CC BY
11
сердечником на стадии взрыва Для априорной оценки этого эффекта может использоваться измеренная в разрабатываемом массиве скорость распространения продольной упругой волны Следует отметить, что помимо борьбы с пылью указанные мероприятия в целом повышаю« зффекмявность буровзрывных работ увеличивается производительность бурения и улучшается качество дробления пород взрывом.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Инструкция по предупреждению взрывов сулыридной пыли на подземных рудниках. разрабатывающих пиритосоОержащие колчеданные руды: Утв. Минцветметом СССР 28.04 83. - М.. 1983. - 19 с
2 Латышев О.Г.. Азанов Y/.A. Использование поверхностно-активных сред для борьбы с пылью при бурении шпуров и скважин // Известия Уральской гос. горно-геологической академии. Сер.. Горное дело. -1998 -Вып 7.-С. 140-143.
3. Латышев О.Г.. Иванова С.С.. Суворов Б.И. Влияние поверхностно-активных вешеств на физические свойства горных пород// Изв. вузов. Горный журнал. - 1985. -№12. - С. 1-5.
4 Протасов ЮН. Теоретические основы механического разрушения горных пород - М : Недра 1985.-242 с.
5 Сипягин Н А.. Сачков А.Ф. Обеспыливание атмосферы р\дников - М.: Металлургиздат. 1958
140 с.
6. Способы предотвращения пылеобразования при взрывном pajpyutenuu горных пород / Латышев О Г.. Азанов М.А.. Корнилков MB. Ермолаев А.И // Известия Уральской гос. горно-геологической академии Сер.: Горное дело. - 1998. - Вып 7. - С 136-139.
УДК 622 817
A.A. Смирнов. С.А. Горииов. Б.М. Завьялов, И.В. Соколов Институт горного дела УрО РАН
РАЗРУШЕНИЕ БЛОЧНОГО ГОРНОГО МАССИВА ВЗРЫВОМ ПЛОСКОЙ СИСТЕМЫ ЗАРЯДОВ ВВ
Подземная массовая отбойка руд в большинстве случаев осуществляется одновременным взрывом групп (вееров) удлиненных зарядов ВВ. расположенных водной плоскости При этом механизм и степень разру шения горного массива определяются характером взаимодействия одновременно взрываемых зарядов ВВ. образу ющих плоскую систему зарядов. В отличие от Покровского Г И., Черниговского A.A. и ряда других исследователей, трактующих плоску ю систему зарядов как имитацию плоского заряда ВВ. мы считаем, что понятно "плоская система зарядов" приемлема во всех случаях, когда имеет место взаимодействие зарядов ВВ при их одновременном взрыве. Критерием взаимодействия зарядов ВВ в нашей трактовке может являться эффект пробоя массива по плоскости расположения одновременно взрывающихся зарядов ВВ [41
Минимальная предельная величина пробивного расстояния между двумя одновременно взрывающимися параллельными зарядами ВВ (Lv) может быть определена по форму ле, м
V= 4 г0 {я Р0 (16Д + 6, Г11 ( I+ (| + 4 » Р0 /Г11)'9 5 ]"11} :', (1)
где /•„ - радиус заряда ВВ. м: - среднее начальное давление проду ктов взрыва. МПа. <\ - предел прочности породы на растяжение, МПа: 3\ - величина нормальных к плоскости расположения зарядов напряжений, вызванных действием горного давления. МПа. / - показатель политропы взрывных газов: // - моду ль сдвига среды. МПа
Максимальное пробойное расстояние по некоторым соображениям может быть принято равным L^ = L„p VJ.
В отечественной горнор>дной практике для подземной массовой отбойки р\д в большинстве случаев применяются скважины диаметром около 100 мм
Проведенные расчеты по формуле (1) применительно к условиях .уральских рудных шах пока!ывают. что величина 1.пр находится в интервале значений (при отбойке руды граммонитох 79/21 и величине 6 - 0 + 5 МПа) от 2.8 до 6.5 м. При принятом на рудных шахтах диапазоне Н: менения параметров расположения веерных скважин оказывается, что практически вся массоЕ отбойка руд осуществляется плоскими системами зарядов.
Отделение отбиваемого веером скважин слоя от массива происходит при величине а И' м" (<* - расстояние между концами скважин в веере: IV - л.н.с ):
аН --- , (2)
-« )|| | 9 .Чг)/2(1 -«г /<т >
где к - коэффициент, характеризующий степень наибольшего геометрического расхождения энергии в краевой части отбиваемого слоя; К,- удельная энергоемкость взрывчатого вещества. Дж/ кг. // - коэффициент передачи энергии ВВ в энергию движения среды, д.е.: // - модуль сдвига гор-нон породы. Па. # - линейная плотность скважинного заряда, кг/м: <т, - предел прочности среды на одноосное сжатие. Па: <т: - напряжение, нормальное к направлению отбойки, действующее на боковой проектной границе слоя: а - коэффициент бокового распора (а= и I (1- и), где и - коэффициент Пуассона): // - параметр, зависящий от угла внутреннего трения <р
г1 (\+$\х\<р)(\-$т(р).
Как правило, данная величина аУУ не обеспечивает качественного дробления руды отбиваемого слоя Не останавливаясь на общих закономерностях разрушения горного массива плоской системой зарядов, рассмотрим особенности отбойки блочного рудного массива Под блочных« горным массивом понимается массив, состоящий из ансамбля отдельностей. в среднем по размерам удовлетворяющих требованиям к необходимому дроблению руды при отбойке При взрыве плоской системы зарядов происходит отделение отбиваемого слоя от массива по плоскости расположения скважин и боковым поверхностях» и дальнейшее разрушение по естественным трещинам, что должно привести к качественном) дроблению руды Однако теоретическое рассмотрение процесса показывает, что механизм разрушения массива далеко не так очевиден, как кажется. При взрыве плоской системы зарядов возникает плоский фронт напряжений, под действием которого разрушение напряженного трещиноватого горного массива происходит в виде сдвига по плоскостям макротрещин, рассекающих данный массив. Факторами, определяющими возможность ос\-ществлення сдвига по плоскости трещин, являются величина сцепления межд\ отдельностямн. коэффициент трения между берегами трещин, угол между направлением трещины и нормалью к фронт> нагрузки, первоначальные напряжения, действующие в массиве. Аналитические расчеты, проведенные применительно к условиям уральских железорудных шахт, показали, что разрушительный сдвиг под действием давления продуктов детонации происходит не по всем системам трещин а по наиболее благоприятно расположенной по отношению к плоскости расположения зарядов. При этом вследствие падения фронтального напряжения по мере приближения к свободной поверхности разрушительный сдвиг по благоприятной системе трещин далеко не всегда достигает свободной поверхности. Поэтом)- вблизи указанной поверхности может образовываться слой практически не нарушенных рассматриваемым воздействием пород Между тем практика показывает, что при отбойке блочных массивов веерами скважин качество дробления вполне чдовлетворитсльно Более того, проведенный нами промышленный эксперимент на шахте Южная 111 по массовой отбойке руды плоской системой зарядов с л.н.с., равной Х-12 м. показал, что при параметрах взрыва, обеспечивающих только отрыв слоя от массива (расход ВВ был снижен по сравнению со штатными взрывами на шахте вдвое), обеспечивается и вполне качественное дробление руды, хотя теоретические расчеты )ровня напряжений в отбиваемом слое показывали, что он должен отвалиться бдннм куском.
На основании вышеизложенного нами сделан вывод, что разделение блочного массива на составляющие ого отдельности происходит вследствие суммарного действия первоначальных (вызванных горным давлением) напряжении и поля напряжений, вызванного взрывом зарядов Действительно, уровень первоначальных напряжений уже на глубине 300-400 м на большинстве рудных шахт сопоставим с величиной взрывных напряжений, определяющих границы разрушения массива при взрыве Механизм действия суммарного поля напряжений может быть объяснен (и объяснялся нами), как у пру гая разгрузка напряженного (горным давлением) слоя пород при внезапном взрывном отделении последнего от массива.
В то же время ответственным за разру шение массива может быть и эффект аномально низкого трения, возникающего между стдельностями среды при совместном действии статических и динамических нагрузок (2) Во всяком случае, направления таких нагрузок и их взаимные величины при массовой отбойке в большинстве случаев вполне у кладываются в схему действия напряжений. при которой возникает этот эффект |3|
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1 Нубрилов .I.E., / ори ной С.А.. Слсвиковский О.В. и Ор. Отбойка руды плоскими системами ырядои на шахте "Южная" // Горный жу рнал. - 1985. - № 9. - С 22 - 24.
2 Курленя М. В.. Опарин В Н., Востриков В Н. Об эффекте аномально низкого трения в блочных средах // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых - 1997 - X« 4 - С. 3 -12.
3. Курленя MB.. Опарин. ВН.. Востриков В. И. Об одном подходе к прогнозированию горных у ларов //Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 1998. - № 5. - С. 3-15.
4 Сену к В.М Импульс взрыва и условия более полного использования его на дробление массива крепких пород при взрывной отбойке // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемы • 1979 -№ I . - С. 28-34.
УДК 622 233.012.3
A.B. Тымчур ИГД УрО РАН
К ВОПРОСУ УЛУЧШЕНИЯ ПНЕВМОТРАНСПОРТА ВЫБУРЕННЫХ ЧАСТИЦ ПРИ БУРЕНИИ ВЗРЫВНЫХ СКВАЖИН НА КАРЬЕРАХ
Оптимизация режима механического бурения взрывных скважин на карьерах осуществляется за счет регулирования осевой нагру зки и числа оборотов, действующих на буровой ин<пр\-мент в конкретных горнотехнических условиях
Эти технологические параметры должны соответствовать прочностным свойствам обурн-ваемого массива, и в этом случае достигается рациональный режим энергосбережения бурового станка |1]. Осевая нагрузка и число оборотов изменяются и должны соответствовать надежности шарошечного долота, с одной стороны, и достижению максимально возможной скорости проходки. - с другой
Общая установленная мощность двигателей на буровом станке типа СБШ-250 составляе! от 450 до 550 кВт. в том числе мощность двигателя компрессорной станции составляет 100 кВт и более При бурении скважин одновременно задействованы двигатель вращатели, подающего устройства и компрессора Необходимо отметить, что в процессе бурения половина затрачиваемой электроэнергии приходится на двигатель компрессорной станции, так как этот параметр бурения, связанный с очистной скважиной, не является регулируемым. Процесс выноса бу ровой мелочи из скважины имеет сходство с транспортировкой сыпу чих проду ктов трубопроводным транспортом, но. в отличие от пневмотранспортны.х систем частица породы, отбитая долотом, проходит три зо-
