Способ взрывного разрушения крепких включений в разнопрочных горных породах Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

УДК 622.235.(043.3)

© Ю.Д. Норов, Ш.Ш. Заиров, 2010

Ю.Д. Норов, Ш.Ш. Заиров

СПОСОБ ВЗРЫВНОГО РАЗРУШЕНИЯ КРЕПКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ В РАЗНОПРОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ

Разработан способ взрывного разрушения крепких включений, находящихся в верхней части массива, на пластовых сложноструктурных месторождениях с разнопрочными горными породами, позволяющий произвести их равномерное дробление за счет направленного использования энергии взрыва и снижающий удельный расход ВВ.

Ключевые слова: разнопрочные горные породы, энергии взрыва, пропластка, скважинный заряд.

~ИЪ настоящее время использова-

-я-3 ние традиционных методов управления энергией взрыва в разнопрочных горных породах затрудняется в связи с разнопрочными литологическими разностями обуриваемых пород, которые существенно отличаются друг от друга по своим физико-механическим свойствам. В связи с этим при взрыве скважинных зарядов взрывчатых веществ (ВВ) основная часть энергии взрыва затрачивается на уплотнение мягких пород с образованием газовой полости и лишь незначительная часть энергии расходуется непосредственно на рыхление крепких включений (рис. 1).

Для достижения равномерного дробления разнопрочных горных пород необходимо управление энергией взрыва. Важной областью управления первичным полем напряжений в процессе разрушения горных пород являются методы управления процессом детонации и давлением продуктов взрыва в зарядной камере, основанные на изменении способа инициирования скважинных зарядов.

Исследованиями [1-5] установлено, что в пропластке при встречном ини-

циировании скважинного заряда по сравнению с односторонним начальное давление в волне, возникающей на границе раздела «заряд - горная порода», выше в 2,39 раза и на всем рассмотренном интервале расстояний от оси заряда до значения 16го (где Го - радиус заряда) давление во фронте ударной волны значительно выше (рис. 2).

Согласно рис. 3, где показан график изменения отношения максимальных давлений в пропластке с расстоянием при встречном Р2 и одностороннем Р1 инициировании скважинного заряда, увеличение с расстоянием радиуса фронта ударных волн ведет к постепенному уменьшению давлений в них и отношение Р2/Р1 стремится к асимптоте, значение которой равно 1. Практическая ценность встречного инициирования существенно повышается при разрушении разнопрочного массива с локализованными пропластками, в которых возможно получение зоны максимальных напряжений за счет встречи детонационных волн.

Для достижения качественного дробления крепких включений нами

Рис. 2. Изменение давления во фронте ударной волны в пропластке с расстоянием при одностороннем (1) и встречном инициировании скважинного заряда ВВ

Рис. 3. График изменения отношения максимальных давлений с расстоянием при встречном (Р2) и одностороннем (Р1) инициировании скважинного заряда ВВ

Рис. 4. Способ взрывного разрушения крепких включений на пластовых месторождениях разнопрочных горных пород: 1 - скважины; 2 - крепкое включение; 3 - взрывчатое вещество; 4 -промежуточные детонаторы; 5 - детонирующий шнур; 6 - забойка

разработан способ разрушения разнопрочных горных пород со встречным инициированием, позволяющий создать внутри скального прослоя высокую

концентрацию напряжений при встрече детонационных волн и дающий возможность в пределах требуемого радиуса разрушения получить более высокую объемную энергию по пропластку, чем в мягких породах. На данный способ имеется приоритет на получение патента Республики Узбекистан [6].

Реализация способа представлена на рис. 4.

Бурят вертикальные скважины - 1 по паспорту буровзрывных работ для данного карьера и одновременно определяют количество и мощность скальных пропластков - 2 с оставлением недобура длиной Lн. Закладывают взрывчатое вещество - 3 с установлением промежуточных детонаторов 4 в нижней и верхней частях скважины, монтируемых к

детонирующему шнуру 5 и производят забойку - 6. При одновременном инициировании промежуточных детонаторов образуются детонационные волны, двигающиеся по заряду навстречу друг другу.

Способ разрушения разнопрочных горных пород со встречным инициированием прошел опытно-промышленную проверку на карьере «Ташку-ра» Джерой-Сардаринского месторождения фосфоритов Навоийского горнометаллургического комбината. Структурной особенностью Джерой-Сардаринского месторождения фосфоритов являются разнопрочностные свойства вскрышных пород. Это предъявляет особые требования к буровзрывным работам, являющимися одними из основных процессов открытых горных работ, от эффективности которых зависит производительность выемочно-погрузочного оборудования.

Таким образом, путем расположения скважинного заряда взрывчатых веществ на уровне мощности пропластков добилось равномерное их дробление за счет

1. Мосинец В.Н. Дробящее и сейсмическое действие взрыва в горных породах. М.: Недра, 1976. -271 с.

2. Мосинец В.Н., Абрамов А.В. Разрушение трещиноватых и нарушенных горных пород. М.: Недра, 1982. -248 с.

3. Валаханович Е.М. Исследование влияния схем инициирования скважинных зарядов на разрушение разнопрочных слоистых пород: Дисс... канд. техн. наук. М.: Недра ВНИПИпромтехноло-гии, 1980. - 212 с.

эффективного использования энергии взрыва по крепкому пропластку и при этом снизился удельный расход ВВ.

-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

4. Мосинец В.Н., Котенко Е.А., Рубцов С.К., Штейнберг А.Б. и др. Отчет о НИР. А-78426. Фонды ВНИПИпромтехнологии, 1980. -212 с.

5. Ефремов Э.И. Взрывание с внутрисква-жинными замедлениями. Наукова думка. Киев, 1971. -170 с.

6. Норов Ю.Д., Мислибоев И.Т., Заиров Ш.Ш. Способ разрушения массива разнопрочных горных пород на пластовых месторождениях. Приоритет на получение патента Республики Узбекистан №1АР 20070221 от 30.05.2007 г. Ш

— Коротко об авторе -------------------------------------------------------------------

Норов Ю.Д. - доктор технических наук, профессор, заместитель начальника Центральной научно-исследовательской лаборатории по горным работам Навоийского горнометаллургического комбината,

Заиров Ш.Ш. - инженер горного бюро Центральной научно-исследовательской лаборатории Навоийского горно-металлургического комбината,

E-mail: [email protected]

----------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ

ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ

Автор Название работы Специальность Ученая степень

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ им. Г.В. ПЛЕХАНОВА

НИКОЛАЕВА Надежда Валерьевна Интенсификация процесса самоиз-мельчения алмазосодержащих руд (на примере трубки «Комсомольская») 25.00.13 к.т.н.