Встановлення закономірностей формування і дії вибуху в скельних породах зарядів у рукавах у водному або повітряному середовищі свердловин. Закономірності зміни напружено-деформованого стану порід залежно від віддалі до вибуху, величини і типу зазору.
Аннотация к работе
Державний комітет України з нагляду за охороною праці Національний науково-дослідний інститут охорони праціКрім того, при заряджанні в свердловини з водою ВР вимиваються, що призводить до часткових або повних відмов вибуху, погіршення якості вибуху, хімічного забруднення території і водних ресурсів. Основна ідея роботи полягає у використанні закономірностей дії вибуху, динаміки і квазістатики формування зарядів ВР у рукавах з шаром води або повітря вздовж стінок свердловини для розробки ефективних способів, технічних засобів і ВР при заряджанні свердловин. Основні задачі досліджень: 1) дослідити напружено-деформований стан і розміри зони руйнування скельних порід при дії вибуху свердловинних зарядів ВР у рукавах з зазорами біля стінок свердловин, науково обґрунтувати раціональні розміри зазорів і ефективність їх заповнювачів (вода, повітря) за розмірами зон руйнування для різних порід і ВР; Методами дослідження є сучасні методи наукових досліджень: чисельний метод для розвязання нелінійної задачі взаємодії ударних вибухових хвиль зі звязаною системою "ПД-заповнювач зазору-гірська порода", який базується на явній скінченно-різницевій схемі типу "хрест" другого порядку точності по просторовій і часовій координатах; відомий чисельний метод Рунге-Кутта для дослідження динаміки формування зарядів ВР у полімерних рукавах при заряджанні свердловин; аналітичний метод при вивченні закономірностей усадки зарядів ВР при їх водонаповненні в процесі заряджання свердловин, виявленні особливостей ініціювання свердловинних зарядів у полімерних рукавах і обґрунтуванні параметрів ініціаторів, обґрунтуванні способів і пристрою подачі полімерного рукава в процесі засипання ВР у свердловину, обґрунтуванні способів і технічних засобів укладання полімерного рукава в пакет, при визначенні коефіцієнта корисної дії вибуху зарядів ВР у рукавах; експериментальні дослідження в лабораторних і промислових умовах проведені з метою перевірки результатів, отриманих при розрахунках чисельними і аналітичними методами; математична статистика застосовувалася для обробки експериментально отриманих результатів; економічний аналіз використовувався для обґрунтування затрат на реалізацію розроблених способів, технічних засобів, рекомендацій. 4) розроблені математичні моделі динаміки процесу формування зарядів ВР у полімерних рукавах у сухих і обводнених свердловинах при дискретно-порційному та неперервному завантаженні ВР; на основі досліджень цих моделей установлено: принципово неможливо неперервно формувати заряд у рукаві при рівні води в свердловині, вищому від граничного, величина якого при заданих діаметрах рукава і свердловини, а також сили гальмування рукава залежить від глибини, кута нахилу свердловини і сумарного коефіцієнта фільтрації свердловинної води в заряд;Підвищення коефіцієнта корисного використання енергії вибуху на руйнування порід може бути досягнуто застосуванням зарядів з радіальними (кільцевими) зазорами вздовж стінок свердловин, фізичні можливості яких ще недостатньо вивчені, хоч за даними багатьох дослідників їх реалізація забезпечує збільшення обєму і поліпшення якості руйнування скельної породи, ущільнення і викиду ґрунту (праці О.О. Не було зєднано в єдину систему наукові дослідження, технічні і технологічні розробки: неповно досліджені закономірності напружено-деформованого стану порід при вибухах зарядів таких конструкцій; відсутнє наукове обґрунтування раціональних співвідношень між радіусами свердловин і зарядів у рукавах залежно від властивостей матеріалу зазору, порід і ВР; не досліджені закономірності і науково не обґрунтовані способи формування свердловинних зарядів ВР у рукавах; не розроблені наукові рекомендації щодо вибору раціональних типів ВР для заряджання обводнених свердловин зарядами в рукавах; не досліджені закономірності усадки ВР при їх водонасиченні; не встановлені можливі дефекти в зарядах у процесі заряджання свердловин; не розроблені і не обґрунтовані раціональні способи і засоби підготовки та ініціювання зарядів у рукавах при заряджанні обводнених свердловин; не розроблена спеціальна науково обґрунтована методика розрахунку параметрів свердловинних зарядів ВР у рукавах і рекомендації щодо практичного застосування технології заряджання обводнених свердловин зарядами в рукавах. Для задачі вибрані відповідні початкові умови: в початковий момент швидкість дорівнює нулю в обємі заряду, в зазорі і породі; тиск дорівнює початковому в обємі заряду і дорівнює нулю в зазорі і в породі; щільність середовища дорівнює щільності заряду в обємі заряду, щільності матеріалу зазору і щільності породи за межами зазору. Доведено, що наявність зазору навколо заряду приводить до збільшення радіуса зони руйнування на 17…23 % при повітряному і на 22…30 % при водному зазорі між зарядом і свердловиною порівняно з радіусом зони руйнування при відсутності зазору навколо заряду.