Научная статья на тему 'Прогнозирование величины давления акустических воздушных волн при разрыхлении скального грунта зарядамигдш'

Прогнозирование величины давления акустических воздушных волн при разрыхлении скального грунта зарядамигдш Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
52
23
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Область наук
Ключевые слова
LOOSENING ROCKY SOILS / THE GASIFIER PRESSURE BLAST HOLE / ACOUSTIC AIR WAVE / SAFE DISTANCE

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Ненахов Иван Андреевич, Фоменкова Вера Евгеньевна, Кириллов Сергей Сергеевич, Ганопольский Михаил Исаакович

В статье приведены результаты измерений величины давления в акустических воздушных волнах (АВВ) при разрыхлении скального грунта с использованием газогенераторов давления шпуровых ГДШ. Показано, что максимальная величина давления в АВВ при срабатывании зарядов ГДШ в среднем в три раза меньше, чем при взрывании зарядов промышленных ВВ такой же массы

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Ненахов Иван Андреевич, Фоменкова Вера Евгеньевна, Кириллов Сергей Сергеевич, Ганопольский Михаил Исаакович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

FORECASTING THE MAGNITUDE OF THE ACOUSTIC AIR PRESSURE WHEN LOOSENING OF THE ROCK MASS CHARGES GPB

The article presents the results of measurements of the pressure in air acoustic waves (AAW) when loosening the rocky soil with the use of pressure generators blast hole GPB. It is shown that the maximum value of the pressure in AAW when triggered, charges GPB on average three times less than when blasting of charges of industrial explosives of the same weight

Текст научной работы на тему «Прогнозирование величины давления акустических воздушных волн при разрыхлении скального грунта зарядамигдш»

Литература

1. Гордеев В.А., Волков П.В. Ткачество. Москва, изд. ЛИЛП, 1959, 232с

2. Ворошилов В.А. Веретоно. Москва, Гиз-легпром, 1969, 120с

3. Малышев А.П. Основы теории наматывания нити. Москва, Научно-исследовательские труды МТИ, 1984, 127 с.

4. Прошков А Ф. Механизмы раскладки нити. Москва, Легпромбытиздат, 1972, 150с.

5. Ефремов Е.Д. Основы теории наматывания нити на паковку. Москва, Легкая и пищевая промышленность, 1982,152 с.

6. Боборыков И.И. К теории намотки ватерного початка. Москва, Изв. МТИ, 134с.

7. Simon L., H.Hübner. Vorbereitungstechnik für die Weberei, Wirkerei und Stricerei Veb Fachbuchverlag, Leipzig, 1983, 123р.

8. Лазаренко В.М. О толщине слоя и плотности намотки пряжи. Л., Труды ЛТИ, 1987, № 9, с. 117120

9. Карезо В. Д. Распределение плотности в цилиндрической бобине крестовой намотки. Из. вузов, Технология текстильной промышленности, 1970, №3, с. 45-48

10. Фатдахов Р.М., Джахангирова М.Г. О формировании и строении паковок параллельной намотки. Материалы международной конференции "Текстильные материалы ХХ1 века" Санкт Петербург, 2005, с. 246-250

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ДАВЛЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВОЛН ПРИ РАЗРЫХЛЕНИИ СКАЛЬНОГО ГРУНТА ЗАРЯДАМИ

ГДШ

Ненахов Иван Андреевич

Главный инженер ООО «Промтехвзрыв», г. Москва Фоменкова Вера Евгеньевна Ведущий эксперт ООО «Промтехвзрыв», г. Москва Кириллов Сергей Сергеевич Старший инженер ООО «Промтехвзрыв», г. Москва Ганопольский Михаил Исаакович Докт. техн. наук, технический директор ООО «ЦПЭССЛБВР», г. Москва

FORECASTING THE MAGNITUDE OF THE ACOUSTIC AIR PRESSURE WHEN LOOSENING OF THE ROCK MASS CHARGES GPB

Nenachov Ivan

Сhief engineer of OOO «Promtechvzryv», Moscow

Fomenkova Vera

Leading expert of OOO «Promtechvzryv», Moscow

Kirillov Sergey

Senior engineer of OOO «Promtechvzryv », Moscow

Ganopolskiy Mikhail

Doctor of Engineering Sciences, technical Director of OOO «CPESSL BVR»,

Moscow

АННОТАЦИЯ

В статье приведены результаты измерений величины давления в акустических воздушных волнах (АВВ) при разрыхлении скального грунта с использованием газогенераторов давления шпуровых ГДШ. Показано, что максимальная величина давления в АВВ при срабатывании зарядов ГДШ в среднем в три раза меньше, чем при взрывании зарядов промышленных ВВ такой же массы.

ABSTRACT

The article presents the results of measurements of the pressure in air acoustic waves (AA W) when loosening the rocky soil with the use ofpressure generators blast hole GPB. It is shown that the maximum value of the pressure in AA W when triggered, charges GPB on average three times less than when blasting of charges of industrial explosives of the same weight.

Ключевые слова: разрыхление скальных грунтов; газогенератор давления шпуровой; акустические воздушные волны; безопасное расстояние.

Keywords: loosening rocky soils; the gasifier pressure blast hole; acoustic air wave, safe distance.

Как известно, при разработке котлованов и траншей и планировки поверхности на различных строительных объектах во многих случаях выполняют работы по предварительному разрыхлению скальных грунтов. При разрыхлении разборных грунтов эти работы выполняют с использованием строительных механизмов, а при разрыхлении крепкого скального

грунта - буровзрывным способом или с использованием невзрывчатых средств, к которым относятся газогенераторы давления шпуровые ГДШ [1,2].

При производстве работ по разрыхлению скального грунта с использованием ГДШ опасность для людей и охраняемых объектов, как и в случае использования взрывного способа, могут представлять действие сейсмических и акустических воздушных волн и

разлет кусков. Однако интенсивность их воздействия будет значительно меньше, чем при использовании взрывных работ. Так, инструментальные измерения, результаты которых приведены в работах [3,4], показали, что средняя величина скорости сейсмических колебаний в 3 раза меньше, чем при использовании промышленных ВВ такой же массы.

В данной статье рассмотрены результаты измерений давления в акустических воздушных волнах, образующихся при срабатывании ГДШ при разрыхлении скального массива, представленного долеритами слаботрещиноватыми Х-Х1 групп грунтов по классификации СНиП (коэффициент крепости по шкале проф. М.М.Протодьяконова - 16-20). Характеристика площадки и условий производства работ на объекте, а

также принцип действия, основные характеристики и конструкция зарядов ГДШ рассмотрены в работе [4].

Разрыхление скального грунта осуществлялось методом шпуровых зарядов с использованием ГДШ. В каждый шпур, в зависимости от общей массы заряда, помещали один или два патрона ГДШ массой от 0,025 до 0,075 кг каждый. Длина забойки шпуров была не менее 0,35 м. Диаметр шпуров составлял 36-42 мм, патронов ГДШ - 28 мм. Все заряды в серии воспламенялись одновременно. Фактическая масса зарядов ГДШ в одной серии, в зависимости от расстояния до ближайшего охраняемого объекта, составляла от 0,3 до 5,75 кг.

Основные параметры шпуровых зарядов ГДШ приведены в таблице 1.

Таблица 1

Основные параметры шпуровых зарядов ГДШ

Мощность разрыхляемого слоя грунта, м Длина перебура, м Длина шпура, м Расстояние, м, между Общая масса заряда ГДШ в шпуре, кг Длина заряда ГДШ в шпуре, м Длина забойки, м

шпурами в ряду рядами шпуров

0,3 0,15 0,45 0,3 0,3 0,05 0,15 0,3

0,4 0,1 0,5 0,3 0,3 0,05 0,15 0,35

0,5 - 0,5 0,3 0,3 0,05 0,15 0,35

0,6 - 0,6 0,35 0,35 0,075 0,2 0,4

0,65 - 0,65 0,35 0,35 0,1 0,25 0,4

0,7 - 0,7 0,4 0,4 0,125 0,35 0,35

0,75 - 0,75 0,4 0,4 0,125 0,35 0,4

0,8 - 0,8 0,4 0,4 0,15 0,4 0,4

Воздушные волны, образующиеся при прорыве газов из шпуров, могут представлять опасность для охраняемых объектов, в первую очередь для их застекления. При взрывах речь идет об ударных воздушных волнах (УВВ). При использовании ГДШ интенсивность воздействия воздушных волн значительно ниже, чем при взрывах, и в этом случае речь идет об акустических воздушных волнах (АВВ).

В случае взрыва шпуровых зарядов давление на

фронте УВВ можно определить по формуле [5-7]

15

AP = 4,7 х 105 КТКУКМ

(1)

V У

где АР - избыточное давление на фронте УВВ, Па; КТ - коэффициент, учитывающий влияние физико-технических свойств разрыхляемых пород; для скальных грунтов Х-Х1 группа грунтов по СНиП равен КТ =1,6; КУ - коэффициент укрытия, учитывающий степень снижения давления в УВВ; при использовании сплошных газонепроницаемых укрытий из транспортерной ленты (без пригруза) равен Ку=0,6; Км - коэффициент метеоусловий; для расстояний менее 200 м (как в нашем случае) Км=1,0; г - расстояние, м; Qв -масса эквивалентного заря, кг; для шпуровых зарядов

Qв = 0^К3, (2)

Q - фактическая масса одновременно взрываемых зарядов, кг; КЗ - коэф-фициент забойки; зависит от отношения длины забойки к диаметру заряда.

При использовании ГДШ давление в АВВ также можно определить по формулам (1) и (2), где под Q следует понимать фактическую массу одновременно срабатывающих ГДШ Длина забойки шпуров составляла 0,35 м и более (см. табл. 1). Диаметр заряда (патронов ГДШ) - 0,028 м. При отношении длины забойки к диаметру заряда 0,35:0,028=12,5 коэффициент забойки может быть принят равным КЗ=0,02 [5-7].

При производстве работ по разрыхлению скального грунта шпуровыми зарядами с использованием ГДШ были выполнены измерения давления в АВВ.

Измерения проводились комплектом аппаратуры «Mini Mate Plus» с использованием микрофона, рассчитанного на измерение избыточного давления до 500 Па. Величина приведенной массы эквивалентных зарядов находилась в диапазоне 0,011<

3QB / Г = рв <0,092 кг1/3/м. Зарегистрированная величина избыточного давления в АВВ находилась в диапазоне от 30,8 до 492 Па.

Результаты обработки записей измерений давления в АВВ АР в зависимости от приведенной массы эквивалентного заряда, полученные при проведении исследований, показаны на графике на рисунке 1.

АР, Па 1000

100

10

TT

i

к X-

/ *

а.4 t \ i

А ^ и \

--/ /А

к

А

/

0,01

0,1 Рв , кг1/3/м

Рис. 1. Зависимость избыточного давления в АВВ от величины приведенной массы эквивалентного заряда ГДШ

Формулу (1) для величины избыточного давления в УВВ (при использовании зарядов ГДШ - в АВВ) можно представить в виде

AP = B

(3)

V У

где В - коэффициент, зависящий от свойств ВВ, физико-технических свойств грунтов в месте производства взрывных работ, метеоусловий, сложившихся на момент взрыва, условий на пути распространения УВВ и ряда других факторов:

В = 4,7 X105 КТКУКМ. (4)

Коэффициент В позволяет сравнивать между собой эффект как от воздействия УВВ при взрывах разных зарядов ВВ на различных расстояниях, так и эффект, вызванный воздействием АВВ от невзрывных источников. Величины коэффициента В, зарегистрированные при измерениях давления в АВВ при использовании зарядов ГДШ (всего 44 измерения) находились в диапазоне В=(0,11^1,16) х105 при среднем значении В=0,39х105 (кривая на рис. 1).

Большой разброс величины коэффициента В при использовании ГДШ можно объяснить как теми же причинами, что и разброс величины коэффициента К при регистрации сейсмических колебаний (различиями в условиях регистрации АВВ; различие в массе и длине заряда ГДШ в шпурах и др.), так и другими специфическими причинами: размеры разрыхляемого блока (длина блока во многих случаях были сопоставимы с расстоянием от ближайшего заряда до пункта регистрации, что приводило к снижению зарегистрированной величины давления и к увеличению времени

действия положительной фазы АВВ на записи); некоторые различия в длине и качестве материала забойки; измерения проводились при работах с укрытием, размеры зоны перекрытия участка работ изменялись и др.

При выполнении работ без использования укрытий средняя величина коэффициента будет равна В=0,65 х105.

Средняя величина коэффициента В оказалась более чем в 10 раза меньше средней расчетной величины, которую используют при прогнозировании воздействия УВВ от взрывов шпуровых зарядов при разрыхлении грунтов Х^Х1 группа грунтов по СНиП (для максимальных зарегистрированных значений давления в АВВ - меньше в 3,8 раза).

Это подтверждает, что и в случае АВВ, как и в случае сейсмического воздействия [3,4], заряды ГДШ оказывают пониженное воздействие по сравнению со взрывом зарядов ВВ такой же массы.

Таким образом, инструментальный контроль воздействие акустических воздушных волн на охраняемые объекты при разрыхлении скального грунта с использованием зарядов ГДШ показал, что средняя величина давления в акустических воздушных волнах в 3,5 раза меньше, чем при использовании промышленных ВВ такой же массы. Полученные результаты инструментальных измерений могут быть использованы при прогнозировании воздействия акустических воздушных волн на охраняемые объекты в случае использования зарядов ГДШ для разрыхления скальных грунтов и при выполнении других работ.

Список литературы:

1. Березуев Ю.А. Применение шпуровых газогенераторов давления на карьерах блочного камня. - Горный журнал, 2008, №1, с.50-52.

2. Руководство по применению газогенератора давления шпурового (ГДШ). ТУ 7275-002-462429322002. - СПб.: ООО «НПК «Контех», 2002. - 7 с.

3. Селявин А.И., Ненахов И.А., Фоменкова В.Е., Ганопольский М.И. Разрушение монолитного железобетонного фундамента с использованием невзрывчатых разрушающих средств. - Сб. Взрывное дело. Вып. №113/70 «Теория и практика взрывного дела». - М.: ИПКОН РАН, 2015, с.243-259.

4. Ненахов И.А., Фоменкова В.Е., Кириллов С.С., Ганопольский М.И. Сейсмический эффект при разрушении скального массива зарядами ГДШ. -Евразийский Союз Ученых (ЕСУ), Ежемесячный научный журнал №9(18) / 2015, часть 5, с.59-63.

5. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности. Правила безопасности при взрывных работах. Сборник документов. Серия 13. Вып. 14. - М.: ЗАО «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности», 2014. - 332 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

6. Ганопольский М.И., Барон В.Л., Белин В.А. и др. Методы ведения взрывных работ. Специальные взрывные работы. Учебное пособие / Под ред. проф. В.А. Белина. - М.: Из-во МГГУ, 2007. - 563 с.

7. Руководство по проектированию и производству взрывных работ при реконструкции промышленных предприятий и гражданских сооружений. РТМ 36.9-88. - М.: ЦБНТИ ММСС СССР, 1988. - 37 с.

ИССЛЕДОВАНИЕ МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА МЕДНО-МОЛИБДЕНОВОЙ РУДЫ

Салтыкова Светлана Николаевна,

канд.техн.наук, доцент кафедры химических технологий и переработки

энергоносителей,

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»,

г. Санкт-Петербург Пурэвдаш Мунхтуяа, аспирантка кафедры печных технологий, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»,

г. Санкт-Петербург

АННОТАЦИЯ

Цель работы - изучение воздействия бактериального силикатного раствора на вскрываемость медно-молибденовых руд. Объект исследования - забалансовые сульфидные медно-молибденовые руды. Был проведен минералогический, гранулометрический, микроструктурный анализы материала. Определено, что тонковкрап-ленные структуры медных сульфидов в рудах в значительной степени предопределяют особенности раскрытия минералов, в конечном итоге их обогатимость и выщелачиваемость. Примеси, которые содержатся в минерале, создают в кристаллической структуре дефекты - кластеры, примесные атомы, микродвойники. Силикатному бактериальному воздействию подвергается область наиболее богатая кремнийсодержащим минералом.

Ключевые слова: медно-молибденовые руды, силикатный раствор, выщелачивание, вскрываемость, минералогический состав, микроструктура ABSTRACT

The purpose of work is to study the impact of bacterial silicate solution on the breakability of copper-molybdenum ores. The object of the research were off-balance sulphide copper-molybdenum ores. They determined mineralogical, granulometric and microstructure compositions of a material. It is determined that disseminated structures of copper sulfides in the ores finally predetermine to a considerable extent the peculiarity of minerals liberation and its washability and leaching. The impurities which minerals contain create the imperfections in a crystal structure such as clusters, impurity atoms, microtwins. The most siliceous mineral-rich area is subject to silicious and bacterial impact.

Key words: copper-molybdenum ores, silicate solution, leaching, breakability, mineralogical composition, microstructure

Обьектом исследования были забалансовые сульфидные медно-модибденовые руды. Главными рудными минералами являются пирит, халькозин, ко-веллин, халькопирит. В подчиненном количестве развиты борнит, молибденит, теннантит, значительно реже энаргит, сфалерит, галенит. В сульфидной медно-молибденовой руде 70-85% медных сульфидов находятся в срастаниях с нерудными минералами, а 10-30% с пиритом и другими рудными минералами. Таким образом, тонковкрапленные структуры медных сульфидов в значительной степени предопределяют особенности раскрытия минералов, их обогатимость и выще-лачиваемость [1].

Исследование было направлено на изучение минералогии сульфидных руд и их вскрываемости. Для решения поставленных задач применялись следующие методики исследования:

1. Определение концентрация меди в растворах иодометрическим титрованием в сернокислом растворе;

2. Определение содержания железа комплексо-метрическим методом с Трилоном Б;

3. Определение содержания серной кислоты титрованием №ОН;

4. Контроль рН растворов проводился на электронном рН- метре;

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.