CC BY
69
© Г.А. Янченко, А.В. Жаровкин,
Е.С. Булычева, 2003
УЛ К 622.94(045)
Г.А. Янченко, А.В. Жаровкин, Е.С. Булычева
О ПАРАМЕТРАХ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗБУРИВАНИЯ ВЗРЫВНЫХ СКВАЖИН В ЖЕЛЕЗИСТЫХ КВАРЦИТАХ КОСТОМУКШСКОГО ГОКа ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЭМУЛЬСИОННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ ТИПА «СИБИРИТ-1200»
Повышение эффективности добычи полезных ископаемых и конкурентоспособность горнодобывающих предприятий во многом зависит от степени совершенства технологии ведения взрывных работ.
Наблюдаемое за последние два десятилетия заметное повышение эффективности взрывных работ было непосредственно связано с ростом применения взрывчатых веществ простейшего состава и водосодержащих взрывчатых веществ (ВВ), включая эмульсионные ВВ. Объемы применения таких ВВ в высокоразвитых горнодобывающих странах (США, Канада, Австралия) в настоящее время превышают 90%. При этом значительная доля этих ВВ, особенно предназначенных для беспатронного механизированного заряжания скважин, изготавливается непосредственно на горных предприятиях. Среди взрывчатых веществ, изготавливаемых непосредственно на горных предприятиях, самыми высокими темпами развития характеризуются эмульсионные взрывчатые вещества. Основными достоинствами этих ВВ являются: высокий уровень безопасности производства и применения, возможность полной механизации процесса заряжания и регулирования энергетических характеристик, а также доступность и дешевизна сырья.
Кроме того, в составе этих ВВ не содержится взрывчатых веществ, а придание эмульсионной матрице взрывчатых свойств осуществляется, как правило, уже в скважине. Это снимает проблемы, сопутствующие перевозке и хранению опасных грузов. За последнее десятилетие на горнодобывающих предприятиях России построено более 10 комплексов по изготовлению и применению эмульсионных взрывчатых веществ, использующие технологии различного типа, некоторые из которых приобретены у зарубежных фирм. Эти технологии отличаются уровнем технологической безопасности, степенью адаптированно-сти к российской сырьевой базе и некоторым другим показателям, обуславливающим эффективность применения той или иной технологии в условиях конкретного горного предприятия.
Начиная с 1990 г. ЗАО «Нитро Сибирь» занимается разработкой рецептур, технологии изготовления и применения эмульсионных взрывчатых веществ, а также проектированием, строительством и эксплуатацией комплексов по производству этих взрывчатых веществ. В настоящее время завершено строительство одного из крупнейших в Европе комплексов такого типа на Костомукшском ГОКе (в настоящее время ОАО «Карельский окатыш»), что предопределило преимущественное использование в дальнейшем для взрывного дробления железистых кварцитов эмульсионного ВВ типа «Сибирит-1200». Состав «Сибирит-1200» и его основные характеристики приведены в табл.1 и 2.
В настоящее время бурение взрывных скважин на Костомукшском ГОКЕ (далее КГОК) осуществляется станками шарошечного бурения типа СБШ-250МНА и СБШ-270ИЗ. Однако в работах [1,
2, 3] показано, что на КГОКе более перспективно использование комбинированной технологии обури-вания железистых кварцитов, при которой, как известно, бурение взрывных скважин осуществляется наиболее эффективным способом (на сегодняшний день на КГОКе это шарошечный) с последующим термическим разбуриванием в них котловых расширений. Выводы были сделаны по результатам сравнения себестоимости обуривания железистых кварцитов шарошечным способом и комбинированной технологией.
При такой технологии максимальная эффективность взрывного дробления горных пород достигается при оптимальном диаметре котлового расширения d, opt, который с погрешностью порядка 20 % может быть определен следующим образом [3]:
4Їік
п
Y
Р
V^ П.в У
(1)
где 1к - длина котлового расширения скважины, соответственно заполняемого взрывчатым веществом (далее ВВ), м; стсж - предел прочности породы при одноосном сжатии, Па; Р.в - давление продуктов взрыва на стенки котлового расширения в момент перехода ВВ в
Таблица 1
СОСТАВ «СИБИРИТ-1200»
Компонент Массовая доля, %
Селитра аммиачная 78,4±3,0
Кислота азотная до 0,1
Вода 15,5±0,5
Масло индустриальное 5,5±0,5
Эмульгатор 1,0±0,5
Нитрит натрия (сверх 100 %) -в виде водного раствора 0,04±0,1
Таблица 2
OCHOBHb/Е XAPAKTEPИCTИKИ «СИБИРт-1200»
Характеристика Показатель
Плотность, кг/м3 1250±0,05
Теплота взрыва, кДж/кг 2580
Кислородный баланс, % -4,8
Объем продуктов взрыва 1 кг ВВ, нор. м3/кг* 1,1
Объемная энергия взрыва, (при р=1250 кг/м3), кДж/м 3,2-106
Критический диаметр в стальной трубе, мм 5 2 0 2
Скорость детонации, км/с ,0 6, ,5 5,
Минимальный инициирующий заряд ТНТ, г 2
Стабильность в скважине, сутки 45
* нор. м3 - нормальный метр кубический, то есть метр кубический газа, отнесенный к нормальным физическим условиям (Т=Т0=273,15 К и Р=Р0=101325 Па)
газообразное состояние, Па; п - коэффициент перехода теплоты взрыва в энергию деформирования разрушаемой породы. Величину Р.в в (1) рекомендовано определять на основании обобщенного закона Бойля-Мариотта и Гей-Люссака относительно нормальных физических условий:
Р = РрУпв (Р0. Т0 )ТП.ВРвв
ПВ 273,15(1 -арвв) , ( )
где Кпв(Р0, Т0) - объем продуктов взрыва 1 кг ВВ, отнесенный к нормальным физическим условиям, нор. м3/кг; 7ї.в - абсолютная температура продуктов взрыва в момент перехода ВВ из твердого состояния в газообразное (далее взрывчатое превращение), К; рв - плотность заряжания ВВ в котловом расширении, кг/м3; а -коэффициент, учитывающий относительный собственный объем молекул (коволюм) в газообразных продуктах взрыва, на основании опытных данных рекомендовано определять а как а = 0,001 Кі.в(Р, Т0) при рв < 1000 кг/ м3 и а = 0,0006 Кі.в(Р, Т0) при рв > 1000 кг/ м3.
Величина Кпв(Р0, Т0) определяется либо экспериментально (см. табл. 2), либо рассчитывается на основании реакции взрывчатого превращения ВВ в соответствующие газообразные продукты, при этом последние рассматриваются как идеальные газы. В этом случае выражение для расчета Кі.в(Р0, Т0) записывается в следующем виде:
Уп.в (Р..То ) = •
у„(і, То)!'
(3)
Е (тг&)
1=1
где Ул(Р0, Т0) - молярный объем идеального газа, как известно Кпв(Р0, Т0) = = 22,414 нор. м3/кмоль; п, т, -количество киломолей 1-го компонента в газообразных продуктах взрыва и в самом ВВ; л - молярная масса 1го компонента ВВ, кг/кмоль; к - число компонентов.
Величины п, т,- и л определяются из химических формул компонентов ВВ и химической формулы реакции взрывчатого превращения компонентов ВВ в газообразные продукты взрыва. Сравнение расчетных и экспериментальных величин Упв(Р0, Т0) позволяет судить о точности рассматриваемой химической реакции взрывчатого превращения ВВ. Для «Сибирит-1200» в первом приближении может быть предложена следующая химическая реакция его взрывчатого превращения: 9,83ЫИ4ЛО3 + 0,05МаМ03 + 0,32СиМ26 + 8,6Н 2О ^ 32,42Н2О + 0,025Ма20 + +3,84СО +1,95МО + 8,88^2.
Появление в продуктах взрыва довольно большого количества оксида углерода обусловлено отрицательным кислородным балансом «Сибирит-1200».
Учитывая, что молярные массы 1ЧН4М03, МаМОь, СгНб, и Н2О равны, соответственно, 80; 85; 170 и 18 кг/кмоль, определим величину Кпв(Р0, Т0):
22.414 (32.42 + 0.025 + 3.84 +1.95 + 8.8
нор. м /кг.
К (Р0, Г0\=~ ’ 1,06
' 0 ' 9,93-80 + 0,05-85 + 0,32-170 + 8,6-18
Сравнение рассчитанной величины Упв(Р0, Т0) с экспериментальной (см. табл. 2) показывает, что они практически одинаковы. Следовательно, данная химическая формула взрывчатого превращения «Сибирит-1200» довольно правильно отражает химизм этого процесса.
Температуру продуктов взрыва ВВ наиболее просто определять по шкале температур Цельсия по следующей
приближенной формуле [4], которая часто используется для подобных расчетов:
0вв,л
Іп .в
(4)
Суи (°...і(п.в)
где (3ВВм - молярная, то есть отнесенная к 1 киломолю, теплота взрыва ВВ, кДж/кмоль; Су,и(0..Лпв) - изохорная молярная теплоемкость продуктов взрыва, усредненная в диапазоне температур от ^ = 0 0С до t = 4.в; кДж/(кмоль-0С); [4.в] = 0С.
Для расчета величины <ЭВВ/М, определим сначала молярную массу «Сибирит-1200», при этом учтем, что сумма т,, участвующих в реакции компонентов ВВ равна 9,83+0,05+0,32+8,6=18,8 кмоль:
к 9 83 0 05 0 32 8 6
иВ = Ти, -и -------80 + --85 + ----170 + ——18 « 53.2кг / кмоль.
и 'Д 18. 8 18. 8 18. 8 18. 8
где и, д - молярная доля 1-го компонента вещества с молярной массой и,
Следовательно, имеем: <3ВВ<и = 2580-53,2 « 137260 кДж/кмоль.
При расчетах ^.в по формуле (4) рекомендовано использовать температурную зависимость средней изо-хорной молярной теплоемкости продуктов взрыва в виде полинома 1-й степени:
Су(0...) = А + В£(5) где А и В эмпирические коэффициенты.
Использование зависимости Суи(0..Л) в виде полинома 1-й степени позволяет представить (4) в виде квадратного уравнения и получить его решение относительно ^.в в явном виде:
-А + >/ А + 4 Б01
ВВ. и
2Б
(6)
Для определения коэффициентов А и В рекомендовано использовать эмпирические зависимости Су,м(0..Л), полученные для отдельных газовых компонентов продуктов взрыва также в виде полиномов 1-й степени:
Суи(0..Л)= а + ві (7)
где а и в - эмпирические коэффициенты, значения которых для основных газовых компонентов продуктов взрыва приведены ниже в табл. 3; ^ ] = 0С; [Су,(0..Л)\ = кДж/(кмоль-°С).
Значения коэффициентов А и В в (5) рекомендовано определять как:
А = £ ап ; Б = Ев,п, . (8)
/=1 1=1
Однако, такой метод определения коэффициентов А и В у смесевых ВВ требует определенной корректировки химической формулы их взрывчатого превращения. Для левой части уравнения необходимо выполнение уск
ловия ^ = 1. Для этого разделим правую и левую
і=1
Таблица 3
ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ а И в В УРАВНЕНИИ (7) АЛЯ ОСНОВНЫХ ГАЗОВЫХ КОМПОНЕНТОВ ПРОАУКТОВ ВЗРЫВА
Основные газовые компоненты продуктов взрыва Значения коэффициентов
а в10*
Двухатомные газы 20,10 18,80
Пары воды 16,76 90,00
Диоксид углерода 37,70 24,30
Четырехатомные газы 41,90 18,80
г=1
части химического уравнения на 18,8:
0,52МЯ4 NO3 + 0,003NaNO3 + 0,017C12 Я26 + 0,46Я2O 1,72ff2O + 0,001Na2O + +0,20Ш + 0,10 Ж + 0,47М,.
В этом случае имеем:
А и 1,72-16,76 + 0,20-20,10 + 0,10-20,10 + 0,47-20,10 = =44,30;
В и (1,72-90,00 + 0,20-18,80 + 0,10-18,80 +
0,47-18,80)-10-4 = =169,3-10-4 .
Следовательно, получаем:
-44,30 + 444,302 + 4-169,3-10-4 -137260 1 _
tп в —-------------------------\~ 1825 C.
п . в 2-169,3-10
Учитывая, что 7Л.в = (п.в + 273,15 = 1825 + 273,15 = 2098,15 К по формуле (2) получаем:
= 101325-1,06-2098,15-1250 ж 5,03-109па 273,15 (1 - 0,0006-1,06-1250)
При высоте добычных уступов порядка 15 м, что характерно для современных горно-обогатительных комбинатов, разрабатывающих железистые кварциты, длина котловых расширений во взрывных скважинах составляет порядка 1к = 10 м. Согласно [5], железистые кварциты Костомукшского железорудного месторождения, относящиеся к категории крепких руд, имеют 1У категории трещиноватости и стсж и 210 МПа. Для такой категории трещиноватости величина п и 0,12...0,15 [6].Следовательно, при расчете величины ор примем П = 0,135. Подставляя все исходные данные в уравнение (1), получаем:
d ЖМ0М2
к,ор' 0,135 ^5,03-109)
Таким образом, при использовании для взрывного дробления массива Костомукшских железистых кварцитов «Сибирит-1200» оптимальный диаметр котлового расширения во взрывных скважинах при высоте добычных уступов порядка 15 м должен быть около 0,166 м. Даже если предположить, что результаты расчетов дали заниженную на 20 % величину d1 ор1, то и тогда величина оптимального диаметра котлового расширения не превысит 0,2 м. Это примерно на 25.35 % меньше, диаметра скважин, которые бурятся в настоящее время на КГОКе вышеуказанными станками шарошечного бурения. Следовательно, при использовании для взрывного дробления железистых кварцитов в качестве ВВ «Сибирит-1200» термическое разбуривание таких скважин в принципе не даст максимально возможного положительного эффекта. Это может быть получено только в случае бурения пионерных скважин диаметром
Результаты расчетов величин G,- по этой формуле
dc м 0,130" 0,140 0,149 0,159
G0 кг/ч 39,2 45,5 51,6 59,0
Численные значения d приняты, исходя из параметрического ряда диаметров долот для станков ударно-вращательного бурения, предназначенных для бурения скважин небольшого диаметра на открытых горных работах в очень крепких и в высшей степени крепких (по М.М. Протодъяконову) породах [1].
Для термического расширения взрывных скважин небольшого диаметра наиболее приемлем (по техническим и экономическим показателям работы) станок «Дракон», разработанный канадской фирмой ROCMEC INTERNATIONAL INC совместно с Московским государственным горным университетом [1, 2, 3]. Данный станок включает в себя базовый грузовой автомобиль, на платформе которого установлены: компрессор, насосы для подачи воды и топлива, емкости для воды и дизельного топлива, гидравлическая система для горизонти-рования станка, трехколенный гидравлический манипулятор длиной 7,2 м с сектором рабочего поворота 2700, что позволяет с одной установки станка расширять до 5-и скважин. Подвеска воздушно-огнеструйного терморасширителя к манипулятору - гибкая, что предопределяет использование у терморасширителя центрально ориентированного выходного сопла. Для оценки параметров термического разбуривания скважин таким термоинструментом воспользуемся инженерной методикой, разработанной проф. Гончаровым С.А. [3].
Согласно [3], диаметр котлового расширения d, получаемый при термическом разбуривании скважин воз-душно-огнеструйным терморасширителем с центрально расположенным соплом Лаваля и оптимальным расходом грючего, связан с начальным диаметром разбуриваемой скважины d, массовым расходом горючего Gг, физическими свойствами горных пород и средними параметрами теплообмена в зоне хрупкого термического разрушения следующей зависимостью:
4V’G C
-tv VJr^OE
{к...tp)
nar
(7 Л
Т — i Ккр ,
+ d2
(10)
где V' = К,б^г - объем породы, разрушаемой при термическом разбуривании скважины, приходящийся на 1 кг сожженного горючего, м3/кг; Соб(4,...^,) - - изобарная объемная теплоемкость породы, усредненная в диапазоне температур от начальной температуры породы tH « dс < d, opt, то есть относительно небольшого диаметра, с 0 0С до tp, кДж/(м3 • 0С); tp - температура хрупкого тер-последующим их разбуриванием воздушно-огнеструй-ными термоинструментами небольшой тепловой мощности. Массовый расход горючего Gг , в настоящее время у современных станковых термоинструментов это дизельное топливо, определим из следующего выражения
[1]: Gг = - 14,2d4 + 7,99d3 - 0,76d2 + 0,079d, (9)
где [G^ = кг/с; [dj = м.
мического разрушения породы, С; ОСпр - усредненный
по зоне хрупкого термического разрушения приведенный коэффициент теплоотдачи, кВт/(м2-0С); Тт - температура продуктов сгорания горючего в воздухе, усредненная по зоне хрупкого термического разрушения, С; Юб - объемная скорость хрупкого термического разрушения породы в процессе разбуривания скважины,
Таблица 4
РАСЧЕТНЫЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ СКВАЖИН В ГРАНИТАХ КАРЬЕРА tКОЛУМБИЯ>
м3/с.
ПРИ РАЗБУРИВАНИИ
Величина ОСцр является функ-
Ипоп, м/ч 4 6 8 10 12 14 термического разрушения породы
аПР , Вт/(м2 0С) экспериментальные - 1167 1518 2077 3076 527"коэффициента теплоотдачи от высо-
расчетные 908 1232 1489 2019 3165 526(котемпературных продуктов сгора-
ПР
ния стенкам скважины а и формы конусной части котловой полости в этой зоне, зависящей от скорости подъема термоинструмента в процессе разбуривания
скважины. Определять аПр рекомендовано [3] с
мощью экспериментально зависимости аПР = / (упод ) ,
полученной при разбуривании скважин в гранитах карьера «Колумбия» (Канада) (далее базовая кривая).
Для определения апр в конкретном случае необходимо
иметь данные (Ь, Ь, ИіОД, 0-) хотя бы одного эксперимента по разбуриванию скважин в рассматриваемой породе. При наличии этих данных легко определяются:
Уб = 0,25^(<2 -л])Упод и У'= , (11)
О
Д .Т
а затем из (10) рассчитывается аПр . Далее на графике базовой кривой аПр = / (упод ) фиксируется точка с
координатами аПр и кпод, полученными в ходе эксперимента в рассматриваемой породе. Затем через эту точку проводится кривая параллельно базовой кривой
апр = / (УПОд ) . С помощью этой новой кривой определяются величины аПр для необходимых Упод и по
формуле (10) рассчитываются с&, соответствующие этим Кпод.
Следует отметить, что при выводе (10) условно было принято, что V' и ТТ являются постоянными вели-
имеющих место при
чинами при всех значениях термическом разбуривании скважин в соответствующей породе. При этом, для воздушно-огнеструйных терморасширителей с центрально расположенным соплом Лаваля рекомендовано в расчетах использовать
Т = 1400 0С. Такие допущения в принципе не совсем
верны. Остается надеяться, что возникающие от этого ошибки соответствующим образом скорректированы
при получении базовой кривой а„и = / () .
пр л \ под /
Предложенный в [3] метод определения аПр для
рассматриваемой породы в принципе несложен, однако связан с необходимостью построения соответствующих графических зависимостей. Это не совсем удобно в практических расчетах. Более удобно, особенно при использовании современных вычислительных средств, графические построения заменить аналитическими расчетами. Обработка приведенных в [3] экспериментальных данных показала, что базовая кривая апр = f (пОд) очень хорошо, корреляционное отношение г = 0,99938, описывается следующим полиномом третьей степени:
аПР =-1308,91+986,24 кПод-136,44( кПод)2+7,11( О3, (12)
где [аПр ] = Вт/(м2-°С); [Кпод] = м/ч.
Ниже в табл. 4 приведены значения аПр , рассчитанные по формуле (12), и определенные на основании экспериментов в [3].
Параллельный перенос кривой, как известно, осуществляется путем переноса каждой точки переноси-
мой кривой по нормали на определенное расстояние. Однако в этом случае полученная новая кривая, хотя и является параллельной исходной, будет описываться уже новым аналитическим выражением. Получение этого выражения при наличии только одной экспериментальной точки является довольно сложной задачей. Однако анализ кривой, описываемой уравнением (12), показывает, что она имеет в целом относительно небольшую кривизну. Это дает возможность с погрешностью вполне приемлемой для практических расчетов заменить параллельный перенос базовой кривой аПр = / (УПОд ) ее переносом только по оси абсцисс, то
есть по оси кпод. В этом случае аналитическое выраже-для рассматриваемой породы может
ние а =
ПР
f ( УПОД )
быть получено довольно легко. Оно будет отличаться от уравнения (12) только изменением аргумента, то есть величины кпод, на величину Акпод переноса кривой апр = f (упод ) т оси кПод. Величина АкПод довольно
легко определяется при наличии данных даже одного эксперимента. Согласно [3], при разбуривании скважин с Ьс = 250 мм в Костомукшских железистых кварцитах воздушно-огнеструйным терморасширителем с центрально расположенным соплом Лаваля были получены следующие экспериментальные данные: упод = 9 м/ч, С7г = 100 кг/ч, Ь = 415 мм.
Используя эти данные, определим величину апр,
имеющую место при этих параметрах разбуривания. Если в (10) подставить выражения (11) для расчетов V ', то получим:
,) .
(13)
(7 л Т _ 1
Л ,
Выполненный в [7] расчет Костомукшских железистых кварцитов с учетом изменения его физических свойств в поле температур показал, что этот кварцит имеет » 480 0С, при этом Соб(й,...^р) « 2,57-10б Дж/(м30С). Учитывая это, получаем, что при данных параметрах разбуривания имело место апр х х 3352
Вт/(м20С). Так как уравнение (12) является полиномом 3й степени, то его корни при известном апр в явном виде
не могут быть определены. При наличии персональных компьютеров с установленными соответствующими математическими системами или программируемых калькуляторов определение этих корней проблем не вызывает. Очень просто, методом интерполяции, это можно сделать и при наличии даже самых простых калькуляторов. Анализ данных табл. 4 показывает, что для получения аПр =
3352 Вт/(м2 0С) на базовой кривой упод должна находиться между 12 и 14 м/ч. Тогда:
14 _12
:(3352 _ 3165) 0,178м/ч
Аупод :
5266 - 3165
Таблица 5
ВЕЛИЧИНЫ а ПРИ ТЕРМИЧЕСКОМ разбуривании скважин
ПР
в костомукшских железистых кварцитах
•'пои. м/ч 4 6 8 10 12 14
аПР , Вт/(м2-°С) 137 0 174 7 259 8 426 5 708 9 1141 2
Таблица б
ВЕЛИЧИНЫ М, (В ЧИСЛИТЕЛЕ) И Уов М3/Ч, (В ЗНАМЕНАТЕЛЕ), ПОЛУЧАЕМЫЕ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОМ
РАЗБУРИВАНИИ СКВАЖИН С = 0,130; 0,140; 0,149 И 0,159 М ВОЗАУШНО- ОГНЕСТРУЙНЫМ ТЕРМОРАСШИРИТЕЛЕМ В КОСТОМУКШСКИХ ЖЕЛЕЗИСТЫХ КВАРЦИТАХ
0, м С, кг/ч Утю 0, м/ч
4 6 8 10 12 14
0,130 39,2 0,35 / 0,33 0,32 / 0,39 0,27 / 0,35 0,23 / 0,19 0,19 / 0,19 0,17 / 0,14
0,140 45,5 0,38 / 0,38 0,34 / 0,45 0,29 / 0,40 0,24 / 0,31 0,21 / 0,22 0,19 / 0,16
0,149 51,6 0,40 / 0,44 0,36 / 0,51 0,31 / 0,46 0,26 / 0,35 0,22 / 0,25 0,20 / 0,18
0,159 59,0 0,43 / 0,50 0,39 / 0,59 0,33 / 0,52 0,28 / 0,40 0,24 / 0,29 0,21 / 0,21
Следовательно, на базовой кривой апр =
3352 Вт/(м2-0С) будет получен при упод = 12 +
Дк под =12 + 0,178 =
= 12,178 м/ч. Таким образом, базовую кривую а = Г (V ), необхо-
^ПР J \ уПОД ) ’
димо сместить влево (9 м/ч < 12,178 м/ч) на величину Дкпод = 12,178 - 9 =3,178 м/ч. Только в этом случае базовая кривая при переносе пройдет через экспериментальную точку с координатами кпод = 9м/ч и аПр = = 3352 Вт/(м2-0С). При
переносе кривой а™ = Г ((„„ ) влево, то есть в сто-
11Р ^ \ ПОД !
рону противоположную направлению оси кпод, знак у Дкпод должен быть соответственно плюс.
В этом случае уравнение (12) при термическом раз-буривании скважин в Костомукшском кварците будет иметь вид:
аПР = - 1308,91 + 98б,24( Кпод + 3,178) - 13б,44(код + +3,178)2 + 7,11(кпод + 3,178)3, (14)
где [аПр ] = Вт/(м2-0С); [кпод] = м/ч.
В табл. 5 для наглядности приведены результаты расчетов аПР по уравнению (14).
Используя вышеуказанные экспериментальные данные по термическому разбуриванию скважин в Косто-мукшских железистых кварцитах, найдем величину V: Vоб * 0,25-3,14-(0,4152 - 0,2502)-9 * 0,77б м3/ч;
, 0,116 3 3,
V * —------= 7,76-10 3 м /кг.
100
Результаты расчетов величин Ь и 14б при термическом разбуривании взрывных скважин в Костомукш-ских железистых кварцитах воздушно-огнеструйным
терморасширителемв с центрально расположенным выходным соплом Лаваля и оптимальной величиной С7г, приведены ниже в табл. б.
Анализ полученных результатов показывает, что, не смотря на относительно небольшую тепловую мощность рассматриваемых терморасширителей (примерно в 2,5...3,5 раз меньше, чем у подобных термоинструментов, используемых для разбуривания скважин с Ь, = 0,250 м) процесс термического разбуривания будет характеризоваться довольно высокой интенсивностью. Время образования котлового расширения длиной порядка 10 м, что характерно для уступов высотой порядка 15 м, скважин с Ь, = 0,130 м не превысит 1 часа, а с Ь, = 0,159 м - 0,б часа.
При всех Ь, имеет место четкая взаимосвязь между 1^об и Июд, причем примерно одинакового вида с точкой экстремума (максимума) при кпод * б м/ч. Поэтому, как уже было отмечено выше, указание на постоянство в процессе разбуривания величины V' [2, 3] не совсем правильно. На наш взгляд более логично было бы в этих работах показать как взаимосвязь V'= Д кпод) была учтена при получении базовой зависимости, описываемой уравнением (12). Выбор оптимальных параметров комбинированной технологии обуривания Костомукшских железистых кварцитов (Ь, кпод, и т. д.) является сугубо экономической задачей. Принципы ее решения подробно рассмотрены в [1].
1. Гончаров С.А., Вяткпн Н.Л, Коротаев И.Г. Техника и комбинированная технология обуривания уступов на карьерах // Горная промышленность. - 1998. - № 5. С. 2-4.
2. Гончаров С.А. Техника и технология буровых работ нового уровня на карьерах // Горный журнал. -199б. - № 11-12. С. 5-7
3. Гончаров С.А. Термическое расширение взрывных скважин на
карьерах: Учебное пособие. - М.: Изд-во МГГУ, 2002. - 89 с.
4. Лабораторные и практические работы по разрушению горных пород взрывом: Учебное пособие для вузов / Кутузов Б.Н., Комащенко В.И., Носков В.Ф. и др. - М.: Недра, 1981. - 255 с.
5. Почекутов В.И. Установление закономерностей взрывания обводненных пород водонаполненными взрывчатыми веществами для оптимизации параметров БВР на карье-
список литературы
рах: Автореф. дис....канд. техн. наук. - М., 2000. - 24 с.
6. Практикум для лабораторнопрактических занятий в производственных условиях / Гончаров С.А., Дре-мин А.И., Ершов Н.Б., и др. - М.: МГГУ, 1995. - 30 с.
7. Янченко Г.А., Боголюбов А.А., Гетало А.И. Буримость железистых кварцитов Костомукшского месторождения // Изв. Вузов. Горный журнал. - 1980. - № 1. - С. 72-76.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ --------------------------------------------------------------------------------------
Янченко Геннадий Алексеевич - профессор, доктор технических наук, кафедра «Физика горных пород и процессов», Московский государственный горный университет.
Жаровкин Андрей Васильевич- студент гр. ГФ-Р- 97 Московского государственного горного университета. Булычева Екатерина Сергеевна - студентка гр. ГФ-Р- 97 Московского государственного университета.
Файл: ЯНЧЕНКО
Каталог: G:\По работе в универе\2003г\Папки 2003\GIAB9_03
Шаблон:
C:Шsers\Таня\AppData\RoammgYMlcmsoftYШаблоны\
Normal•dotm Заголовок: Семинар 2
Содержание:
Автор: 1
Ключевые слова:
Заметки:
Дата создания: 24.07.2003 11:21:00
Число сохранений: 8
Дата сохранения: 24.07.2003 11:49:00 Сохранил: Гитис Л.Х.
Полное время правки: 28 мин.
Дата печати: 09.11.2008 1:24:00
При последней печати страниц: 5
слов: 3 790 (прибл.)
знаков: 21 604 (прибл.)
