглядається математична Ступінь гальмування визначається парамет-модель проникнення щебеню в ґрунтовий рами відбитої хвилі і частинок щебеню. масив при динамічному впливі на нього

вибуху циліндричного заряду ВР (рис 1), що Очевидно, що більш дрібні частинки повинні дозволяє описувати напружено деформо- відчувати більш сильне гальмування. ваний стан ґрунту і частинок щебеню при Розліт продуктів детонації повинен

Викладено результати моделювання методу підвищення несучої здатності лесового грунтового масиву впроваджен-ням в нього жорсткого заповнювача энергією вибуху системи подовжених зарядів. Порівняно ефективність сумішевих та еталонних вибухових речовин.Ключові слова: підвищення несучої здатності, армування щебенем, енергія вибуху, plaxis, імітаційне моделювання

УДК 624.138.2 Н.В. Зуєвська, д.т.н, проф., В.Г.Кравець, д.т.н., проф.,(НТУУ "КПІ", м. Київ)

Рис. 1. Циліндричний заряд хімічної вибуховоїречовини (ВР), поміщеної в порожнину, заповнену

щебенем, розташовану в ґрунтовому масиві

Математичне та імітаційне моделювання вибуховогоармування щебенем лесового грунтового масиву (частина 1)

запыленность и загазованность атмос- Рассчетным путем установлены макси-ферного воздуха установлено, что концен- мальные значения объемов одновременно трация вредных газов на границе СЗЗ от взрываемых ВВ в зависимости от глубины карьеров не превышает ПДК. Концентрация залегания подрываемого блока в карьере; пыли в этих точках в ряде случаев значитель- рельефа местности - т.е. высоты отвалов вокруг но превышает ПДК. карьеров, при взрывании которых значения

запыленности воздуха на границе СЗЗ от Выводы и направления дальнейших карьеров не будут превышать ПДК. исследований. Дальнейшие исследования должны быть По результатам экспериментальных иссле-направлены на разработку технологических дований получена эмпирическая зависи-мероприятий по снижению выбросов пыли и мость, позволяющая рассчитывать запылен-газов в атмосферу при массовых взрывах в ность воздуха на границе СЗЗ от карьеров в карьерах, обеспечивающих значения ПДК на зависимости от объема взрывчатых веществ, границе СЗЗ от карьеров.глубины залегания подрываемого блока,

скорости ветра.

Список литературы

1. Проблемы экологии массовых взрывов в карьерах / Э.И.Ефремов, П.В.Бересневич, В.Д.Петренко, В.А.Мартиненко. Под ред. чл.-корр. НАН Украины Е.И.Ефремова. – Днепропетровск:Січ, 1996 – 179 с.2. Тищук В.Ю. Розроблення і дослідження способу та засобу боротьби з пилом і газами при масових вибухах у кар’єрах/ В.Ю.Тищук, М.Ф.Євдокименко, Ю.Т.Котов, В.Н.Палєха//Вісник Криворізького технічного університету: Збірник наукових праць – Кривий Ріг: КТУ, 2006. – Вип. 12. – С. 174-179.3. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. – Л.: Гидрометеоиздат, 1975. – 448 с.4. Методика расчета приземной концентрации вредных примесей при массовых взрывах на карьерах, Кривой Рог, НИИБТГ, 1996. – 17 с.5. РД 52.04.186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. М.: Минздрав СССР, 1991. – 693 с.6. Левин А.В. О диффузии пылегазового облака в пограничном слое атмосферы. //Тр.УкрНИИГМИ, вып. 150, 1976г.– С. 8-10.

описуватися стандартними рівняннями Вважається, що всі частинки щебеню під дією динаміки суцільного середовища, що продуктів вибуху, що розширюються, стискається. Ці рівняння у формі законів рухаються компактною зоною, тобто що збереження маси, імпульсу і енергії для параметри і координати всіх частинок близькі випадку циліндричної симетрії мають вигляд: між собою і їх можна описати параметрами

однієї "міченої" частинки з даного шару. Рівняння руху міченої частинки має вигляд: (1)

(8)(2)

де m- маса частинки; х - просторова координата частинки; t - час; r- радіус частинки; (3)C - коефіцієнт опору; - щільність матеріалу s

частинки; - швидкість ПД; v - швидкість де , щільність, швидкість, внутрішня частинки щебеню. енергія і тиск газу; х - просторова координата; Враховуючи, що для маси і швидкості t - час. частинки маємо вираз

Рівнянням стану ПД є рівняння стану ідеального газу (9)

(4)

Отримаємо рівняння, що визначає швидкість де R - універсальна газова стала; Т - частинки від часу: температура газу.

Система рівнянь (1) - (4) є замкнутою (10)системою для визначення термодинамічних величин ПД. Для чисельного розв'язання де C - коефіцієнт опору, що залежить від s

поставленої задачі використовувалася числа Рейнольдса частинки.неявна різницева схема "предиктор- В розрахунках приймалося, що діаметр коректор", стійка при будь-якому відношенні заряду ВР становив d =0.04 м, діаметр 0

[6,7]. свердловини складав d =0,250 м. В якості ВР скв

Використовувана різницева схема вимагає використовувався амоніт № 6ЖВ. Детонаційні запису рівнянь руху суцільного середовища в характеристики амоніту № 6ЖВ наступні: характеристичній формі, яка для випадку .P = 3.248 10 Па; = 1000кг/м ; ;n n

циліндричної симетрії має вигляд: ккал кг ; = 1,25.Фізико-механічні характеристики щебеню:

(5) 3 = кг/м - щільність при атмосферному тиску;

3 =1900кг/м - щільність матеріалу частинок. (6)

Діаметр частинок щебеню приймався рівним 20 і 40 мм. Відзначимо, що при діаметрі частинки щебеню рівному 20 мм, по радіусу (7) порожнини міститься 5 - 6 частинок, а при діаметрі рівному 40 мм - 3 частинки, відповідно.

де с - швидкість звуку; S - ентропія.

r2

u

ru, E, p -

p =rRT ,

r D = 4340м/c 0

Q=1030 / g

r18000

r

9 з

На рис. 2 наведено профілі швидкості в При порівнянні результатів чисельного розрахунку для тих же параметрів заряду та системі "ПД - щебінь" в різні моменти часу під типу ВР, але радіус частинок щебеню збільшено час вибуху циліндричного заряду амоніту № в 2 рази було встановлено, що хвильові 6ЖВ. По осі ординат відкладені значення процеси протікають за подібною схемою, але функції в системі СІ, а по осі абсцис - відстань при збільшенні діаметру частинок щебеню від осі заряду до кордону свердловини з відбувається зниження швидкості на 400 м/с. Це

ґрунтом. пояснюється тим, що такі великі частинки не З рис. 2 видно, що частинки щебеню, що встигають набрати достатньої швидкості в безпосередньо контактують з ПД, набувають початковий момент руху, коли швидкість швидкість близько 1000 м/с. Далі ця розльоту продуктів детонації найбільша. швидкість зростає незначно, але починає Очевидно, що зі збільшенням діаметра перевищувати швидкість ПД. З аналізу частинок щебеню буде відбуватися подальше залежностей також випливає, що при зменшення визначальних параметрів руху.досягненні хвилею кордону зі щебенем Далі проводилися чисельні розрахунки з відбувається стрибок швидкості, обумов- метою з'ясування впливу детонаційних харак-лений виходом хвилі з менш щільного теристик ВР на процес руху системи "продукти середовища в більш щільне середовище детонації - щебінь". Для цього було проведене (ефект відбиття від твердої стінки). При цьому порівняння вибуху циліндричного заряду виникає відображена ударна хвиля, яка амоніту № 6ЖВ та для вибуху циліндричного гальмує потік газу, що набігає. Фронт відбитої заряду грамоніту 79/21. Інші параметри ударної хвилі рухається від контактного залишилися незмінними. Було встановлено, що розриву «ПД - щебінь» до осі заряду зі змінною основні закономірності розвитку хвильових швидкістю, що є наслідком зміни набігаючого процесів у системі "продукти детонації - ще-потоку газу. Область відбитої ударної хвилі бінь" зберігаються, проте під час вибуху заряду істотно впливає на швидкість частинок грамоніту 79/21 відбувається зменшення щебеню, приводячи до їх різкого гальмуван- швидкості їх підльоту до стінки порожнини на ня. Після проходження часткою щебеню зони 7 .350 м/с і тиску на 5 10 Па.відбитої ударної хвилі її швидкість зменши- Результати чисельного розрахунку хвильо-лася більш, ніж на 250 м/с. вих процесів у лесовидному суглинку при

На рис. 3 представлені профілі тиску за проникненні щебеню з різним вмістом фронтом розширення продуктів вибуху для компонентів. Фізико - механічні характеристики

3 3розглянутого вище випадку. ґрунту наступні [8]: =1000кг/м ; 2650 кг/м ; 20 3r r=0

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 2120 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

Математичне та імітаційне моделювання вибуховогоармування щебенем лесового грунтового масиву (частина 1)

Математичне та імітаційне моделювання вибуховогоармування щебенем лесового грунтового масиву (частина 1)

Рис.2. Розподіл швидкості під час вибуху циліндрич-ного заряду амоніту № 6ЖВ в різні моменти часу:1 - вихід ударної хвилі на межу «продукти детонації - щебінь»; 2, 3, 4, 5 - вихід хвилі на відповідну частин-ку щебеню (діаметр частинки дорівнює 20 мм)

Рис. 3. Розподіл тиску під час вибуху циліндрич-ного заряду амоніту № 6ЖВ в різні моменти часу:1 - вихід ударної хвилі на кордон "продукти детонації- щебінь"; 2, 3, 4, 5 - вихід хвилі на відповідну частин-ку щебеню (діаметр частинки дорівнює 20 мм)

,

,

,

,

,

,

,

, .

,

описуватися стандартними рівняннями Вважається, що всі частинки щебеню під дією динаміки суцільного середовища, що продуктів вибуху, що розширюються, стискається. Ці рівняння у формі законів рухаються компактною зоною, тобто що збереження маси, імпульсу і енергії для параметри і координати всіх частинок близькі випадку циліндричної симетрії мають вигляд: між собою і їх можна описати параметрами

однієї "міченої" частинки з даного шару. Рівняння руху міченої частинки має вигляд: (1)

(8)(2)

де m- маса частинки; х - просторова координата частинки; t - час; r- радіус частинки; (3)C - коефіцієнт опору; - щільність матеріалу s

частинки; - швидкість ПД; v - швидкість де , щільність, швидкість, внутрішня частинки щебеню. енергія і тиск газу; х - просторова координата; Враховуючи, що для маси і швидкості t - час. частинки маємо вираз

Рівнянням стану ПД є рівняння стану ідеального газу (9)

(4)

Отримаємо рівняння, що визначає швидкість де R - універсальна газова стала; Т - частинки від часу: температура газу.

Система рівнянь (1) - (4) є замкнутою (10)системою для визначення термодинамічних величин ПД. Для чисельного розв'язання де C - коефіцієнт опору, що залежить від s

поставленої задачі використовувалася числа Рейнольдса частинки.неявна різницева схема "предиктор- В розрахунках приймалося, що діаметр коректор", стійка при будь-якому відношенні заряду ВР становив d =0.04 м, діаметр 0

[6,7]. свердловини складав d =0,250 м. В якості ВР скв

Використовувана різницева схема вимагає використовувався амоніт № 6ЖВ. Детонаційні запису рівнянь руху суцільного середовища в характеристики амоніту № 6ЖВ наступні: характеристичній формі, яка для випадку .P = 3.248 10 Па; = 1000кг/м ; ;n n

циліндричної симетрії має вигляд: ккал кг ; = 1,25.Фізико-механічні характеристики щебеню:

(5) 3 = кг/м - щільність при атмосферному тиску;

3 =1900кг/м - щільність матеріалу частинок. (6)

Діаметр частинок щебеню приймався рівним 20 і 40 мм. Відзначимо, що при діаметрі частинки щебеню рівному 20 мм, по радіусу (7) порожнини міститься 5 - 6 частинок, а при діаметрі рівному 40 мм - 3 частинки, відповідно.

де с - швидкість звуку; S - ентропія.

r2

u

ru, E, p -

p =rRT ,

r D = 4340м/c 0

Q=1030 / g

r18000

r

9 з

На рис. 2 наведено профілі швидкості в При порівнянні результатів чисельного розрахунку для тих же параметрів заряду та системі "ПД - щебінь" в різні моменти часу під типу ВР, але радіус частинок щебеню збільшено час вибуху циліндричного заряду амоніту № в 2 рази було встановлено, що хвильові 6ЖВ. По осі ординат відкладені значення процеси протікають за подібною схемою, але функції в системі СІ, а по осі абсцис - відстань при збільшенні діаметру частинок щебеню від осі заряду до кордону свердловини з відбувається зниження швидкості на 400 м/с. Це

ґрунтом. пояснюється тим, що такі великі частинки не З рис. 2 видно, що частинки щебеню, що встигають набрати достатньої швидкості в безпосередньо контактують з ПД, набувають початковий момент руху, коли швидкість швидкість близько 1000 м/с. Далі ця розльоту продуктів детонації найбільша. швидкість зростає незначно, але починає Очевидно, що зі збільшенням діаметра перевищувати швидкість ПД. З аналізу частинок щебеню буде відбуватися подальше залежностей також випливає, що при зменшення визначальних параметрів руху.досягненні хвилею кордону зі щебенем Далі проводилися чисельні розрахунки з відбувається стрибок швидкості, обумов- метою з'ясування впливу детонаційних харак-лений виходом хвилі з менш щільного теристик ВР на процес руху системи "продукти середовища в більш щільне середовище детонації - щебінь". Для цього було проведене (ефект відбиття від твердої стінки). При цьому порівняння вибуху циліндричного заряду виникає відображена ударна хвиля, яка амоніту № 6ЖВ та для вибуху циліндричного гальмує потік газу, що набігає. Фронт відбитої заряду грамоніту 79/21. Інші параметри ударної хвилі рухається від контактного залишилися незмінними. Було встановлено, що розриву «ПД - щебінь» до осі заряду зі змінною основні закономірності розвитку хвильових швидкістю, що є наслідком зміни набігаючого процесів у системі "продукти детонації - ще-потоку газу. Область відбитої ударної хвилі бінь" зберігаються, проте під час вибуху заряду істотно впливає на швидкість частинок грамоніту 79/21 відбувається зменшення щебеню, приводячи до їх різкого гальмуван- швидкості їх підльоту до стінки порожнини на ня. Після проходження часткою щебеню зони 7 .350 м/с і тиску на 5 10 Па.відбитої ударної хвилі її швидкість зменши- Результати чисельного розрахунку хвильо-лася більш, ніж на 250 м/с. вих процесів у лесовидному суглинку при

На рис. 3 представлені профілі тиску за проникненні щебеню з різним вмістом фронтом розширення продуктів вибуху для компонентів. Фізико - механічні характеристики

3 3розглянутого вище випадку. ґрунту наступні [8]: =1000кг/м ; 2650 кг/м ; 20 3r r=0

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 2120 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

Математичне та імітаційне моделювання вибуховогоармування щебенем лесового грунтового масиву (частина 1)

Математичне та імітаційне моделювання вибуховогоармування щебенем лесового грунтового масиву (частина 1)

Рис.2. Розподіл швидкості під час вибуху циліндрич-ного заряду амоніту № 6ЖВ в різні моменти часу:1 - вихід ударної хвилі на межу «продукти детонації - щебінь»; 2, 3, 4, 5 - вихід хвилі на відповідну частин-ку щебеню (діаметр частинки дорівнює 20 мм)

Рис. 3. Розподіл тиску під час вибуху циліндрич-ного заряду амоніту № 6ЖВ в різні моменти часу:1 - вихід ударної хвилі на кордон "продукти детонації- щебінь"; 2, 3, 4, 5 - вихід хвилі на відповідну частин-ку щебеню (діаметр частинки дорівнює 20 мм)

,

,

,

,

,

,

,

, .

,

С =1500м/c, С =4500 м/c; =7; ;20 30 2 чим пізніше частинка потрапляє в ґрунт, тим 2с Па; Па; Па;0 більше на ній напруження. Великі частинки,

7 .m=3; k=-1.2 10 Па; маючи велику інерцію, проникають в ґрунт на значі відстані: для частинок діаметром 20 мм ця відстань становить 12…15 см, для 40 мм - 16…40 см, для 70 мм - 23…25 см. Але у При проникненні частинок щебеню в ґрунт відносних відстанях частинки діаметром 20 мм за останнім починає поширюватися ударна проникнуть в ґрунт на глибину, рівну 6…7,5R, хвиля. частинки діаметром 40 мм - на 4… 5R, частинки На рис. 4 показані залежності радіальних діаметром 70 мм - на 3…4,5R. напружень ґрунту від відстані.

Зазначену закономірність можна простежи-ти і на рис. 5, де в логарифмічних координатах наведено залежності максимальної швидкості частинок щебеню в ґрунті з 1.

З рисунка видно, що в початковий момент часу при ударі щебеню о ґрунт відбувається генерація ударної хвилі. Для одних і тих же діаметрів частинок щебеню великі значення радіальних напружень досягаються в ґрунті з меншим вмістом порового простору, тобто з більшою щільністю. Це пояснюється тим, що в такому середовищі дисипативні втрати при З аналізу рисунка слідує, що маючи велику поширенні хвилі, пов'язані з в'язкими початкову швидкість, частинки меншого властивостями, менше, ніж у більш пористому діаметра швидше гальмуються, що призводить середовищі. до зниження їх швидкості і, як наслідок, до

На поверхні частинок максимальні зменшення їхньої глибини проникнення в нормальні напруження більші, ніж у ґрунті, і ґрунт.

; g g 7 7 7.. .r=3 10 r=3.67 10 r=3 10 S D SR

gggh=2000 D

.Па с; a=0,1...0,4; a=1-(a+a); a=0,6; 1 2 1 2 36 6 6. .g=0,9.10 Па, t=5 10 Па; t=12 10 Па.0

a=0.1

=432 2с с0 0

=4; =6; =8; S D SR

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 2322 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

С увеличением глубины разработки полез- На современном этапе развития работ по ных ископаемых резко изменилось напря- добыче и переработке полезных ископаемых женно-деформированное состояние (НДС) одно из перспективных направлений повы-массива в призабойной зоне подготовитель- шения эффективности управления разруше-ной выработки, в котором на расстоянии не нием напряженных горных пород взрывом – менее 0,5 радиуса выработки формируется разработка и внедрение новых способов зона отжима, где порода до ее отбойки нахо- проведения подготовительных выработок, дится в напряженном состоянии от возде- которые неразрывно связаны с соверше-йствия повышенных сжимающих напряже- нствованием параметров буровзрывных ний. Так, при длине шпуров равном не более работ, учитывающих основные факторы, 2,5 м заряды в них располагаются практичес- влияющих на их эффективность: ки в зоне повышенных напряжений, что технологические – применение новых существенно снижает показатели коэффици- способов формирования врубовой полости ента использования шпуров (КИШ) при посредством введения в конструкцию вруба проведении выработок по крепким породам. дополнительных свободных полостей (сква-

Практика взрывных работ при проведении жин различного диаметра и длины) и подготовительных выработок по напряжен- конструкций шпуровых зарядов для их ным породам (например, песчаникам) на реализации, в которых используются новые глубоких горизонтах угольных шахт и рудни- конструктивные элементы – полые сферичес-ков свидетельствует о снижении показателей кие вставки (шары), обеспечивающие измене-буровзрывных работ (БВР). В частности, на ние условий нагружения на разрушаемый 15 – 20 % уменьшился коэффициент исполь- массив горных пород и забоечные смеси на зования шпуров (КИШ), а соответственно основе новых высокоэффективных материа-уменьшились объем и кучность взорванной лов – расширяющиеся при твердении соста-породы, возросла дальность ее отбрасыва- вы; обоснование рациональных интервалов ния, увеличились удельный расход взрывча- времени замедления при взрывании врубо-тых веществ (ВВ) и количество повреждений вых, отбойных, вспомогательных и оконтури-постоянного крепления, а также и то, что вающих шпуровых зарядов, а также их про-подготовительные выработки проводятся в странственное расположение по площади различных горно-геологических условиях сечения выработки с учетом распределения влияющие на темпы их проведения. НДС породного массива вокруг нее и непос-

редственно в забое [1]; Решение возросших проблем в значитель-ной степени определяется затратами на энергетические – свойства и удельный проведение подготовительных выработок, а расход применяемых взрывчатых веществ. именно, в результате применения дорогосто- Проведение горных выработок с образо-ящих и маломощных предохранительных ванием во врубе дополнительных свободных типов взрывчатых веществ (ВВ), например, поверхностей в виде врубовой скважины или аммонит Т-19, Э-6, ПЖВ-20, №6ЖВ и др., и щели увеличенного диаметра способствует отсутствия эффективных способов образова- повышению КИШ практически до 1,0. В свое ния глубоких врубов и правильного выбора время этот способ не нашел широкого рас-типа его для конкретной выработки. пространения в нашей стране из-за отсу-

Новые приемы формирования врубовой полостив забое подготовительной выработки

УДК 622.235

К. С. Ищенко, канд. техн. наук, ИГТМ НАН Украины

Список літератури1. Зельдович Я.Б. Движение газа под действием кратковременного давления (удара) //Акустический журнал, № 1, вып. 28, 1956. - С. 31 -38.2. Станюкович К.П. Неустановившиеся движения сплошной среды. М.: "Наука", 1971. - 854 с.3. Рахматуллин Х.А., Шапиро Г.С. распространение возмущений в нелинейной упругой среде // Изв.АН СССР,ОТН, №2, 68, 1955. - С. 23 - 31.4. Александров Е.В., Соколинский В.Б. Прикладная теория и расчеты ударных систем. М.: Наука, 1969. - 200с.5. Сагомонян А.Я. Проникание. М.: Из-во Моск. ун-та, 1974.6. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. М.: Наука, 1989.- 543 c.7. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. М.: Наука, 1989. - 256 c.8. Механический эффект взрыва в грунтах / Лучко И.А., Плаксий В.А., Ремез Н.С. и др. - Киев: Наук. думка, 1989. - 232 с.8. 1. Лучко І.А. Математичне моделювання дії вибуху в ґрунтах і гірських породах / І.А. Лучко, Н.С. Ремез, А.І. Лучко. - К. : НТУУ "КПІ", 2011.

Математичне та імітаційне моделювання вибуховогоармування щебенем лесового грунтового масиву (частина 1)

Рис. 4. Залежність радіальних напружень ґрунтувід відстані під час вибуху заряду амоніту № 6ЖВ

при різних діаметрах частинок щебеню:1, 1' - R =20мм, 2, 2' - R =40мм, 3, 3' - R =70мм.

Суцільні лінії відповідають ґрунту з ;

штрихові - ; чорні точки - частинкам

щебеню

a=0.1;1

a=0.31

Рис. 5. Залежності максимальної швидкості частинокщебеню в ґрунті при проникненні частинок різногодіаметра: 1 - = 20 мм, 2 - = 40 мм

С =1500м/c, С =4500 м/c; =7; ;20 30 2 чим пізніше частинка потрапляє в ґрунт, тим 2с Па; Па; Па;0 більше на ній напруження. Великі частинки,

7 .m=3; k=-1.2 10 Па; маючи велику інерцію, проникають в ґрунт на значі відстані: для частинок діаметром 20 мм ця відстань становить 12…15 см, для 40 мм - 16…40 см, для 70 мм - 23…25 см. Але у При проникненні частинок щебеню в ґрунт відносних відстанях частинки діаметром 20 мм за останнім починає поширюватися ударна проникнуть в ґрунт на глибину, рівну 6…7,5R, хвиля. частинки діаметром 40 мм - на 4… 5R, частинки На рис. 4 показані залежності радіальних діаметром 70 мм - на 3…4,5R. напружень ґрунту від відстані.

Зазначену закономірність можна простежи-ти і на рис. 5, де в логарифмічних координатах наведено залежності максимальної швидкості частинок щебеню в ґрунті з 1.

З рисунка видно, що в початковий момент часу при ударі щебеню о ґрунт відбувається генерація ударної хвилі. Для одних і тих же діаметрів частинок щебеню великі значення радіальних напружень досягаються в ґрунті з меншим вмістом порового простору, тобто з більшою щільністю. Це пояснюється тим, що в такому середовищі дисипативні втрати при З аналізу рисунка слідує, що маючи велику поширенні хвилі, пов'язані з в'язкими початкову швидкість, частинки меншого властивостями, менше, ніж у більш пористому діаметра швидше гальмуються, що призводить середовищі. до зниження їх швидкості і, як наслідок, до

На поверхні частинок максимальні зменшення їхньої глибини проникнення в нормальні напруження більші, ніж у ґрунті, і ґрунт.

; g g 7 7 7.. .r=3 10 r=3.67 10 r=3 10 S D SR

gggh=2000 D

.Па с; a=0,1...0,4; a=1-(a+a); a=0,6; 1 2 1 2 36 6 6. .g=0,9.10 Па, t=5 10 Па; t=12 10 Па.0

a=0.1

=432 2с с0 0

=4; =6; =8; S D SR

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 2322 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

С увеличением глубины разработки полез- На современном этапе развития работ по ных ископаемых резко изменилось напря- добыче и переработке полезных ископаемых женно-деформированное состояние (НДС) одно из перспективных направлений повы-массива в призабойной зоне подготовитель- шения эффективности управления разруше-ной выработки, в котором на расстоянии не нием напряженных горных пород взрывом – менее 0,5 радиуса выработки формируется разработка и внедрение новых способов зона отжима, где порода до ее отбойки нахо- проведения подготовительных выработок, дится в напряженном состоянии от возде- которые неразрывно связаны с соверше-йствия повышенных сжимающих напряже- нствованием параметров буровзрывных ний. Так, при длине шпуров равном не более работ, учитывающих основные факторы, 2,5 м заряды в них располагаются практичес- влияющих на их эффективность: ки в зоне повышенных напряжений, что технологические – применение новых существенно снижает показатели коэффици- способов формирования врубовой полости ента использования шпуров (КИШ) при посредством введения в конструкцию вруба проведении выработок по крепким породам. дополнительных свободных полостей (сква-

Практика взрывных работ при проведении жин различного диаметра и длины) и подготовительных выработок по напряжен- конструкций шпуровых зарядов для их ным породам (например, песчаникам) на реализации, в которых используются новые глубоких горизонтах угольных шахт и рудни- конструктивные элементы – полые сферичес-ков свидетельствует о снижении показателей кие вставки (шары), обеспечивающие измене-буровзрывных работ (БВР). В частности, на ние условий нагружения на разрушаемый 15 – 20 % уменьшился коэффициент исполь- массив горных пород и забоечные смеси на зования шпуров (КИШ), а соответственно основе новых высокоэффективных материа-уменьшились объем и кучность взорванной лов – расширяющиеся при твердении соста-породы, возросла дальность ее отбрасыва- вы; обоснование рациональных интервалов ния, увеличились удельный расход взрывча- времени замедления при взрывании врубо-тых веществ (ВВ) и количество повреждений вых, отбойных, вспомогательных и оконтури-постоянного крепления, а также и то, что вающих шпуровых зарядов, а также их про-подготовительные выработки проводятся в странственное расположение по площади различных горно-геологических условиях сечения выработки с учетом распределения влияющие на темпы их проведения. НДС породного массива вокруг нее и непос-

редственно в забое [1]; Решение возросших проблем в значитель-ной степени определяется затратами на энергетические – свойства и удельный проведение подготовительных выработок, а расход применяемых взрывчатых веществ. именно, в результате применения дорогосто- Проведение горных выработок с образо-ящих и маломощных предохранительных ванием во врубе дополнительных свободных типов взрывчатых веществ (ВВ), например, поверхностей в виде врубовой скважины или аммонит Т-19, Э-6, ПЖВ-20, №6ЖВ и др., и щели увеличенного диаметра способствует отсутствия эффективных способов образова- повышению КИШ практически до 1,0. В свое ния глубоких врубов и правильного выбора время этот способ не нашел широкого рас-типа его для конкретной выработки. пространения в нашей стране из-за отсу-

Новые приемы формирования врубовой полостив забое подготовительной выработки

УДК 622.235

К. С. Ищенко, канд. техн. наук, ИГТМ НАН Украины

Список літератури1. Зельдович Я.Б. Движение газа под действием кратковременного давления (удара) //Акустический журнал, № 1, вып. 28, 1956. - С. 31 -38.2. Станюкович К.П. Неустановившиеся движения сплошной среды. М.: "Наука", 1971. - 854 с.3. Рахматуллин Х.А., Шапиро Г.С. распространение возмущений в нелинейной упругой среде // Изв.АН СССР,ОТН, №2, 68, 1955. - С. 23 - 31.4. Александров Е.В., Соколинский В.Б. Прикладная теория и расчеты ударных систем. М.: Наука, 1969. - 200с.5. Сагомонян А.Я. Проникание. М.: Из-во Моск. ун-та, 1974.6. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. М.: Наука, 1989.- 543 c.7. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. М.: Наука, 1989. - 256 c.8. Механический эффект взрыва в грунтах / Лучко И.А., Плаксий В.А., Ремез Н.С. и др. - Киев: Наук. думка, 1989. - 232 с.8. 1. Лучко І.А. Математичне моделювання дії вибуху в ґрунтах і гірських породах / І.А. Лучко, Н.С. Ремез, А.І. Лучко. - К. : НТУУ "КПІ", 2011.

Математичне та імітаційне моделювання вибуховогоармування щебенем лесового грунтового масиву (частина 1)

Рис. 4. Залежність радіальних напружень ґрунтувід відстані під час вибуху заряду амоніту № 6ЖВ

при різних діаметрах частинок щебеню:1, 1' - R =20мм, 2, 2' - R =40мм, 3, 3' - R =70мм.

Суцільні лінії відповідають ґрунту з ;

штрихові - ; чорні точки - частинкам

щебеню

a=0.1;1

a=0.31

Рис. 5. Залежності максимальної швидкості частинокщебеню в ґрунті при проникненні частинок різногодіаметра: 1 - = 20 мм, 2 - = 40 мм

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 2524 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 •• ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

тствия соответствующей высокопроизводи- врубовых шпурах по разрушению массива тельной буровой техники по формированию горных пород в зоне расположения компенса-скважин во врубе, способной эффективно ционной полости и перераспределения стати-работать в крепких напряженных породах. И ческих напряжений по ходу проведения только в последние десятилетия появившие- выработки, что дает возможность увеличить ся на рудниках буровые установки БУЭ-1, БУЭ- глубину и объем врубовой полости, скорость 2, БУР-2 и станки НКР-100, НКР-100М, СБВ-50 проходки выработки, повысить качество по своим техническим характеристикам дробления пород, снизить удельный расход ВВ, позволяют бурить длинные различного средств взрывания, объем буровых работ, а диаметра скважины во врубе, формируя также повысить коэффициент полезного дополнительные свободные поверхности действия (КПД) взрыва и КИШ. впереди забоя выработки в зоне повышенно- Для обоснования рациональных парамет-го горного давления, что может быть боль- ров БВР нового способа образования врубовой шим резервом повышения темпов проведе- полости были проведены опытные взрывы в ния выработок. условиях подготовительных выработок шахты

В процессе обоснования рациональных «Молодогвардейская» ПрАО «Краснодону-параметров БВР новой технологии ведения голь», опасной по взрыву метана и угольной взрывных работ необходимо учитывать пыли. особенности разрушения горного массива в В качестве объекта исследований для поле действия сил горного давления не учет оценки эффективности влияния на процесс которых может привести к увеличению формирования полости выбрано несколько объемов буровых работ, затрат взрывчатых вариантов конструкций врубов: при базовом веществ и средств взрывания (СВ). Поэтому паспорте БВР (рис. 1) – спиральный, а при изучение влияния отмеченных факторов – разработанном (рис. 2) – щелевой с незаряжен-неотъемлемое условие для решения вопро- ными компенсационными скважинами в его сов разработки новых технологических центре (рис. 3, а), прямой призматический вруб паспортов буровзрывных работ в статически с пробуренными в вертикальной плоскости в напряженных породах, обеспечивающих центре его двух компенсационных скважин скорость проведения и качественное оконту- (рис. 3, б) и прямой призматический трехъярус-ривание выработок, что способствует сниже- ный шагающий вруб с компенсационной нию потерь полезного ископаемого во время скважиной увеличенного диаметра в его его отбойки. центре (рис. 3, в). При этом контур врубовой

Реализация новой технологии проходки полости формируется шпуровыми зарядами выработок в крепких напряженных породах кумулятивного действия в шпурах увеличен-возможна с использованием разработанным ной длины третьего яруса.автором новых приемов образования врубо- Четыре серии экспериментальных взрывов, вой полости в крепких напряженных породах согласно программе-методике, выполняли в [2]. специально выбранном для этих целей забое

Суть предлагаемой технологии заключает- полевого квершлага, проводимого на конве-1 ся во взрывании зарядов трехъярусного йерный штрек первого яруса пласта i (гори-3

2цилиндрического или призматического зонт 617 м) площадью сечения 16,5 м . Шпуры шагающего вруба с замедлением, начиная от диаметром 43 мм бурили по забою установкой зарядов кумулятивного действия 3-го яруса и БУР-2, согласно базовому и разработанному заканчивая зарядами 1-го и 2-го ярусов на паспортам БВР, с различными конструкциями компенсационную полость. При этом повы- врубов [3].шается эффективность взрыва зарядов ВВ во

Новые приемы формирования врубовой полостив забое подготовительной выработки

Новые приемы формирования врубовой полостив забое подготовительной выработки

Рис.1. Базовый паспорт БВР для проведения полевого квершлага1пласта i , горизонт 617 м3

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 2524 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 •• ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

тствия соответствующей высокопроизводи- врубовых шпурах по разрушению массива тельной буровой техники по формированию горных пород в зоне расположения компенса-скважин во врубе, способной эффективно ционной полости и перераспределения стати-работать в крепких напряженных породах. И ческих напряжений по ходу проведения только в последние десятилетия появившие- выработки, что дает возможность увеличить ся на рудниках буровые установки БУЭ-1, БУЭ- глубину и объем врубовой полости, скорость 2, БУР-2 и станки НКР-100, НКР-100М, СБВ-50 проходки выработки, повысить качество по своим техническим характеристикам дробления пород, снизить удельный расход ВВ, позволяют бурить длинные различного средств взрывания, объем буровых работ, а диаметра скважины во врубе, формируя также повысить коэффициент полезного дополнительные свободные поверхности действия (КПД) взрыва и КИШ. впереди забоя выработки в зоне повышенно- Для обоснования рациональных парамет-го горного давления, что может быть боль- ров БВР нового способа образования врубовой шим резервом повышения темпов проведе- полости были проведены опытные взрывы в ния выработок. условиях подготовительных выработок шахты

В процессе обоснования рациональных «Молодогвардейская» ПрАО «Краснодону-параметров БВР новой технологии ведения голь», опасной по взрыву метана и угольной взрывных работ необходимо учитывать пыли. особенности разрушения горного массива в В качестве объекта исследований для поле действия сил горного давления не учет оценки эффективности влияния на процесс которых может привести к увеличению формирования полости выбрано несколько объемов буровых работ, затрат взрывчатых вариантов конструкций врубов: при базовом веществ и средств взрывания (СВ). Поэтому паспорте БВР (рис. 1) – спиральный, а при изучение влияния отмеченных факторов – разработанном (рис. 2) – щелевой с незаряжен-неотъемлемое условие для решения вопро- ными компенсационными скважинами в его сов разработки новых технологических центре (рис. 3, а), прямой призматический вруб паспортов буровзрывных работ в статически с пробуренными в вертикальной плоскости в напряженных породах, обеспечивающих центре его двух компенсационных скважин скорость проведения и качественное оконту- (рис. 3, б) и прямой призматический трехъярус-ривание выработок, что способствует сниже- ный шагающий вруб с компенсационной нию потерь полезного ископаемого во время скважиной увеличенного диаметра в его его отбойки. центре (рис. 3, в). При этом контур врубовой

Реализация новой технологии проходки полости формируется шпуровыми зарядами выработок в крепких напряженных породах кумулятивного действия в шпурах увеличен-возможна с использованием разработанным ной длины третьего яруса.автором новых приемов образования врубо- Четыре серии экспериментальных взрывов, вой полости в крепких напряженных породах согласно программе-методике, выполняли в [2]. специально выбранном для этих целей забое

Суть предлагаемой технологии заключает- полевого квершлага, проводимого на конве-1 ся во взрывании зарядов трехъярусного йерный штрек первого яруса пласта i (гори-3

2цилиндрического или призматического зонт 617 м) площадью сечения 16,5 м . Шпуры шагающего вруба с замедлением, начиная от диаметром 43 мм бурили по забою установкой зарядов кумулятивного действия 3-го яруса и БУР-2, согласно базовому и разработанному заканчивая зарядами 1-го и 2-го ярусов на паспортам БВР, с различными конструкциями компенсационную полость. При этом повы- врубов [3].шается эффективность взрыва зарядов ВВ во

Новые приемы формирования врубовой полостив забое подготовительной выработки

Новые приемы формирования врубовой полостив забое подготовительной выработки

Рис.1. Базовый паспорт БВР для проведения полевого квершлага1пласта i , горизонт 617 м3

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 2726 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

Новые приемы формирования врубовой полостив забое подготовительной выработки

Новые приемы формирования врубовой полостив забое подготовительной выработки

Рекомендуемые для испытаний различные П-5 – 76,5 кг, а по разработанном паспорту – типы врубов создавали путем бурения в длина - 2,2 м, количество шпуров – 80, общая центральной части компенсационных сква- масса ВВ – 71,2 кг.

Заряды инициировали электродетонатора-жин (шпуров) увеличенного диаметра – ми ЭДКЗ-ОП и ЭДКЗ–МП мгновенного и корот-горизонтальные, вертикальные и централь-козамедленного действия с восемью ступеня-ная (рис. 3, а, б, в), расширенная до диаметра ми замедления. Врубовые шпуровые заряды 100 – 150 мм, а вокруг них- комплекта врубо-взрывали электродетонаторами мгновенного вых шпуров. действия с замедлением между ступенями Разработанный паспорт БВР отличается от 15–20 мс. базового тем, что врубовая полость формиру-

Критерием оценки результатов взрывания ется с использованием прямого трехъярусно-служил коэффициент использования шпуров го призматического шагающего вруба шпура-(КИШ), качество отбитой взрывом породы и ми увеличенной длины. В шпурах третьего дальность ее разлета в забое выработки, а яруса формируются заряды ВВ кумулятивного также повреждение постоянного крепления. действия с размещением в торце сферичес-

Результаты экспериментальных взрывов кой полости с герметизацией устья шпуров при проведении полевого квершлага на забойкой из твердеющей смеси. При этом 1конвейерный штрек первого яруса пласта i 3расстояние между смежными шпурами увели-(горизонт 617 м) на шахте «Молодогвардей-чено до 0,61м вместо 0,45 м в сравнении с ская» приведены в таблице.базовым паспортом, а отбойка оставшейся

части породы по площади сечения выработки Из анализа результатов следует, что эффек-ведется зарядами сплошной конструкции с тивность взрывного разрушения крепких и герметизацией устья шпуров песчано- напряженных пород в значительной степени глинистой забойкой. зависит от типа вруба и конструкций шпуро-

Средняя длина взрываемых шпуров по вых зарядов, участвующих в формировании базовому паспорту составляла 1,8 м при полости в забое подготовительной выработ-одновременно взрываемых 85 шпурах и ки. общей массе взрывчатого вещества Угленит

Рис.3. Схемы исследуемых конструкций врубов с дополнительной компенсационной полостью:а – щелевой с незаряженными компенсационными скважинами во врубе ;б – прямой призматический вруб с пробуренными в вертикальной плоскости двух компенсационных скважинв – прямой призматический трехъярусный шагающий вруб с компенсационной скважиной увеличенного

диаметра

Рис.2. Разработанный паспорт БВР для проведения полевого 1

квершлага пласта i , , горизонт 617 м3

a б

в

• ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ • 2726 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

Новые приемы формирования врубовой полостив забое подготовительной выработки

Новые приемы формирования врубовой полостив забое подготовительной выработки

Рекомендуемые для испытаний различные П-5 – 76,5 кг, а по разработанном паспорту – типы врубов создавали путем бурения в длина - 2,2 м, количество шпуров – 80, общая центральной части компенсационных сква- масса ВВ – 71,2 кг.

Заряды инициировали электродетонатора-жин (шпуров) увеличенного диаметра – ми ЭДКЗ-ОП и ЭДКЗ–МП мгновенного и корот-горизонтальные, вертикальные и централь-козамедленного действия с восемью ступеня-ная (рис. 3, а, б, в), расширенная до диаметра ми замедления. Врубовые шпуровые заряды 100 – 150 мм, а вокруг них- комплекта врубо-взрывали электродетонаторами мгновенного вых шпуров. действия с замедлением между ступенями Разработанный паспорт БВР отличается от 15–20 мс. базового тем, что врубовая полость формиру-

Критерием оценки результатов взрывания ется с использованием прямого трехъярусно-служил коэффициент использования шпуров го призматического шагающего вруба шпура-(КИШ), качество отбитой взрывом породы и ми увеличенной длины. В шпурах третьего дальность ее разлета в забое выработки, а яруса формируются заряды ВВ кумулятивного также повреждение постоянного крепления. действия с размещением в торце сферичес-

Результаты экспериментальных взрывов кой полости с герметизацией устья шпуров при проведении полевого квершлага на забойкой из твердеющей смеси. При этом 1конвейерный штрек первого яруса пласта i 3расстояние между смежными шпурами увели-(горизонт 617 м) на шахте «Молодогвардей-чено до 0,61м вместо 0,45 м в сравнении с ская» приведены в таблице.базовым паспортом, а отбойка оставшейся

части породы по площади сечения выработки Из анализа результатов следует, что эффек-ведется зарядами сплошной конструкции с тивность взрывного разрушения крепких и герметизацией устья шпуров песчано- напряженных пород в значительной степени глинистой забойкой. зависит от типа вруба и конструкций шпуро-

Средняя длина взрываемых шпуров по вых зарядов, участвующих в формировании базовому паспорту составляла 1,8 м при полости в забое подготовительной выработ-одновременно взрываемых 85 шпурах и ки. общей массе взрывчатого вещества Угленит

Рис.3. Схемы исследуемых конструкций врубов с дополнительной компенсационной полостью:а – щелевой с незаряженными компенсационными скважинами во врубе ;б – прямой призматический вруб с пробуренными в вертикальной плоскости двух компенсационных скважинв – прямой призматический трехъярусный шагающий вруб с компенсационной скважиной увеличенного

диаметра

Рис.2. Разработанный паспорт БВР для проведения полевого 1

квершлага пласта i , , горизонт 617 м3

a б

в

Тип вруба

Кол-во шпуров,

шт.

Сред-няя

длина шпуров,

м

Уход забоя

за взрыв,

м

КИШ Расход ВВ Отброс породы

от забоя, м

Выход фракций

дробления, % на цикл,

кг удель-

ный, кг/м3 –100

мм +200

мм Спиральный 85 1,8 1,62 0,9 76,5 2,81 40 54,7 18,0 Щелевой 83 1,8 1,71 0,92 72,5 2,5 37 50,0 21,5 Призматический с двумя компенсационными скважинами

83

2,0

1,8

0,95

73,5

2,54

35

48,5

20,5

Призматический трехярусный с копенсационной скважиной в центре

80

2,2

1,95

0,97

71,2

2,34

25-28

40,4

21,2

28 • ЯНВАРЬ - МАРТ • 2014 • ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ •

Новые приемы формирования врубовой полостив забое подготовительной выработки

С использованием разработанных в ИГТМ ВыводыНАН Украины рекомендаций, реализованных 1. Результаты промышленных испытаний в новом паспорте БВР, на шахте шахте "Моло- позволили обосновать тип и рациональные догвардейская" ПрАО "Краснодонуголь" в параметры конструкции вруба, а также период 2011-2012 гг. пройдено более 300 м новый способ образования врубовой полости

1 при разрушении напряженных горных пород.полевого квершлага пласта i . Подвигание 3

2. Предложен новый паспорт БВР и забоя увеличилось до 20 %, что позволило обоснованы рациональные параметры шпуро-достичь прирост проходки за счет увеличения вых зарядов ВВ и их расположение по сечению КИШ свыше 30 м подготовительной выработ-выработки.ки. Экономическая эффективность от исполь-

3. Оценена экономическая эффектив-зования предложенных рекомендаций, с ность проходки подготовительных выработок учетом экономии по статье постоянных с использованием разработанных рекоменда-расходов, составила более 1400 грн. на 1м ций, позволяющих увеличить скорость прове-погонной длины подготовительной выработ-дения выработок при одновременном сниже-ки, что позволило снизить капитальные нии затрат.затраты на проведение выработок и повысить

темпы подвигания забоя в глубоких шахтах Донбасса.

Таблица Результаты промышленных испытаний разработанных параметров БВР

Литература1. Ищенко К. С. Повышение эффективности способов управления взрывным разрушением крепких напря-женных пород в глубоких шахтах / К. С. Ищенко, А. К. Ищенко // Уголь. - 2009. - № 2.- С. 9-12 .2. Пат. № 88827 Україна, МПК 9 Е21С37/00; Е21Д9/00. Спосіб утворення врубової порожнини в міцних напру-жених породах / А. Ф. Булат, К. С. Іщенко, В. Я. Осінній; заявник і власник патенту ІГТМ НАН України. - № 2008 03853; замовл. 27.03. 08 р.; надр. 25.11. 09. - Бюл. № 22.3. Ищенко К. С. Новые подходы к формирование врубовой полости/ К. С. Ищенко, В.В. Зберовский, А.Н. Нискевич // Уголь Украины. - 2012. - № 7.- 2012. - С. 8-14.