Обґрунтування параметрів вибухового способу зведення торкретбетонного кріплення при забезпеченні стійкості виробок - Автореферат

Мета роботи полягає в обґрунтуванні параметрів технології зведення торкретбетонного кріплення гірничих виробок вибуховим диспергуванням цементно-піщаної суміші з судин, що легко руйнуються, яка дозволить локально використовувати торкретбетон при зведенні чи ремонті кріплення в місцях, де традиційні способи застосовувати нераціонально. Для досягнення поставленої в роботі мети за методичну основу прийнятий комплексний підхід, що включає узагальнення результатів взаємодії продуктів детонації із цементно-піщаною суміщу, яка оточує заряд ВР, а також динаміки розльоту речовини з урахуванням сил інерції й аеродинамічного опору та її взаємодії зі стінками гірничої виробки, лабораторні й шахтні дослідження динаміки розльоту цементно-піщаної суміші, промислову апробацію параметрів вибухового способу зведення торкретбетонного кріплення, техніко-економічний аналіз його застосування. Основні наукові положення, що виносяться на захист: Дальність розльоту цементно-піщаної суміші під дією центрального вибуху від часу має експоненціальну залежність, показник ступеня якої є відносний час розширення продуктів детонації вибухової речовини, причому максимальна дальність розльоту цементно-піщаної суміші визначається фізико-хімічними властивостями вибухової речовини, що дозволяє визначити швидкісні та просторові параметри розльоту цементно-піщаної суміші. Однорідність цементно-піщаної суміші, яка необхідна для торкретування, залежить від просторових і швидкісних параметрів її розльоту під дією центрального вибуху і забезпечується при співвідношенні енергетичного критерію вибухової речовини, що розпорошує, та маси суміші, рівному не більш 9,2?108 кг?с-1/2?Дж3/2/кг суміші, причому найбільш оптимальна однорідність потоку цементно-піщаної суміші забезпечується на відстані 2…4 м від центра вибуху. Наукове значення роботи полягає в розкритті закономірностей динаміки розльоту цементно-піщаної суміші при центральному вибуху з урахуванням сил інерції та аеродинамічного опору, що дозволяє обґрунтувати ефективні параметри заряду та цементно-піщаної суміші для забезпечення якісного нанесення однорідного та міцного шару торкретбетонного кріплення.Відомий так само спосіб, при якому цементно-піщана суміш наноситься на поверхню виробки за допомогою енергії вибуху. Перевагами цього способу є використання тільки енергії вибуху, суміш наноситься на всю поверхню одночасно, процес протікає без присутності людей, суміш додатково ущільнюється, утворюючи більш міцний за своїми характеристиками матеріал. Для встановлення умов кількісного переходу будь-якої системи, що розпорошується, до порошкової, були проведені теоретичні дослідження, у результаті яких було встановлено, що закон формування дисперсної системи залежить тільки від кінцевого розміру часток дисперсної фази системи. Це означає, що закономірність розльоту оболонки з речовини А під дією центрального вибуху будь-якого заряду, буде така, як і оболонки з речовини Б, якщо відношення їхніх мас (сума мас окремих часток) буде дорівнювати відношенню поперечних розмірів окремих часток, а саме: Коефіцієнт пропорційності d2/d1 був позначений буквою “y”, і названий коефіцієнтом ранжування речовин за здатністю їх диспергування (за діаметром часток, що утворюються, крапель) під дією вибуху центрального заряду. Коли швидкість руху частки перевищує швидкість руху газу за сферичною ударною хвилею, рівняння руху має вигляд: Коли швидкість руху частки буде рівна чи більше швидкості руху сферичної ударної хвилі, рівняння руху має вигляд: Коли швидкість частки зменшується до швидкості звуку, режим дозвукового руху, описується рівнянням: Як видно з рівнянь (7) - (10) на процес розльоту не повязаних між собою часток впливають тільки розміри і маса часток.Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, у якій на основі вперше встановлених закономірностей динаміки розльоту цементно-піщаної суміші, в тому числі дальності розльоту та однорідності потоку, вирішена актуальна науково-технічна задача зведення торкретбетонного кріплення на поверхню обєкта, що закріплюється, за допомогою вибуху, яка має важливе значення для гірничо-видобувної промисловості України.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ