CC BY
26
УДК 622.235.4/.5
Н.Н. Казаков
ЗАВИСИМОСТЬ ПАРАМЕТРОВ КАМУФЛЕТНОЙ ЗОНЫ ОТ ПЛОТНОСТИ ЗАРЯЖАНИЯ
Разработан расчетный метод и компьютерная программа для определения параметров камуфлетной фазы взрыва скважинного заряда, в зависимости от изменения плотности заряжания
Ключевые слова: плотность заряжания, скважинный заряд, анализ параметров камуфлетной зоны.
Семинар № 3
ш щ лотность заряжания является
И одним из эффективных средств управления конечными результатами технологических взрывов. При заряжании в производственных условиях плотность заряда изменяется от 0,7 г/см3 до 1,4 г/см3. В отдельных редких случаях плотность заряжания выходит за эти пределы. В ИПКОН РАН разработан расчетный метод и компьютерная программа в оболочке MathCad для определения параметров камуфлетной фазы взрыва скважинного заряда, в зависимости от изменения плотности заряжания.
В статье обсуждаются результаты расчета для варианта взрывания скважинного заряда тротила диаметром 250 мм в граните при изменении плотности заряжания 700 кг/м3 до 1400 кг/м3. Результаты расчета представлены в виде графических зависимостей.
На рис. 1 представлены графические зависимости изменения энергетических параметров камуфлетной зоны при изменении плотности заряжания. На рисунке представлены: Эз - энергия заряда; Эо - энергия, оставшаяся в продуктах детонации; ЭП - энергия, передан-
Рис. 1. Зависимость энергетических параметров камуфлетной фазы от плотности заряжания
ная в горный массив: Эв - энергия волны напряжений; Эл - энергия, затраченная на измельчение породы в ближней зоне.
Все энергетические параметры при увеличении плотности заряжания возрастают по прямолинейному закону с разной интенсивностью. Можно сделать поспешный вывод, что повышение плотности заряжания сопровождается только положительными эффектами.
На рис. 2 представлены графические зависимости, изменения в процентах от энергии заряда, энергетических параметров камуфлетной зоны при изменении плотности заряжания.
Доля энергии, оставшейся в продуктах детонации к концу камуфлетной фазы (кривая 1) существенно умень-
Рис. 2. Зависимость энергетических параметров камуфлетной фазы в процентах от плотности заряжания
шается с ростом плотности заряжания. Существенно возрастает доля энергии заряда, переданная в породу на стадии развития камуфлетной фазы (кривая 2) и возрастает доля энергии, затрачиваемой на измельчение породы в ближней зоне (кривая 4). Доля энергии, затрачиваемая на формирование волны напряжений, с ростом плотности заряжания остается неизменной (кривая 3).
На рис. 3 представлена зависимость изменения плотности энергии, затраченной на разрушение породы в ближней зоне. С ростом плотности заряжания, плотность энергии затраченной на измельчение породы интенсивно возрастает. Порода в ближней зоне измельчается до более мелких фракций.
На рис. 4 представлены зависимости изменения линейных параметров ка-муфлетной зоны при изменении плотности заряжания: радиуса заряда г0, радиуса полости г0, радиуса зоны разру-
МДж/м3 1
'.'N1 800 ОТ 1000 1100 1200 1300 1400 кг/м3
р0
0юо
Эо-1 80
Эп-2 60
Эр -3
Эа-Д 40
э3 -5 20
3
°700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 КГ/м 3
р0
шения Rd, радиуса зоны трещинообра-зования ЯТ, длины излучаемой волны напряжений Л . С ростом плотности заряжания возрастают все линейные параметры камуфлетной зоны взрыва.
На рис. 5 представлена зависимость изменения конечного давления в камуф-летной полости при изменении плотности заряжания. Давление существенно снижается с убывающей интенсивностью.
На рис. 6 представлена графическая зависимость изменения периода волны напряжений на границе с камуфлетной зоной. С ростом плотности заряжания период волны напряжений в рассмотренных нами примерах возрастает от
1,3 мс до 1,8 мс.
и 8
И.!
% 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 ег/и3
рО
Рис. 3. Зависимость плотности затраченной энергии в камуфлетной зоне от плотности заряжания
Рис. 4. Зависимость линейных параметров камуфлетной зоны от плотности заряжания
Среднегодо-
вая
МПа 220 205
Р
к 190 175
1б°700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 кг/м3
р0
Рис. 5. Зависимость конечного давления в камуфлетной полости от плотности заряжания
рО
Рис. 6. Зависимость периода волны напряжений от плотности заряжания
Численные методы анализа позволяют анализировать и те варианты, которые в реальных условиях пока не реализуемы. В выше приведенном анализе не учитывается то обстоятельство, что при изменении плотности заряжания могут изменяться и другие свойства заряда.
Анализ параметров возмущения в камуфлетной зоне в рассматриваемых вариантах показывает, что не все последствия повышения плотности заряжания носят положительный характер. При повышении плотности заряжания увеличивается энергия зарядов и насыщение горного массива разрушающей
1. Казаков Н.Н. Взрывная отбойка руд скважинными зарядами. М., Недра, с. 191.
2. Родионов В.Н., Адушкин В. В., Костюченко В. Н. и др. Механический эффект подземного
взрыва. М., Недра, 1971, с. 224.
энергией. Полнее используется выбуренный объем скважин.
Но увеличение плотности заряжания приводит к росту доли энергии, затрачиваемой на переизмельчение породы в ближней зоне. А эту энергию можно считать бесполезно потерянной с точки зрения технологии дробления горных пород взрывом.
Разработанная компьютерная программа позволяет выполнять численный анализ параметров камуфлетной зоны при изменении плотности заряжания в любых условиях.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
3. Адушкин В.В. Модельные исследования разрушения горных пород взрывом. В кн: Физические проблемы взрывного разрушения массивов горных пород. М., ИПКОН РАН, 1998. с. 1829. ЕШ
г Коротко об авторе
Казаков Н.Н. - ИПКОН РАН, [email protected]
А
