CC BY
8
УДК 622.235
А. Э. Поздняков, И. Ф. Валиахмедов, Р. М. Вахидов, Л. Х. Бадретдинова, В. Н. Александров
ВЛИЯНИЕ ПЛОЩАДИ МОДЕЛЬНЫХ ШПУРОВ НА ДРОБИМОСТЬ ПОРОД
Ключевые слова: забойка, шпур с коническими выемками, площадь стенки шпура.
Статья посвящена методу повышению эффективности дробления горных пород за счет увеличения площади контакта забойки со стенками взрывной камеры. Эксперименты по измерению скорости вылета забойки показали, что кинетическая энергия забоечного материала уменьшается в 9 раз при увеличении площади контакта на 28%. Примерно в 5 раз увеличивается выход мелких фракций.
Key words: blast hole, blast hole with con-shaped caves, contact area.
This article is focused on methods of magnifying rocks blasting due increasing contact area of tamping and partition of blasting chamber. Experiments in measuring outlet velocity of the tamping showed that kinetic energy of the stemming decreased 9 times with increasing of contact area on 28%. Suchwise, roughly speaking amount of fine fractions increased 5 times.
Стоимость буровых работ составляет до 60-70% себестоимости буровзрывных работ (БВР). Поэтому одним из способов снижения стоимости БВР является уменьшение плотности сетки шпуров и скважин [1-3]. Этого можно добиться либо увеличением удельной энергоемкости энергонасыщенного вещества, что в свою очередь также приводит к удорожанию БВР, либо повышением КПД работы продуктов детонации за счет применения эффективной забойки. Повышение эффективности забойки из буровой мелочи или глиняно-песчаной смеси можно добиться за счет увеличения площади контакта забойки со стенками шпура или скважины [3-7].
В настоящей работе сравнивалась взрываемость модельных пород крепостью 1=10 по Протодьяконову со шпурами, имеющими конические выемки, для увеличения площади контакта забойки со стенками шпура (с площадью контакта 8=61,35 см2) и шпуров цилиндрической формы (с площадью 8=47,9 см2) (рис.1).
1 - бетонный блок; 2 - цилиндрическая часть шпура; 3 - коническая выемка в шпуре; 4 - песчано-глинистая забойка; 5 - заряд взрывчатого вещества (ЭД-8)
Рис. 1 - Схема инициирования заряда взрывчатого вещества
Образцы изготовлялись в виде бетонных блоков
размером 0,3х0,3х0,3м из портландцемента с песком дисперсностью 0,5-1мм в соотношении 1:3, с [о]сж = 9,8 МПа. Глубина шпура составляла 150 мм, диаметром 10 мм. Масса заряда взрывчатого вещества (ВВ) 1,5 г в тротиловом эквиваленте, с диаметром заряда 8 мм. Соотношение массы ВВ к массе забойки составляло тзабойки /тВВ =25.
Показателем эффективности забойки являлось увеличение доли кусков массой менее 2 кг, а также времени от начала инициирования до вылета забойки из устья шпура и скорости вылета забойки. Время от начала инициирования до вылета забойки из устья шпура измерялось с помощью цифрового осциллографа «Актаком АСК-2103» как разница между моментом подачи напряжения на электродетонатор ЭД-8 и разрывом фольговой пластинки толщиной 0,02 мм закрепленной на устье шпура (рис.2).
а б
1, 2 - нижняя и верхняя фольговая пластина; 2 -фольговая пластина; 3 - электрические контакты
Рис. 2 - Схема конструкции шпуров и размещения фольговых пластин при испытаниях
Скорость вылета забойки определялась по времени между разрывом нижней и верхней
фольговых пластинок находящихся на расстоянии Н = 52 мм. Испытания проводились по схеме (а) с цилиндрической формой шпура и по схеме (б) с шпурами, имеющими три конические выемки, с площадью на 28% больше, чем в испытаниях по схеме (а). Для каждой схемы проводилось не менее 5-ти испытаний. Результаты экспериментов указаны в таблице 1.
Таблица 1 - Результаты исследований
Анализ результатов показал, что с увеличением поверхности контакта шпур-забойка на 28% уменьшается скорость вылета забойки и увеличивается доля мелкой фракции разрушенной
породы, что свидетельствует об увеличении доли
энергии продуктов детонации, затрачиваемой на
разрушение модельного блока.
Литература
1. Л.Х. Бадретдинова, И.Ф. Садыков, Создание желатинообразного горюче-окислительного состава для обработки нефтяных скважин, Вестник Казанского технологического университета, 17, 2, 281-283 (2014).
2. Л.Х. Бадретдинова, И.Ф. Садыков, Способ обработки призабойной зоны пласта жидким горюче-окислительным составом, Вестник Казанского технологического университета, 17, 4, 254-256 (2014).
3. Б.Н.Кутузов. Методы ведения взрывных работ. Ч.1 Разрушение горных пород взрывом. Горная книга, Москва, 2007. 471 с.
4. Патент RU 2435132 «Способ забойки скважин» 27.11.2011. Бюл. № 33.
5. М.Ф.Друкованый, Э.И.Ефремов, М.Г.Новожилов, А.А.Терещенко. Взрывание высоких уступов. Недра, Москва, 1964. 107 с.
6. Патент RU 2390722 «Распорно-засыпная забойка» 27.05.2010. Бюл. № 15.
7. Патент RU 2444696 «Засыпная забойка с распорным затвором» 10.03.2012 Бюл. № 7.
Вид Доля Доля Время Скорость
шпура фрак- фрак- задержки вылета
ции ции от вылета забойки,
<2 2 до забойки, м/с
кг, % 5 кг, % мс
Цилиндри- 2,45 5,06 >,05+0,542 31,68+6,39
ческии
С коничес-
кими 10,02 24,89 12,30+1,82 10,67+2,79
выемками
© А. Э. Поздняков - студент кафедры ТТХВ КНИТУ, ALXP1993@rambler.ru; И. Ф. Валиахмедов - студент той же кафедры, ildar-08@mail.ru; Р. М. Вахидов - канд. техн. наук, доц. кафедры ТТХВ КНИТУ, wachidow@mail.ru; Л. Х. Бадретдинова -канд. техн. наук, асс. той же кафедры; В. Н. Александров - ст. преподаватель той же кафедры, alexvn70@mail.ru.
© А. E. Pozdnyakov - student of department of Technology of Solid Chemical Substances KNRTU, ALXP1993@rambler.ru; 1 F. Valiakhmedov - student of the same department, ildar-08@mail.ru; R. М. Vahidov - candidate of engineering sciences, associate professors of department of Technology of Solid Chemical Substances KNRTU, wachidow@mail.ru; L.H. Badretdinova - candidate of engineering sciences, assistant of the same department; V. N. Alexandrov - senior Lecturer of the same department, alexvn70@mail.ru.
